Analyse, représentation et optimisation de la circulation des avions sur une plate-forme aéroportuaire

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1 N orre : THESE Préprée Lbortore Anlyse et Archtectre es Systèmes CNRS présentée por obtenr LE TITRE DE DOCTEUR DE L INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École octorle : Systèmes Spéclté : Systèmes Instrels Pr M. STOICA Drgoş Constntn Ingéner e l Unversté Polytechnqe e Bcrest Anlyse représentton et optmston e l crclton es vons sr ne plte-forme éroportre Sotene le 10/1/004 evnt le ry composé e : M. FLOQUET Pscl Présent M. MORA-CAMINO Félx Drecter e thèse M. ACHAÏBOU Abelkrm Corecter e thèse M. MARÍN GRACIA Ángel Rpporter M. GUALDA Ncol Fres Rpporter M. DE COLIGNY Mrc Membre M. DONCESCU Anre Membre nvté M. NGUYEN V Dong Membre nvté

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3 Remercements Les trvx présentés ns ce mémore ont été menés Lbortore Anlyse et Archtectre e Systèmes e CNRS et ns le cre Déprtement Trnsport Aéren e l ENAC. Je remerce Mme Lose Trves-Mssyès por m vor ccell ns l éqpe e recherche DISCO LAAS-CNRS. Cette thèse été spportée fnncèrement pr l ENAC et l Unversté Tolose II Le Mrl. Je vors exprmer mes slttons les melleres Monser Jen Bresson e l ENAC et Monser Mrc De Colgny e l Unversté Tolose II. Je vors remercer Monser Roln Morncho Présent e l Insttt Ntonl Polytechnqe e Tolose por son soten pennt tote l rée e m thèse et por s compréhenson. Je remerce Monser Gl Ncol Fres et Monser Ángel Mrín Grc vor ccepté nlyser ce trvl en tnt qe rpporters por ler consels lers remrqes constrctves et por lers nctons. Je remerce Monser Pscl Floqet vor ccepté e ger cette thèse et e préser le ry e thèse. Je vors remercer les membres ry : Monser Mrc De Colgny Monser Anre Doncesc et Monser Ngyen V Dong. Un grn merc por Monser Achïbo Abelkrm le corecter e cette thèse por le soten cémqe et morl pennt tote cette péroe. Je remerce Monser Félx Mor-Cmno e m vor ms à sposton les moyens technqes et hmns Lbortore Atomtqe e l ENAC por ses ées por les encorgements et le soten morl constnt pennt cette péroe et vor rgée cette thèse. Je vors exprmer m grtte envers tot mes professers q m ont ft confnce et espère qe l botssement e cette thèse récompense ne prte e ler trvl. Je vors remercer prtclèrement Monser R Brlc por vor gé mes ps vers l éte et l scence. Un grn merc por mon épose Anc por son soten morl et por s ptence pennt tote cette péroe. Sns obler tot mes ms q m ont encorge et soten sq bot.

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5 à m fmlle

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7 Tble e mtères INTRODUCTION GENERALE PARTIE 1 ELEMENTS GENERAUX ET PROBLEMATIQUE CHAPITRE I LES OBJECTIFS GENERAUX DE GESTION DU TRAFIC DES AVIONS AU SOL I.1 INTRODUCTION I. LES ACTEURS DU TRAFIC AEROPORTUAIRE I.3 LES BESOINS DES UTILISATEURS... 1 I.4 LES SYSTEMES MIS EN ŒUVRE... I.4.1 L foncton Srvellnce... 3 I.4. Le Plnnng opértonnel... 3 I.4.3 Le Rotge... 4 I.5 LA NORMALISATION... 4 I.6 ELEMENTS SUR LES SYSTEMES AVANCES DE GESTION ET CONTROLE DU TRAFIC AU SOL (A- SMGCS)... 6 I.6.1 Lers obectfs... 6 I.6. Les prncples fonctons A-SMGCS... 6 I.6.3 L clssfcton es besons tomtston e l geston e trfc sol... 8 I.6.4 Les éléments système... 9 I.6.5 Les ffcltés e l mse en œvre et l mpct opértonnel tten I.7 LA SITUATION ACTUELLE I.8 CONCLUSION CHAPITRE II L ORGANISATION PHYSIQUE DE L AEROPORT ET LA CIRCULATION AU SOL II.1 INTRODUCTION

8 Tble e mtères II. L ORGANISATION GENERALE D UNE PLATE-FORME AEROPORTUAIRE II.3 LES AIRES DE STATIONNEMENT II.4 LES AIRES DE TRAFIC (APRONS) II.5 LES VOIES DE CIRCULATION II.6 LES PISTES II.7 LES SORTIES DE PISTES ET LES AIRES DE STOCKAGE II.8 CONCLUSION CHAPITRE III LE CADRE OPERATIONNEL DU TRAFIC SOL III.1 INTRODUCTION III. CONSIDERATIONS GENERALES III.3 LES SYSTEMES DE SIGNALISATION III.4 LES SYSTEMES DE LOCALISATION III.5 LES SYSTEMES DE COMMUNICATION III.6 PROBLEMES OPERATIONNELS DE LA CIRCULATION AU SOL DES AVIONS III.6.1 Problèmes lés à l météorologe III.6. Les problèmes lés x performnces es vons III.7 L ENJEU DU CONTROLE DE TRAFIC AVION AU SOL III.8 EXEMPLE D ORGANISATION DU POSTE DE CONTROLE DU TRAFIC AU SOL III.8.1 Les fférentes fonctons ssocées contrôle trfc sol III.8. Les bnes e progresson III.9 CONCLUSION PARTIE LA CAPACITE AEROPORTUAIRE ET LA CIRCULATION AU SOL CHAPITRE IV LA CAPACITE AEROPORTUAIRE IV.1 INTRODUCTION IV. LE SYSTEME AEROPORTUAIRE ET SA CAPACITE

9 IV.3 LES FACTEURS INFLUANT SUR LA CAPACITE IV.3.1 L cpcté es sos systèmes IV.4 PREMIERS MODELES DE LA CAPACITE D UN SYSTEME DE PISTES IV.5 EVALUATION STATISTIQUE DE LA CAPACITE AEROPORTUAIRE IV.5.1 Une pproche sttstqe globle IV.5. Crtqe e l pproche précéente IV.5.3 Prse en compte e l étt occpton e l plte-forme éroportre IV.6 CONCLUSION CHAPITRE V LES MODELES D EVALUATION DE LA CAPACITE AEROPORTUAIRE V.1 INTRODUCTION V. UN MODELE THEORIQUE DE LA CAPACITE ASSOCIEE AUX PISTES V..1 Prncpes retens pr le moèle ASAC V.. Trtement es flx ns le moèle ASAC V..3 Clcl e l cpcté pr ASAC V..4 Anlyse moèle ASAC V.3 EVALUATION DE LA CAPACITE PAR LA SIMULATION V.3.1 Approches mcroscopqes V.3. Approches mcroscopqes V.3.3 Approches mésoscopqes V.4 EVALUATION DE LA CAPACITE PAR L OPTIMISATION V.4.1 Le prncpe ms en œvre V.4. Exemple pproche optmston V.5 CONCLUSION CHAPITRE VI PROPOSITION D UNE APPROCHE GLOBALE D EVALUATION DE LA CAPACITE AEROPORTUAIRE VI.1 INTRODUCTION VI. MODELISATION DU SYSTEME DE CIRCULATION VI..1 Les prncples hypothèses moèle VI.. Représentton es voes e crclton VI..3 Représentton es flx e trfc VI.3 EVALUATION DE LA CAPACITE THEORIQUE

10 Tble e mtères VI.4 EVALUATION DE LA CAPACITE OPERATIONNELLE... 1 VI.4.1 Evlton es retrs VI.4. Formlton problème optmston e l crclton es flx VI.4.3 Une pproche évlton e l cpcté prtqe VI.4.4 Résltts nmérqes VI.5 CONCLUSION ET PERSPECTIVES PARTIE 3 LA GESTION DU TRAFIC AU SOL CHAPITRE VII LES PROBLEMES DECISIONNELS POUR LA GESTION DU TRAFIC AU SOL VII.1 INTRODUCTION VII. ANALYSE DE LA FONCTION DE GESTION DU TRAFIC AVION AU SOL VII.3 LA GESTION DES ARRIVEES (PROBLEME G0) VII.3.1 Cs ne sele pste tterrssge VII.3. Cs e plsers pstes tterrssge VII.4 LA GESTION DES POSTES DE STATIONNEMENT (PROBLEME G1) VII.4.1 Approche pr l progrmmton mthémtqe VII.4. Approches pr les systèmes à bse e règles VII.5 LE CHOIX DES CHEMINEMENTS (PROBLEME G ET G5) VII.5.1 Chox népennt es chemnements VII.5. Chox cooronné e chemnements VII.6 CONCLUSION CHAPITRE VIII UNE APPROCHE ADAPTATIVE POUR LA GESTION DE MOUVEMENTS AU SOL DES AVIONS VIII.1 INTRODUCTION VIII. APPROCHE DE RESOLUTION DIRECTE PAR LA PROGRAMMATION MATHEMATIQUE VIII..1 L moélston retene VIII.. Le problème optmston proposé

11 VIII..3 Résltts et nlyse VIII.3 QUELQUES ELEMENTS DE REFLEXION VIII.4 UNE NOUVELLE APPROCHE POUR LA GESTION DES MOUVEMENTS AU SOL DES AVIONS VIII.4.1 Sélecton es rotes possbles VIII.4. Evlton es coûts ssocés x fférentes rotes VIII.4.3 Approche opértonnelle e résolton problème et éfnton es tnérres VIII.4.4 Résltts nmérqes VIII.5 CONCLUSION CONCLUSION GENERALE ANNEXES A UN ALGORITHME POLYNOMIAL POUR LES PROBLEME DE FLOT A COUT MINIMUM AVEC DES COUTS QUADRATIQUES [MINOUX 1984] B AIRPORT GROUND MOUVEMENT SIMULATOR (AGMS) : UN OUTIL POUR LA SIMULATION DES MOUVEMENTS DES AVIONS AU SOL INTRODUCTION GENERALITES SUR LE PROGRAMME APPLICATION A L AEROPORT DE DAKAR CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE

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13 Introcton Générle

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15 Introcton Générle Le trnsport éren oe n rôle mer ns le éveloppement économqe globlsé qe connît ctellement le mone. A cors es prochnes écennes le trfc éren monl s l ccompgne l tennce ctelle porrt obler. Les strctres ctelles opérton et e contrôle trfc éren ne sont ps en mesre e fre fce à cette crossnce. Les lmtes e cpcté ss ben por les flx e trfc éren qe por les ctvtés éroportres sont éà presqe ttentes en Erope x Etts-Uns et Jpon. De nombrex éroports ns le mone sont bor e l strton et le monre ncent pet se trre pr ne stton chotqe fortement pénlsnte por tos les cters trnsport éren. L éroport e Prs Rossy Chrles e Glle est n bon exemple e plte-forme fonctonnnt à l lmte e s cpcté. Deps s créton en 1974 sq à or h le trfc y été mltplé pr 13 et l crossnce y est ctellement estmée à 5% pr n. Cette strton à venr s elle n est ps évtée r mportnts mpcts sr l sécrté l'effccté l ponctlté et l flté es opértons e trnsport éren et r onc es conséqences économqes notbles. Les tortés ont éà nté eps pls ne écenne es progrmmes étes et e recherche por mélorer les contons écolement es flx e trfc. Les thèmes borés en premer le ont concerné le trfc éren : l nvgton pr stellte l récton es séprtons les commnctons pr len e onnées (t-lnk) q ont e por mbton 'gmenter sensblement l cpcté système e contrôle trfc éren. Deps plsers nnées les tortés s'ntéressent e pls en pls x problèmes lés à l mélorton trfc es vons sol. En effet cel-c est even l n es prncpx fcters lmtnt l cpcté es plte-formes éroportres. On se ren compte or'h qe l ccommoton es flx e trfc à venr ne ser possble qe s l'on pren rectement en compte le problème e l'mélorton sensble es contons trfc sol. N'oblons ps qe por les compgnes érennes et les pssgers le vol commence et se termne sr les voes e crclton e l éroport. 13

16 L obectf prncpl e cette thèse vse à contrber sr le pln méthoologqe à l mélorton es technqes e geston trfc es vons sr les plte-formes éroportres ss ben sr le moyen-long terme qe sr le cort terme. Ce mémore est vsé en tros grnes prtes : L premère prte présente les éléments générx concernnt les plte-formes éroportres et l opérton es flx e trfc es vons sol. Elle permet e précser l problémtqe borée et e présenter les novex concepts éveloppés pr les tortés trfc éren por y fre fce. Elle compren tros chptres : o Le chptre I présente les obectfs générx e geston trfc es vons sol en précse les cters et les systèmes ctellement éveloppés à cet effet. o Le chptre II pporte ne escrpton physqe es nfrstrctres éroportres ntergssnt vec le trfc es vons sol. o Le chptre III présente le cre opértonnel ctel e l geston trfc es vons sol. L exème prte bore le problème e l évlton e l cpcté éroportre elle se plce onc nve mensonnement o re-mensonnement es nstlltons éroportres. L obectf c est ntrore ns cette nlyse e cpcté l effet e l orgnston es voes e crclton et trfc es vons sol q y crclent. o Ans chptre IV l noton e cpcté éroportre est bor éfne le concept restrctf e cpcté ssocé trtonnellement système e pstes y est éten à l ensemble e l plte-forme éroportre. o Le chptre V présente n étt e l rt sr l ensemble es moèles évlton e l cpcté éroportre (moèles nlytqes moèles e smlton et moèles optmston). Les fférentes moèles sont évlés en foncton e fférents crtères et notmment les possbltés q ls offrent e tenr compte es contons trfc es vons sol por évler l cpcté. o Le chptre VI propose ne pproche optmston q permet non selement évler l cpcté théorqe e l plte-forme éroportre ms ss s cpcté prtqe. A cet effet ne novelle moélston mcroscopqe ms strctrée es flx e trfc est proposée et ssocée à es technqes nmérqes optmston e complexté cceptble. 14

17 Introcton Générle L trosème prte bore l ensemble es problèmes e geston trfc es vons sol sr le cort terme. L obectf c est e évelopper n système e à l écson estné à seconer les contrôlers e trfc ns lers ctvtés e geston. o Le chptre VII près vor rélsé ne nlyse es fférents problèmes e écson ssocés à l geston trfc es vons sol présente por plsers e ces problèmes ne nlyse es pproches e résolton proposées ns l lttértre. o Le chptre VIII permet lors e proposer ne pproche pttve por l geston es tnérres emprntés pr les vons sol conférnt système e à l écson en résltnt ne grne réctvté x contons chngentes trfc et e son envronnement. Fnlement l conclson générle resse n bln e l ensemble e l éte rélsée et propose plsers perspectves e recherche. 15

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19 Prte 1 Eléments générx et problémtqe

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21 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol I.1 Introcton L'obectf e ce chptre est prncplement e présenter l problémtqe borée ns cette thèse et e précser son envronnement technqe. Ans les cters trfc éroportre vec lers obectfs respectfs sont écrts. Les prncples fonctons à mettre en œvre sont nlysées et les éléments constttfs es systèmes vncés e geston et contrôle trfc sol sont présentés. L étt vncement es étes et es progrmmes e recherche ns ce omne est ss rpporté. I. Les cters trfc éroportre Dex gropes cters prncpx sont mplqés ns les opértons sol : les tortés éroportres et les contrôlers trfc sol n côté les compgnes érennes et les plotes n tre côté. Les ns sont responsbles e l éfnton e l offre e servce (les tortés éroportres) et e s mse en œvre (les contrôlers) les tres sont responsbles e l emne e servce (les compgnes érennes) et e s mse en œvre (les plotes). On lsser e côté c tres ntervennts tels qe pompers polce et tres presttres e servces sr l plte-forme éroportre en consérnt qe es moyens e loclston prtclers sont ms en œvre et qe es règles strctes e prorté sont mposées por l crclton es véhcles q ler sont ssocés. Le rôle es tortés éroportres en ce q concerne le trfc éroportre est e veller sr le long le moyen et le cort terme à l éqton es nfrstrctres sol q permettent l crclton es vons sr l plte-forme éroportre. Ans ne grne prte e lers 19

22 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol ctvtés concerne l plnfcton e l cpcté e l plte-forme éroportre tres sont éés x ctvtés extenson o e reéploement et enfn tres sont éés à l entretent es nstlltons. Le rôle es contrôlers est e trer mex proft e l cpcté nstllée e crclton éroportre por gérer les flx e trfc en prvlégnt l sécrté et tnt qe possble l ponctlté. Ce q sgnfe q'ls ovent être cpbles e : loclser tos les éronefs et les véhcles en movement sr l plte-forme éroportre ger les éronefs ( sen rése e crclton éroportre entre les pstes et les ponts e sttonnement) prer à tot problème srvennt sr l plte-forme et ssocé système e contrôle trfc sol (es pnnes blsge sq'x ncrsons e pste). A prt lers ctvtés commercles (trnsport e pssgers et fret éren) les compgnes érennes sont menées à évelopper les estntons offertes à lers clents et onc à mettre en servce es pprels e types et e cpctés ptés x crctérstqes es mrchés vsés. Ans c est le sccès Trnsport Aéren sr le moyen-long terme q mené à l mltplcton es compgnes érennes et à l expnson e lers flottes vons. Elles ntervennent onc sr le moyen-long terme essentellement por fxer les prmètres e l emne e servce e crclton sol es éronefs. L'éqpge est en chrge recte contrôle es movements e l'von sr l plte-forme éroportre. Lors e l'exécton es nstrctons reçes système e contrôle e trfc le rôle e l'éqpge est entre tres e : commnqer vec le système e contrôle e trfc sol («l tor») svre les nstrctons es contrôlers e trfc se loclser précsément sr l plte-forme éroportre évter tote collson vec 'tres éronefs véhcles et tres obstcles évter tote excrson pste o txwy qelles qe soent les contons météorologqes et e vsblté. 0

23 I.3 Les besons es tlsters I.3 Les besons es tlsters Les compgnes érennes prncpx tlsters es servces offerts pr les systèmes e geston trfc sol cherchent à fornr à lers clents pssgers et compgnes (fret éren) n servce e qlté crctérsé pr : l sécrté es opértons. Rppelons c les ccents e Mln le 08/09/001 en Itle Mr le 07/1/1983 en Espgne Cherry Pont le 15/1/1983 x Etts-Uns Copenhge le 10/09/1981 Dnemrk Tenerfe le 7/03/1977 x Iles Cnres Chcgo le 0/1/197 x Etts-Uns por cter les pls conns. Ces ccents sont prm les pls mportnts e l hstore e l vton commercle. l ponctlté et l bsence o l lmtton es retrs or nombre e retrs se prosent nve e l plte-forme éroportre et sont trbtres es contons e trfc sol et ns l TMA le confort notmment nve es termnx pssgers e l éroport en cherchnt à mnmser les stnces qe les pssgers ront à prcorr por embrqer ébrqer et trnster n vol à ne tre. Nénmons ce erner pont épenr becop e l orgnston physqe e l éroport. A cors n vol n von ot ffronter le trfc sol ss ben nve e l éroport e éprt qe e l éroport rrvée. L crclton e l von sol pet lors sbr mportnts lés s x contons e strton trfc x ncents bloqnt es voes e crclton x contons météorologqes (ple nege glce) et x contons e vsblté. Cec se trt lors pr mportnts retrs ml ressents sr le pln commercl pr les pssgers. Remrqons q c les ntérêts es pssgers et es compgnes érennes coïncent en grne prte psqe l stsfcton es obectfs ctés c-esss r normlement ne nflence fvorble sr les coûts opértonnels e l compgne érenne. Ans les compgnes érennes ttenent n système e geston trfc sol q l : ssre l sécrté e l crclton sol ; ssre l flté es flx e trfc sol ; 1

24 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol résolve mex les sttons e conflt ; respecte pls près l progrmmton premère es vols ; fclte les mnœvres x bors es postes e sttonnement ; ccélère les phses e tx à l tterrssge et écollge ; mnmse les temps ttente moters étents (x postes e sttonnement) o en mrche (entrées et sortes e pstes voes e crclton postes e sttonnement). Rppelons qe l'obectf es tortés éroportres est ccommoer mex le trfc et e rére mnmm les nsnces q en écolent. I.4 Les systèmes ms en œvre Avec l créton e l OACI les premers gropes e trvl bornt ce omne ont très vte concl q ne geston effcce es movements éroportres psst pr l créton n vértble «système» e contrôle trfc sol mettnt en relton les contrôlers les plotes et les tres gents ntervennt sr l plte-forme. Ce système ppelé lors SMGCS (Srfce Movement Gnce n Control System) ft l obet es nombreses étes notmment vec l ccrossement trfc et l extenson es voes e crclton et es zones e sttonnement sr les grns éroports. Aor h ce type e système n est mplémenté formellement qe prtellement sr qelqes éroports x Etts-Uns lors qe es étes expérmentles ont été rélsées à Rossy Hetrow et Frnkfort. Les prncples fonctons ssocés à ce système sont : L foncton Srvellnce q ot permettre ccompgner l évolton trfc sol et évler l stton cornte trfc. L foncton Plnnng opértonnel q prennt en compte l stton ctelle trfc génère n pln cton à prtr es contons corntes e l emne (vons à l rrvée o éprt) et e l offre (pr exemple les postons e prkng sponbles les crénex e éprts sr les pstes etc.) e crclton.

25 I.4 Les systèmes ms en œvre L foncton Rotge q à prtr pln cton génère es consgnes e gge por les plotes q evront les exécter. I.4.1 L foncton Srvellnce Les ex tâches prncples e l foncton srvellnce sont e rélser l entfcton et l loclston e tos les obets présents sr l plte-forme éroportre. Ces obets sont ss ben mobles (vons en movement sr les pstes véhcles et vons évolnt sr les voes e crclton) qe sttqes (véhcles à l rrêt obstcles permnents o temporres) et sont ssceptbles nfler sr le trfc éroportre. L trosème tâche e l foncton srvellnce est e rélser l'évlton e l stton trfc en étectnt les sttons potentelles e conflt. S e telles sttons sont étectées l foncton e plnnng opértonnel evr permettre e les évter o e les résore. I.4. Le Plnnng opértonnel L'obectf e l foncton e plnnng opértonnel est l générton 'n pln 'chemnement es véhcles vsnt à l flté n trfc q mnmse les conflts et les retrs. Plsers tâches ovent être rélsées por ccomplr cet obectf. L tâche prncple e l foncton plnnng est l générton e plns chemnement sr les voes e crclton mnmsnt les conflts por les mobles contrôlés. Cec pren en compte l crclton es vons llnt e l pste 'tterrssge sq'à ler pont e sttonnement l crclton es vons llnt e ler pont e sttonnement sq'à l pste e écollge et les véhcles e servce llnt 'n pont à n tre sr l plte-forme éroportre. Elle ot veller à l'ntégrton es opértons e écollge et tterrssge nve es pstes et e l'espce éren mmét en tennt compte es restrctons tterrssge et e écollge (crénex horres séprtons trectores pproche et e écollge). 3

26 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol I.4.3 Le Rotge Aor h tos les véhcles se font sgnfer l rote q'ls ovent svre sr l plteforme éroportre. Le système e rotge pet être réctf por prenre en compte les pertrbtons trfc sol. L foncton rotge génère lors ps à ps et ns ce cs on prler e gge les consgnes e gge. Ces tros fonctons sont menées smltnément et pevent fre fce à e forts lés (météorologqes pnne von o éqpement movements socx etc.) ont les conséqences sr le trfc sol sont ggrvées lorsqe le système opère vosnge e s cpcté opértonnelle. I.5 L normlston Ce sont les socs e mntenr l sécrté e l crclton sol et gmenter l cpcté fce à ne emne en constnte crossnce q ont entrîné sns ttenre l nssnce n concept nove q vsé à mélorer tos les omnes concernés pr les movements sol sr n éroport. On onc ntrot le concept e A-SMGCS. A éprt le «A» e A- SMGCS vol re «Atomtcl» ce q correspont à l ée n système ftrste cpble e tot gérer et e tot srveller e fçon tonome sns nterventon e l opérter hmn. Le terme «Atomtcl» est vte ppr trop mbtex sr le pln technqe et trop conflctel sr le pln socl et été remplcé pr le terme «Avnce» q qlfe sns en précser le egré «tomtston» n système evnt grntr es performnces mélorées notmment en ce q concerne l sécrté et l cpcté ns es contons ffcles e météorologe e ensté e trfc et opértons prtclères et cec grâce à l emplo es technqes moernes e trtement e l nformton et à n ht nve ntégrton es fférentes fonctons. Drnt les nnées 90 l ée qe l on se fst e l A- SMGCS évolée et certns es ses concepts se sont clrfés. L OACI ns [OACI 1997] nqé les grnes lgnes et les éfntons es fonctons e bse n tel type e système : Srvellnce Rotge Gge Contrôle. 4

