Current Projects

  • ATM Performance (SESAR JU)

    Le projet ATM performance, financé par la SESAR JU, consiste à modéliser les interdépendances existants entre les quatre groupes d'indicateurs de performances (KPA: Key Performance Areas) considérés par la Performance Review Unit: KPA efficacité du coût, KPA capacité, KPA efficacité du vol et KPA sécurité. L'objectif est ainsi d'identifier et quantifier ces interdépendances et de les inclure dans un modèle de performance de la gestion du trafic aérien européen.


    Consortium: EADS IW, ENAC, ALG


  • ATOMIC: Optimisation du trafic aérien via des méthodes mixtes (discretes-continus) (ANR)

    La programmation nonlinéaire mixte en nombres entiers (MINLP pour Mixed-Integer Nonlinear Programming) traite des problèmes d'optimisation le plus généraux, impliquant à la fois les variables continues et discrètes et des contraintes non linéaires. Ce sont parmi les problèmes d'optimisation les plus difficiles, résultant dans d'innombrables applications dans des divers domaines. Alors que la recherche sur l'optimisation linéaire en variables mixtes est assez avancée, MINLP est considéré comme un domaine émergent qui est susceptible de croître dans les années à venir. Etant les modèles MINLP en général très difficile à résoudre, il est necessaire exploiter leurs propriétés et développer des techniques de résolution spécifiques visant à réduire l'effort de calcul.

    Le projet ATOMIC est dans le cadre de ce thème de recherche, avec le but de contribuer à l'avancement sur la modélisation des problèmes réelles intéressants et sur le développement des méthodes efficaces pour leur solution. De nombreux problèmes qui se posent dans la gestion du trafic aérien (ATM pour Air Trafic Management) constituent des sujets de recherche intéressants en particulier pour la recherche opérationnelle et l'optimisation et conduisent naturellement à des modèles MINLP.
    Le trafic aérien participe au dynamisme économique et social de notre société, et sa gestion efficace a évidemment un impact important sur la vie sociale, économique, environnementale et industrielle. Dans ce cadre, des problèmes ATM doivent être abordés de toute urgence afin d'assurer un niveau plus élevé d'automatisation dans l'ATM et par conséquent plus d'efficacité et de sécurité. Les problèmes qui nous intéressent concernent les conflits aériens, qui surviennent lorsque deux avions sont trop proches l'un de l'autre sur leur trajectoire.

    La modélisation fondée sur la programmation non linéaire mixte en nombres entiers semble être le candidat naturel pour les problèmes abordés en ATM. En effet le besoin de modéliser des choix logiques suggère la présence de variables mixtes (continues-entières) en même temps que des contraintes non linéaires proviennent de la modélisation des conditions de séparation.
    Actuellement, les algorithmes de résolution sont principalement fondés sur des approches évolutionnaires. Bien que ces méthodes soient efficaces en termes de temps de calcul, l'optimalité globale et même la réalisabilité d'une solution n'est pas garantie.
    Les progrès récents en programmation linéaire et non linéaire mixte en nombres entiers ouvrent des nouvelles perspectives qui faisaient défaut dans les précédentes recherches sur la déconfliction et peuvent avoir un impact important pour sa résolution efficace.

    L'objectif du présent projet est donc d'exploiter pleinement l'optimisation mixte en nombres entiers afin de proposer des nouvelles modélisations et de nouvelles résolutions efficaces. L'optimisation sera effectuée selon deux stratégies spécifiques. Des méthodes déterministes de type séparation et évaluation (BB, pour Branch-and-Bound) et leurs variantes spatiale et par intervalles seront principalement prises en considération, en explorant les stratégies qui peuvent avoir un impact sur l'efficacité de l'algorithme. Pour faire face à la difficulté du problème, d'autres stratégies seront également explorées, où la garantie d'optimalité est abandonné en échange de l'efficacité du temps de calcul. Plus précisément, nous allons étudier l'hybridation des techniques de programmation mathématique et de (méta)-heuristiques, dans le contexte des "matheuristiques". A partir des résultats obtenus pour l'application considérée, nous chercherons à identifier des classes plus générales des problèmes MINLP à lequelles les techniques développées peuvent être appliquées.

    Les résultats attendus du projet sont de nouveaux modèles mathématiques issus de la MINLP et de nouvelles méthodes d'optimisation efficaces, ainsi qu'une bibliothèque logicielle implémentant les algorithmes proposés.


  • ACF: Airport Capacity Forecast  (SESAR WPE)

    Le projet ACF vise à fournir aux différents acteurs de l'activité aéroportuaire, des informations prévisionnelles sur les capacités aéroportuaires afin d'optimiser l'utilisation des ressources. Le projet ACF traitera des données aéroportuaires sol et air et fournira des prédictions de la capacité de l'aéroport pour une certaine période à venir. Typiquement, ACF vise un horizon de temps compris entre une heure et deux jours ce qui permettra d'apporter une précision suffisante pour améliorer la qualité de la coordination et de la planification.


    Consortium: NLR, ENAC, GESAC


  • Metropolis

    Le projet Metropolis consiste en l'étude d'un concept radicalement nouveau mettant en jeu l'utilisation de vehicules aérien assurant le transport de passagers entre les villes ou bien au centre même d'une ville. Ces véhicules seront personnels, controlés semi-automatiquement et leur utilisation doit réduire sensiblement les problèmes de congestion du transport urbain. Très vite, les scénarios laissent apparaitre des problèmes bien connus dans le domaine de la gestion du trafic aérien (ATM): complexité de la circulation, densité de trafic, conception de l'espace aérien...
    L'équipe du MAIAA apporte dans ce projet son expertise de la gestion du trafic aérien (ATM) en étudiant, en particulier, la complexité du trafic généré par ce genre de véhicules.


    Consortium: ENAC


  • Traffic Complexity Metrics (SESAR 4.7.1)
     

  • Dynamic Airspace Design(Eurocontrol)