Légende : vol (3 possibilités d’affectation)

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Légende : vol (3 possibilités d’affectation) : possibilité d’affectation d’un niveau à un vol : niveau affecté à un vol : conflit potentiel rejeté : conflit potentiel retenu dans la solution Programmation et évaluation d’algorithmes d’affectation des niveaux de vol 0 100 200 300 400 500 600 700 800 C oût (en m illions) RFL MinR F L MinMaxR F L MinMaxR F L + rec herc he loc ale CoutConflitM ax MinMaxParam s Am eliorationImm ediate AmeliorationSecondaire R echerche Tabou (étendu) R echerche Tabou (restreint) RecuitSimulé R echerche G énétique H ybride INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE SUR LES TRANSPORTS ET LEUR SECURITE Nicolas GADENNE Problème de la gestion du trafic aérien Partie 1 : Algorithmes d’optimisation des niveaux de vol Partie 2 : Amélioration du logiciel Indicateurs Complexité du problème réel : ● Problème NP- difficile ● 25000 sommets ● 2 millions d’arêtes ● 10 12000 solutions 285 736 215 279 455 653 278 590 137 276 719 253 273 303 837 271 258 666 260 265 270 275 280 285 290 C oût (en m illions) Conclusion Réseau aérien sur l’Europe : ● 1000 secteurs aériens ● 10000 balises ● 2700 aéroports Trafic aérien sur l’Europe : ● environ 25000 vols par jour ● Croissance de 4% par an Réseau des balises et des routes aériennes dans le sud-est de la France Fenêtre principale du simulateur L’objectif de l’équipe « trafic aérien » du laboratoire LICIT est de prévoir, planifier, réguler, et simuler le trafic aérien pour permettre l’accroissement de capacité de l’espace aérien. ● Simule une journée de trafic aérien sur l’Europe à partir d’archives de plans de vol réels déposés à la CFMU ● Permet de tester les méthodes de régulation et d’optimisation mises au point au LICIT Le simulateur Optimisation des niveaux de vol Remarque: ● Problème NP-Difficile de grande dimension : aucun moyen de connaître la valeur de la solution optimale Le logiciel Indicateurs sera utilisé pour : ● Détecter les problèmes dans le fonctionnement du simulateur ● Obtenir des données statistiques sur le trafic aérien en Europe ● Mesurer l’efficacité des méthodes d’optimisation Apports techniques : ● Algorithmes d’optimisation combinatoire ● Programmation C++ (particulièrement la librairie STL) VCL de C++ Builder Fenêtre principale du logiciel Indicateurs Fenêtre des statistiques globales Ce logiciel extrait les informations utiles des fichiers de sortie du simulateur : ● Durée des vols ● Consommation de carburant ● Distance parcourue ● Niveau de vol ● etc... Travail effectué : ● Reprise de l’ancienne version et amélioration (structure du programme, interface) ● Ajout de nouvelles fonctionnalités (histogrammes dynamiques, calcul des conflits, sauvegarde/chargement, comparaison de deux solutions, etc) ● Vérification de la validité des indicateurs (données affichées) Performance des algorithmes Algorithmes développés : ● Algorithmes gloutons ● Algorithmes arborescents ● Recherches locales par descente ● Méthode Tabou ● Recuit Simulé ● Partitionnement ● Algorithme génétique hybride Apports personnels : ● Première expérience professionnelle informatique ● Découverte du milieu de la recherche Stage effectué au LICIT (Laboratoire d’Ingénierie Circulation Transports), unité mixte INRETS / ENTPE (25 avenue François Mitterrand, 69675 BRON) par Nicolas Gadenne ([email protected]), sous la direction de Rémy Fondacci ([email protected]) et Sophie Constans ([email protected]) Modélisation du problème par un graphe L’objectif est d’affecter à chaque vol survolant l’Europe pendant une journée un niveau de croisière, de façon à minimiser le nombre de conflits potentiels ; deux avions étant en conflit potentiel lorsque leurs trajectoires prévues ne respectent pas les distances minimales de séparation. Septembre 2004 - Février 2005

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INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE SUR LES TRANSPORTS ET LEUR SECURITE. Nicolas G ADENNE. Programmation et évaluation d’algorithmes d’affectation des niveaux de vol. Problème de la gestion du trafic aérien. Trafic aérien sur l’Europe : environ 25000 vols par jour Croissance de 4% par an. - PowerPoint PPT Presentation