27 I.5 L normlston L EUROCAE (The Eropen Orgnston of Cvl Avton Eqpment) entfé les systèmes molres à mettre en plce en précsnt les performnces ttenes por chcn ex. EUROCONTROL réfléch sr les problèmes lés à l mse en œvre e tels systèmes l Commnté Eropéenne ynt lncé plsers étes sr le set. Prllèlement à tot cel les éroports mportnts pressés pr lers besons opértonnels ont contné à s éqper e moyens e pls en pls sophstqés. Les cters prncpx e l normlston nterntonle ont été l brnche Erope e l OACI vec le grope AOPG PT/ (Aérorome Opérton Grop Proect Tem ) ont les trvx entre 1986 et 001 ont été reprs pr le grope AWOP (All Wether Operton Pnel) et le grope 41 e l EUROCAE (eps 001). EUROCONTROL s est ss ntéressé à cel-c et l ntégré ns le concept «gte to gte» [THEATRE 00]. EUROCONTROL ss trvllé sr l normlston es protocoles e commncton tlsés ns le cre e l A- SMGCS. On pet cter pr exemple [Vllée 001]: ASTERIX 10 por ne nformton mono cpter ASTERIX 11 por l sorte fsonnée e plsers cpters. En 1995 l AOPG prot n mnel Eropéen por le A-SMGCS ocment ssez complet q servt e bse x trvx e l AWOP. D ocment mené et complété pr l AWOP sele l premère prte q précse les obectfs e l A-SMGCS q en écrt les fonctons e bse et q propose ne méthoe e clssfcton es éroports été pprovée pr l OACI en Deps cette te l AOPG porst es trvx vsnt à l éfnton n mnel A- SMGCS por 005. L prochne étpe evrt être l consttton n grope e trvl nve monl éqvlent e l AWOP por contner ces trvx fn obtenr n ocment normlsé cceptble por l OACI. 5

28 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol I.6 Eléments sr les systèmes vncés e geston et contrôle trfc sol (A-SMGCS) I.6.1 Lers obectfs Les obectfs e ces systèmes sont ben sûr offrr les melleres possbltés e cpcté vec n très ht nve e sécrté ns totes les contons ms ss précsément : offrr à tos les cters (plotes contrôlers concters e véhcle) n même nve e servce e précser très clrement les responsbltés e chcn élborer es moyens mélorés à l ntenton e ces cters por q ls pssent vor ne mellere prse en compte e l stton mélorer les nctons sol et les procéres e rére l chrge e trvl contrôler et plote pr l tomtston e certnes fonctons et l mélorton e l ergonome offrr es soltons molres ptées à chqe type érorome ssrer l étecton l nlyse et l résolton es conflts e grntr n envronnement pls sûr et effcce pr l tomtston en povnt y nclre es éléments e contrôle e gge et ssgnton e rotes. I.6. Les prncples fonctons A-SMGCS Comme on l éà t les qtre fonctons e bse A-SMGCS sont l srvellnce le rotge le gge et le contrôle. L foncton e srvellnce est celle q remplce l vson contrôler ns s tor pr be temps et q ot onner système l connssnce e l poston et e l entfcton e tos les mobles ns totes les contons météorologqes et totes les confgrtons érorome. Cette connssnce e l stton pr le système porr être mse à l sposton es cters concernés (contrôlers plotes concters e véhcles) ms ser ss tlsée pr les tres fonctons A-SMGCS comme le gge et le contrôle. 6

29 I.6 Eléments sr les systèmes vncés e geston et contrôle trfc sol (A-SMGCS) Selon l'oaci l foncton e srvellnce ot être cpble e connître l stton en temps réel vec l poston et l'entfcton e tos les mobles ns qe 'tres nformtons tles por l compréhenson e l stton sol (l vtesse o l estnton pr exemple). Le système ot être cpble e rensegner les tlsters e cette stton 'lmenter les tres fonctons A-SMGCS et e étecter les ntrsons e pstes. On remrqe enste qe por ttenre n nve e performnce sffsnt l ser nécessre 'tlser plsers cpters. En effet le rr e srfce le pls perfectonné ne pet fornr à l tot sel totes les nformton nécessres vec sffsmment e précson. Il y r certnement plsers rrs e srfce complétés pr 'tres cpters por enrchr l connssnce et/o l'ntégrté e l foncton. On conçot ès lors qe le système evr sposer 'n mole e fson e onnées fornssnt es nformtons x tres fonctons A-SMGCS. L foncton e rotge est celle q v ssgner ne rote à chqe moble. En moe mnel cette rote est proposée contrôler q l trnsmet moble concerné. En moe tomtqe cette rote est trnsmse rectement moble le contrôler étnt selement nformé ms ynt l possblté ntervenr. Por ben fonctonner l foncton e rotge ot prenre en compte l ensemble es onnées et es contrntes problème et ot être cpble e régr en temps réel à tot chngement povnt srvenr. L foncton e rotge ne ot ps être ne contrnte spplémentre ms n moyen ssstnce permettnt e rére les temps e rolge et mélorer l flté trfc sol. L foncton e rotge ot prenre en compte le chox plote en ce q concerne l sorte e pste elle ot prévenr et lmter les conflts x ntersectons régr x mofctons opértonnelles et fornr n moyen e vler les rotes proposées. L foncton e gge est celle q v onner x plotes et concters e véhcles es nctons clres et précses ler permettnt e svre ler rote. Lorsqe les contons e vsblté permettent n chemnement sûr oronné et rpe es movements torsés l foncton gge ser essentellement fonée sr les es vselles normlsées. S les éls chemnement sont gmentés en rson ne mvse vsblté tres éqpements sol o embrqés seront nécessres por compléter les es vselles fn e mntenr l cence écolement trfc et ppyer l foncton gge. 7

30 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol L foncton e contrôle est celle q vent ssster le contrôler o s y sbstter ns son rôle orgnster et e grnt e l sécrté. Elle ot être cpble orgnser l ensemble trfc e mntenr les séprtons nécessres entre les mobles et entre cex-c et les obstcles e étecter tote forme e conflts et e les résore. Elle pet éclencher es lertes à moyen terme povnt être résoles pr ne mofcton e plnfcton o à cort terme en emnnt ne récton mméte es cters concernés. Ces lertes pevent être bor somses contrôler ns le cs moe sem-tomtqe ce q rote n él e récton o ben trnsmses rectement moble concerné ns le cs moe tomtqe. I.6.3 L clssfcton es besons tomtston e l geston e trfc sol L OACI q conséré qe les A-SMGCS ovent être molres et ovent povor s pter à tos les éroports proposé ne clssfcton es besons en foncton es éroports et es contons explotton. Les tros crtères retens sont : 1. L vsblté : On stnge les contons e vsbltés svntes : Vsblté 1 : sffsnte por l vson plote et contrôler Vsblté : sffsnte por le plote ms nsffsnte por le contrôler Vsblté 3 : sffsnte por le plote ms nsffsnte por évter les collsons à ve (vsblté horzontle nférere à 400m et spérere à 75m) Vsblté 4 : nsffsnte por le gge vsel (vsblté horzontle nférere à 75m). L ensté e trfc : L ensté e trfc correspon à l moyenne es heres e ponte ornlère elle est consérée : fble s l y mons e 16 écollges o tterrssges pr pste o mons e 0 movements sr l érorome moyenne s l y e 16 à 5 écollges o tterrssges pr pste o n totl e 0 à 35 movements sr l érorome 8

31 I.6 Eléments sr les systèmes vncés e geston et contrôle trfc sol (A-SMGCS) forte s l y pls e 6 écollges o tterrssges pr pste o spérere à n totl e 35 movements sr l érorome 3. L orgnston éroportre : Celle-c consère l sposton générle e l érorome et s complexté q pet être : e bse por n érorome ynt ne sele pste et ne voe e crclton smple por n érorome ynt ne sele pste et plsers voes e crclton complexe por n érorome ynt plsers pstes L combnson e ces tros crtères permet vor ne ée es besons éqpement en A-SMGCS ms l est ffcle en trer tres conclsons. A ttre exemple n érorome comme Tolose-Blgnc se trove prtqement clssé ns l même ctégore qe Rossy (vsblté 3/ensté forte/complexe) or l est clr qe ces ex éroports n ont sûrement ps les même besons. I.6.4 Les éléments système Srvellnce Moble IHM Contrôle Gge Rotge Fgre I.1 Eléments fonctonnels générx n système e type A-SMGCS Les Interfces Homme Mchne (IHM) (IHM) ns le A-SMGCS ssrent le len entre le système et les tlsters q sont les contrôlers les plotes et les concters e véhcles. L IMH contrôler ot l permettre obtenr tos les rensegnements nécessres à son trvl et ot évoler en foncton nve tomtston système. Aor h on st ce qe pet être ne IHM représenttve e l foncton e srvellnce et e l foncton nt-collson ms on 9

32 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol st très ml éfnr les évoltons nécessres por ssrer les fonctons e gge et e rotge. Cette IHM ot permettre mélorer les contons e trvl contrôler ot l permettre e ggner temps et ss ppréhener es sttons q l n rt ps p prenre en compte sns cette e. Elle ot être nterctve fn e permettre contrôler e chercher les rensegnements q l sont nécessres en temps réel. L IMH plote ot être ntégrée ns les éqpements e bor et ne ser sns ote ps très spécfqe por le segment sol. On pet cepennt envsger qe le plote psse vor ne représentton rensegnée e l stton sol sr son écrn e nvgton vec les obstcles les tres mobles les lertes et les consgnes. Cette vson ftrste n est ps encore ne rélté opértonnelle ms ft l obet e nombreses étes. Il en est e même por l vson plote q porrt être mélorée pr es systèmes spécfqes comme es cmérs ynt ne ben mellere percepton qe l œl o ne représentton tête hte es prmètres e gge l permettnt e ggner temps et être pls effcce. L IHM concter e véhcle n est ps lmtée pr l normlston es éqpements e bor ms pltôt pr l plce sponble ns le véhcle et le réel beson opértonnel. Cette IHM pet être smplement ne lrme à bor es véhcles lorsq ls pénètrent ns ne zone prtclère ms ss n écrn représenttf e l stton. D ne mnère ftrste on pet mgner es moyens e gge tomtqe permettnt e svre n tnérre prtcler. Les moles ntcollsons Le spectre e l collson sol est n es socs prncpx es responsbles es éroports et le éveloppement e systèmes permettnt évter où e prévenr ces collsons représente l prorté por e nombrex pys ns le omne e l A-SMGCS. Selement l ne pet y vor e bon système ntcollson sns q l n y t prélble n bon système e srvellnce le mole ntcollson tlsnt es onnées e srvellnce por étecter les sttons potentellement ngereses. Les éfts système e srvellnce se trront lors pr es fsses lrmes o pr es confgrtons ngereses non étectées. Ces moles pevent générer ex types e messges : es nformtons à moyen terme q vertssent ne stton potentellement ngerese ms ne emnent ps cton mméte et es lrmes à cort terme emnnt es ctons mmétes. Ces moles pevent concerner les zones e pstes por évter les ntrsons les zones e crclton o les zones e sttonnement. Actellement es moles nt-ntrson e pste 30

33 I.6 Eléments sr les systèmes vncés e geston et contrôle trfc sol (A-SMGCS) commencent à ben fonctonner sr plsers éroports. Les zones e pstes sont à l fos celles où l qlté e srvellnce est l mellere et celles où le rsqe est le pls mportnt en rson e l vtesse es vons. Les moles e rotge et e gge Ces moles ftrs sont cex q permettront système évoler vers n système complet. Cel concerner les fonctons rotge et gge q n exstent ps à l here ctelle ms ss tote forme e foncton tomtqe o e trnsmsson e onnées vers les mobles. Por le gge es moles tomtston blsge xl ont été testés sns grn sccès por l nstnt. D tres ées vsent à trnsmettre x vons les moyens e se ger e fçon tonome sr l plte-forme. Por le rotge on pet mgner n système cpble e proposer le meller chemnement à chqe moble sot pr l ntermére contrôler sot rectement. Tot cec ft l obet es nombreses recherches ms reste encore ftrste. I.6.5 Les ffcltés e l mse en œvre et l mpct opértonnel tten Le A-SMGCS est n concept nove les premères pplctons en sont ébt e l mse en servce et l n y ps e vr retor expérence l est onc ffcle en trer e vértble ensegnement. Pr exemple l été prtqement mpossble e éfnr les performnces nécessres por telle o telle foncton. Il fr obtenr n retor expérence e systèmes opértonnels por les vler. L évolton es procéres et e l réglementton reste ne opérton lore. Les premères ées concrètes ont perms borer l sge es strps por le contrôle sol et l sge es voes e crclton mltples en mvses contons e vsblté. L évolton prtge es responsbltés est ss n set très élct à borer notmment lorsq on évoqe es fonctons ssstnce o es fonctons tomtqes ntervennt ns l prse e écson. L tlston e fonctons tomtsées est n set e controverse cr l est t n côté qe le contrôler ot toors rester ns l bocle e écson ms q l pet ss être cortcrcté por ggner temps o por lmter s chrge e trvl. Tot cel n est ps forcément contrctore ms élct à mettre en pplcton et les performnces système ssocé sont ffcles à éfnr. 31

34 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol Après ne zne nnées exstence e ce concept l n est ps ntle e s nterroger sr le vértble mpct opértonnel e l mse en plce es fonctons A-SMGCS. Dès l mse en plce es premers éléments e srvellnce on constte ne mélorton e l sécrté. Le contrôler ne mellere mîtrse e l stton et pet er le plote ns les crconstnces ffcles. L foncton contrôle vec l mse en plce lertes nt-ntrsons représente ss n progrès mportnt en mtère e sécrté. Déà à l here ctelle l est reconn qe es ccents ont été évtés grâce à cette foncton. Pr contre en mtère e cpcté et effccté les progrès sont pls ffcles. Ben sûr por n éroport q n cn système e srvellnce l ntrocton n premer moyen comme n rr sol v permettre e lever les restrctons e l réglementton ms enste l cpcté e l éroport v rpement ttenre ne tre lmte q est celle es cpctés tterrssge lées à l tlston e l ILS. Une fos cette lmte ttente l gmentton e l cpcté ne pet être obtene qe pr l évolton es moyens tterrssge comme l ntrocton MLS. Enste por percevor n mpct en mtère effccté comme l récton temps e rolge l lmtton es temps ttente l mélorton e l flté trfc l ft mettre en plce n système éà très évolé comprennt totes les fonctons e l A-SMGCS : srvellnce contrôle rotge et gge. Un tre fcter non néglgeble q vent pertrber cette logqe gmentton e l cpcté à tot prx c est l qeston e l envronnement. Por tot éroport l y ne lmte ns les nsnces qe les rverns sont prêts à ccepter. Concernnt l srvellnce l ntrocton et l générlston e novelles technqes comme l ADS-B ns qe le éveloppement es moyens e trnsmsson e onnées evrent permettre obtenr e très bonnes performnces. Les mobles q porrent bénéfcer es même nformtons e srvellnce qe le contrôler et l connssnce e ler poston permettr x plotes e mex ntcper lers movements et e prévenr les collsons. Concernnt l foncton contrôle les moles lertes nt-ntrsons e pste sont éà ne rélté. Ces moles lertes evrent vor lers performnces s mélorer et ler sge s étenre progressvement à l ensemble chemnement. Les moyens e trnsmsson e onnées permettront e prévenr mmétement le plote ne stton ngerese. Concernnt les fonctons e rotge et e gge ler mplntton ser certnement becop pls lente et progressve. Les moyens e gge ne sont ps ctellement 3

35 I.7 L stton ctelle clrement éfns et l tlston e systèmes e blsge xl evnt e l von nécessteront ne nfrstrctre lore et coûtese q ne pet être envsgeble qe sr n nove éroport. L venr semble pltôt ller vers l évolton es systèmes e bor q permettrent plote e se ger sr l plte-forme. Le A-SMGCS est tot ébt e son exstence et comporte encore becop ncerttes. Por vrment povor l tlser l ser nspensble e fre évoler l réglementton et mener les contrôlers et les plotes à mofer lers hbtes et lers contons e trvl. C est n chemn long et ffcle ms q est or h ncontornble. I.7 L stton ctelle L geston trfc sol sr les éroports onc sb ne évolton mportnte eps le ébt es nnées 90. Sos l presson e lers besons opértonnels les éroports ont ft ppel à es systèmes e pls en pls évolés. A ste éqpement ctel l s gt encore e fornr contrôler ne mge représenttve e l stton sol. Ce premer nve est pls complexe q l n y prît premer bor et ot être rélsé e fçon à s ntégrer éveloppement es systèmes e type A-SMGCS. Certnes qestons restent crtqes : l nmérston e l porste pr rr e srfce ; l fson es onnées e loclston vec l pprton e novex moyens e loclston (ADS-B Moe S) ; l présentton es onnées x contrôlers et les problèmes nterfçge ; le trtement es onnées et l générton e sgnx lrme ; l commncton nmérqe (tlnk) entre vons mobles et tor e contrôle. Le concept A-SMGCS evr être progressvement mplnté ns l plprt es grns éroports et conre à l tomtston e l geston trfc sol vec plsers egrés ssstnce es contrôlers plotes et concters e véhcles. Ctons c qelqes étes récentes rélsées ns le cre eropéen : 33

36 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol Le proet TARMAC (Tx An Rmp Mngement An Control) [Böhme 1994] s est concentré sr : l vérfcton es bénéfces pportés pr le concept ntégré 'A-SMGCS comme l mélorton e l effccté et e l sûreté ; l étermnton e prmètres clé vlés en ve e l stnrston (ICAO EUROCONTROL) ; l émonstrton es soltons technqes ; le éveloppement l ess et l optmston es éléments prncpx e l'a-smgcs ; l éfnton e soltons por totes les ctégores éroports. Le proet TARMAC nclt es esss vec es contrôlers et es plotes ns ne nstllton e recherche à l'éroport e Brnswck et n smlter 'Apron/Tor tlsnt ne bse e onnées e l'éroport e Köln/Bonn et e l'éroport e Brnswck. Le proet DEFAMM (DEvelopment of emonstrton Fcltes for Arport Movement gnce control n Mngement) [DEFAMM] est n proet q été commnté pr l Commsson Eropéenne ns le 4 ème progrmme-cre vec l contrbton nstrels orgnstons e recherche éroports et e fornssers e servce e contrôle e trfc éren. Le proet DEFAMM vsé à nlyser les fonctons prncples e geston et e contrôle es movements sol ns n éroport en tlsnt es éqpements ns n cre opértonnel réel. L évlton q été rélsée conséré les gns en sécrté et effccté por les compgnes érennes et por les tortés éroportres. Les éroports choss por l pré-émonstrton e l A-SMGCS ont été l'éroport e Mln Bergme l'éroport e Prs Orly et l'éroport e Brnswck ps e fçon pls complète l'éroport e Köln/Bonn. Le proet BETA (Opertonl beneft evlton by testng n A-SMGCS) [BETA] e comme obectfs : entfer les contrntes ctelles sr les voes e crclton les pstes et les postes e sttonnement sr l'effccté et l cpcté e l'éroport ne fos ms en œvre l A- SMGCS e éfnr n concept opértonnel 'A-SMCGS en termes e mofcton es procéres fn 'élmner o e rére ces contrntes 34

37 I.7 L stton ctelle e émontrer les vntges opértonnels ss ben sr le pln qntttf qe qlttf por les tlsters 'n tel système e émontrer l récton es mpcts sr l'envronnement q pet être obtene pr n tel système e fornr es onnées étllées e performnce es sos-systèmes/systèmes por le mnel A-SMGCS e l'icao. Un tre proet eropéen OPAL (Optmston Pltform for Arports nclng Lnse) [OPAL] éveloppé ne plte-forme e smlton permettnt ntégrer les prncpx otls exstnts évlton globle es performnces opértonnelles n éroport. Le proet s est érolé entre 000 et 00. Prm les nombreses fonctons et otls ntégrés OPAL content n mole évlton et nlyse e l cpcté et es éls sr ne plteforme éroportre. LE MODULE CAPACITE ET DELAIS Fret MACS Pssger MACAD SLAM SIMMOD POWERSIM TAAM WITNESS PAX/BAX LE MODULE ENVIRONEMENT INM LE MODULE SECURITE ESA TOPAZ LE MODULE COÛTS/BENEFITS CBM Fgre I. Les éléments ntégrnt l plte-forme OPAL Les otls e smlton tlsés por l évlton e l cpcté sont sot nlytqes (MACS MACAD SLAM) sot nmérqes (SIMMOD TAAM POWERSIM WITNESS PAX/BAX) vor fgre I.. L ée prncple été ntégrer plsers otls et moèles por ne représentton complète e l opérton ne plte-forme éroportre ce q en prncpe evrt permettre évler l nflence n système e type A-SMGCS sr les performnces 35

38 Chptre I Les obectfs générx e geston trfc es vons sol e celle-c. Nénmons cet ensemble q reste très complexe à mettre en œvre permet ffclement évler es poltqes e geston trfc es vons sol. I.8 Conclson L geston trfc es vons sol pprît onc comme n problème extrêmement complexe où l ffcle éqton sécrté x effccté ot être résole ss ben sr le long le moyen et le cort terme. Cette problémtqe met en e es mltples cters vennt contrnre e fçon complexe l espce écsonnel es gestonnres trfc sol ce q semble se trre pr es strctres complexes e geston et e contrôle. z 36

39 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol II.1 Introcton L obectf e ce chptre est e écrre le cre physqe ns tote s versté sen qel évole le trfc es vons sol. Les prncples composntes système e crclton sont écrtes e même qe lers nterconnexons. Dfférents exemples e confgrtons e complexté vrble sont lors présentés. II. L orgnston générle ne plte-forme éroportre L effccté mxmle n éroport n est obtene q en rélsnt n éqlbre entre ne prt les érogres e pssgers et e fret et tre prt le système e pstes le système e postes e sttonnement et les zones entreten es vons. Ces éléments fonctonnels stncts sont relés pr le rése e voes e crclton. Le rése e voes e crclton constte ns le spport es échnges physqes entre les verses sos systèmes e l plteforme éroportre et son fonctonnement effcce est essentel à l tlston optmle e l plte-forme éroportre. Un exemple en est l éroport prsen e Rossy Chrles e Glle (vor fgre II.1) : ex termnx e pssgers pls e movements vons pr n vec qtre pstes et ex tors e contrôle. 37

40 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol Fgre II.1 L nfrstrctre e l éroport Rossy Chrles e Glle 38

41 II. L orgnston générle ne plte-forme éroportre Le «côté r» e l éroport (le «rse» ) pet être résmé pr ne grne bocle ont le nœ est constté pr les pstes et q psse pr les res (les postes) e sttonnement es vons (fgre II.). Il est clr qe ce nve e représentton est nsffsmment étllé por borer l nlyse es problèmes opértonnels lés à l crclton es vons sol ms l met en vnt le trtement cyclqe rélsé pr l plte-forme éroportre sr le flx éronefs l tlsnt. Atterrssges L pste Les postes e sttonnement Décollges Fgre II. Représentton mcroscopqe globle es flx éroportres Les movements sol sont clssés en tros grnes ctégores : rrvées éprts et trnsferts n poste e sttonnement à n tre. S sr le moyen terme (l ornée) les ex premers types e movements ont tennce à s éqlbrer en volme le trosème type reste mrgnl sr becop éroports. A nve orgnstonnel et opértonnel on pet entfer es zones e crclton stnctes (fgre II.3) : les zones es pstes («rnwys») l zone es voes e crclton («txwys») les zones es rmpes ssocées à es zones e postes e sttonnement («pron» et «prkng»). Chcne e ces zones comporte es règles spécfqes e fonctonnement et pevent être sos l spervson recte e contrôlers fférents. Remrqons qe sr n grn éroport plsers zones e pstes et e postes e sttonnement pevent coexster vec en générl es voes e crclton q permettent ssrer l connexon et l ccessblté e celles-c. 39

42 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol Fgre II.3 Les zones système éroportre Les pstes pr lers mensons sont sovent les éléments les pls crtqes lors e l éfnton o e l reéfnton ne plte forme éroportre ; ler sposton nflencer non selement l poston et les mensons es fférents termnx ms ss l sposton et l extenson es voes e crclton. L horzon e plnfcton es plte-formes éroportres porte sr plsers écennes et fr et à mesre qe le trfc gmente sr celles-c les possbltés e restrctrton evennent en générl e pls en pls lmtées compte ten e l espce sponble restrent et es contrntes ccessblté et envronnement chqe fos pls rges compte ten e l tennce générle à l ensfcton e l occpton es espces vosnge es éroports. Les prncpx éléments constttfs «côté r» e l plte-forme éroportre sont : les res e sttonnement les voes e crclton et les pstes. II.3 Les res e sttonnement Les res e sttonnement sont les res e l plte-forme éroportre estnée à recevor les vons pennt l embrqement o le ébrqement es pssgers e l poste o fret pennt le rvtllement en crbrnt le sttonnement repos et l entreten. On pet stnger plsers types res e sttonnement : les res e sttonnement estnées à 40

