Optimal Design of SIDs/STARs in Terminal Maneuvering Area

Résumé : Cette thèse propose une méthodologie d'optimisation des routes de départ et d'arrivée dans une zone terminale autour d'un aéroport. La conception de ces routes prend en compte la configuration et l'environnement autour de l'aéroport, et les différentes contraintes sous-jacentes, notamment l'évitement des obstacles et la séparation des routes. Nous proposons une formulation mathématique conduisant à un problème d'optimisation combinatoire. Les obstacles sont modélisés par des cylindres, et une route est modélisée en 3D par deux éléments: une courbe dans le plan horizontal, formée par une succession d'arcs de cercles et de segments, et un cône associé dans le plan vertical, contenant tous les profils de montée (ou de descente) des vols sur cette route. Pour la résolution du problème, nous procédons en deux étapes. Nous considérons dans un premier temps la conception d'une seule route de longueur minimale évitant les obstacles, en utilisant une méthode de Branch and Bound (B&B). Les stratégies de branchement sont liées aux manières d'éviter des obstacles (contournement dans le sens horaire ou anti-horaire, ou imposition d'un palier sous un obstacle). Dans un deuxième temps, nous nous intéressons à la conception de plusieurs routes par deux approches différentes. Dans la première approche, nous construisons les routes séquentiellement suivant un ordre fixé à l'avance. Chaque route est initialement construite à l'aide de la méthode de B&B, définie précédemment. Ensuite, les zones de conflit (zones où les routes ne sont pas séparées) sont enveloppées par des obstacles fictifs cylindriques, qui sont évités à nouveau à l'aide de B&B. Dans la deuxième approche, une méthode de recuit simulé est utilisée pour construire les routes simultanément. Des obstacles fictifs cylindriques sont aussi introduits, et évités suivant des stratégies sélectionnées aléatoirement dans la méthode de recuit simulé. Les approches proposées sont validées sur un ensemble de problèmes tests générés artificiellement et sur des problèmes correspondants à des zones terminales existantes (Paris Roissy et Zurich).
Type de document :
Thèse
Optimization and Control [math.OC]. Universite Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier), 2017. English
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Contributeur : Laurence Porte <>
Soumis le : jeudi 4 mai 2017 - 11:47:53
Dernière modification le : mercredi 21 juin 2017 - 23:42:18

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Jun Zhou. Optimal Design of SIDs/STARs in Terminal Maneuvering Area. Optimization and Control [math.OC]. Universite Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier), 2017. English. <tel-01518129>

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