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Légende

: vol (3 possibilités d’affectation)

: possibilité d’affectation d’un

niveau à un vol

: niveau affecté à un vol

: conflit potentiel rejeté

: conflit potentiel retenu dans la

solution

Programmation et évaluation d’algorithmes d’affectation des niveaux de vol

0

100

200

300

400

500

600

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800

Coût (en millions)

RFLMinRFLMinMaxRFLMinMaxRFL + recherche localeCoutConflitMaxMinMaxParamsAmeliorationImmediateAmeliorationSecondaireRecherche Tabou (étendu)Recherche Tabou (restreint)Recuit SimuléRecherche Génétique Hybride

INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE SUR LES TRANSPORTS ET LEUR SECURITE

Nicolas GADENNE

Problème de la gestion du trafic aérien

Partie 1 : Algorithmes d’optimisation des niveaux de vol

Partie 2 : Amélioration du logiciel Indicateurs

Complexité du problème réel :

● Problème NP-difficile

● 25000 sommets

● 2 millions d’arêtes

● 1012000 solutions

285

736

215

279

455

653

278

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260

265

270

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280

285

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Coût (en millions)

Conclusion

Réseau aérien sur l’Europe :

● 1000 secteurs aériens

● 10000 balises

● 2700 aéroports

Trafic aérien sur l’Europe :

● environ 25000 vols par jour

● Croissance de 4% par an

Réseau des balises et des routes aériennes dans le sud-est de la France

Fenêtre principale du simulateur

L’objectif de l’équipe « trafic aérien » du laboratoire LICIT est de

prévoir, planifier, réguler, et simuler le trafic aérien pour permettre

l’accroissement de capacité de l’espace aérien.

● Simule une journée de trafic aérien sur l’Europe à

partir d’archives de plans de vol réels déposés à la

CFMU

● Permet de tester les méthodes de régulation et

d’optimisation mises au point au LICIT

Le simulateurOptimisation des niveaux de vol

Remarque:

● Problème NP-Difficile de grande

dimension : aucun moyen de connaître la

valeur de la solution optimale

Le logiciel Indicateurs sera utilisé pour :

● Détecter les problèmes dans le fonctionnement du simulateur

● Obtenir des données statistiques sur le trafic aérien en Europe

● Mesurer l’efficacité des méthodes d’optimisation

Apports techniques :

● Algorithmes d’optimisation

combinatoire

● Programmation C++

(particulièrement la librairie STL)

● VCL de C++ Builder

Fenêtre principale du logiciel Indicateurs

Fenêtre des statistiques globales

Ce logiciel extrait les

informations utiles des fichiers

de sortie du simulateur :

● Durée des vols

● Consommation de carburant

● Distance parcourue

● Niveau de vol

● etc...

Travail effectué :

● Reprise de l’ancienne version et amélioration

(structure du programme, interface)

● Ajout de nouvelles fonctionnalités (histogrammes

dynamiques, calcul des conflits, sauvegarde/chargement,

comparaison de deux solutions, etc)

● Vérification de la validité des indicateurs (données

affichées)

Performance des algorithmes

Algorithmes développés :

● Algorithmes gloutons

● Algorithmes arborescents

● Recherches locales par descente

● Méthode Tabou

● Recuit Simulé

● Partitionnement

● Algorithme génétique hybride

Apports personnels :

● Première expérience

professionnelle informatique

● Découverte du milieu de la

recherche

Stage effectué au LICIT (Laboratoire d’Ingénierie Circulation Transports), unité mixte INRETS / ENTPE (25 avenue François Mitterrand, 69675 BRON) par Nicolas Gadenne ([email protected]), sous la direction de Rémy Fondacci ([email protected]) et Sophie Constans ([email protected])

Modélisation du problème par un graphe

L’objectif est d’affecter à chaque vol survolant l’Europe pendant une

journée un niveau de croisière, de façon à minimiser le nombre de conflits

potentiels ; deux avions étant en conflit potentiel lorsque leurs trajectoires

prévues ne respectent pas les distances minimales de séparation.

Septembre 2004 - Février 2005