43 II.3 Les res e sttonnement l érogre e pssgers et fret à l entreten grge à l vton générle bsée sr cette plte-forme et sttonnement temporre es vons e pssge. Les res e grge estnées sttonnement es éronefs en ehors es péroes escle et les res entreten estnées x opértons entreten et e réprton ne sont ms ns l prtqe es fcters lmttfs e l cpcté n éroport. Pr contre l expérence montre qe les res e trfc pssgers o fret pevent représenter n élément e strton sr n éroport. Les gestonnres evront vérfer qe le nombre e postes e sttonnement et ler sposton est comptble vec les volmes et l ntre (mensons es éronefs) trfc tten notmment pennt les heres e ponte. Les lmttons e cpcté es à l nsffsnce nombre e postes consent sovent à l tlston e postons éportées nconfortbles por les pssgers et pénlsntes por les compgnes érennes. L crclton es éronefs sr l re e mnœvre por sttonnement pet prfos être n fcter lmttf e l cpcté es voes e crclton. Ce genre e problème se rencontre srtot sr es éroports exgs et à fort trfc. Les évoltons es vons sttonnés en «nose-n» pevent entrver es movements tres éronefs ggnnt ler poste o le qttnt. De tels conflts en heres e ponte ont es répercssons mmétes. L smlton cs pr cs et ps à ps es movements e tos les pprels ssceptbles tlser cette zone e sttonnement en here e ponte pet permettre e vler smltnément l confgrton e sttonnement et les procéres opértonnelles e sttonnement. L confgrton es zones e sttonnement est étrotement relée concept tlsé por les érogres e pssgers et e fret. L fgre II.4 montre fférents systèmes e sttonnement. On pet pr exemple consérer es confgrtons telles qe : Le système smple q s pplqe x éroports à fble volme e trfc les vons y sont sttonnés en oblqe e mnère à povor entrer et sortr pr lers propres moyens le problème soffle moter ot être nénmons conséré. Le système lnére q pet être conséré comme ne phse évolée e l confgrton smple. Le système à etées ont l exste plsers vrntes. Les vons pevent sttonner nve es postes. Dns le cs e plsers etées l ft ménger n espce sffsnt 41

44 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol por évter les conflts et povor réponre x exgences es vons e pls grnes mensons. Le système à stelltes q compren es ntés stelltes séprées e l érogre et entorées e postes e sttonnement vons l ccès pssgers se ft pr n pssge soterrn o srélevé. Cet type e concepton se prête ml à es éveloppements ltérers. Le système à trnsborement o système éporté est le pls convenble por les opértons es vons ms l ft trnsporter les éqpges les pssgers les bgges et le fret sr es stnces q pevent être reltvement longes o sr es tnérres encombrés et cec pet onc conre à es retrs spplémentres. Le système hybre q représente ne combnson e ex o plsers systèmes écrts c-esss c est l prtqe l pls cornte sr les grns éroports. Systèmes lnéres 4

45 II.3 Les res e sttonnement Système à etées Système à trnsborement Système hybre Fgre II.4 Exemples e confgrtons e postes e sttonnement vons 43

46 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol 44 Fgre II.5 Exemples réels e confgrton e termnx

47 II.4 Les res e trfc (prons) II.4 Les res e trfc (prons) Les res e trfc o prons sont les zones e rccorement entre les postes e sttonnement et les voes e crclton prfos comprses ns celles c. Sr certns éroports selon ler nfrstrctre cette zone pet être bsente. L exemple typqe tlston prons concerne les postes e sttonnement vec n système à etées. Cette zone ne permet ps l crclton e ex vons en sens opposé et es restrctons e crclton ovent être ntrots. Ans en générl por évter les conflts l von q n ps l prorté ot ttenre sr l voe e crclton et lsser psser l von prortre pr l zone e trfc. L zone pron est n tmpon entre les voes e crclton et les postes e sttonnement. A moment repossge es vons l exstence n pron évte le blocge e l crclton sr les voes e crclton vosnes. Fgre II.6 Les zones 'pron o res e trfc II.5 Les voes e crclton D ne fçon générle l expérence montre qe les voes e crclton pevent evenr n élément crtqe por l cpcté n système éroportre. Fce à ne forte emne e trfc l crence e voes e crclton o l complexté rése e voes e crclton pevent conre à cette stton : 45

48 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol C est le cs es éroports à ne sele pste ne possèent ps e voe e crclton prllèle. On ne trove lors sovent q ne sele entrée-sorte. L voe e crclton q rele l pste x nstlltons termnles est lors nqe ; es blocges pevent pprître lorsq n écollge st n tterrssge. Le retr nt est lors éqvlent temps e prcors e cette voe nqe fn e l égger. C est le cs es éroports à plsers pstes vec n rése complexe e voes e crclton entrînnt es trversées es pstes et es crosements mltples e voes e crclton. Les trversées e pste sont effectées sot pr les pprels q reognent ler pste e écollge sot pr les pprels q vennent tterrr. A nve es crosements e voes es conflts pprssent entre les vons à l rrvée et éprt. On pet énoncer qelqes prncpes générx e concepton rése e voes e crclton : le système es voes e crclton relnt les vers éléments e l plte-forme ot être ss cort qe possble résnt ns l rée e l crclton sol et les coûts ssocés rolge sr celles-c l ot être ss smple qe possble por évter x contrôlers trfc sol vor à onner es nstrctons complqées et por smplfer l tâche es plotes l convent opter tnt qe possble es trcés rectlgnes fn e lmter les mnœvres élctes et à bsse vtesse es vons les ntersectons e pstes et e voes e crclton ovent être évtées ns l mesre possble ns l ntérêt e l sécrté et por rére l possblté es retrs sr les voes e crclton (conflts formton es fles ttente) les tnérres es voes e crclton evrent comporter le pls grn nombre possble e segments à sens nqe fn e rére les conflts vec tres vons et les retrs corresponnts. Il convent nlyser les écolements sr les vers segments por chqe confgrton ns lqelle l o les pstes seront tlsées. Por lmter les nvex nvestssement ms en œvre les résex e voes e crclton n éroport présentent sovent n nve e éveloppement pté à l cpcté reqse à cort terme. Une bonne concepton e l ensemble ot lors permettre ntrore 46

49 II.6 Les pstes progressvement es éléments tonnels à mesre qe l emne gmente. Un exemple n système es voes e crclton sol est présenté en fgre II.7. Fgre II.7 Rése e voes e crclton Les voes e crclton sont strctement sgnlsées l réglementton nterntonle oblgent les tortés éroportres à sgnler et mrqer les voes e crclton. Les moyens e sgnlston sont très vers : pnnex lmnex pnnex réfléchssnts blses lmneses brres rrêts éclrges et tres systèmes mobles. Le mrqge est ft vec e l pentre réfléchssnte l pet être xl o trnsversl. II.6 Les pstes Le système e pstes est l composnte mere n éroport. Les pstes sont ne ressorce mportnte et ler plnfcton ot tenr compte e l recton es vents e l estmton e l emne e trfc e l mplntton ctelle et ftre es rverns es contons géologqes etc. 47

50 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol Le système e pstes et e voes e crclton ovent être ntègres e fçon à : fclter l mse en œvre e l cpcté mxmm système es pstes offrr n cre por ne geston fle et sns congeston trfc sol présenter es chemns rects consnt x tres sos systèmes e l éroport fclter le éggement e l pste à l tterrssge évter vor es voes e crclton q crossent les pstes ctves. Fgre II.8 Exemples réels e confgrtons e systèmes e pstes éroports explotnt ne ex o plsers pstes sécntes 48

51 II.7 Les sortes e pstes et les res e stockge II.7 Les sortes e pstes et les res e stockge Les sortes e pste sont es méngements por les rrvées e sorte qe les vons pssent égger l pste en tote sécrté et le pls rpement possble. Les sortes e pste pevent être clssées selon l vtesse à lqelle les vons les emprntent : sortes normles et sortes rpes. Fgre II.9 Exemple e stnces e sécrté x bors e l pste Une voe e sorte rpe est ne voe e crclton rccorée à ne pste svnt n ngle g et conçe e fçon à permettre à n von q tterrt e égger l pste à ne vtesse pls élevée qe celle permse pr les tres voes e sorte ce q rét l rée occpton e l pste. Les vtesses prtqées sr ne sorte rpe vrent entre 35 nœs (65 km/h) et 50 nœs (93 km/h). Por es rsons économqes sr les éroports ynt ne emne e trfc e mons e 5 movements pr here les sortes rotes sont sovent tlsées lors qe les sortes rpes pevent être bsentes. 49

52 Chptre II L orgnston physqe e l éroport et l crclton sol Fgre II.10 Voe e sorte rpe L présence res e stockge vosnge es extrémtés es pstes est mportnte por l poltqe oronnncement es éprts. L mse en plce n nombre éqt e plteformes ttente o tres érvtons fonée sr ne nlyse e l emne horre e éprts vons ctelle et à cort terme permet n lrge egré e soplesse ns l étblssement e l séqence es éprts. Cel onne lors x contrôlers e trfc éroportre ne pls grne ltte por ster l séqence e écollge à celle es tterrssges por évter es ttentes ntles et gmenter ns l cpcté e l éroport. Fgre II.11 Exemple étllé ne re e stockge 50

53 II.8 Conclson Les plte-formes ttente et tres évtons permettent : e retrer le éprt e certns vons en rson e crconstnces mpréves sns retrer les vons q svent (pr exemple le remplcement n éqpement éfectex) ; effecter es épssement contrôles entre vons ; x éqpges e procéer à l vérfcton réglge et à l progrmmton es éqpements e bor lorsqe ces opértons ne sont ps possbles sr l re e trfc ; fre n pont fxe ns le cs es vons à moters à pston ; étblr n pont e vérfcton VOR e l éroport. II.8 Conclson S sr le pln mcroscopqe l plte-forme éroportre pet être ppréhenée comme n server trtnt es flx vons à l rrvée por les rénecter ns le trfc éren l relnt x tres plte-formes éroportres s l on gmente le egré e l nlyse on s perçot très vte e l versté es sttons et es confgrtons exstntes ssocées à es egrés e complexté très vrbles ns l strctre trfc sol. Devnt tnt e versté on mesre l ffclté à évelopper es concepts générx e geston e trfc sol pplcbles ns totes ces sttons. z 51

54

55 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol III.1 Introcton Dns ce chptre le cre opértonnel trfc es vons sol est précsé : l s gt ben e véhcles q ovent être précsément loclsés et gés sr n rése e voes e crclton ce q met en e es systèmes e sgnlston e loclston et e commncton. Les contons opértonnelles vont lors épenre e fcters tels qe les crctérstqes es éronefs fce à l géométre es voes e crclton ms ss et por becop es contons météorologqes et notmment e l vsblté. III. Consértons générles L ccrossement consérble trfc éren ns tos les grns éroports mone entrîné ne gmentton sensble sr les pstes les voes e crclton et les res e sttonnement es movements vons ms ss e véhcles vers. Ass s est-l véré e pls en pls nécessre e mettre à l sposton es contrôlers es systèmes onnnt ne mge constmment mse à or e l ensemble e l stton q règne sr les éroports (rrs e srvellnce étecters et sensers systèmes e postonnement pr stellte embrqés etc.). Jsq à récemment l sécrté es movements sol à été ssrée pr le prncpe smple «vor et être v» ns le respect e l réglementton OACI [OACI 1986] SMGCS. Les procéres opértonnelles épenent e l vson recte contrôler et plote. Le contrôler ns s tor ot vor l stton globle et étecter les nomles. Le plote o le concter e véhcle voent l stton evnt ex et ssrent ler sécrté mméte. Lorsqe les contons e vsblté se égrent ce prncpe event e pls en pls r à respecter et es mesres ovent être prses por mntenr l sécrté. Le plote loclse s poston sr le terrn et l trnsmet pr VHF contrôler. En l bsence e rr e srfce l crclton es véhcles est strctement réglementée vore nterte le movement es 53

56 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol vons est lmté à n sel pr zone et ne sele bretelle e sorte est ctvée. Lorsq n rr e srfce est nstllé l nformton présentée contrôler l permet e svre les évoltons es vons e vérfer qe les pstes sont ben éggées vnt tot movement tterrssge o e écollge et e fornr x plotes es nformtons lées à l sécrté e l von. Drecton rrvée Système e Pstes Système e Voes e Crclton Ares e Trfc Zone e Postes e Sttonnement Drecton e éprt Contrôle e trfc sol Fgre III.1 Les flx e trfc et l strctre e contrôle n éroport L crclton es éronefs sol s ntègre à celle es très nombrex véhcles e servte à celle es véhcles e secors ns q à celle es éronefs remorqés o non en provennce o à estnton es res entreten. L crclton sol es éronefs contonne por ne grne prt l cpcté es éroports ns qe l encombrement es espces érens envronnnts. Elle n mpct mportnt sr l sécrté l qlté e servce et l économe es opértons e trnsport éren. III.3 Les systèmes e sgnlston Sr l plte-forme éroportre le plote spose es à l orentton vselles : mrqes e pste et e voe e crclton q consstent en mrqes xles et ltérles ; les mrqes xles sont nspensbles por mntenr le cp ; elles permettent plote e svre ne lgne q le ge ns l recton movement. 54

57 III.3 Les systèmes e sgnlston sgnx e estnton ; les sgnx e gge (sgnx emplcement et e estnton) consstent ns l grne morté e cs en pnnex ncters vertcx plcés à l proxmté es pstes et es voes e crclton ; l nt ces pnnex sont llmnés o selement réfléchssnts. ncters lgnement et rrêt sr les res e sttonnement ; l ncton e l emplcement poste e sttonnement ffecté à l von l précson es évoltons pproche et e l rrêt pont e sttonnement sont ssrés pr es systèmes optqes lmnex o es mrqes pentes sr le sol. Fgre III. Le blsge lmnex es voes e crclton et es pstes Fgre III.3 Mrqge es voes e crclton 55

58 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol Fgre III.4 Les ponts e contrôle por l trversée es pstes (cs e l éroport e Prs Rossy Chrles e Glle) 56

59 III.4 Les systèmes e loclston III.4 Les systèmes e loclston Tos les moyens povnt onner es nctons sr l poston o l entfcton n moble pevent être ctlogés comme systèmes e loclston. On stnge fférentes ctégores e systèmes e loclston : les systèmes coopértfs non coopértf e covertre prtelle o tote épennts o non épennts. Non épennt Covertre totle Non épennt Covertre ponctelle Dépennt Non coopértfs Les moyens hmns Rr prmre e srfce Cpters hyper fréqences Cpters optqes Cpters costqes Cpters nfrroges Bocles mgnétqes ADS ADS-B Tble III.1 L clssfcton es sensers Coopértfs Mltltérton VHF o UHF Mltlterton moe S Porte moe S Rr seconre ns l'xe pproche Por l srvellnce sol l s gt e centrlser l nformton por povor mex l exploter. Les cpters non-coopértfs sont cex q permettent e étecter n moble sns cne nterventon e cel-c. Ce type e cpter ser toors tle por étecter les ntrs o les mobles en pnne. Les cpters coopértfs sont cex q possèent n élément ctf type trnsponer q permet obtenr ne nformton personnlsée pls rche. Por les cpters épennts c'est le moble l-même q génère l nformton et l trnsmet. Les brres rrêt sont es fex roges encstrées q ntersent l ccès à l pste. Por torser l ccès le contrôler ot étenre ces fex q se rllment tomtqement près le pssge e l von grâce à n cpter ponctel. Dns le cre es cpters épennts c est le moble q effecte l pls grosse prt trvl en évlnt s poston et en l trnsmettnt vers le sol vec son entfcton. C est ce q on ppelle l ADS (Atomtc Depennt Srvellnce). Por l pplcton sol ce prncpe est srtot ntéressnt ns s verson ADS-B (comme Brocst ce q vet re : ffson permnente e l nformton). 57

60 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol Le prncpe e l ADS-B est e trnsmettre Atomtqement (sns commne plote) fférents prmètres telles qe l entfcton e l von s poston s rote s vtesse (Dépennce vs à vs es tres sensers e l von) por es pplctons e Srvellnce. Ces messges seront ffsés (Brocst) pr le bs ne lson e onnées vers es estntres non ésgnés q pevent être tres éronefs es sttons sol es véhcles sol l tor e contrôle etc. Ces tlsters potentels ont l von émettnt le messge n ps connssnce ont le chox e trter o e reeter les messges reçs (en foncton prncplement e lers sttons respectves). L ADS-B n est ps n système e srvellnce ce n est q n moyen e l rélser. Actellement on enregstre e pls en pls e cs ntrsons ntempestves e pste lors q n éronef est en trn tterrr o e écoller ce q porrt vor es conséqences ctstrophqes. L ADS-B est l n es systèmes ssceptbles mélorer l sécrté éroportre en résnt l fréqence e ce type événement. L premère étpe nécessre est mélorer l nvgton sr l éroport en trnsmettnt plote ne crte électronqe e l érorome ssocée à ne ncton e s poston. Cette foncton (népennte e l ADS- B) porrt éà mélorer l sécrté en évtnt qe ft es conton météorologqes o ne méconnssnce e l érorome es véhcles o es éronefs se perent sr l plteforme. L étpe svnte porrt consster à oter les véhcles et les éronefs n éqpement ADS- B fn qe sr le même écrn embrqé n éqpge psse vslser l poston e tos les mobles envronnnts. Pr l ste es lrmes porrent être mplémentées fn évter qe es mobles (éronefs o véhcles éroports) ne pénètrent ns es zones ngereses. Côté ATC l nformton ADS-B sert tlsée comme ne onnée spplémentre x moyens e srvellnce éà exstnts (rr e srfce). D tres fonctonnltés porrent être mplémentées comme l trnsmsson plote pr lson e onnées e son chemnement à l rrvée o éprt. Cette fonctonnlté est népennte e l ADS-B. Mlheresement ce système n est ps encore générlsé et l fr ttenre entre cnq et x ns vnt e povor l exploter. 58

61 III.5 Les systèmes e commncton III.5 Les systèmes e commncton Le rése e commncton e l éroport ssre l trnsmsson e onnées e fçon à renre possble : l prestton es servces e contrôle e l crclton érenne l échnge nformtons entre les cters trfc éroportre tres pplctons comme les commnctons mnstrtves érontqes. Le len rect entre les sgers e l plte-forme éroportre est ssré pr es lsons ro notmment es lsons vocles. L nformton reqse pr les plotes o les concters e véhcles est trnsmse pr les contrôlers e trfc sol o pr les concters rectement. Dns les ex cs l trnsmsson s effecte pr voe ro en moe vocl. Le système e commncton comporte tres composntes : les systèmes e commncton e onnées les systèmes e srvellnce épennte tomtqe et les systèmes e srvellnce non rensegnés. Tos font prte es systèmes e srvellnce et e loclston. Le pls mportnt système e commncton reste cel ssocé système e contrôle trfc. Ce système est or h encore entèrement vocl et comporte n lngge spéclsé vec ne phrséologe stnr. Même s l fférence entre le messge écrt et cel trnsms est très grne l ensemble es cters trfc sol ovent commnqer ns. Por es rsons prement hmnes o por es problèmes orre technqe l commncton pet evenr très lente vore mpossble. Dns es contons e emne e trfc élevée les cnx e commncton evennent strés et l cohérence es trnsmssons pet ne pls être ssrée. 59

62 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol Débt e l commncton Sse e l bne e progresson Attente sponblté contrôler NO Le contrôler est sponble? OUI Reqête Attente e réponse Drectve Fn e l commncton Sve e l bne e progresson Confrmton Fgre III.5 L grmme protocole e commncton entre le contrôler et le plote III.6 Problèmes opértonnels e l crclton sol es vons III.6.1 Problèmes lés à l météorologe Les contons météorologqes oent n rôle mportnt por le bon érolement es opértons sr l plte-forme éroportre. Tros fcters mers posent es problèmes por le trfc sol : les vents trversers les précpttons et l vsblté. Les vents trversers nflent sr les tterrssges et les écollges. Le servce météo e l éroport se ot nformer les sgers e l recton et e l ntensté es vents trversers. Les précpttons mofent l hérence es pnes vec n mpct rect sr l sécrté et l mnœvrblté e l von. Les opértons sr l plte-forme éroportre se érolent sq à n nve lmte es précpttons. A elà e cette lmte tot movement ser ntert. Les précpttons pevent être sos forme e ple e nege e glce etc. L formton e l glce pose es problèmes prtclères moment écollge. Por 60

63 III.6 Problèmes opértonnels e l crclton sol es vons combttre l formton et le épôt e glce sr les les es vons es zones e égvrge sont préves sr les res e trfc e certns éroports (ADP Tolose-Blgnc). Les contons e vsblté nflent sr l écolement trfc. L règle «v et être v» contne à être pplqée por le contrôle e l crclton sr l plte-forme éroportre. Les contons e vsblté sont clssées en qtre nvex (vor prgrphe I.6.3). En ce q concerne les mnœvres tterrssge et pls prtclèrement tterrssge tomtqe les contons e vsblté pevent être clsses : CAT I : vsblté spérere à 800m CAT II : vsblté nférere à 800m et spérere à 400m à prtr e ce nve es procéres spécles sont pplqées por l geston e movement es vons sol CAT IIIA : vsblté nférere à 400m et spérere à 00m CAT IIIB : vsblté nférere à 00m et spérere à 50m CAT IIIC : vsblté nférere à 50m. III.6. Les problèmes lés x performnces es vons Les performnces es vons sol sont crctérsées prncplement pr : les vtesses e écollge et tterrssge et les rées occpton es pstes (en ft foncton e l msse e l von et es contons météorologqes) ; l vtesse e éplcement e l von sr les voes e crclton (0 nœs en générl) ; les temps et stnces stnrs e frenge et ccélérton ; les ryons e vrge mnmx ; les vtesses mxmles en vrge ; l encombrement e l von (envergre et longer) rolge et poste e sttonnement ; les cpctés e mnœvre tonome poste e sttonnement ; l comptblté vec les moyens embrqement/ébrqement es pssgers et fret. 61

64 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol L séprton longtnle rolge es éronefs est e 75m et e 90m pr mvse vsblté. L séprton mnmle entre ex vons (qee extrémté e l le) poste e sttonnement est e 75 mètres. Fgre III.6 Zone e protecton es postes e sttonnement En ce q concerne l cpcté opértonnelle es pstes on est mené à stnger cnq clsses éronefs q étermnent les séprtons mnmles à l tterrssge et écollge entre ex vons. Ce crtère e séprton consère en ft le nger constté pr les trblences e sllge q ont éà été l cse e plsers ccents : clsse 1 : pprels e msse mxmle écollge (MTWO) spérere à 136 tonnes (pr exemple B747 A300 DC10) clsse : pprels e msse mxmle écollge comprse entre 40 et 136 tonnes (B77 B737 A30 DC9) clsse 3 : pprels e msse mxmle écollge comprse entre 57 et 40 tonnes (F7 F8 DH7 ATR4) clsse 4 : pprels bmoters e mons e 57 tonnes (Beech99 BNA Twn-Otter) clsse 5 : pprels monomoters e mons e 57 tonnes (les vons éro-clb e trvl éren) Ce crtère est bsé sr les msses mxmles écollge étrotement lées à l tlle es vons et onc x trblences. Les pprels e clsse 5 volent presqe toors en VFR 6

65 III.7 L ene contrôle e trfc von sol (Vsl Flght Rles) contrrement x pprels e clsse 4 ce q mofe consérblement les règles e séprton. Pr exemple n Arbs A30 est n von e clsse (77 tonnes) vec 150 plces ns l verson pssgers e longer totle e 3757m et envergre e 3410m. Fgre III.7 Mnœvrblté e l von à très bsse vtesse III.7 L ene contrôle e trfc von sol L ccrossement consérble trfc éren ns tos les grns éroports mone entrîné ne gmentton sensble sr les pstes les voes e crclton et les res e sttonnement movement es vons ms ss cel e véhcles vers. Ass s est-l véré e pls en pls nécessre e mettre à l sposton es contrôlers es systèmes onnnt ne mge constmment mse à or e l ensemble e l stton q règne sr les éroports (rrs e srvellnce étecters et sensers systèmes e postonnement pr stellte embrqés etc.). 63

66 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol Les contrôlers sr les éroports mportnts ont es ffcltés à mîtrser l stton q s vère crtqe fce à l gmentton trfc et nombre crossnt e movements smltnés vons sol. Cette stton v en s emprnt ft e l étene toors pls grne es nstlltons éroportres et e l complexté rése es voes e crclton q event très ffcle à srveller. Le contrôler collecte les nformtons nécessres à prtr es observtons et es compterens météorologqes es compte-rens es plotes et es observtons vselles o rr es vons es pstes es voes e crclton et trfc sol. Il trte et combne ces nformtons et pren es écsons. Il met ces écsons en prtqe en commnqnt les nformtons pproprées et les nstrctons nécessres x plotes pr ro. Postes Apron Voes e crclton Pstes Drectves et réponses Reqêtes et confrmtons Contrôler e postes Contrôler pron Contrôler locl Contrôler locl Fgre III.8 Le flx es vons et l nformton échngée vec l tor e contrôle Le plote et le contrôler forment ne bocle fermée e contrôle tot long e l phse tterrssge et rnt l phse e rolge sq pont e sttonnement e l von. Dns ce système totes les onnées et les nformtons sont perçes pr es opérters hmns (pr es moyens vsels et o) trtées pr es opérters hmns et trtes en cton pr es opérters hmns. Ce type e contrôle ne sffr ps ns l venr por ex rsons prncples : 64

