Métaheuristiques hybrides d'optimisation d'atterrissage d'avions multipistes

par Mohamed Baccouche

Thèse de doctorat en Génie informatique. Automatique

Sous la direction de Abdellatif Benabdelhafid et de Jaouad Boukachour.

Soutenue en 2007

à Le Havre .

mots clés

• Atterrissage des avions
• Recherche taboue
• Ordonnancement
• Optimisation combinatoire
• Algorithmes génétiques
• Planification -- Informatique
• Plan d'expérience
• Systèmes d'aide à la décision
• Complexité de calcul (informatique)
• Heuristique

Résumé

Nous avons étudié dans cette thèse un problème complexe, mixte d'ordonnancement des avions et d'affectation des pistes, le problème d'atterrissage des avions. La complexité de ce problème d'optimisation résulte de son aspect combinatoire (taille de problème), de la forte interdépendance des fonctions (affectation et ordonnancement), des contraintes et des perturbations. Les capacités d'atterrissage des aéroports constituent de véritables goulots d'étranglement qui ne permettent pas de répondre à une augmentation du trafic aérien. Les plate-formes les plus importantes sont déjà au maximum de leur capacité et seule une optimisation accrue des séquences d'atterrissage permettra de faire face. Nous avons développé et testé différentes approches hybride basées sur des techniques métaheuristiques comme les algorithmes génétiques et la recherche taboue et des méthodes exactes. Nous avons comparé les différentes approches avec un large choix des paramètres, analysé la complexité de calcul et les performances et évalué les meilleures solutions trouvées. Nous avons utilisé la méthode des plans d'expériences pour optimiser le choix des paramètres des algorithmes développés.

Titre traduit

Hybrid Metaheuristics for Optimization of Multiple Runways Aircraft Landing Problem

Résumé

We studied in this thesis a complex problem, mixed aircraft scheduling and runway assignment, the Aircraft landing Problem. The complexity of this optimization problem is the result of its combinatorial aspects (problems size), of the strong interdependence between functions (assignment and scheduling), constraints and perturbations. Airport landing capacities constitute genuine bottlenecks, making it impossible to respond to an increase in air traffic. The largest airports are already operating at maximum capacity and only increased optimization of the landing sequences will make it possible to cope. We developed and tested different hybrid approaches based on metaheuristics techniques such as evolutionary algorithms and taboo search and on exact methods. We have compared different approaches with a large choice of parameters, analyzed computational complexity and performances and discussed the best values. We used the experience plans method in order to optimize the choice of parameters of developed algorithms.