Optimisation des tournées d'inspection des voies ferroviaires

• Auteur / Autrice : Sébastien Lannez
• Direction : Christian Artigues
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes industriels
• Date : Soutenance le 25/11/2010
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (Toulouse ; 1968-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Semet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Artigues, Jean Damay, Dominique Feillet, Michel Gendreau, François Vanderbeck
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Dejax, Christian Prins

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relaxation, Méthodes de (mathématiques)

Heuristique

Optimisation combinatoire

Mots clés libres

Optimisation combinatoire

Optimisation industrielle

Génération de colonnes

Génération de coupes

Heuristique

Algorithmique parallèle

Combinatorial optimization

Large scale optimization

Columns generation

Cuts generation

Heuristic

Parallel algorithm

Résumé

La SNCF utilise plusieurs engins spécialisés pour ausculter les fissures internes du rail. La fréquence d’auscultation de chaque rail est fonction du tonnage cumulé qui passe dessus. La programmation des engins d’auscultations ultrasonores est aujourd’hui décentralisée. Dans le cadre d’une étude de réorganisation, la SNCF souhaite étudier la faisabilité de l’optimisation de certaines tournées d’inspection. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, l’optimisation de la programmation des engins d’auscultation à ultrasons est étudiée.Une modélisation mathématique sous forme de problème de tournées sur arcs généralisant plusieurs problèmes académiques est proposées. Une méthode de résolution exacte, appliquant la décomposition de Benders, est détaillée. À partir de cette approche, une heuristique de génération de colonnes et de contraintes est présentée et analysée numériquement sur des données réelles de 2009. Enfin, un logiciel industriel développé autour de cette approche est présenté

SNCF is using specialised rolling stock units to inspect internal defects in rails. Rail’s inspection frequency is defined by the cumulative weight of the trains which are going through. In2009, the scheduling of these train units is decentralised. SNCF is studying the centralisation of this process. In this Ph.D. thesis, a new problem, the Railroad Track Inspection SchedulingProblem is studied.A mathematical formulation, based on the generalization of classical arc routing models,is proposed. An exact solving approach, based on Benders’ decomposition scheme, is detailed.From this approach, a column and cut generation heuristic is developed, implemented, andtested on real datasets for 2009. The industrial software developed around this heuristic is presented.