67 III.8 Exemple orgnston poste e contrôle trfc sol Le éveloppement et l tlston es systèmes opértonnels tterrssge tos temps vont permettre effecter es écollges et es tterrssges ns les contons OACI es ctégores IIIA et IIIB. L vsblté n est pls lors sffsnte por qe le contrôler ssre n écolement sûr et rpe trfc et l coornton optmle es movements smltnés es vons. Les plotes ne sposent non pls ne vsblté sffsnte ns les contons es ctégores IIIA et IIIB por roler en sécrté et rpement. L gmentton nombre e movements sol oblge le contrôler à ntervenr en même temps ns plsers bocles (plote-contrôler) népenntes tot en optmsnt l ensemble trfc sol e mnère à évter les encombrements et les rrêts e l crclton et en ssrnt n nve élevé e l sécrté. Des mélortons sbstntelles ne povent être ttenes pr es smples mofctons pportées concept e contrôle ctel. Des systèmes ont onc été étes q permettrent ns n premer ste contrôler e se échrger e certnes tâches seconres por se conscrer vntge contrôle proprement t à l sécrté et à l srvellnce trfc. Des systèmes entèrement tomtqes ntégrés spostf globl e contrôle sont églement prévs. L sécrté emere l n es socs essentels et constnts es servces responsbles gge et contrôle e l crclton sol. III.8 Exemple orgnston poste e contrôle trfc sol Cel-c éveloppe (vor fgre III.9) plsers fonctons : contrôle locl contrôle sol contrôle e poste émsson e clernces onnées e vol coornton trfc spervson e tor montorng à ve représentton trfc (écrn nmérqe écrn rr). L tor e contrôle est responsble e l geston es movements es vons sol. Dns le cs es éprts les contrôlers prennent en chrge l von e l compgne érenne ès le éprt poste e sttonnement (repossge o rolge) et sq à l entrée ns l espce éren qn ls le pssent x contrôlers e trfc en rote. Concernnt les rrvées l von est prs en chrge e l prt es contrôlers érens moment qn l entme l pproche fnle et l est gé à trvers les phses tterrssge et e rolge sol sq à l rrvée poste où l est confé à l compgne érenne. 65

68 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol Arrvées Déprts Contrôle postes Contrôle sol Contrôle locl Emsson e clernces Spervser e tor Données e vol Coornton trfc Fgre III.9 Exemple orgnston e l tor e contrôle III.8.1 Les fférentes fonctons ssocées contrôle trfc sol Le contrôle locl est responsble es rrvées et es éprts es vons sr les pstes ns qe es vons opérnt ns l espce éren e l éroport. Plsers contrôlers locx pevent être ctfs smltnément. Le contrôle sol est responsble gge es vons sol ne nécesstnt ps l trversée es pstes ctves (cette opérton étnt sos l responsblté contrôle locl). Le contrôle sol pet émettre l clernce por effecter le repossge le rolge l pet ttrber es chemns vers chqe pste et fnlement l remet le contrôle e l von et l commncton contrôle locl. Le contrôler e poste est responsble e l geston es vons éprt. Le contrôler reçot n ppel e l prt plote l nqnt qe l pprel est prêt por le repossge (s l s gt n et) o por le rolge (por les tres vons) et l mrqe le moment e l ppel sr l bne e progresson vol. Le contrôler e poste ft lors ne estmton temps e 66

69 III.8 Exemple orgnston poste e contrôle trfc sol repossge/rolge ns le cs où ne ttente est nécessre et cette estmton est églement nscrte sr l bne e progresson vol. A fnl le contrôle poste remet l von contrôle sol selon e prncpe «premer rrvé premer serv» sf contons spécles o ne restrcton concernnt l nstnt e écollge q nécesstent l pplcton es procéres fférentes. L émsson e clernces concerne les clernces e éprt. Le contrôler e clernces vérfe qe les plns e vol sont complets et corrects et commnqe verblement l ltte ntle. L émsson e clernces pet être confrmée pr le contrôle e poste. Le responsble es onnées e vol strbe l nformton. Il vérfe l ntégrté es plns e vol vnt e remettre l bne e progresson vol contrôler e clernces. Le coornter trfc trnsmet totes les restrctons trfc sol ns qe les lertes météorologqes spervser e l tor. Il ft le compte ren e totes les restrctons e trfc nflnt sr l ctvté e l pste et es événements spécx. En coornton vec le spervser e l tor et le contrôler e secter éren vosn e l éroport l éce tx rrvées et e éprts e l éroport. L spervson e tor concerne l plnfcton strtégqe les écsons tctqes et l geston nombre e contrôlers ssgnés à fférentes fonctons e contrôle trfc es vons sol. Le montorng à ve est l prtqe cornte ns es contons e bonne vsblté employée pr les contrôlers e trfc fn évler l étt e trfc. L représentton trfc pet être rélsée sr es écrns rr. Ans les postons es vons (et tres véhcles) sol et lers entfcters pevent être ffchés. Ce type e représentton est tlsée prncplement ns es contons e mvse vsblté où le montorng à ve est neffcce. L représentton rr trfc éren envronnnt est tlsé prncplement pr le contrôle locl. L commncton ro entre les plotes et les contrôlers est encore le moyen échnge e l nformton nécessre bon érolement e movement es vons sol : étt e l von les clernces les emnes e repossge les ponts rrêts les chemns à svre etc. 67

70 Chptre III Le cre opértonnel trfc sol III.8. Les bnes e progresson Les bnes e progresson («strps») sont tlsées pr les contrôlers e trfc sol por enregstrer l évolton es vons. A chqe éprt est ssocée ne bne e progresson (vor fgre III.10) mprmée tomtqement pr le système e onnées e vol ne em here vnt le temps e éprt progrmmé. Nméro e vol Secter Pste e écollge Pln e vol L nstnt qel le plote est prêt por repossge Type et clsse von USS611 T/B77/A P L BOS GLYDE BAF V9 V13 SAX EWR Nméro entfcton e l von Altte (x100 en pes) L here proposée por le repossge L here progrmmée e écollge L here réelle e écollge L here estmée e repossge Fgre III.10 Exemple e bne e progresson Les bnes e progresson sont tlsées comme sorce nformton concernnt le éprt : l von son type son entfcton le temps ésré e éprt proposé pr l compgne érenne le pln e vol (sq à l entrée ns l espce éren contrôlé) et les restrctons mposées tot long rolge sol. Les bnes e progresson sont tlsées ss comme n otl e commncton entre les contrôlers e trfc sol. Les bnes e progresson pssent n contrôler à l tre svent l progresson e l von sol et le trnst es fférentes zones e l éroport contrôlées ps les contrôlers respectfs. Les contrôlers notent (en écrvnt à l mn) sr les bnes e progresson l nformton tonnelle comme l pste ssgné por le écollge les mofctons e l chemnement e l von et certns nstnts e temps crtqes (l nstnt où le plote est prêt por qtter le poste e sttonnement l nstnt e écollge). 68

71 III.9 Conclson III.9 Conclson L sécrté et l réglrté e l écolement trfc ne sont ps les sels socs es servces responsbles e l crclton sol es vons : l rpté est pls qe ms à l orre or. Le temps qe perent les vons à crcler sol prm les ménres es voes e crclton et es fles ttente est consérble et l en réslte n gspllge énerge et ne gmentton mportnte e l consommton e crbrnt (et es coûts explotton) brt et e l pollton envronnementle. Une mellere tlston rése es voes e crclton et certnes soltons vsnt à rére le temps e rolge porrent y reméer et entrîner es économes e crbrnt et es coûts explotton. Cec psse sûrement pr le éveloppement e systèmes e à l écson q permettront mélorer vore optmser l écolement trfc sr l plte-forme éroportre et ns son espce éren mmét. z 69

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73 Prte L cpcté éroportre et l crclton sol

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75 Chptre IV L cpcté éroportre IV.1 Introcton L crossnce sotene trfc éren commercl eps l fn es nnées 80 ft nître verses nterrogtons sr les éroports ont on prévoyt à cort o moyen terme l strton es nfrstrctres. Cette stton cont à l pprofonssement e plsers concepts nflnt sr les écsons nvestssement et orgnston. Prm ces concepts c est cel e cpcté qe nos llons exmner c en nos efforçnt e présenter et e commenter les fférents spects q l p prenre svnt les époqes et les lex. Notre bt ser e fornr es éléments por l nlyse étllée e ce problème et éventellement e proposer ne novelle méthoe por l évlton globle e l cpcté éroportre. IV. Le système éroportre et s cpcté Une premère éfnton e l cpcté optée pr les servces e l vton cvle concerne : «l cpcté théorqe o cence q est éfne comme le nombre mxmm éronefs qe le système e pstes porrt physqement écoler ns l nté e temps (l here) sns tenr compte e l qlté e servce» [STBA 1975]. En prncpe celle-c pet être estmée en tlsnt l théore es fles ttente. L prse en compte théorqe lés fréqents notmment es ncerttes sr l here e présentton en ébt e fnle sr l vtesse es éronefs sr l vtesse vent cont à éfnr l cpcté prtqe comme étnt «le ébt mxml e trfc écolé vec ne qlté e servce égle o spérere à n sel nqé prélble» [STBA 1978] le sel étnt éfn sovent pr ne ttente moyenne e 4 mntes. Le pssge e l cpcté théorqe (CT) à l cpcté prtqe (CP) été strctement éfn pr l tble e converson IV.1. 73

76 Chptre IV L cpcté éroportre CT CP CT CP CT CP CT CP Tble IV.1 Tble e converson cpcté théorqe (CT) cpcté prtqe (CP) en termes e nombres e movements pr here L expérence cqse cors es ernères écennes montré qe cette méthoe cont à es errers mportntes lorsqe les nvex e trfc sont non selement élevés ms présentent ss mportntes flcttons. Cec entrîné l évolton e l noton e cpcté en spécfnt le régme e fonctonnement ssocé. Ans ne tre éfnton été proposée : «l cpcté est le nombre mxmm e movements q n éroport pet écoler pennt n ntervlle e temps onné qn l emne est contne.» [Horoneff 1975]. Dns cette optqe plsers cpctés pevent être éfnes : L cpcté fnle q est le nombre mxmm vons q pet être trté pr l plte-forme pennt n ntervlle e temps onné vec n nve constnt e l emne. L cpcté prtqe q est le nombre vons q pet évoler sr l plte-forme pennt n ntervlle e temps onné vec n nve moyen e retr prééfn. Cette cpcté prtqe tent compte es lés q ntervennent pennt les mnœvres es vons sol. L cpcté prtqe e l éroport réslte e l confrontton entre ne prt l nfrstrctre physqe e l éroport vec les procéres opértonnelles q y sont mses en œvre (c est l offre) et tre prt l emne e servce crctérsée pr s composton (les types vons ms en e) son crctère létore et ses flcttons. 74

77 IV.3 Les fcters nflnt sr l cpcté IV.3 Les fcters nflnt sr l cpcté Des nombrex fcters nflent sr l cpcté prtqe ne plte-forme éroportre : l confgrton e l éroport (pstes termnx géométre et mensons) : les stnces à prcorr l sposton reltve entre les pstes (phénomènes e coplge entre ex pstes prllèles tlston exclsve e pstes sécntes) nflencent rectement l cpcté ; l emne (nve et flcttons e celle-c composton trfc progrmmton es vols) : les espcements temporels entre les opértons rrvée et e éprt notmment nve es pstes ont n rôle mportnt sr l cpcté ; l chrge e trvl es contrôlers trfc sol : lorsqe les contrôlers rrvent à strton e ler chrge e trvl ls sont menés à mettre en ttente les éronefs (x postes e sttonnement sol o sr es hpporomes en l r) sq à ce qe ler nve e sponblté ler permette e les trter en tote sécrté ; les contons météorologqes : celle-c consent à gmenter les mnm e séprton entre les éronefs et onc à mner les cences e trtement ; l sponblté éqpements xlres e mnœvre (repossge trcters psserelles etc.) : es éqpements en nombre nsffsnt evront être prtgés ce q pet conre à es ttentes notmment lorsqe le nve e l emne est élevée et qe es pertrbtons ont étrt l progrmmton q étt fte por ler tlston ; les contrntes lées à l protecton e l envronnement (lmttons es opértons compte ten es nsnces sonores) : c est le cs notmment lorsqe es trectores pproche et e montée pls longes sont renes nécessres o lorsqe es lmttons e movements (povnt ller sq à covre fe) sont mposées pr les tortés éroportres lés notmment à l presson es commntés vosnge. L cpcté système éroportre côté r réslte e fçon complexe e l cpcté e chcn e ses sos systèmes : les postes e sttonnement les prons les voes e crclton et les pstes. L connexon entre l cpcté e chqe sos système épen non selement e l confgrton es nterfces e cex-c ms ss es prtqes opértonnelles mses en oevre et l n exste ps ne formle nqe permettnt e clcler l cpcté globle système éroportre. 75

78 Chptre IV L cpcté éroportre L espce éren en rote et L espce éren termnl L/les pste(s) Les voes e crclton Les prons Le système éroportre Les res es sttonnement L/les érogre(s) L espce rbn et régonl nflencé pr l éroport Fgre IV.1 Le système éroportre En règle générle l est conséré qe l cpcté prtqe système éroportre est onnée pr l cpcté prtqe e l composnte q prît être l pls crtqe : le sos système es pstes. Cette pproche est smplfctrce et les restrctons à l écolement es flx e trfc q trversent les tres composntes ne sont ps prses en compte. Or celles-c ne sont ps néglgebles lorsqe l emne cont à l strton e l n e ces sos systèmes. IV.3.1 L cpcté es sos systèmes L cpcté es postes e sttonnement pet être représentée pr le nombre mxmm vons povnt tlser les postes e sttonnement pennt n ntervlle e temps vec n nve constnt e emne. Prm les fcters q nflencent l cpcté es postes e sttonnement on pet cter prncplement : le nombre et le type e postes sponbles l composton e l flotte (envergre es vons moyens tonomes e mnœvre poste) l qlté et le nve es servces personnel sol les restrctons mposées x verse types vons et le type e vols opérés (vols omestqes nterntonx ntercontnentx). 76

79 IV.3 Les fcters nflnt sr l cpcté L cpcté es prons pet être représentée pr le nombre mxmm vons povnt trnster pr les prons pennt n ntervlle e temps vec n nve constnt e emne. L cpcté es voes e crclton pet être représentée pr le nombre mxmm vons povnt évoler ns ce sos système pennt n ntervlle e temps onné e mnère fle vec n nve constnt e emne. Ce sos système est le pls ynmqe nve trfc sol et s cpcté épen prncplement nve et e l composton e l emne e l sponblté e l nfrstrctre éroportre e l confgrton e l éroport e l poltqe e contrôle trfc sol. Les voes e crclton sont l nterfce entre les postes et les pstes les ex flx trfc (les rrvées et les éprts) s y crosent et ler ntercton pet y être génértrce e problèmes (retrs conflts sécrté). En conséqence ne bonne geston et coornton es movements y est essentelle por ssrer en tote sécrté ne mellere tlston e cette ressorce. L cpcté es pstes pet être représentée pr le nombre mxmm opértons (tterrssges et écollges) povnt être effectés ns n ntervlle e temps e mnère fle vec n nve constnt e emne. Etnt onné le nombre lmté e pstes por n éroport ce sos système est sovent conséré comme le pls lmttf pont e ve e l cpcté prtqe. Les fcters q nflent sr l cpcté sos système es pstes sont prncplement : le nve et l composton e l emne trfc l confgrton e l éroport les contons météorologqes l sponblté es servces contrôle sol. Ces éfntons présentent e nombreses éfcences : comment représenter l cpcté n système strbé ns l espce (sos l forme e rése e voes e crclton e zones e mnœvres e plces e sttonnement es pstes mltples) pr n nqe tx ctvté pr nté e temps? Comment tenr compte egré effccté es procéres opértonnelles tlsées? Comment tenr compte lés q présentent nénmons certnes crctérstqes e réglrté? 77

80 Chptre IV L cpcté éroportre IV.4 Premers moèles e l cpcté n système e pstes Plsers pproches bsées sr l théore es fles ttente ont été très tôt éveloppées por évler l cpcté n système e pstes q été sovent ssmlée à celle e l éroport. En effet les opértons crtqes se stnt sr les pstes celles-c évent les golots étrnglement e l éroport et s cpcté étt consérée comme étnt ctée pr celle système e pstes. Un premer moèle évlton e l cpcté n système e pste est cel proposé pr le STBA [STBA 1975]. Le prncpe e clcl est bsé sr l pplcton e l théore e fles ttente à ne sele pste. Qtre types e séqences opértons sont consérées : tterrssge sv tterrssge tterrssge sv e écollge écollge sv tterrssge et écollge sv e écollge. L cence horre C H (nombre mxmm moyen vons pr here q pevent être servs pr l pste) y est onnée pr l formle emprqe: C H = 1 t p ( t t ) p(1 p) t (1 p) AA AD DA où p est l proporton tterrssges sr les écollges t AA est le temps moyen occpton e l pste por ne opérton tterrssge-tterrssge t AD est le temps moyen occpton e l pste por ne opérton tterrssge-écollge t DA est le temps moyen occpton e l pste por ne opérton écollge-tterrssge t DD est le temps moyen occpton e l pste por ne opérton écollge-écollge. Qelqes vlers stnr por t AA t DD et C H sont : 60s t AA 150s 50s tdd 90s 30 C 80. DD H Ce moèle ne pren ps en compte l strbton es nstnts rrvée o e éprt es vons et est onc très pe précs. Des moèles sss e l théore es fls ttente [Ashfor et Wrght 1979] permettent e tenr compte e l vrblté es temps opérton. Ans spposnt qe l lo e présentton es vons ns le système est possonenne qe l poltqe e servce est e type «premer rrvé premer serv» (FCFS) et qe le système est à l étt sttonnre on pet lors 78

81 IV.4 Premers moèles e l cpcté n système e pstes pplqer l formle e Pollczek-Khnchn [Hller et Lebermn 001] q onne l ttente moyenne A ns le système : où A s ρ σ 1 1 ρ s = 1 λ s = est le temps e servce moyen ρ = = λs est le tx e strton λ est le nombre µ µ moyen éronefs q emnent à être serves pr nté e temps σ est l écrt type temps e servce e moyenne s. Il ne pet y vor étt sttonnre qe s λ < µ snon l ttente est nfne. A σ σ 1 <σ σ 1 σ 0 1 ρ Fgre IV. Attente moyenne théorqe en foncton tx e strton Ce moèle n est qe théorqe cr en ft l hypothèse vor n système éroportre en étt sttonnre n est ms prftement vérfée sf pennt les péroes nctvté e l éroport. Il est possble e proposer es moèles estmton es retrs moyens becop pls complexes sns qe l précson sot nécessrement mellere pr exemple [STBA 1975] proposé le moèle svnt : A n m ρ 1 t( tρ 1) ρ 1 t( tρ 1) tρ t( ρ 1) = 1 m m m m où A n est l ttente moyenne totle cors e l n ème here s est le temps e servce moyen σ est l vrnce temps e servce m = n 1 n est le nombre heres ns le même étt σ t = s 1 λ n est l emne pennt l n ème here ρ = λ n s. 79

82 Chptre IV L cpcté éroportre A qelqes fcters près totes ces formles présentent es smlrtés elles relent pr ne relton crossnte le tx e strton et le retr moyen. En se fxnt e sels remrqbles on ét les nvex e cpcté opértonnelle et e cpcté prtqe (vor fgre IV.3). Ans se fxnt n sel ttente e 4 mntes le [STBA 1986] en ést l cpcté prtqe e l pste. Retr moyen Sel prtqe Sel opértonnel Volme trfc Cpcté théorqe Cpcté prtqe Cpcté opértonnelle Fgre IV.3 L relton entre le retr l cpcté opértonnelle et l emne e trfc Ces moèles ne pevent tenr compte e fçon précse e l confgrton es pstes et es contons réelles e trfc. En effet ces moèles ne prennent en compte q n nombre lmté e fcters prm ne mltte e fcters q nflent sr l cpcté système e pstes et consère n étt sttonnre système ce q ne correspon ps à ne stton e fonctonnement hbtel. Compte ten es lmtes es moèles c-esss fférents ters se sont ntéressés évler l cpcté éroportre à prtr e onnées sttstqes e ses ctvtés. 80

83 IV.5 Evlton sttstqe e l cpcté éroportre IV.5 Evlton sttstqe e l cpcté éroportre IV.5.1 Une pproche sttstqe globle En générl les étes éveloppées ns ce sens ont n crctère globl compte ten e l forte ntercton entre les flx rrvée et e éprt sr ne o plsers pstes et l sert ffcle en séprer les cses et les conséqences sr l cpcté e chcn. Pr exemple ne pproche sttstqe globle été présentée ns [Glbo 1993]. L méthoe emprqe tlsée consste à estmer l corbe e cpcté e l'éroport en consérnt conontement le nombre 'rrvées et e éprts pr péroe e 15 mntes. L méthoe est fonée sr l'hypothèse selon lqelle pennt l péroe consérée les rrvées et les éprts observés pennt les heres e ponte reflètent l performnce e l'éroport à son nve mxmm e cpcté. Pr conséqent l corbe enveloppnt les onnées observées est consérée comme ne évlton e l cpcté e l'éroport. 5 Déprts/15 mntes Arrvées/15 mntes Fgre IV.4 L estmton e l cpcté prtqe selon Glbo 81

84 Chptre IV L cpcté éroportre Les onnées observées sont orgnsées selon les contons e fonctonnement e l'éroport fn e fornr es corbes e cpcté por fférentes contons spécfqes ssocées à es confgrtons es pstes et es contons météorologqes fférentes. On sppose qe l éroport tlse n ensemble lmté e confgrtons e pstes vec ne fréqence sffsnte por retrer es onnées sttstqes en nombre sffsnt fn estmer vlblement les corbes e cpcté. Les contons tmosphérqes sont gropées pr ctégores opértonnelles reflétnt ns les lmttons conventonnelles e vsblté et e plfon. Des corbes e cpcté pevent lors être obtenes por ces fférents contons tmosphérqes. L méthoe consère à l fos le plnnng es rrvées/éprts et l'ensemble es rrvées et es éprts observés pennt es ntervlles e 15 mntes sr ne longe péroe (pr exemple n mos o pls). Les cooronnées e chqe pont montrent le nombre 'rrvées et e éprts effectés pennt le même ntervlle e 15 mntes. L corbe e cpcté est estmée en trçnt ne enveloppe convexe et lnére pr morcex por covrr l'ensemble e ces ponts. On en ét ne relton mplcte relnt le nombre mxmm e éprts possbles nombre rrvées. Dns n tre trvl l été étbl pr ([Newell 1979] et [Swesh 1981]) qe théorqement les cpctés 'rrvée et e éprt sont élmtées pr ne foncton nonlnére convexe. On prler e l frontère e Preto. L méthoe proposée pr Glbo élmne certnes vlers extrêmes observées q reflètent es événements rres pennt lesqels n éroport fonctonne -elà e ses lmtes opértonnelles normles c est-à-re pennt ne péroe e temps très corte ns es contons povnt éventellement mettre en e l sécrté es opértons. Les crtères e reet sont : l proxmté es observtons extrêmes x observtons les pls fréqents et l fréqence reltve e ces observtons extrêmes. Il ft remrqer c qe le même nve es performnces pet ne ps être soten pennt plsers ntervlles e 15 mntes conséctfs : l cpcté à sotenr n nombre mxml «extrême» 'opértons pennt ne longe péroe épen e mnère sgnfctve fcter hmn. D llers les onnées sttstqes montrent qe le nombre mxmm 8

85 IV.5 Evlton sttstqe e l cpcté éroportre rrvées et e éprts pennt es ntervlles e 30 mntes est nférer oble e cel observé sr es péroes e 15 mntes et e même por es péroes e 60 mntes pr rpport à es péroes e 30 mntes. Cet effet pet églement être explqé pr les crctérstqes e l emne trfc sr e pls longs ntervlles e temps. IV.5. Crtqe e l pproche précéente L pproche précéente évlton e l cpcté prtqe n système e pstes pet être mélorée à prtr es ex consértons svntes : Por ne péroe observton onnée (15 mntes 30 mntes 45 mntes o 60 mntes) les ponts extrêmes relevés même s ls se étchent nettement es vlers becop pls fréqentes onnent ne ncton spplémentre sr l cpcté qe l on porrt qlfer e «potentelle» système e pstes. Ans on pet trcer l enveloppe convexe e l ensemble es ponts observés e fçon à éfnr cette cpcté potentelle q ser en ft n mornt e l cpcté prtqe e Glbo et ne estmton pr éft e l cpcté théorqe. Nombre e éprts pr nté e temps cpcté prtqe cpcté théorqe cpcté potentelle Nombre 'rrvées pr nté e temps Fgre IV.5 Estmton e l cpcté potentelle et e l cpcté théorqe 83

86 Chptre IV L cpcté éroportre Dns son pproche Glbo ne tent ps compte ft qe très sovent les tterrssges présentent n crctère prortre pr rpport x écollges. Ass l semble cex étblr por n nve tterrssge onné l strbton es fréqences e écollge es éronefs. N ( ) Fgre IV.6 Fréqences e écollge por n nve rrvées onné pr péroe e temps On pet lors ntrore pror ne cpcté e écollge C α ) éfne pr l relton : α C ( ) = 0 N ( ) = (1 α) mx = 0 N ( ( ) où α est n prmètre réel postf comprs entre 0 et 1 pltôt vosn e 0 (exemple α = 008). L cpcté opértonnelle est lors représentée ns les xes rrvées éprts pr α l enveloppe convexe es ponts ( C ( )) remrqons ben qe celle-c tent compte c e l symétre opértonnelle exstnt entre rrvées et éprts. Déprts pr nté e temps C α ( ) α Cpcté opértonnelle 0 N ( ) Arrvées pr nté e temps Fgre IV.7 Une représentton e l cpcté opértonnelle 84

