Approche modulaire pour la planification continue : application à la conduite des systèmes de culture

par Mahuna Akplogan

Thèse de doctorat en Intelligence artificielle

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la conception des systèmes complexes autonomes opérant dans un environnement dynamique et incertain. Nous expliquons que la conduite des systèmes de culture d'une exploitation agricole est un problème multi-échelles spatiales et temporelles. La structure de l'exploitation étant fixée, elle intègre trois types de décision qui sont: l'allocation des cultures (à long terme), choix du mode de conduite des cultures, les itinéraires technique (à moyen terme) et l'ordonnancement des opérations agricoles journalières (à court terme). Ces problèmes de décision étant de nature différente, nous avons développé pour chacun d'eux des méthodes de planification spécifiques. Nous proposons d'aborder l'allocation des cultures comme un problème de satisfaction de contraintes pondérées où l'utilité de l'allocation est évaluée par une fonction de coût globale. Les modes de conduite des cultures étant prédéfinis, nous utilisons une approche de planification temporelle et hiérarchique dans laquelle l'heuristique de décomposition est une fonction globale permettant ainsi, de prendre en compte les interdépendances entre les effets de chaque mode de conduite. Enfin, l'approche que nous proposons pour l'ordonnancement des opérations agricoles est basée sur un modèle de programmation linéaire. Pour appréhender ces différents problèmes de décision, nous proposons une architecture systémique nommée "Safihr". Celle-ci est capable de prendre en compte l'entrelacement en ligne de plusieurs planificateurs spécifiques. Cette architecture repose sur le cadre des systèmes à événements discrets (DEVS). L'agent agriculteur est vu comme un système hiérarchique, dynamique et distribué en interaction avec son environnement physique. Chacun des planificateurs est vu comme un système de contrôle indépendant. "Safihr" intègre les mécanismes permettant de faire coopérer différents planificateurs au sein d'un même système.

  • Titre traduit

    Modular approach for continuous planning : application to cropping systems management


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In this work, we address the challenge of the development of autonomous complex systems operating in a dynamic and uncertain environment. We only consider a farm with a cropping system and a determined structure. We explain that decision-making in farming systems is a complex issue in which decisions are joined up, through various spatial and scales. These decisions are usually grouped in three classes: strategic, tactical and operational decisions. Strategic decisions are long-term planning problems in which, knowing biophysical and structural constraints, crops are assigned to plots over a fixed horizon. Tactical decisions are mid-term planning problems in which, knowing crops to be grown, a crop management systems is assigned to each pair of plot and crop. Finally, operational decisions are short-term scheduling problems that could be summarized as scheduling daily farm operations to timely control crop production processes. Considering, the inherent feature of these decision-making problems, we developed for each of them a specific planning technique. Strategic decisions are address as a Weighted Constraint Satisfaction Problem in which the relevance of crops allocation is assessed by a global objective function. Tactical decisions are address as hierarchical and temporal planning problems, based on Hierarchical Tasks Networks and Simple Temporal Network. We introduced a new decomposition heuristic into HTN framework which enables to take into account the interdependence between crops production techniques. Finally, we proposed to tackle operational decisions by using linear programming techniques. To interleave these decision-making problems, we introduce a new modular architecture call Safihr "Simulation based Architecture For Interleaving Heterogeneous decisions in Real world problems". The proposed architecture is a model-based approach relying on Discrete EVent System specification formalism.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (272 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 259-272

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2013 TOU3 0308
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