87 IV.5 Evlton sttstqe e l cpcté éroportre IV.5.3 Prse en compte e l étt occpton e l plte-forme éroportre Dns les prgrphes précéents on ssmlé l cpcté e l éroport à celle e son système e pstes. S l on consère es péroes observton cortes très sovent le nombre e éprts et rrvées seront fférents ; sr es péroes pls longes (30 45 o 60 mntes) svnt l péroe e l ornée ces fférences porront contner à exster et même à s mplfer. Ans pet-on vor N > N sr ne péroe e temps c N est le nombre e éprts et N le nombre rrvées pennt l péroe. Il est clr qe l fférence provent es vons q étent éà présents sr l plte-forme. Notons 0 N le nombre e cex-c. S ne proporton λ es vons q rrvent ns l péroe reprtent pennt cette même péroe (cec pet être le cs vec es vons opérés pr es compgnes «low cost» o vec es vons ffres o e l vton générle) on r nécessrement : 0 N λ N N 0 (IV.1) Pr llers en fn e péroe le nombre vons présents sr l plte-forme et en prncpe en sttonnement ser onné pr : N = N N N. Sot S le nombre totl e postons e sttonnement e l plte-forme éroportre on ot vor : * M S où M * est le nombre mxmm vons en sttonnement pennt l péroe. Dns le cs où les strbtons es rrvées et es éprts sont nformes on r : M = N s N > N * 0 * 0 = N 1 M s N < N Dns le cs générl on porr écrre :. M = M ( N N N * 0 et l contrnte e cpcté ssocée x postes e sttonnement s écrr : 0 M ( N N N ) S ) à lqelle on porr ss ssocer l contrnte (IV.1). 85

88 Chptre IV L cpcté éroportre Ans l pprît qe l cpcté e l éroport por ne péroe onnée est en ft crctérsée pr tros prmètres : Le nombre rrvées : Le nombre e éprts : N N Le nombre pprels présents sr l plte-forme éroportre ébt e l péroe : 0 N et les pproches sttstqes précéentes serent à reprenre en consérnt ce prmètre tonnel. Dns le cs smplfé où les strbtons es rrvées et es éprts sont nformes ces prmètres sont ssocés ns l stsfcton es fférents contrntes : S N > N : 0 N S N S 1 λ et (IV.) N N 0 λ 1 λ S (IV.3). S N N (IV.4) l ne reste pls qe ex contrntes : 0 N S et N N 0 λ N (IV.5) o encore : 0 N S et N 0 N 1 λ (IV.6). Ans ns ce cs prtcler l ensemble es contrntes (IV.) (IV.3) (IV.4) (IV.5) o (IV.6) éfnssent n omne convexe q générlse le résltt e convexté présenté pr Glbo. Dns le cs générl le omne mssble por le trplet ( N 0 N N ) ont les frontères éfnssent ne cpcté théorqe por l plte-forme éroportre ns son ensemble r ne géométre q épenr es strbtons es rrvées et es éprts. A nve es pstes (cs N 0 = 0 pr exemple) l s gr es strbtons es nstnts tterrssge et e 86

89 IV.6 Conclson écollge et nve es postes e sttonnement l s gr es strbtons es nstnts entrée poste et e repossge. Il est ntéressnt e remrqer c qe l cpcté e sttonnement n éroport n est ps strctement éfne pr le nombre e postes e sttonnement ; en effet certns pevent être s élognés q ls ne seront ps tlsés ns es contons normles opérton lors q l pet exster es cpctés e sttonnement tonnelles momentnées sr certnes voes e crclton q ne présentent ps à ce moment là e trfc trverser. Ass ces contrntes prennent n crctère élstqe et l porrt être tle envsger ne représentton e ces nvex e contrntes en tlsnt les technqes e moélston sses e l logqe floe [Fye et l. 000]. IV.6 Conclson L noton e cpcté éroportre est ne noton reltvement ncenne qe l on retrove ns les premers ovrges conscrés à l plnfcton es nstlltons éroportres. S éprt cpcté éroportre sgnft essentellement cpcté système e pstes l ntrocton es préoccptons lées x contons écolement trfc es vons sol cont lors à revenr sr cette noton et à l enrchr e novelles consértons. z 87

90

91 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre V.1 Introcton Dns ce chptre sont présentées les prncples pproches q ont été éveloppées por estmer l cpcté n termnl éroportre. Il y ne très grne versté ns celles-c et on pet stnger : les pproches théorqes o emprqes les pproches escrptves o normtves les pproches étermnstes o stochstqes les pproches mcroscopqes mésoscopqes o mcroscopqes et on se lmter à reprenre tros grnes pproches q recovrent l ensemble es spects ctés c-esss : ne pproche théorqe mcroscopqe et stochstqe onnnt le éveloppement n moèle nlytqe l pproche e smlton vec ces fférents nvex nlyse et e représentton q onné le éveloppement e logcels e smlton tlston éà ssez répne l pproche optmston q met en œvre les otls e l progrmmton mthémtqe por explorer les contons lmtes opérton. V. Un moèle théorqe e l cpcté ssocée x pstes L NASA ns le cre e l éte ASAC (Avton System Anlyss Cpblty) éveloppé n moèle por l évlton e l cpcté ssocée x pstes n éroport [Dv et l. 1998]. Ce moèle est estné à estmer l cpcté n éroport en foncton es contons météorologqes es procéres e geston trfc e l emne trfc et nve éqpement e l éroport. L cpcté est représentée comme l frontère e Preto es flx 89

92 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre es éprts et es rrvées pr péroe e temps. L rée e cette péroe pet vrer e 15 à 60 mntes. Cette frontère est l lmte spérere elà e lqelle les nombres e éprts et rrvées ne pevent pls être gmentés smltnément. V..1 Prncpes retens pr le moèle ASAC Ce moèle est bsé sr l théore es fles ttente les rrvées étnt spposées être létores. Les prmètres moèle comprennent les séprtons stnrs nve es opértons sr l pste les temps occpton e pste le temps e réponse contrôler e trfc sol et tres règles mposées pr les opértons ns es mvses contons e vsblté. Le moèle repren les ncerttes e l poston et e l vtesse von en vol ns l phse pproche fnle. Ces ncerttes nflent sr les mrges optées ns les contrntes e séprton entre les vons. D tres ncerttes prses en compte pr le moèle sont celles es x éls e commncton et à l strbton e l vtesse vent. L évlton e l cpcté es pstes est rélsée à l e n mole estmton es éls et pls prtclèrement es éls rrvées. V.. Trtement es flx ns le moèle ASAC Dns n premer temps seles sont consérées les rrvées et l est spposé [Dv et l. 1998] q ne séprton stnr en vol est éà mposée pr les contrôlers trfc ns l TMA et q elle est mntene nve e l pproche fnle. Les nottons svntes sont tlsées : µ A est l fférence moyenne en temps entre l von leer et l von sver qn l von leer se pose sr l pste à l nstnt t L0 ; µ F est l fférence moyenne en temps entre l von leer et l von sver qn le sver entme l pproche fnle ; t F0 est l nstnt tterrssge sver ; t LX est l nstnt qn le leer égge l pste ; RA est le temps occpton e pste e l von ; 90

93 V. Un moèle théorqe e l cpcté ssocée x pstes X F (t) est l poston sver à l nstnt t ; X L (t) est l poston leer à l nstnt t ; V F est l vtesse pproche sver ; V L est l vtesse pproche leer ; W l vrton e l vtesse vent ; S l stnce entre le leer et le sver à l nstnt t L0 ; D l poston leer à l nstnt t L0. Le moèle trte ex cs por l éte es rrvées : Cel où l vtesse pproche leer est nférere o égle à l vtesse e l von sver. Dns ce cs l fr stsfre l contrnte : D X ( t ) S F LO Cel où l vtesse pproche leer est spérere à celle sver. Dns ce cs l fr stsfre l contrnte : X L ( µ ) X ( µ ) S. F F F Le moèle tent compte es lés s x errers e poston et à l nflence es vrtons e vtesse vent. Compte ten e ces ncerttes le moèle recherche les contons espcement q font qe les contrntes e séprton soent stsftes vec ne probblté e 95%. Ete premer cs : V V F L poston leer à l nstnt t X L (t) est : X L ( t) = δ X L ( VL δvl δw ) t et l poston sver X F (t) est : Le leer se pose à l nstnt t L0 : L X t) = δx ( V δv δw )( t µ ) F ( F F F A t L0 = V Le sver se trove lors à l poston X F (t L0 ) : L D δx L δv δw D δx L X F ( tl0) = δx F ( VF δvf δw )( µ A). V δv δw L L L 91

94 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre 9 S on sppose qe totes les pertrbtons sont premer orre lors l éqton précéente event : = F F F L L L L F F L F F L F V W V V V W V D X V W V V DV X t X δ δ µ δ δ δ δ δ δ 1 1 ) ( 0. Dns cette pproxmton lnére X F (t L0 ) est ne vrble létore e moyenne : F L F V V DV µ et e vrnce : 1 F F L L F X F W V F L W V X F W V L F V V V D V V D V σ σ σ µ σ σ σ σ σ σ =. L contrnte S t X D LO F ) ( ot être c stsfte vec ne probblté e 95%. Elle pet être réécrte comme : F F L A V V S D V D σ µ. Une tre contrnte e séprton s mpose à l nstnt t F0 e l tterrssge e sver : 0 > 0 LX F t t le sver evnt tterrr à l nstnt t F0 on : A F F F F W V V X D t µ δ δ δ = 0. L contrnte e séprton evrt être stsfte vec ne probblté e 987% ce q cont à l conton : 15 µ σ A L F L A R V D V D où AL L F F F R L W V X L F W V X F V D V D V D V D σ σ σ σ σ σ σ σ =. Ete exème cs : L F V V < Dns ce cs le sver pet entmer l pproche fnle vnt qe le leer n tterrsse. L vrble létore ) ( ) ( F F F L X X µ µ ne strbton normle e moyenne µ L V et e vrnce : 3 ) ( L F L X X W V σ σ σ σ µ σ =. L contrnte e séprton est stsfte vec ne probblté e 95% s :

95 V. Un moèle théorqe e l cpcté ssocée x pstes 93 L L F V V S σ µ. On pet mettre à proft les résltts précéents por le cs où es opértons e éprts sont nsérées entre ex rrvées sccessves. Dns ce cs le temps occpton e pste L A R est remplcé pr F L D A R R où F D R est le temps occpton e pste pr l von q prt. S on tent compte es éls e commncton vec l tor e contrôle c l relton précéente evenrt : F L D A R c R. Le moèle trte ex cs por l éte es écollges : Cel où l vtesse leer est nférere o égle à l vtesse e l von sver ns ce cs l fr stsfre l contrnte : D F D S t X D ) ( Cel où l vtesse leer est spérere à celle sver ns ce cs l fr stsfre l contrnte : D S D D. D D est l longer tronçon commn e l montée ntle et S D est l séprton mnmm en stnce entre les éprts. Dns le premer cs L F D D V V l contrnte e séprton ser stsfte à 95% s : ( ) σ µ F F F L L D D D D D D D D D V c V S D R R V D où ( ) ( ) c R R D D W V D D W V D D D D DF DL F L DL F DF F L L V V D V c R R V D σ σ σ σ σ σ σ µ σ = Dns le exème cs L F D D V V < l contrnte e séprton s écrt : { { } } 3 1 mn mx D D D D µ µ µ µ = où σ µ L L F L D D D D D D V S c V V R c D W V D R R D D D W V D D L DF F DL DF L F L DL L F V R V V V R R c σ σ σ σ σ σ σ µ σ =

96 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre D R µ D DL D R c 165σ DF 6 VD L D W D ( σ V σ ) σ D L RD L σ 6 = σ R σ 4 c DF V 4 µ D D c 15 7 D R σ 3 L 7 σ R σ D L c σ =. L V..3 Clcl e l cpcté pr ASAC Afn e procéer clcl e l cpcté les prmètres µ le temps moyen entre ex opértons et σ l écrt type temps nter-opértons où le premer von est e type et le exème est e type sont éfns. L foncton e strbton es temps nter opértons N(t µ σ) est spposée svre ne lo normle. Le temps moyen entre ex rrvées est lors onné pr : p ( t) p p N( t µ σ ) AA = où p est l proporton vons e type ns le flot es rrvnts. L estmton nombre rrvées sr l pste pennt ne here est lors onnée pr l expresson : M = 60. p p µ Cette formle onne l vler e l cpcté ssocée à l stton où on consère nqement es rrvées. Les éprts seront lors nsérées ns le flx es rrvées e mnère létore. L foncton e strbton temps sponble por effecter cette nserton est onnée pr : p( t R A R D c) = p p N( µ R µ R µ c σ σ R σ R A D A D µ σ ). En gmentnt progressvement le nombre e éprts on obtent ne sére e ponts q écrvent l corbe e cpcté. c 94

97 V. Un moèle théorqe e l cpcté ssocée x pstes Nombre e éprts pr here Nombre rrvées pr here Fgre V.1 Exemple e corbe e cpcté On obtent ns ne enveloppe e l corbe e cpcté. Cette enveloppe est crctérstqe es frontères Preto por chqe pste ps por chqe grope e pstes. L évlton e l cpcté e l plte-forme éroportre est lors obtene pr l combnson es frontères Preto ssocées x fférentes confgrtons e l plte-forme éroportre. V..4 Anlyse moèle ASAC Ce moèle propose onc ne pproche ssez complète e l estmton e l cpcté ne pste onnnt ne grne mportnce à l représentton es contons e l pproche fnle por l tterrssge. Il présente qelqes lmttons mportntes : l sppose ne mîtrse mportnte es flx à l rrvée et éprt l emne le clcl es nombrex prmètres sttstqes l sppose qe l étt probblste système est sttonnre l ne tent ps compte es phénomènes ynmqes tels qe l formton es fles ttente et ler résorpton l ne tent ps compte e fçon explcte es coplges entre flx rrvnt o écollnt e pstes fférentes les fférents prmètres ssocés x contons météorologqes à l geston trfc o x éqpements sponbles ne sont ps prs en compte e fçon explcte. Ler effet est onc ffcle à être nlysé pr ce type e moèle. 95

98 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre Ans ce moèle e cpcté ne pet vor q n crctère nctf l ser ffcle e l tlser por évler l nflence e tel o tel prmètres o e telle o telle mofcton ne procére opértonnelle sr l cpcté système e pstes. On pet ns consérer q vec ce moèle on ttent l lmte e ce qe l théore pet pporter por évler l cpcté n système e pstes. V.3 Evlton e l cpcté pr l smlton Une tre pproche e l évlton e l cpcté est possble en essynt e moélser rectement les processs physqes ms en e notmment vec lers lés et ler crctère non sttonnre. Svnt le egré e étl vec leqel les flx éronefs sont ppréhenés pr les moèles e smlton on scerner es moèles e type mcroscopqe mésoscopqe o mcroscopqe. V.3.1 Approches mcroscopqes L moélston mcroscopqes es plte-formes éroportres cont à n moèle globl e l éroport tot en grnt ne formlton mthémtqe ssez compcte. Le prncpl obectf est évler grossèrement l cpcté et l mpct sr le nve e servce es verses confgrtons et méngements possbles e l nfrstrctre éroportre. Ses prncpx tlsters sont les tortés éroportres chrgées e l plnfcton éveloppement e l plte-forme éroportre. L n es moèles mcroscopqe es pls conns est MACAD [Anrett et l. 1998] q est estné à ssster les gestonnres éroports ns l optmston e l cpcté éroportre («côté pste») étnt onné n nve e emne et n nve e servce ésré. Le nve e servce es vons est représenté pr le retr x vons généré sr l plte-forme éroportre. L plte-forme est moélsée comme n rése e postes rrvée voes e crclton à l rrvée zone e sttonnement voes e crclton éprt pstes e écollge. Chcn e ces moles est représenté e fçon nlytqe et probblste. 96

99 V.3 Evlton e l cpcté pr l smlton Cpcté por les rrvées Moèle e cpcté système e pstes Cpcté por les éprts Rétérer s le tmpon est plen Moèle e retr système e pstes Temps e rolge à l rrvée Espce tmpon Moèle système pron Temps e rolge éprt Moèle e retr système e pstes Profl e l emne Fgre V. Composton moèle e smlton MACAD MACAD est coplé à n système e à l écson q fornt n envronnement ntégré por ssster le gestonnre e l plte-forme éroportre l permet e mofer les prmètres crctérsnt l emne l géométre e l éroport le système e contrôle e trfc éren vosnnt les opértons sol es vons et les contons météorologqes. Ce système e à l écson génère e fçon probblste es scénros q sont évlés et q fornssent es éléments reltfs à l cpcté. Ce moèle mcroscopqe conn es mélortons sccessves q ont été vlées por le cs e l éroport e Rome Fmcno. Moèle mcroscopqe MACAD Prmètrston e l plte-forme éroportre Inces e performnce Système e à l écson Fgre V.3 Système écsonnel ssocé à MACAD Ce moèle pr son egré e étl nsffsnt et pr son ncpcté à prenre en compte e fçon rélste les nterctons exstntes entre les fférents postes e servce es vons est 97

100 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre onc pe pté à l éte e l nflence système e geston es flx vons sr l cpcté e l plte-forme éroportre. Il pet nénmons être n otl e gnostc globl prélmnre à ne éte pls fne et pls lore en terme e moyens e trtement nmérqe à mettre en œvre. V.3. Approches mcroscopqes L pproche l pls ntrelle por évler l cpcté n système éroportre est vor ne représentton topologqe e l nfrstrctre e l plte-forme et e smler l évolton trfc représenté e fçon mcroscopqe sr cette nfrstrctre. L possblté e smler e fçon étllée les movements es vons sr les voes e crclton et les pstes e l'éroport fornt n envronnement éqt por tester es novelles spostons reltves à l geston trfc es vons sr l plte-forme éroportre. Cec pet permettre éter fférentes mesres envsgées por l geston trfc sol es éronefs telles qe : l effet e l'nserton es éprts ns le flx e trfc rrvnt ; l effccté es strtéges e geston es temps e éprt es postes ; l effccté es strtéges e geston e l congeston système composé es pstes et es voes e crclton ; l générton e chemnements por les éprts et les rrvées. L n es moèles mcroscopqes e trfc sol es éronefs GMS (Gron Movement Smltor) écrt ns [Mthsel et Irs 1998] smle e fçon très étllée les opértons e trfc éren en temps réel por totes les étpes e vol écollge à l tterrssge ss ben qe totes les phses movement sol e l'von comprennt le rolge à l'tterrssge le rolge sol les rrêts l porste éventelle e leer (leer followng) l entrée poste le recl poste et le écollge. Il fornt es représenttons grphqes très étllées e ces ctvtés. Ce smlter est à bse événements screts por ne grnlrté e 1 secone ce q permet e reprore e fçon très fne les opértons. Nénmons comme tres smlters e trfc cel-c gnore le trfc es véhcles e servce sr l plte-forme éroportre. 98

101 V.3 Evlton e l cpcté pr l smlton Ce système pet être tlsé comme n smple smlter e trfc por leqel on préétermné n scénro e trfc et l geston e cel-c est exéctée pr n mole e séqencement (le Scheler). Dns ce cs ne pproche e type Monte Crlo permettr e générer sffsmment e onnées por chqe stton e trfc e fçon à explorer e proche en proche l cpcté prtqe n éroport. Nénmons ce processs semble être très lor. Pr llers ce système per être ss nterfcé vec es pseo-postes e contrôle e trfc sol ce q permet évler ns n envronnement rélste fférents scénros e trfc et e tester fférentes poltqes e contrôle e cel-c. Dns ce cs les prmètres spervser sont mposés pr les pseo-postes e contrôle. Smlter e flx vons Mole Plnfcton Poste pseocontrôler Fgre V.4 L strctre générle e GMS Ans GMS pprît pltôt comme n otl évlton es poltqes e geston trfc sol nve tctqe vore temps réel pltôt qe comme n otl e geston trfc à n nve pls strtégqe nve ssocé à l noton e cpcté. L n es smlters mcroscopqes es pls tlsés ns le omne éroportre est SIMMOD (Smlton Moel) [SIMMOD]. Il pet représenter ss ben le trfc éren qe le trfc sol. En ce q concerne l prte sol SIMMOD représente l nfrstrctre e l éroport nve topologqe. L emne e trfc pet provenr e onnées hstorqes o être générée e fçon létore. Le smlter ot sposer e becop nformtons concernnt l éroport : l longer es voes les types vons q pevent l emprnter le nombre mxmm vons sr ne voe e crclton l recton e crclton l vtesse e rolge. SIMMOD étnt n smlter opérnt pr trtement séqentel événement screts l est cpble e représenter e nombrex phénomènes ynmqes (formton o élmnton e fles ttente conflts e trfc). SIMMOD n mole e clcl tnérres optmx entre pstes et postes e sttonnement. Ne mettnt en œvre cne strtége prtclère e contrôle trfc en cs 99

102 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre e conflt ne règle e prorté e type FCFS est pplqée. SIMMOD est tlsé por évler es novelles procéres e crclton o l mpct es novelles nfrstrctres (voes e crclton pstes postes) sr l flté trfc. Le coût e mse en œvre n éte bsée sr ce moèle est consérble cr l qntté e onnées nécessres por obtenr es résltts sgnfctfs est très mportnte. Nénmons SIMMOD connît n sccès consérble q semble être û rélsme e s représentton rectement ccessble non selement x écers ms ss x opérters. Ans SIMMOD event n otl e loge entre les fférents gents mplqés ns les ctvtés éroportres (gestonnres opérters contrôlers) q permet évler en commn es scénros prtclers. Fgre V.5 Cptre écrn e SIMMOD représentton e l nfrstrctre éroportre Des commntés tlsters tels qe le ESUG (Eropen SIMMOD User Grop) se sont consttées et entretennent es forms e scsson centrés sr l tlston e cet otl. V.3.3 Approches mésoscopqes Les moèles mésoscopqes proposent n nve e étl ntermére entre les moèles mcroscopqes et les moèles mcroscopqes. Ans s n côté ls proposent n nve e 100

103 V.3 Evlton e l cpcté pr l smlton étl becop pls grn qe ns les moèles mcroscopqes ler mse en œvre est ben mons lore qe ns le cs es moèles mcroscopqes. L plprt e ces moèles mettent en œvre es systèmes e fles ttente. C est le cs pr exemple ns [Aron 1990] q représente l ynmqe es fférents fles ttente pr es processs Mrkovens consnt à l évlton e l ttente moyenne ns les fférentes fles. Les prmètres e ces processs épennt es contons opértonnelles l est possble ssocer à chcne entre elles n nve e cpcté prtqe. Cec cont lors à étblr es «crtes e cpcté» telle celle représentée sr l fgre V.6. Nombre opértons pr here A B C D E Le tx tlston e l confgrton e pstes Fgre V.6 L crte e cpcté n système e pstes Sr cette fgre A correspon à ne opérton e or pr be temps et e B à E les contons opértonnelles sont égrées progressvement (vsblté vent). Un tre exemple e moèle mésoscopqe été proposé ns [Pet et l. 1999]. Ce moèle est estné éprt à évler l effet es mesres e geston trfc estnées à élmner l congeston trfc e éprt sr l'éroport. L'mpct potentel e ces strtéges e contrôle sr les coûts rects 'explotton les coûts envronnementx et les retrs pet être évlé pr ce moèle. Ic ss le système éroportre et le système e pstes sont moélsés en tnt qe servers e fles ttente et ne strbton probblste est clclée por l rée es éplcements ns le système e voes e crclton e l zone e sttonnement à l fle 'ttente e 101

104 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre l entrée e l pste. Ce moèle cptre le processs e éprt vec sffsmment e étls por povor estmer l'effccté e l poltqe e geston es éprts mse en œvre. Ce moèle mésoscopqe e l'éroport pren en compte es prmètres tels qe les confgrtons e pste et les mensons es zones e sttonnement. Por chqe confgrton e pste les prmètres svnts ont été clbrés en tlsnt ne nnée e onnées hstorqes : l strbton e temps e prcors es zones e sttonnement x pstes e éprt et le tx e servce e pste e éprt. Por chqe confgrton e pste les prmètres svnts e sorte ont été vlés en tlsnt ne nnée fférente por les onnées : l strbton nombre es vons sr les voes e crclton les strbtons es temps e rolge sol ns es contons e trfc léger moéré et ense l strbton tx réel e éprts. L récton es éls 'ttente en bot e pste pet se trre en récton es coûts 'explotton et es émssons rectes e pollnts. L emne e éprt employée por exmner les strtéges e contrôle e éprts est l emne hstorqe fn e mex représenter les «osclltons horre» (e.g. becop e vols sont progrmmés x heres rones por es rsons e vente ms ls prtent en ft à n horre fférent prév normlement pr l compgne érenne). L strctre e ce moèle est représentée sr l fgre V.7 : Postes e sttonnement L Tor L fle Le temps L fle R(t) C(t) P(t) A(t) T(t) e ttente e rolge ttente Contrôle x postes sol x pstes Fgre V.7 Exemple e strctre séqentelle por n moèle mésoscopqe e trfc éroportre L'évolton e l étt système est représentée sr ne bse temporelle scrète e ps e temps ne mnte. Les nottons svntes sont tlsées : R(t) est le nombre e emnes e repossges pennt l péroe [t t1[ ; C(t) est le nombre 'vons q ont l «clernce» e repossge onnée pr les contrôlers e tor e l'éroport pennt l péroe e temps [t t1[ ; GQ(t) est le nombre 'vons xqels l clernce été onnée pr les contrôlers e trfc o vnt l péroe t ms q sont retens à l porte vers l fn e l péroe [t t1[ ; P(t) est le nombre e repossges ynt le réellement pennt l péroe [t t1[ ; N(t) est le nombre 'vons prtnt sr les voes e crclton ébt e l péroe [t t1[ ; 10

105 V.3 Evlton e l cpcté pr l smlton A(t) est le nombre 'vons ttegnnt l fle 'ttente e pste pennt l péroe [t t1[ ; RQ(t) est le nombre 'vons ttennt ns l fle 'ttente e éprt sr les voes e crclton (l ft noter qe cette fle 'ttente pet ns certns cs être prtgée entre plsers pstes e éprt) ; RC(t) est l cpcté es pstes e éprt pennt l péroe [t t1[ ; T(t) est le nombre e écollges pennt l péroe [t t1[. L cpcté e l crclton éprt C(t) résltnt e l ctvté e contrôle tent compte trfc cornt sol e l emne cornte R(t) e l prévson e l emne et e l cpcté e éprt. Le moèle sppose qe le repossge srvent ste près l récepton e l clernce e sorte qe : P(t)=C(t). Les rrvées ns l fle 'ttente e pste A(t) sont lées repossge P(t) pr les temps e prcors e l fçon svnte: A ( t) = τ 0 P( t τ ) k= 1 U ( t τ k τ ) où U(t-τkτ) est ne vrble létore q pren l vler 1 s le k ème von repossé à l nstnt t-τ met n temps τ por ller sq à l fle 'ttente en tête e pste. L évolton e l fle ttente en tête e pste est onnée pr : RQ(t) = RQ(t 1) A(t) T(t) Les écollges sont lmtés à l cpcté e l pste RC(t) pr le nombre vons ns l fle ttente RQ(t) : T(t) = mn(rq(t 1) A(t) RC(t)) Le nve e trfc N(t) sr les voes e crclton est onné pr : N(t) = N(t 1) P(t 1) T(t 1) Le nve e trfc sr l zone e sttonnement est onné pr : GQ(t) = GQ(t 1) C(t) P(t). Le nombre vons P(t) qttnt l fle ttente e l zone e sttonnement o recevnt l clernce por le repossge pennt l péroe [t t1[ est onné pr n lgorthme spécfqe. 103

106 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre L sperson es temps e rolge sol réslte es plsers fcters : vrblté e l rée repossge réel et émrrge e moter vrblté es rées es mnœvres von l vtesse e rolge povnt être ffectée pr l vsblté et épenent type 'von. Pr llers les vons por certnes estntons reçovent lers nformtons e vol pls tr qe 'tres et mettent n temps pls grn por entrer ns l fle 'ttente e l pste. Des strbtons e probblté e type Gssen sont ptées x strbtons observées por obtenr n moèle es temps e prcors por es vlers pettes e N. Une évlton smple temps e rolge est onnée pr : τ = τ rolge τ ttente où τ rolge est le temps e prcors svnt les strbtons trfc écrtes c-esss et τ ttente est l rée e l'ttente en tête e pste. Ce moèle srestme légèrement le temps e rolge sol qn N est grn prce q'l ne tent ps compte ft qe l fle 'ttente e pste crossnt le τ ttente e temps e prcors por ttenre l pste mne vec l stnce à prcorr. L'pproche optée por vler ce type e moèle est entfer es péroes où l fle 'ttente e pste est pe ssceptble 'être ve et e consérer qe l'hstogrmme es écollges évlés sr ces péroes est ne bonne pproxmton e l strbton théorqe tx e servce es pstes e éprt. Cette pproche sert fcle à pplqer s on povt rectement observer l longer es fles 'ttente en tête e pste RQ(t). Le nombre N(t) es vons prêts à écoller q se trovent sr les voes e crclton pet être employé à s plce. L vler e N(t) est en effet n bon ncter chrgement e l pste e éprt ~ ste près l nstnt t. Sot Tn ( t ) «l moyenne moble» tx e écollge cors es péroes e temps ( t n t t n ). A mesre qe N gmente le tx e écollge gmente 'bor. Le moèle e système e pste e éprt tlsé étnt bsé sr le concept 'bsence e server à chqe péroe l y ne probblté p por qe le système e pste ne sot ps sponble por le écollge. S le système e pste est cepennt sponble s cpcté est e c vons por ne péroe e temps. Dns [Drke 1967] est montré qe l cpcté e pste est le résltt 'n processs e Bernoll (vec sccès s le système e pste ~ est sponble por le écollge). L cpcté e éprt Tn ( t ) st lors théorqement l strbton bnomle : 104 ~ T t kc n 1 = n 1 k k (n 1) k Pr n ( ) = (1 p) p vec 0 k n1

107 V.3 Evlton e l cpcté pr l smlton Les prmètres p et c e ce moèle sont choss e sorte qe l strbton e probblté ~ correspone à l'hstogrmme observé e T ( t 6) por N(t) grn. Une rélston sr 5 ornter e ce moèle perms e le vler vec es onnées hstorqes. Ce moèle pet être employé por évler les retrs ns les fles ttente et exmner es méthoes e récton ces retrs. Il fornt es estmtons nombre vons ttennt ns es fles 'ttente e pste (RQ(t)) et temps 'ttente por les vons ns l fle ttente e pste (τ ttente ). Cec permet onc e étermner nrectement l cpcté système. Une moélston smlre été employée pr [Shmsky 1997] por évelopper es moèles étermnstes estmton es temps e écollge es vols ns les grns éroports. Shmsky [bem] observé l exstence ne corrélton entre le nve e congeston trfc éroportre et le tx es éprts. Cec porrt être ne bse por l élborton ne strtége e contrôle es flx e éprts. L moélston mésoscopqe été églement tlsée pr Herbert [Herber et Detz 1997] q moélsé l emne éprt pr n processs non homogène e type Posson les temps e rolge sol étnt prs comme l somme 'n temps nomnl e prcors sq à l fle 'ttente e l pste et temps e servce e l pste. L pste est moélsée comme n processs e Mrkov tértf ns leqel le temps e servce st ne strbton Erlng-6. Le server e pste pet églement être bsent près n éprt et l strbton e temps 'rrêts est Erlng-9. Ans les moèles mésoscopqes q pr certns spects (tlston e l théore es processs stochstqes) se rpprochent es moèles nlytqes ne consent qe e fçon nrecte et pltôt opqe à l évlton e l cpcté éroportre. 105

108 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre V.4 Evlton e l cpcté pr l optmston L noton e cpcté étnt relée à celle tlston effcce vor optmle es moyens ms à sposton ne pproche bsée sr l noton optmston semble ntrelle c. V.4.1 Le prncpe ms en œvre Dfférentes pproches évlton e l cpcté éroportre pr l optmston ont éà été proposées [ Glbo 1991] [Glbo 1993] [Glbo el Howr 000]. Ces pproches sont bsées sr l tlston n moèle mthémtqe es flx 'rrvée et e éprt es vons sr l éroport conséré. L foncton e ce moèle est e précser le omne mssblté e ces flx en explctnt les contrntes opértonnelles xqels ls sont soms. Une fos ce omne mssblté étbl l s gt explorer ses lmtes et ben sûr ns le sens e l effccté. Por cel plsers possbltés exstent : Ientfer l frontère e Preto en ce q concerne les flx globx rrvées et e éprts. On ffronte lors n problème optmston b-crtère soms à n ensemble e contrntes mthémtqes (notons les {c 1 c c N }) q sr le pln nmérqe pet sément se rmener à n problème optmston mono-crtère ont l solton por fférents nvex e flx rrvée cont à constrre e proche en proche cette frontère e Preto. Φ c 1 c c 3 frontère e Preto omne mssble globl c 4 c 1 c c 3 c 4 contrntes mthémtqes sses e l moélston Φ Fgre V.8 Evlton e l cpcté pr entfcton e l frontère e Preto 106

109 V.4 Evlton e l cpcté pr l optmston Chosr ne mesre e performnce et éfnr n sel crtqe por celle-c. Il s gr onc svnt s ntre e mxmser o e mnmser celle-c. Prm les mesres e performnce optées on pet pr exemple cter celles q prennent en compte : les longers es fles ttente les retrs moyens à l rrvée et éprt. On r onc n schém optmston tel qe : sos Φ A ( D P) mn f Φ ( Φ) où f (Φ) est l mesre e performnce optée qe l on ésre c mnmser Φ est l ensemble es flx e trfc von A ( D P) est le omne mssble es flx celc épen es nvex e emne D et est prmétré pr P q représente les fférents éléments crctérsnt les moyens tctqes ms en œvre nve e l crclton es vons et e s geston. V.4. Exemple pproche optmston Dfférents moèles estmton e l cpcté éroportre svnt ne pproche optmston ont été éveloppés rnt les ex ernères écennes. Ax Etts-Uns sos l mplson e l FAA (Feerl Avton Amstrton) plsers e ces moèles ont été conçs. On consère c le moèle éveloppé pr Glbo [Glbo 1993] q est lrgement représenttf e cex-c. Dns ce moèle on sppose connes les corbes e cpcté ssocées à chqe pste en opérton. Cette cpcté est onnée pr φ () où est le nombre vons à l rrvée pennt le créne (rée e 15 mntes) et φ () est le nombre mxmm vons éprt qe l on pet nsérer ns ce trfc ncent. L optmston e l cpcté éroportre consste lors à ffecter mex les cpctés es pstes e fçon à stsfre l emne sr ne péroe e temps onnée por es contons opértonnelles ben éfnes. Le crtère q été reten ns ce moèle est cel e l mnmston ne foncton crossnte nombre totl vons présent ns les fles ttente sr l péroe consérée. L ynmqe es flx e trfc von est représentée sr l bse e l échelle temporelle es crénex (15 mntes) cec cont à ne forte smplfcton moèle q ne pet ps 107

110 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre représenter certns phénomènes ynmqes notmment l évolton trfc le long es voes e crclton sol. Les nottons svntes sont employées por formler le problème optmston : T est l horzon optmston conséré composé e N slots e rée (e.g. =15mn); T = N ; I ={1 N} est l ensemble es ntervlles e temps ; est l emne rrvées por le ème slot ; est l emne e éprts por le ème slot ; X est l longer e l qee es rrvées ébt e le ème slot; =1 N1 ; Y est l longer e l qee es éprts ébt e le ème slot; =1 N1 ; Φ = {φ 1 () φ N ()} est l ensemble e corbes e cpcté por totes les confgrtons es pstes ns totes les contons météorologqes ; est l cpcté à l rrve lloée ème créne I ; v est l cpcté éprt lloée ème créne I. X et Y sont les vrbles 'étt q écrvent l ynmqe es fles ttente et v sont es vrbles e écson I. On ntrot n vecter e écson * =( 1 N v 1 v N ). L emne e trfc est crctérsée pr l strbton es flx e emne 'rrvée et e éprt et respectvement por chqe slot (=1 N). A ne confgrton e pste onnée est ssocée ne corbe e cpcté φ ( )( = 1 N). Le problème est e trover l 108 séqence ffectton es cpctés à l'rrvée et éprt ( et v ) q stsft mex l emne e trfc en résolvnt le problème svnt : où mn N k k [ α X ( ) Y ] γ (V.1) * 1 1 α = 1 α est n prmètre à vler comprse entre 0 et 1. 1 α étermne l prorté ccorée x rrvées ème créne sr ses éprts ; γ ponère le coût reltf ssocé ème créne. Le omne mssble problème optmston est éfn pr verses contrntes : X Les contrntes ssocées à l ynmqe es fles ttente : { 0 X } I = mx 1 (V.) { 0 Y v } I Y 1 = mx (V.3)

111 V.4 Evlton e l cpcté pr l optmston Les contrntes ssocées x contons ntles : X = X 0; Y = Y 0; (V.4) (0) (0) 1 1 Les contrntes ssocées x cpctés élémentres : 0 v φ ( ) φ ( ) Φ I (V.5) 0 A I (V.6) X Y v X Y v N (V.7) où A représente l vler mxmm e l cpcté 'rrvée por le créne I. L obectf est e mnmser l somme ponérée e l k ème pssnce e l tlle totle es fles 'ttente à l'rrvée et éprt pennt l horzon optmston. Les coeffcentsγ pevent être tlsés por refléter l qlté e l précton e trfc (emne 'rrvée et e éprt) et les contons météorologqes. En générl les crénex élognés ns le ftr ont ne prévson mons fble pr conséqent e pls pettes vlers e γ pevent être ssgnées à ces crénex. Ils pevent être ss tlsés por prvléger n créne en prtcler : s on s ntéresse à l solton en fn horzon pr exemple por vérfer l résorpton ne stton e strton on opter l ponérton svnte : γ γ = = γ n = 0 γ 1 = 1 n = où n est le nombre totl e crénex consérés. 1 L formlton proposée por le problème optmston présente ne strctre séprble (même por k > 1) et porrt être résole e fçon clssqe en tlsnt l Progrmmton Dynmqe [Bellmn 1957] [El Mon et Mor-Cmno 000]. Nénmons ns le moèle e Glbo on se restrent cs où k=1 e fçon à effectvement mnmser ne somme ponérée nombre totl vons en ttente ns les fles éprt o à l rrvée. Enste ne pproxmton lnére es contrntes e cpcté locle (V.5) est optée : 0 v 0 v D φ ( ) v g b = 1 n où D est l cpcté mxmle e éprt pennt le ème créne e temps. Ces ex procéés permettent lors e formler n problème e Progrmmton Lnére en nombre enters. Nénmons consérnt le egré reqs e précson les vrbles entères 109

112 Chptre V Les moèles évlton e l cpcté éroportre sont ssmlées à es vrbles contnes ns l formlton fnle problème optmston : n Progrmme Lnére à vrbles à vlers contnes q pet être sément résol pr n lgorthme e type smplex [Fye et l. 1998]. Ans on vérfe qe l solton e ce type e problème onner nve tctqe es éléments por réprtr l emne excéentre qe evrent spporter certns crénex horres. Le moèle ne consère ps le système e voes e crclton es vons sol et ne pren ps en compte les problèmes e cpcté résltnt es normes e séprton et es conflts e trfc. Ans l solton problème optmston proposé (V.1) (V.7) n est ps complète. Il semble onc qe ce problème evrt être mons coplé à n problème e geston e flx e trfc sol où l emne pr crénex horres sert l solton problème précént ( ( v ) I ) et où les vrbles e écson serent nve e chqe fle elà e l zone es pstes les tx e servce moyens pr crénex horres. Dns ce cs comme por les fles ttente ssocées x pstes l sert possble e éfnr n crtère optmston reltf nombre vons présents ns ces fles ttente. L solton e ce problème onnert elle es éléments nve tctqe por gérer le trfc sol es vons. V.5 Conclson S l pproche nlytqe ne permet ps vec ne complexté sffsmment lmtée borer ns le étl l strbton trfc et son écolement ns les voes e crclton certnes pproches e smlton mcroscopqe permettent e le fre ms enste l recherche es contons extrêmes opérton crctérsnt l cpcté e l plte-forme éroportre event n problème complexe e grne mpler compte ten e l mltte e scénros possbles à générer ps à explorer. Fnlement l pproche optmston compte ten es grns progrès rélsés ns le omne e l optmston (rpté es clclters novelles méthoes performntes exctes o pprochées) semble offrr es perspectves ntéressntes ns ce omne. C est ce q ser été ns le chptre svnt. z 110

113 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre VI.1 Introcton Commençons c pr rppeler qelqes éléments essentels à l estmton e l cpcté éroportre : Le système e crclton sol n éroport présente tros composntes : les voes e crclton le trfc et le système e contrôle. L fnlté générle e ce système est ssrer l écolement trfc en mnmsnt les coûts opérton tot en ssrnt n nve e sécrté et e confort x sgers. L formlton es problèmes e écson ssocés à l geston et contrôle trfc sol es éronefs psse pr ne moélston mthémtqe e ce système ptée à l problémtqe q y est consérée. De nombrex moèles ont éà été éveloppés (vor chptre précéent) por cette fn cexc se stngent pr es crctérstqes reltves à l horzon e temps conséré (long terme corresponnt à es problèmes e mensonnement système moyen terme corresponnt à es problèmes opértonnels cort terme corresponnt contrôle en temps réel) nve e étl chos (nve mcroscopqe mésoscopqe o mcroscopqe por chcne es tros composntes système e crclton) egré e étermnsme (et e stochstcté) opté. Totefos cn e cex q ont été nlysés ne permet ppréhener l cpcté ne plte-forme éroportre en y ntégrnt e fçon effcce l effet es contons trfc es vons sol. Dns ce chptre on éveloppe bor n moèle bsé sr l théore es grphes permettnt obtenr ne représentton sffsmment étllée es flx e trfc es vons sol et q cont à l formlton es problèmes optmston x crctérstqes (ntre e l foncton obectf ntre es contrntes mthémtqes et strctre e l espce mssble) ptées à l résolton pr es méthoes e progrmmton mthémtqe éprovées pr es vrntes e celles-c. 111

114 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre VI. Moélston système e crclton VI..1 Les prncples hypothèses moèle On consère ne péroe e temps T (l em-here o l here) por lqelle on sppose qe les contons offre et e emne restent sttonnres. Les fles ttente ne sont représentées explctement ms les cpctés e stockge ns les fférents éléments système e crclton le sont. Les flx e trfc sont ssmlés à es flx contns s écolnt entre les postes e sttonnement et les pstes et vce-vers. On tent compte ss explctement e l présence vons en sttonnement pennt tote l péroe consérée. VI.. Représentton es voes e crclton Il est possble e représenter e fçon étllée le rése e voes e crclton e l plteforme éroportre éé x vons pr n grphe orenté G=(NU) l orentton es rcs svnt ne certne logqe : ) Les sommets grphe N représentent es ponts e connexon e ces voes e crclton et pevent être clssfés svnt ler foncton certns pevent même rélser plsers fonctons : smple pont e connexon entre l sorte n tronçon e voe et l entrée sr n tre tronçon e voe pont e crosement entre flx e trfc concrrents e même ntre o e ntre fférente pont e écson ntermére o non por le chox n tnérre pont e tête e sttonnement. Les pstes comportent qelqes ponts prtclers : l tête e pste (l poston pont mpct est vrble et épen e becop e fcters) por les tterrssges (selon l recton vent) n pont e sorte por les écollges es ponts entrée sr l pste por les écollges es ponts e sorte e pste por les tterrssges et es ponts e crosement e pstes. 11

115 VI. Moélston système e crclton Poston e sttonnement Fgre VI.1 Ensemble e confgrtons por les sommets grphe b) Les rcs grphe U pevent être clssés svnt ler pprtennce à l n es cnq sos-systèmes svntes : les pstes les sortes e pstes les voes e crclton les res e trfc les postes e sttonnement. Certns e ces rcs pevent vor ne oble orentton en foncton trfc l orentton e certns tres pet épenre e l recton vent. Cette orentton pet obér à ne logqe e grope (les pstes) o à ne logqe solée (rcs e connexon brectonnels o rcs e sttonnement). A chqe rc on pet ssocer fférents prmètres : longer et lrger e pste envergre mxmle mse pos von mxmm spportble cpcté e stockge en nombre vons sens e crclton etc. c) L géométre es postes e sttonnement et es ntersectons génère es contrntes e crclton por les vons e grnes mensons o e pos élevé et ler nterr certns tnérres. Ans à chqe type von o pet ssocer n sos grphe e crclton. Fgre VI. Le grphe ssocé à l éroport e Tolose-Blgnc selon l recton vent (QFU 14 et QFU 3) 113

116 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre On opte l notton svnte : U l ensemble es rcs représentnt les voes e crclton et les res e trfc ; U l ensemble es rc es voes e crclton et es res e trfc tlsées ss ben por les éprts qe por les rrvées ; U l ensemble es rcs es voes e crclton et es res e trfc por les rrvées ; U l ensemble es rcs es voes e crclton et es res e trfc por les éprts ; U = U U U ; U l ensemble es rcs vec ne oble orentton ; { U = b) = ( b ) b N } U = ( ; I est l ensemble es pstes en opérton pennt l péroe e temps consérée ; s R l ensemble es rcs représentnt les sortes e l pste I ; e R l ensemble es rcs représentnt les entrées e l pste I ; J est l ensemble e zones e postes sponbles pennt l péroe e temps consérée ; s P l ensemble es rcs représentnt les sortes poste J ; e P l ensemble es rcs représentnt les entrées poste J. VI..3 Représentton es flx e trfc Le flx e trfc ns n tronçon e voe e crclton est égl nombre e movements vons (sot à l rrvée sot éprt) q y sont rélsés pennt l ntervlle e temps e référence. On stnge onc les flx à l rrvée et éprt et on opte les nottons : Φ est le flx totl rrvées ns le rése et Φ est le flx totl e éprts rése ϕ et le flx à l rrvée emprntnt l rc et ϕ est le flx éprt emprntnt l rc. ϕ où ϕ est A chqe rc on pet ssocer es contrntes e cpcté ont les nvex pevent être éts e ses crctérstqes physqes et es crctérstqes opértonnelles es vons 114

117 VI. Moélston système e crclton l emprntnt (en prtcler l vtesse moyenne e rolge et l composton moyenne en éronefs trfc). On lors : 0 ϕ ϕ ϕ U (VI.1) mx mx 0 ϕ ϕ U (VI.) 0 ϕ ϕ U (VI.3) mx mx s 0 ϕ ϕ R I (VI.4) mx e 0 ϕ ϕ R I (VI.5) mx e 0 ϕ ϕ P J (VI.6) mx s 0 ϕ ϕ P J (VI.7) où mx ϕ est l cpcté mxmm trfc tronçon e voe e crclton ssocé normlement l y ne entrée et ne sorte por chqe poste. Afn obtenr n vértble moèle e rése e trnsport l conservton es flx nve es fférents ponts nterconnexon grphe représentnt le système e crclton ot être ssrée. Cec génère tot n ensemble e contrntes por les flx éfns pls ht. En ce q concerne les ponts ntersecton es voes e crclton on ot vor : ( ϕ ) ϕ ϕw = ( ϕ ϕ ) ϕ v v ω ( ) où ϕ ϕ (VI.8) vω ( ) wω ( ) ω ( ) vω ( ) w wω ( ) U v U wu ω () l ensemble es rcs ncents nœ ω () l ensemble es rcs sortnts e nœ. On ss por les entrées et sortes es pstes et es postes e sttonnement : s R R ϕ = Φ I où e P ϕ = Φ I où ϕ Ψ s = 0 J où Φ est le flx à l tterrssge sr l pste Φ est le flx écollge sr l pste Ψ est le flx éprt poste e sttonnement (VI.9) (VI.10) (VI.11) 115

118 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre e P ϕ Ψ = 0 J où Ψ est le flx à l rrvée poste e sttonnement. (VI.1) Le pssge n tronçon e rése à l tre est ft v les ntersectons où les flx concrrents ntergssent por tenr compte es temps e trversée on ntrot l contrnte svnte : ω ( l) ( ϕ ) θ T l L ϕ (VI.13) l où L est l ensemble es ntersectons tlsées pr es flx concrrents et θ l est le temps moyen e trversée e l ntersecton l. Dns le cs es rcs vec oble orentton l rc pet être tlsé ns n sens o ns l tre pennt l ntervlle e temps conséré. Cec génère n tre type e contrntes nve es rcs : ( ϕ ) τ ( ϕ ϕ ) τ T U ϕ (VI.14) U où τ est le temps tlston e l rc ns n sens et τ est le temps tlston e l rc ns le sens opposé. A ces contrntes on rote es éqtons q représentent l réprtton es flx globx rrvée et e éprt nve es pstes et es postons e sttonnement : Ψ J Ψ J Φ I Φ I = Φ = Φ = Φ = Φ sorte es postes (VI.15) entrée es postes (VI.16) entrée es pstes (VI.17) sorte es pstes. (VI.18) S les flx globx Φ et Φ sont es prmètres entrée moèle e flx ler ventlton svnt les movements nve es postes et es pstes ot être étermnée pr le moèle. Or ces flx pevent présenter es nterépennces ont l ft tenr compte ns le moèle. 116

119 VI.3 Evlton e l cpcté théorqe Por l ensemble I 0 es pstes ont les opértons tterrssge et e écollge ne sont pr coplées les contrntes e cpcté e ces pstes pevent s exprmer sos l forme : λ αφ γ αφ α A I 0 C (VI.19) où λ et C sont es prmètres réels postfs A est n ensemble nces ssocées x α γ α contrntes éfnssnt n omne convexe e cpcté por l pste. Por n ensemble I k e pstes ont les opértons sont nterépenntes les éqtons précéentes pevent se générlser sos l forme : l l ( λα Φ γ α Φ ) I k α A kl l L k C k K où A kl et L k sont es ensembles nces ssocés k ème l (VI.0) sos ensemble e pstes nterépenntes K étnt le nombre e sos systèmes e pstes népennts les ns es tres. Des consértons smlres pevent être ftes en ce q concerne l cpcté e stockge es postes e sttonnement. Por smplfer on spposer qe ces cpctés sont népenntes. On ntror onc smplement les contrntes svntes e cpcté e sttonnement : 0 0 N Ψ Ψ S J (VI.1) et J N 0 = N 0 (VI.) où S est l cpcté e l ème zone e sttonnement 0 N est le nombre e postes occpées ébt e l péroe consérée ns l zone e sttonnement N 0 est le nombre totl e postes occpées ébt e cette même péroe. VI.3 Evlton e l cpcté théorqe Compte ten es remrqes ftes en chptre IV.5.3 l cpcté théorqe ser crctérsée pr ne frontère e Preto concernnt Φ et Φ et prmétrée pr N. Celle-c pet être 0 117

120 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre 118 obtene pr ne oble térton e l résolton problème e bse noté ) ( 0 N P Φ ssocé à n cople e vlers 0 N et Φ ) ( 0 N P Φ : N Φ Ψ Φ mx ϕ vec = Ψ Ψ Ψ = Φ Φ Φ = = J N N N ϕ ϕ ϕ sos les contrntes : J Φ = Ψ J Φ = Ψ I Φ = Φ I Φ = Φ ( ) Φ Φ K k L l A C k kl l I l l k α γ λ α α J N N N J = J S N Ψ Ψ 0 0 et ) ( N F Ψ Φ ϕ où ) ( N F Ψ Φ est le polytope convexe éfn pr les contrntes reltves x flx U ϕ ϕ por es nvex onnés e Ψ Φ et N présentés prgrphe précéent. Remrqons ben qe l on consère c ne verson problème où les vrbles e flx et e sttonnement sont ssmlées à es vrbles contnes cec notmment fn évter les péges e l résolton nmérqe e problème e progrmmton lnére en nombres enters [Pgh 199]. Remrqons qe les contrntes ssocés x flx consttent n sos ensemble sépré e l ensemble es contrntes problème ) ( 0 N P Φ. Il est le sel à mettre en e les flx

121 VI.3 Evlton e l cpcté théorqe ssocés x rcs grphe représentnt les voes e crclton. S connexon x tres contrntes est ssrée pr les vrbles globles Φ Ψ et N. S ns n premer cs on gnore les contrntes ϕ F( Φ Ψ N) q pevent lmter l cpcté théorqe nve es voes e crclton on pet consérer le problème relxé ~ 0 svnt noté P( Φ N ) : sos les contrntes : mx Φ Φ Ψ N Ψ J Ψ J Φ I = Φ = Φ = Φ Φ I J N = Φ 0 = N l l ( λα Φ γ α Φ ) I k α A kl 0 l L k C k K l 0 0 N Ψ Ψ S J vec Ψ 0 Ψ 0 J Φ 0 Φ 0 I 0 N 0 J. L solton e ce problème Φ ~ 0 ser n mornt e l solton problème P( N ) Φ. ~ ~ ~ ~ ~ ~ S e pls l exste n flx ϕ q pprtenne à F( Φ Ψ N) où ( Φ Ψ N) est l solton e ~ 0 P( Φ N ) lors l solton en 0 Φ problème P( N ) Φ * ~ = Φ. Φ ser telle qe : 119

122 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre 10 Et ns ce cs ( ) N Φ 0 le système e crclton pprît comme non contrgnnt por l cpcté système éroportre q épenr lors nqement e l cpcté es systèmes e pstes et es zones e sttonnement. Dns le cs où ) ~ ~ ~ ( N F Ψ Φ est ve on ne srt gnorer les contrntes ssocées flx ns le système e crclton por estmer l cpcté système éroportre. Dns ce cs on ser mené à résore le problème globl e progrmmton lnére ) ( 0 N P Φ ϕ q est éqvlent problème ) ( 0 N P Φ et où les flx ssocés x rcs sont rens explctes nve es contrntes globles. ) ( 0 N P Φ ϕ est onné pr : N Φ mx ϕ sos les contrntes : J P s = Φ ϕ J P e = Φ ϕ I R e = Φ ϕ I R s = Φ ϕ K k L l A C k kl l I R l R l k e s α ϕ γ ϕ λ α α J S N P P s e 0 0 ϕ ϕ J N N N J = = ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( w w v v w w v v ω ω ω ω ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ où U w U v U ( ) L l T l l ) ( ω θ ϕ ϕ ( ) ( ) T U U τ ϕ ϕ τ ϕ ϕ vec les contrntes e cpcté e flx (VI.1) (VI.7).

123 VI.3 Evlton e l cpcté théorqe 0 ϕ ϕ ϕ U mx mx 0 ϕ ϕ U 0 ϕ ϕ U mx mx s 0 ϕ ϕ R I mx e 0 ϕ ϕ R I mx e 0 ϕ ϕ P J mx s 0 ϕ ϕ P J Ce erner problème pet lors être résol à l e n lgorthme e type rc non conformes («ot of klter») [Flkerson 1961]. Le schém tértf entfcton e l cpcté théorqe système éroportre pet lors être représenté pr : 0 0 POUR 0 N = N mx 0 N écrossnt POUR Φ = 0 Φ mx Φ crossnt Résore le problème P( Φ N ) 0 SI ce problème met ne solton ALORS on obtent le pont 0 * ( Φ N Φ ) e l frontère Preto fn POUR. fn POUR SINON on nterrompt l térton sr Φ et on retorne en 0 N. où 0 N mx est le nombre mxmm e postes e sttonnement tlsbles smltnément sr l plte-forme éroportre et Φ est l solton problème noté P( Φ ) onné pr : mx l λ α I k Φ C α A l L k K l kl k mx Φ Φ I = Φ vec Φ 0 I. 11

124 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre A éboché e ce processs nmérqe très lor on obtenr le omne e cpcté théorqe. Cel-c pet être représenté e fçon schémtqe ns n espce 3D sos l forme svnte : Φ Φ Φ mx 0 N mx 0 N Fgre VI.3 Représentton trmensonnelle e l cpcté théorqe éroportre L évlton e l cpcté théorqe ne tent ps compte es nterépennces entre les flx q génèrent es retrs n e l cpcté es contrôlers e trfc (l ft ssocer e zones e contrôle à chqe contrôler et éfnr ne cpcté pr zone e contrôle). L cpcté prtqe ser en ft lrgement nférere à cette cpcté théorqe. VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle Dns ce prgrphe on se plce ns ne stton opértonnelle crctérsée pr les onnées e flx rrvée et l occpton es postes ébt e l péroe consérée : 0 Φ I et J et on sppose qe l cpcté opértonnelle ser ttente por n nve globl e éprts e mnère à ce qe le retr moyen evenne égl à n sel à ne ps épsser. Cette pproche pose onc le problème e l évlton es retrs ns le système e crclton sol. N Φ 1

125 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle VI.4.1 Evlton es retrs S l on consère l relton q rele le temps moyen e prcors n tronçon e voe e crclton flx moyen q le prcort on pet mettre qe celle-c pr nloge vec ce q pet se psser por le trfc tomoble sot n moèle tel qe cel représenté sr l fgre VI.4 où t p est le temps moyen e prcors et ϕ le flx e l rc. On consère t 0 le temps moyen e prcors ns es contons e congeston nlle (ϕ 0 et ϕ >0); ϕ pr est le flx prtqe por n temps e prcors kt 0 ; ϕ th est l cpcté théorqe e l rc en termes e flx q est onnée pr l expresson : vec V Vmx ϕ th = V mx V D ( V ) où V mx est l vtesse mxmle torsée sr cette voe et D mn (V ) est l vtesse mnmm entre ex éronefs crclnt vec l vtesse V. mn t p kt 0 t 0 ϕ pr ϕ th ϕ Fgre VI.4 Vrton temps moyen e prcort en foncton flx Dns ce moèle le temps moyen e prcors croît nfnment lorsq on s pproche e l cpcté théorqe. Cec correspon en ft à l formton ne fle q covre pe à pe l ensemble segment e voe e crclton. Les movements ne pevent pls se éroler ns es contons réglères ls evennent e pls en pls chotqes et consent blocge totl e l voe e crclton. 13

126 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre Un moèle nlytqe e retr obéssnt à ce comportement et pr llers nloge à l n es pls ccepté ns le omne trfc rbn [Gzs et Potts 1963] est le svnt : où α est n prmètre réel tel qe α > 1. α ( ) 1 0 ϕ t p ϕ = t c th ϕ Dns le cs où le flx e l rc conséré ntergt vec tres flx concrrents nve e s sorte l ft tenr compte e l effet e retr q en réslte. L fgre VI.5 représente qelqes cs ntercton nve es sortes n rc. convergence vergence crosement Fgre VI.5 L exemple ntercton e flx nve e sortes On ssoce lors à chqe rc n moèle onnnt le temps moyen e prcors t en foncton flx e trfc q emprnte ce tronçon et les tronçons cents pennt l péroe e référence. Un moèle e retr ntre sffsmment rélste ms conservnt n egré e complexté cceptble est onné pr : où : l est l longer e l rc l t ( ϕ ) = v~ (1 α ϕ ) γ ϕ τ ω ( ) v ~ est l vtesse stnr vncement lbre n von le long e l rc α et γ sont es fcters crctérsnt l effet e congeston û flx e crclton sr l rc ω () est l ensemble rcs ncents à l rc τ est le él moyen tonnel résltnt flx trnsversl ϕ et permettnt e tenr compte nrectement e fcters tels qe es ttentes es séprtons mnmles et es ngles e brqge mxmx. 14

127 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle De fçon pls générle on porr écrre le retr moyen totl ssocé flx prcornt n rc pr ne expresson telle qe : où = { ϕ v ω ( ) v } F. v f ( ϕ F ) VI.4. Formlton problème optmston e l crclton es flx Por ce problème on consère qe le flx totl à l rrvée Φ est onné et qe l réprtton ntle es vons x postes est conne. On cherche lors à mxmser le flx éprt tot en stsfsnt les contrntes opértonnelles et en ssrnt n nve moyen e retr nférer à n sel préfxé. Le problème noté pr P ( Φ N ) formlé rectement s écrt : Φ vec U f ( ϕ F ) ϕ U mx 0 mx Φ Φ 0 N (VI.3) et les contrntes ssocées x flx ns le rése résmnt les contrntes (VI.1) (VI.0) : A ϕ = 0 A I ϕ = Φ A J ϕ = Ψ ( A Lϕ) θ L T ( A ϕ) T U τ ΛΦ ΓΦ C 0 Ψ Ψ S N 0 0 T N 1 = N 0 Φ 1 T = Φ Φ 1 T = Φ Ψ 1 T = Φ Ψ 1 T = Φ mx 0 ϕ ϕ mx 0 Ψ Ψ 0 Φ 15

128 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre 16 où mx est le retr mxmm mssble ; A est l mtrce ncence es rcs nœs ; A I est l mtrce ncence es rcs e sorte et entrée e pstes nœs e l pste ; A J est l mtrce ncence es rcs e sorte et entrée e postes nœs es postes ; A L est l mtrce ncence es rcs es ntersectons nœs et A U est l mtrce ncence es rcs oble orentés nœs. Cel-c n ynt ps ne forme stnr on pet pr n procéé tértf se rmener problème optmston svnt noté ) ( 0 f N P Φ Φ où Φ est progressvement gmenté sq à ce qe le problème ) ( 0 N P Φ Φ n t pls e solton mssble o q à s solton l contrnte (VI.3) ne sot pls stsfte. Problème ) ( 0 f N P Φ Φ : U f ) ( mn F ϕ (VI.4) Sos les contrntes e cpcté physqe es rcs et e conservton es flx : U mx 0 ϕ ϕ ϕ (VI.5) = ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( w w v v w w v v ω ω ω ω ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ (VI.6) ( ) L l T l l ) ( ω θ ϕ ϕ (VI.7) ( ) ( ) T U U τ ϕ ϕ τ ϕ ϕ (VI.8) sos les contrntes e consstnce vec les onnées problème : I R s = Φ ϕ (VI.9) I R e = Φ ϕ (VI.30) J P s = Ψ 0 ϕ (VI.31) J Φ = Ψ (VI.3) J mx Ψ Ψ 0 (VI.33)

129 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle e P ϕ Ψ = 0 J (VI.34) Ψ J = Φ (VI.35) 0 Ψ Ψ J (VI.36) mx 0 0 N Ψ Ψ S J (VI.37) et sos les contrntes e cpcté e contrôle pr secters : ( ϕ ) ϕv ϕw Z k k { 1 K} Ω k où : ϕ (VI.38) vω k wω k Φ est l emne rrvées e l pste ; Φ est l emne e éprts por l pste ; Ψ mx est le flx mxmm rrvées poste ; Ψ mx est le flx mxmm e éprt poste ; Ω = Ω Ω Ω est le sos ensemble k es voes e crclton contrôlées pr les k k k k contrôlers e trfc sol e cpcté Z k. K est le nombre e zones e contrôle sr l éroport (l est possble vor plsers contrôlers ssgnés à ne zone e contrôle). Les contrntes (VI.5)-(VI.8) représentent les contrntes e cpcté por chqe rc. L contrnte (VI.6) mpose l conservton es flx nve ne ntersecton e voes e crclton. Les contrntes (VI.9) et (VI.30) concernent l conservton es flx rrvée et e éprt por les pstes. Les contrntes (VI.3) (VI.37) concernent les postes e sttonnement : ls mposent le pssge es flx pr les postes. L contrnte (VI.38) représente l prse en compte e l cpcté e chqe contrôler e trfc sol et écopge en zones e contrôle e l plte-forme éroportre. Les contrntes (VI.31) et (VI.34) tennent compte e l emne es compgnes érennes por les postes. Les vlers e Ψ Ψ Ψ mx et Ψ mx pevent réslter n processs ffectton es postes ce q constte n sos problème à résore vnt le problème prncpl. 17

130 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre 18 VI.4.3 Une pproche évlton e l cpcté prtqe Compte ten e l ffclté à prévor e fçon précse les retrs ssocés à ne strbton es flx ns les voes e crclton e l éroport ne pproche lterntve pet être proposée. Celle-c met à proft le concept optmston por générer es scénros e strbton e flx et cex-c pevent lors être évlés e fçon becop pls fne pr smlton. Dns ce cs là le crtère optmston reten pet comprenre n smple nce ntercton entre les flx concrrents nve es ntersectons tel qe : = L l l v l v v v U l c f ) ( ) ( ) ( ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ o ss : = L l l l v v U e l f ) ( ) ( log ) ( ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ où les c v et sont es coeffcents postfs o nls. Dns ces ex cs l s gt por le crtère e comptblser otre les coûts ssocés rectement à l crclton ns le rése les effets crosés entre flx concrrents nvex es ntersectons. Dns le premer cs le problème optmston ppelé c ( ) op N P Φ Φ 0 s écrt : L l l v l v v v U l c ) ( ) ( mn ω ω ϕ ϕ ϕ sos les contrntes : U mx 0 ϕ ϕ ϕ v mx v v U v = 0 0 ϕ ϕ ϕ w mx w w U w = 0 0 ϕ ϕ ϕ = ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( w w v v w w v v ω ω ω ω ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ( ) L l T l l ) ( ω θ ϕ ϕ

131 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle ( ϕ ϕ ) τ ( ϕ ϕ ) τ T U s R e R s P U ϕ = Φ I ϕ = Φ I ϕ Ψ = 0 J Ψ J = Φ 0 Ψ Ψ e P ϕ Ψ mx J = 0 J Ψ J = Φ 0 Ψ Ψ mx J 0 0 N Ψ Ψ S J ( ϕ ) ϕv ϕw Z k k { 1 K} Ω k ϕ. vω k wω k Ce problème mettnt n crtère non convexe les méthoes e progrmmton qrtqe convexe ne sont ps pplcbles c psq elles porrent mener à es solton locles sos optmles comment cel est très smplement llstré sr l fgre VI.6 : ϕ Solton locle Ensemble mssble convexe X mn ϕ 1 ϕ sos (ϕ 1 ϕ )X ϕ 1 ϕ =constnte Solton optmle ϕ 1 Fgre VI.6 Optmm locl et globl por le problème optmston non convexe 19

132 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre 130 Une solton por évter vor à tlser es méthoes e recherche globle (très lores sr le pln nmérqe et ne onnnt qe pe e grnte sr l qlté e l solton obtene) pet être e convexfer cette foncton obectf en l mofnt. Ans l ntrocton e termes crrés ns le crtère conr à l expresson : = L l l v l v v v U l c f ) ( ) ( ) ( ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ L foncton crtère ser ns rene convexe s compte ten ft qe l concrrence entre ex flx ne s exerce q nve ne sele ntersecton l conton svnte est stsfte por les mtrces sos-hessennes e f : v l v l L l f f f f v v v ) ( ) ( 0 ω ω ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ o encore v l v l L l c l l v v ) ( ) ( 0 4 ω ω Dns ce cs on pet pr exemple en consérnt qe l rc est à n fcter postf près l longer ssmler le nove terme e crtère optmlté à ne pénlté qrtqe pplqée x stnces totles prcores sr chcn es rcs rése. S cette nterprétton est gée cceptble pr le écer es lgorthmes tel qe cel proposé pr Mnox [Mnox 1984] vor nnexe A bsés sr les opértons e lnérston pr morcex consent à ne solton optmle en temps polynoml. Snon l s gt e résore le problème à crtère non convexe précéent. L solton e ce problème pet être pproxmée en tlsnt l méthoe stochstqe e montée en chrge q est écrte c : Por cel on consère ne séqence e flx totx rrvée et e éprts Φ et Φ = 0 Q tels qe : Φ = Φ Φ = Φ λ λ et vec Q n Q n Q p 0 1 = = λ où p est n enter non nl et n réslte n trge létore éqréprt sr l ntervlle ]0 1].

133 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle λ 1 λ 0 1 Q n Fgre VI.7 Schém e chrgement progressf por le rése On résot lors le problème ( ) 0 P Φ N Φ op où le crtère optmlté est remplcé pr le crtère lnére svnt : l ϕ c U v ll ω ( l) vω ( l) v 1 1 ( ϕ ϕ ϕ ϕ ) v v 1 1 ϕ ω ( l) et ϕ v ω ( l) v l L résltent e l solton e ce même problème à l térton 1. v Ce erner problème est n problème e progrmmton lnére pls spéclement e mnmston coût n flot ns n rése por leqel l exste plsers lgorthmes performnts [Gonrnt et Mnox 1995]. Por ntlser ce processs l est nécessre e 0 0 posséer ne solton e bse { ( ϕ ϕ ) ω ( l) v ω ( l) l L }. v Celle-c pet être obtene pr exemple en consérnt qe por es fbles chrgements 1 n (0< λ 0 ( ) p 1 1 ) les nterctons entre les flx conflctels sont néglgebles et q n crtère n pls représenttf e l optmlté flot est l longer totle tos types von confons prcore pr le flot ns le rése et onné pr : U l ϕ Cec revent à fre ne pproxmton e premer orre e l expresson crtère 0 optmlté problème P ( Φ N Φ ) op. Là ss on se retrove vec n problème e coût mnmm n flot ns n rése. Mlgré cette opérton répétée e lnérston le problème ntl n en est ps mons resté non convexe. Afn obtenr ne ssrnce e l qlté e l solton obtene l ensemble 131

134 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre processs (montée en chrge résolton es problèmes optmston lnérsés) pet être répété n bon nombre e fos vnt e sélectonner l mellere solton obtene à plene chrge. Une fos retene ne solton problème à plene chrge rése ne évlton pr smlton es retrs ssocés à celle-c pet être effectée. Un smlter à bse événements screts été éveloppé [Nr 00] à cette fn. Le smlter AGMS (Arport Gron Movement Smltor vor nnexe B) éveloppé Déprtement Trnsport Aéren e l ENAC permet non selement e clcler les retrs moyens globx ms ss évler ce q se psse nve e chqe ntersecton et onc e étecter les sttons locles e strton q ne pevent être étectées pr le moèle e flx moyens problème optmston précéent. Por mettre en œvre ce smlter les tnérres svs pr les vons cors e ler éplcement sont constrt pr trge létore nve es ntersectons rése en ccor vec l strbton optmle es flx onnée pr l solton 0 problème P ( Φ N Φ ) op. On onc fnlement l strctre svnte évlton e l cpcté prtqe : START N 0 Φ Chox e Φ ntl Résolton problème 0 P Φ N Φ op ( ) Evlton pr l smlton Agmenter Φ Cpcté ttente? NON OUI STOP Fgre VI.8 Algorthme évlton e l cpcté prtqe 13

135 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle VI.4.4 Résltts nmérqes Les résltts présentés grphqement c-essos obtens pr tlston répétée logcel LPSOLVE [LPSolve] llstrent l pproche nmérqe proposée ns le cs e l éroport e Tolose-Blgnc (vor fgre VI.). On reten por les prmètres les vlers Q = 0 et p = 5 ce q onne n schém e chrgement tel qe : Fgre VI.9 Schém e chrgement reten L fgre VI.10 présente l cpcté théorqe obtene por l éroport e Tolose-Blgnc en QFU 14.et QFU 3. L fgre VI.11 présentent lors les résltts e chrgement rése corresponnts problème P op (30040) por QFU 14. L sperson es résltts fnx obtens cors es séqences sccessves e résolton (10 fos chqe fos) sont représentés sr l fgre VI.1. Fnlement sr l fgre VI.13 plsers ponts e l frontère e cpcté prtqe estmée por n coût moyen e 1750 pr éplcement sont représentés. 133

136 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre Fgre VI.10 Evlton e l cpcté théorqe (Φ =105 Φ =115) Fgre VI.11 Vler crtère cors chrgement rése (Φ =30 Φ =40) 134

137 VI.4 Evlton e l cpcté opértonnelle Fgre VI.1 Dstrbton es performnces obtenes à plene chrge (Φ =30 Φ =40) Fgre VI.13 Exemple e représentton trmensonnelle e l cpcté éroportre 135

138 Chptre VI Proposton ne pproche globle évlton e l cpcté éroportre VI.5 Conclson et perspectves Ans l été possble e évelopper sr le pln prtqe les consértons présentées chptre IV en ce q concerne les notons e cpcté théorqe et e cpcté prtqe pr l mse en plce ne sére e problèmes e mnmston n coût ssocé à n moèle e flx ns n rése. L fnesse e l représentton optée permet lors tlser les résltts ne telle nlyse : Dns es étes prélmnres e réméngement es voes e crclton et e mnœvre et e ler tlston Dns l formlton es problèmes e plnfcton opértonnelle mportnts : o Affectton es zones e sttonnement x compgnes érennes o Affectton prévsonnelle es crénex opértons (rrvées et éprts) Fnlement ns l élborton nces e référence permettent entfer e fçon strbée ns le rése e voes e crclton es sttons prtclères povnt evenr crtqes. z 136

139 Prte 3 L geston trfc von sol

140

141 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol VII.1 Introcton Avnt e présenter ns le erner chptre e ce mémore ne proposton e système e à l écson por l geston trfc von sol on bore ns ce chptre e fçon globle l nlyse e l ensemble es problèmes e geston q se posent x contrôlers ns le cre e l plnfcton opértonnelle. Tros e ces problèmes sont enste consérés et les prncples méthoes et technqes e résolton q ont été éveloppées por ex sont nlysées. VII. Anlyse e l foncton e geston trfc von sol L geston trfc sol es éronefs consste à prenre les écsons tctqes q vont fxer le cre opértonnel contrôle trfc sol. Celle-c concerne smltnément l geston es rrvées et es éprts. A prtr nformtons sr l stton cornte et es prévsons e trfc l s gt e éfnr o e reéfnr les prmètres contonnnt le éplcement es éronefs sol. Por l geston es rrvées les nformtons svntes sr chqe von à l rrvée ovent être sponbles : l pste tterrssge préve et l nstnt tterrssge. Cette nformton est forne pr le système e contrôle e trfc éren q en coornton vec le système e geston sol pporte en lgne es soltons à ce problème (Problème G0). S précson notmment en ce q concerne l nstnt tterrssge épen fortement e l horzon e prévson. le poste o l zone es postes e sttonnement préve cette nformton povnt être onnée pr l compgne érenne opérnt l éronef s celle-c spose e crénex e sttonnement et gère cex-c o snon pr le système e geston trfc sol. 139

142 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol Il s gr onc éventellement e chosr bor n poste e sttonnement (Problème G1) ps e étermner n tnérre entre l sorte e pste et cel-c (Problème G). Le système e contrôle trfc sol se chrger lors e ger ps à ps (Problème C1) l von svnt cet tnérre. Por l geston es éprts les nformtons svntes sr chqe von éprt ovent être sponbles : le poste e sttonnement l here progrmmée e éprt Ces nformtons sont sponbles près e l compgne érenne et ovent être regropées nve système e geston trfc sol. Les problèmes e écson à résore sont les svnts : Por chqe von prév éprt l s gr e fre les chox svnts : chox e l pste e écollge (Problème G3) chox e l nstnt e sorte poste e sttonnement (Problème G4) chox e l tnérre entre le poste e sttonnement et l pste (Problème G5). Le système e contrôle trfc sol se chrger lors e ger ps à ps (Problème C) l von svnt cet tnérre. L ensemble e ces problèmes présente es nterépennces résltnt es reltons e sccesson entre certnes écsons et es nterctons es flx nve es voes e crclton e sttonnement et e l pste. On pet onc resser le tble svnt : G0 G1 G C1 G3 G4 G5 C Fgre VII.1 Interépennces entre problèmes e geston et e contrôle trfc sol es éronefs 140

143 VII.3 L geston es rrvées (Problème G0) Une tre menson ot être exmnée c l s gt temps : Les écsons ovent être prses sffsmment longtemps à l vnce por être ne tlté opértonnelle certne (cec permet e mettre en œvre à temps les moyens logstqes pproprés). Nénmons ces prses e écson vont se bser sr es prévsons sr l étt système et pls l horzon es prévsons ser éten pls le egré ncertte sr celles-c ser élevé. Compte ten e l versté es problèmes e geston à trter et nombre étes q ler été conscré ns le reste e ce chptre n étt e l rt concernnt qelqes n es ces problèmes G0 G1 G et G5 est présenté. Ces problèmes permettent e retenr por l ensemble es problèmes e geston trfc sol es éronefs les prncples pproches e moélston et e recherche e solton. VII.3 L geston es rrvées (Problème G0) Por les éroports q sont soms à n fort trfc le problème oronnncement es tterrssges est n problème crtqe cr mettnt à contrbton l n es golots étrnglement système éroportre l contonne l cpcté globle e l éroport. De nombrex trvx ont porté sr ce problème [Abel et l. 1993] [Besley et l. 1999] [Besley et l. 000] [Besley et l. 001]. Consérnt qe les tterrssges sont sovent prortres sr les écollges ce problème p être trté ns becop e commnctons [Blot 000] [Crr et l. 1998] [Ernst et Krshnmonorthy 001] népenmment problème séqencement es écollges. Le problème e l geston es tterrssges es vons rrvnt vers ne plte-forme éroportre comprennt ne o plsers pstes ressemble à cel e l oronnncement es tâches ns n teler où les rées e servce épenent e l'orre rrvée [Bnco et l. 1988] [Psrfts 1980] [Storer et l. 199] es pénltés vnce o e retr evrnt être tlsées. Le bt est e fre tterrr ns les mellers contons possbles n flx mxmm 'vons ncents vers l éroport et ses pstes : les ffecttons e pstes tterrssge les oronnncements et les fenêtres tterrssge progrmmées ovent être tels qe les crtères e séprton entre totes les pres 'vons soent stsfts tot en mnmsnt les pénltés sbes pr les vons (retrs srconsommton e crbrnt). 141

144 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol Ce problème e geston (G0) se plce à l nterfce entre le trfc sol et le trfc éren. Il pose onc le problème e l coornton entre les systèmes e geston trfc sol et trfc éren. En ce q concerne le trfc éren se pose ss le problème e l prse en compte e l strctre e l espce éren envronnnt l éroport (vor fgre VII.) ns l geston es flx ncents à trvers les fférents espces e contrôle. Ans ce type e système evr être comptble vec es otls tels qe MAESTRO [Boron 1998] q e le contrôler e trfc éren ns s geston e l trnston entre l rote et l pproche. PDR Rotes préétermnées AWY Rotes érennes TMA Régon Termnle CTR Aérorome Zone mltre temporre FL 195 SOL Fgre VII. Orgnston e l espce éren Dns l lttértre on pet stnger les étes où ne sele pste tterrssge est tlsée e celles où plsers pstes opèrent smltnément à l tterrssge ; en effet le nve e complexté e ces ernères est becop pls grn psqe l solton e ce problème ntergt pls fortement vec le problème e contrôle trfc éren ns l TMA. VII.3.1 Cs ne sele pste tterrssge S l on consère le problème e l optmston es oronnncements à l rrvée ns le cs ne sele pste le problème se révèle reltvement smple : Pr exemple [Ernst et Krshnmoorthy 001] ont conséré ce problème et l ont formlé comme cel e l mnmston es écrts entre les nstnts tterrssge et les nstnts prévs sos les contrntes e séprton temporelle et e respect es crénex tterrssge : 14

145 VII.3 L geston es rrvées (Problème G0) sos les contrntes : t S b b b E t t L N { 01} N = 1 N mn ( g mx{ 0 T t } h mx{ 0 t T }) N s b = 0 N est l ensemble vons N = {1 n} ; [E L ] est le créne tterrssge e l von ; T est le temps nomnl tterrssge ; S est l séprton mnmle entre les vons et s l von tterrt vnt l von S > 0 N ; g est l pénlté vnce e l von et h est l pénlté e retr e l von. Ces ters ont trnsformé cette formlton problème por en fre celle n problème e progrmmton lnére en vrbles mxtes (les t sont contns et les b sont bnres) nénmons ls ont proposé ne pproche herstqe por résore ce problème en ex nvex. A nve problème oronnncement (chox e b c est le «seqencng») ne herstqe e type gloton [Gonrnt et Mnox 1995] est mse en œvre l l correspon nve e l progrmmton es nstnts tterrssge (chox e t c est le «schelng») n problème e progrmmton lnére en vrbles contnes q pet être résol effccement pr n lgorthme smplex e type rése [Orln 1996]. Les résltts ffchés montrent qe cette pproche herstqe pet être mse en œvre en temps réel compte ten e rées e clcl e l orre e qelqes secones lors qe les performnces obtenes semblent stsfsntes. VII.3. Cs e plsers pstes tterrssge Pr contre s on consère ce problème ns le cs e pstes mltples tterrssge s complexté croît très fortement. C est le cs ns [Besley et l. 000] où le problème oronnncement à cort terme (sr n horzon ne em here) es tterrssges es vons sr n éroport où fonctonnent plsers pstes tterrssge à été conséré. Il s gt c ss optmser les nstnts 143

146 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol 'tterrssge e chqe von ns ne fenêtre préétermnée e temps en essynt e coller mex x nstnts tterrssge sohtés (o progrmmés) pr les compgnes érennes les opérters éronefs en générl o les tortés e contrôle trfc éren (Erocontrol). Por cel ne formlton mthémtqe en vrbles mxtes (vrbles contnes et vrbles bnres) e ce problème est c ss proposée. Il s gt e mnmser l foncton coût onnée pr : C = N ( g α h β ) = 1 sos n grn nombre e contrntes q tlsent les vrbles contnes α (l vnce à l tterrssge e l von ) β (le retr à l tterrssge e l von ) et x (le temps tterrssge e l von ) et les vrbles bnres δ (δ =1 s l von tterrt vnt l von et δ =0 snon) z (z =1 s l von et l von tterrssent sr l même pste et z =0 snon) et y r (y r =1 s l von tterrt sr l pste r et y r =0 snon). R est le nombre e pstes [E L ] est le créne tterrssge prév por l von T est l nstnt nomnl tterrssge por l von S est l séprton mnmle en temps por l tterrssge conséctf es vons et s est l séprton en temps entre l tterrssge es vons et vec z =0. N est le nombre vons consérés g est le coût ntre e l pénlté por n tterrssge ntcpé h est le coût ntre e l pénlté por n tterrssge en retr. Il est lors nécessre e éfnr plsers ensembles screts reltfs x vons et x pstes : U est l ensemble es pres vons () por lesqelles on n est ps certn qe l von se poser vnt l von : U = { ( ) = 1 N = 1 N o E L L } E E L o E U ** est l ensemble es pres vons () por lesqelles l est mpossble qe l von tterrsse vnt l von (cs e pstes fférentes) : 144 L L o E E L U * est l ensemble es pres vons () por lesqelles l est mpossble qe l von tterrsse vnt l von (cs ne même pste) compte ten e lers performnces opértonnelles (vtesses pproche) : {( ) ( ) U E S L } * U = >

147 VII.3 L geston es rrvées (Problème G0) 145 { } L s E U U > = ) ( ) ( ** V est l ensemble es pres vons () por lesqelles l est certn qe l von tterrr vnt l von sns qe l on t l certte qe l contrnte e séprton sot stsfte : { } E S L E L N N V > < = = = et 1 1 ) ( W est l ensemble es pres vons () por lesqelles l est certn qe l von tterrr vnt l von vec l certte qe l contrnte e séprton sot stsfte : { } E S L E L N N W < = = = et 1 1 ) ( Les prncples contrntes et contons logqes consérées sont lors : le respect es crénex tterrssge : N L x E 1 = les contons logqes e rélston es tterrssges : V W N N = > = = = ) ( δ δ δ les lmttons es vnces et retrs ns les crénex tterrssge : N T x N T L N T x N E T N x T = = = = = = β α β β α α les contons logqes tlston es pstes por les tterrssges : N y R r r = = = R r N N y y z N N z z r r > = = = > = = = l stsfcton es séprtons mnmles : U E s S L z s z S x x V z s z S x x ) ( ) ) mx( ( ) (1 ) ( ) (1 δ les contons logqes oronnncement es tterrssges : ( ) ( ) = = = N N N N U E L x x 1 1 1) ( ) ( δ δ

148 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol δ 1 ( β α ) ( T ( α β ) ( α β ) ( S ( T T )) δ ( T T ) S ) mx{ S ( T T )( T T ) S }( 1 z ) ( δ z δ (1 z 1 ( ) U ) 1 ( ) U T ) ( ) U T * ** < T δ ) U T < T ( T T ) < S Le problème e l oronnncement es tterrssges se rmène c ss à n problème e progrmmton lnére en vrbles mxtes q présente ne complexté très élevée. Portnt les ters ont rpporté es résltts stsfsnts lors e l tlston e CPLEX [CPLEX] ns es problèmes tests mplqnt sq à 50 vons et cec qe ce sot en temps e clcl comme en performnce e l solton. Nénmons l complexté e l formlton problème et l opcté e son processs optmston ont cont ces mêmes ters à envsger l emplo herstqes por pporter ne solton opértonnelle pls robste por ce problème. Ces mêmes ters [Besley et l. 001] ont ss résol ce problème en tlsnt les lgorthmes génétqes. Les onnées opértonnelles tlsées por l vlton pr smlton es résltts obtens sr l'éroport e Lonres Hethrow nqent ne récton es ttentes e l orre e % à 5% svnt le volme e trfc en les comprnt x prtqes opértonnelles en vger. Nénmons l formlton problème est sttqe et ren n est t sr son mplémentton ns n envronnement htement ynmqe. Les résltts obtens émontrent l possblté e résore prtqement en temps réel grâce à es herstqes le problème e l geston es tterrssges. Nénmons cne e ces pproches ne comptblse explctement les pénltés nflgées trfc ésrnt écoller n les bénéfces q porrent être obtens pr l formton e trns vons à l tterrssge. Becop reste onc à fre ns ce omne. 146

149 VII.4 L geston es postes e sttonnement (Problème G1) VII.4 L geston es postes e sttonnement (Problème G1) Le problème e l geston es postes e sttonnement es vons est n problème 'ffectton ynmqe vore oronnncement q consste à ssgner à chqe von à l rrvée n poste o ne zone e sttonnement comptble vec ses crctérstqes opértonnelles et commercles. Il s gt non selement e stsfre es contrntes e séprton entre vons e types vrés ns l zone e mnœvre et x postes e sttonnement vosns ms ss élmner totes les sttons potentelles e conflt vec les tres vons tnt à l rrvée comme éprt e cette zone (les prncpx types e confts présents ns les zones e mnœvre vosnge es postes e sttonnement sont représentés c-essos). Le Termnl Entrée poste e sttonnement Voe e crclton CONFLIT! Repossge Rolge sol Le Termnl Repossge Entrée poste e sttonnement Voe e crclton CONFLIT! Rolge sol Fgre VII.3 Exemple e conflts entre vons ns l zone e sttonnement 147

150 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol Même formlé sos forme étermnste (les nstnts rrvée es vons représentent n processs nettement létore) n problème optmston mthémtqe ce problème pprtent à l clsse es problèmes NP-complets. Il est llers ffcle e prenre en compte sos ne forme lgébrqe totes ses contrntes. Ans l tlston es technqes e l Intellgence Artfcelle telles qe le rsonnement sos contrntes [Cheng 1997] [Cheng 1998] [Cheng 1998b] et les systèmes experts [Jo et l. 1997] [Jo et l. 000] ont été envsgées. VII.4.1 Approche pr l progrmmton mthémtqe L pproche e résolton problème ffectton es postes e sttonnement pr l progrmmton mthémtqe pet être llstrée pr fférentes étes représenttves ([Yn et l. 00] [Yn et Ho 001] [Hnghn et Chen 1998]). Por l ffectton es postes [Yn et l. 00] consérnt q l y becop e fcters e ntre pe prévsble q ffectent les opértons llocton es postes sr n éroport ont proposé ne pproche en ex étpes : bor l ffectton optmle es postes x vons est effectée ns n cre étermnste ps celle-c est vlée pr smlton ns n cre stochstqe nve opértonnel. L smlton permet évler les effets es retrs es vols sr l ffectton sttqe e postes et onc e mensonner les temps tmpon nécessres à l ffectton es postes. Le problème optmston conséré se formle comme n progrmme en vrbles entères : sos les contrntes : M = 1 L x s x x = 1 = 1 N 1 s = 1 M { 01} = 1 N = 1 M mn N M = 1 = 1 c x 148

151 VII.4 L geston es postes e sttonnement (Problème G1) N est le nombre totl vons M est le nombre totl e postes e sttonnement c est l stnce totle prcore pr les pssgers vol ffecté poste L s est l ensemble e tot les vols q pevent être postonnés poste s x sont les vrbles e écson x = 1 s le vol est ssgné poste et x = 0 snon. Il s gt onc c e trover ne ffectton es postes q mnmse l stnce totle prcore pr les pssgers compte ten e cette ffectton. D tres crtères prennt pls en compte l ntérêt es compgnes érennes rent p être envsgés. Ce problème été résol pr ne technqe e type «brnch n bon». L solton optmle été comprée à celle résltnt e fférentes herstqes élborées pr les opérters et montré ne nette spérorté en ce q concerne les performnces obtenes. Des ters tel qe [Yn et Ho 001] ont conséré qe ce problème vt ne ntre mltcrtère ce q cont à l formlton : sos les contrntes : M = 1 k = B F kh x H k s L = s x x k k = 1 = 1 N 1 s = 1 M mn vec { 01} = 1 N = 1 M k = { k B k L k s k h f } Z Z 1 { Z Z } = = 1 N M L ( c xk ) = 1 = 1 k = B N P M L = 1 = 1 k = B B L kx k B Le premer crtère concerne l stnce totle prcore lors qe le exème crtère trte temps totl ttente es pssgers à l rrvée. Il s gt onc e trover es soltons non nféreres mssbles. Z 1 est l stnce totle prcore pr les pssgers Z est le temps totl ttente es pssgers x k sont les vrbles e écson problème : x k =1 s le vol est ffecté poste e sttonnement pennt l ntervlle k et x k =0 snon. 149

152 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol P est le nombre totl e pssgers por le vol N est l ensemble es vols M est l ensemble es postes e sttonnement k est le k ème ntervlle e temps B est l nstnt pls tôt qel le vol pet être ffecté à n poste e sttonnement L est l nstnt pls tr por l ffectton vol à n poste e sttonnement c est l stnce totle e prcore pr les pssgers vol ffecté poste F est l ensemble es vols q pevent être ffectés poste. Ce problème mltcrtère en vrbles entères été résol en ex étpes : bor ne ponérton [Hwng 1979] est tlsée por trnsformer le problème mltcrtère en ne ste e problèmes mono crtère. Chcn es ces problèmes sont résols pr ne technqe e générton e colonnes [Lvore et l. 1988] [Desrochers et Soms 1989] [Mrn 003] ssocée à ne technqe e «brnch n bon» [Sheff et l. 1990]. Des onnées réelles por ne ornée type e l éroport CKS e Twn ont été employées por évler l performnce e l méthoe proposée. Les résltts montrent qe les temps e clcl sont cceptbles et son pplcblté ns n envronnement opértonnel. Dns [Hnghn et Chen 1998] le problème ffectton e postes e sttonnement est conséré e fçon pls globle psq l nclt ss ben les rrvées les trnsferts et les éprts. Il est formlé comme : mn Sos les contons logqes : xt = 1 t t t et les contons opértonnelles : x t x t x 1 t ( t 1) x t x t t t t t = 1 P D x x ( P D P D ) x t t Les vrbles bnres x t représentent l ffectton e vol poste pennt l ntervlle e temps t P représente le nombre e pssgers trnsférés entre le vol et P o représente le nombre e pssgers q rrvent vec le vol P o représente le nombre e pssgers q prt vec le vol D D o et D o représentent les stnce prcores pr les pssgers entre les o o o o t 150

153 VII.4 L geston es postes e sttonnement (Problème G1) portes embrqement t est l nstnt rrvée poste e sttonnement vol et l nstnt e éprt poste e sttonnement vol. t est Une smple herstqe e type gloton q consstnt à ffecter l von q le pls grn nombre e pssgers à son bor poste e sttonnement q mnmse son coût été testée et comprée à ne résolton excte pr le CPLEX onnnt es résltts très vosns. VII.4. Approches pr les systèmes à bse e règles Dfférents trvx ont été rélsés ces ernères nnées por proposer es pproches e résolton tlsnt les technqes e l Intellgence Artfcelle por le problème ffectton es postes e sttonnement. Ans ont été éveloppés es systèmes e à l ffectton es postes e sttonnement x vons bsés sr les systèmes experts l progrmmton sos contrntes et les technqes e stsfcton e contrntes [Fox 1987] [Prosser 1993] [Jo et l. 1997]. Ces technqes permettent en générl e mex prenre en compte les contrntes complexes e ntre logqe q pprssent ns ce type e problème. Prm le systèmes éveloppés à prtr e ces technqes on pet cter GATES [Brzle et Swgger 1988] Gte Mnger [Amercn Arlnes 1993] et RACES [Jng et l. 1997]. En générl l ensemble es contrntes est représenté sos ne forme grphqe (rése ctvtés grmme e Gntt) et l s gt lors e trover ne solton performnte q stsfsse totes les contrntes. Un exemple e cec est onné pr le système à bse e règles q été éveloppé ns [Cheng 1998] fn e contrôler les movements es vons ns ne zone e sttonnement. L ctvté es vons ns l zone e sttonnement est moélsée pr n rése composé rcs et e nœs ce q permet e représenter les séqences possbles ctvtés et entfer les conflts. Tos les fcters q ffectent les vons x postes et q sont cse e retrs sont exprmés pr es rcs. Les chemns ns le grphe représentent es séqences rélsbles opértons 151

154 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol les nœs représentent sot es ctvtés ssocées x vons sot es contons ssocées x tres flx (pssgers bgges éqpges) concernés pr cette opérton. Un exemple e rése est onné sr l fgre c-essos : Débt e l ctvté Le retr A 1 A A 3 A 4 A 5 Le temps progrmmé D 1 D D 3 D 4 D 5 D 6 L éqpge Les bgges Arc por le même poste Arc ns l séqence e éprts Arc ns l séqence rrvées Arc vrtel Arc por le même von Arc por trnsfert von Fgre VII.4 Exemple e rése ctvtés poste e sttonnement Un oronnncement nomnl est rélsé en tlsnt es technqes clssqes oronnncement [e Weert 1999] ps n ensemble e règles e type «s-lors» est généré e fçon à covrr totes les sttons où ne pertrbton se prot : chngement ns les horres e éprt où rrvée mofcton es rées e certnes opértons ntrocton o nnlton e vols. Une vlton pr smlton est sohtble fn e vérfer l qlté es soltons proposées por l geston es ffecttons es postes e sttonnement. Dns le cs e RACES n grmme Gntt permet e représenter l ensemble es contrntes celles-c sont consérées comme étnt sot strctes sot fbles sot encore fclttves. Une herstqe consérnt smltnément les retrs et l clsse es vons est lors mse en œvre e fçon à rélser l oronnncement es ctvtés ns l zone e sttonnement. Celle-c pet être relncée chqe fos qe l envronnement problème sbt ne mofcton c est ce q onne son crctère réctf à RACES. 15

155 VII.5 Le chox es chemnements (Problème G et G5) VII.5 Le chox es chemnements (Problème G et G5) Il s gt e éfnr por chqe von n chemn entre son poste e sttonnement et l pste e écollge o entre l sorte e pste et n poste e sttonnement. En générl le système e voes e crclton ser représenté pr n grphe où pevent coexster es rcs orentés et es rrêts corresponnt à ne crclton possble ns les ex sens n tronçon e voe. Dfférents crtères permettent e comprer l ensemble es chemns q relent l orgne et l estnton n éplcement : l longer chemn l rée préve (éplcement et ttentes nterméres) l complexté chemn ss ben pont e ve plote qe contrôler ne combnson es crtères c-essos. L longer chemn est le crtère le pls fcle à clcler. Il est onné pr : L p = l I p U où U est l ensemble es rcs et rêtes grphe représentnt les voes e crclton I p est l ensemble es rcs o rêtes q consttent le chemn p l est l longer e l rc. L rée n tnérre pet être onnée pr : D p = ( l v ) I p U où v est l vtesse moyenne e éplcement sr l rc et l rée e l ttente à l sorte e l rc. L vtesse v épen type pprel conséré et es crctérstqes segment e voe (sorte e pste voe rectlgne vrge etc.) lors qe l rée es ttentes q épen trfc envronnnt et système e contrôle e trfc est ffcle à prévor. L complexté chemn épenr e fcters tels qe le nombre e voes trversées (en stngnt les pstes es voes e crclton) le nombre et l ntre es ntersectons et es vrges rencontrés. L évlton e cette complexté por le plote et por le contrôler ne ser ps l même ms r ns les ex cs n crctère qlttf et globl (l n y pls nécessrement ton es contrbtons à l évlton chemn). 153

156 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol Dex types e méthoes e résolton e ce problème ont été éveloppés : celles où le trfc envronnnt n est ps conséré explctement et celles où l on tent compte explctement e l ensemble trfc progrmmé sr cette péroe e temps. VII.5.1 Chox népennt es chemnements Dns ce cs on ne tent ps compte e l nflence trfc sr les mêmes voes e crclton o sr les voes concrrentes nve es ntersectons por évler les trets concrrents relnt l même pre orgne-estnton. Cec revent à spposer qe l effet e trfc s pplqe églement sr tot les chemns ce q est rrement le cs. Pr llers cette pproche ne permet ps e tenr compte e l effet es séprtons mnmles sr l vtesse e progresson e l von le long n chemnement. Le crtère e rée q est le pls tlsé ns ce cs c se rmène smplement à : D p = l I p U Remrqons qe s l vtesse vncement est nforme por n von onné on se rmène c à ne constnte près crtère e stnce mnmle. L lgorthme A * [Perl 1990] écrt c-essos permet lors e clcler le chemn e rée mnmle et cel-c entre ex sommets onnés grphe. v Algorthme A * O = {s} f(s) = 0 g(s) = 0 TANT QUE O 154 chosr k vec f(k) mnmm O = O \{k}; F = F {k} SI k T ALORS fn SI D = Γ (k) STOP //ne solton été trovée POUR tos D SI O F ALORS g()=g(k)(k); f()=g()h() mrqer k comme étnt le père e

157 VII.5 Le chox es chemnements (Problème G et G5) O = O {} fn SI fn POUR fn TANT QUE S l on consère es gropes es chemns possént n sommet extrême commn (sortes e pste-postes e sttonnement o postes e sttonnement-entrée e pste) l lgorthme e Dkstr [Dkstr 1959] onné c essos permet e clcler smltnément l ensemble es chemns optmx vec ler rée psqe c le sens e crclton n cn effet sr le coût e éplcement : Algorthme e Dkstr O = {s} POUR tos G w() = (s) fn POUR TANT QUE G \ O chosr kg \ O vec w(k) mnmm O = O {k} POUR tos G \ O w() = mn(w() w(k)(k)) fn ROUR fn TANT QUE. Il est clr qe le chemn optml obten svnt cette pproche n q n crctère e référence et qe l ensemble es éléments problème non prs en compte feront sûrement éver l solton optmle e celle éà obtene c. Il semble onc ntéressnt essyer e éfnr n ensemble e chemns lterntfs q ne soent ps trop pénlsnts svnt le crtère es rées o es stnces ms q pssent être mons certns entre ex pls robstes x contons opértonnelles. Ans pr exemple n lgorthme énmérton récrsve mettnt en œvre l lgorthme e Dkstr [Jmenez et Mrzl 1996] permet e clcler les k mellers chemns svnt le crtère reten éprt (rée o stnce). On porr ss retenr l ensemble es tnérres por leqel le coût ssocé est comprs entre l vler optmle nomnle et cette vler gmentée n certn porcentge. Dns ce cs l est possble tlser n lgorthme e type «brnch n bon». 155

158 Chptre VII Les problèmes écsonnels por l geston trfc sol VII.5. Chox cooronné e chemnements En ft en générl le contrôler ne chost ps e fçon népennte les chemns es fférents vons présents sr l plte-forme éroportre l le ft smltnément sr n ensemble éronefs q se présentent à l sorte es pstes o ont le éprt es postes e sttonnement est progrmmé et ffché x pssgers. En effet l ensemble e ces éronefs vont ntergr entre ex et vec cex q sont éà présents sr les voes e crclton. Il s gr onc por le contrôler e fxer tos ces chemns en essynt e stsfre globlement l n es crtères évoqés à l secton précéente tot en tennt compte es normes e séprton entre vons et en évtnt les sttons e conflt. L fgre VII.5 présente les prncples sttons e conflt rencontrées sr les voes e crclton n éroport. Conflt e crosement Conflt e vtesse Conflt frontl Fgre VII.5 Les prncpx types e conflts sr les voes e crclton Dns ce cs l représentton topologqe rése e voes e crclton ot être bnonnée por ne représentton espce-temps. Ce type e représentton éà été tlsée pr vers ters tels qe [El Mon et Mor-Cmno 000] por trter le problème e l ffectton e l flotte ne compgne à ces vols progrmmés. Pls récemment es ters comme [Mrn et l. 00] [Texer et l. 199] ont opté cette représentton en consérnt ne fenêtre e temps scrétsée. 156