Modélisation et résolution de problèmes généralisés de tournées de véhicules

Le problème de tournées de véhicules est un des problèmes d optimisation combinatoire les plus connus et les plus difficiles. Il s agit de déterminer les tournées optimales pour une flotte de véhicules afin de servir un ensemble donné de clients. Dans les problèmes classiques de transport, chaque client est normalement servi à partir d un seul nœud (ou arc). Pour cela, on définit toujours un ensemble donné de nœuds (ou arcs) obligatoires à visiter ou traverser, et on recherche la solution à partir de cet ensemble de nœuds (ou arcs). Mais dans plusieurs applications réelles où un client peut être servi à partir de plus d un nœud, (ou arc), les problèmes généralisés qui en résultent sont plus complexes. Le but principal de cette thèse est d étudier trois problèmes généralisés de tournées de véhicules. Le premier problème de la tournée sur arcs suffisamment proche (CEARP), comporte une application réelle intéressante en routage pour le relevé des compteurs à distance ; les deux autres problèmes, problème de tournées couvrantes multi-véhicules (mCTP) et problème généralisé de tournées sur nœuds (GVRP), permettent de modéliser des problèmes de conception des réseaux de transport à deux niveaux. Pour résoudre ces problèmes, nous proposons une approche exacte ainsi que des métaheuristiques. Pour développer la méthode exacte, nous formulons chaque problème comme un programme mathématique, puis nous construisons des algorithmes de type branchement et coupes. Les métaheuristiques sont basées sur le ELS (ou Evolutionary Local Search) et sur le GRASP (ou Greedy Randomized Adaptive Search Procedure). De nombreuses expérimentations montrent la performance de nos méthodes.The Routing Problem is one of the most popular and challenging combinatorial optimization problems. It involves finding the optimal set of routes for fleet of vehicles in order to serve a given set of customers. In the classic transportation problems, each customer is normally served by only one node (or arc). Therefore, there is always a given set of required nodes (or arcs) that have to be visited or traversed, and we just need to find the solution from this set of nodes (or arcs). But in many real applications where a customer can be served by from more than one node (or arc), the generalized resulting problems are more complex. The primary goal of this thesis is to study three generalized routing problems. The first one, the Close-Enough Arc Routing Problem(CEARP), has an interesting real-life application to routing for meter reading while the others two, the multi-vehicle Covering Tour Problem (mCTP) and the Generalized Vehicle Routing Problem(GVRP), can model problems concerned with the design of bilevel transportation networks. The problems are solved by exact methods as well as metaheuristics. To develop exact methods, we formulate each problem as a mathematical program, and then develop branch-and-cut algorithms. The metaheuristics are based on the evolutionary local search (ELS) method et on the greedy randomized adaptive search procedure (GRASP) method. The extensive computational experiments show the performance of our methods.NANTES-ENS Mines (441092314) / SudocSudocFranceF

Historia, evolución y perspectivas de futuro en la utilización de técnicas de simulación en la gestión portuaria: aplicaciones en el análisis de operaciones, estrategia y planificación portuaria

Programa Oficial de Doutoramento en Análise Económica e Estratexia Empresarial. 5033V0[Resumen] Las técnicas de simulación, tal y como hoy las conocemos, comenzaron a mediados del siglo XX; primero con la aparición del primer computador y el desarrollo del método Monte Carlo, y más tarde con el desarrollo del primer simulador de propósito específico conocido como GPS y desarrollado por Geoffrey Gordon en IBM y la publicación del primer texto completo dedicado a esta materia y llamado the Art of Simulation (K.D. Tocher, 1963). Estás técnicas han evolucionado de una manera extraordinaria y hoy en día están plenamente implementadas en diversos campos de actividad. Las instalaciones portuarias no han escapado de esta tendencia, especialmente las dedicadas al tráfico de contenedores. Efectivamente, las características intrínsecas de este sector económico, le hacen un candidato idóneo para la implementación de modelos de simulación con propósitos y alcances muy diversos. No existe, sin embargo y hasta lo que conocemos, un trabajo científico que compile y analice pormenorizadamente tanto la historia como la evolución de simulación en ambientes portuarios, ayudando a clasificar los mismos y determinar cómo estos pueden ayudar en el análisis económico de estas instalaciones y en la formulación de las oportunas estrategias empresariales. Este es el objetivo último de la presente tesis doctoral.[Resumo] As técnicas de simulación, tal e como hoxe as coñecemos, comezaron a mediados do século XX; primeiro coa aparición do computador e o desenvolvemento do método Monte Carlo e máis tarde co desenvolvemento do primeiro simulador de propósito específico coñecido como GPS e desenvolvido por Geoffrey Gordon en IBM e a publicación do primeiro texto completo dedicado a este tema chamado “A Arte da Simulación” (K.D. Tocher, 1963). Estas técnicas evolucionaron dun xeito extraordinario e hoxe en día están plenamente implementadas en diversos campos de actividade. As instalacións portuarias non escaparon desta tendencia, especialmente as dedicadas ao tráfico de contenedores. Efectivamente, as características intrínsecas deste sector económico, fanlle un candidato idóneo para a implementación de modelos de simulación con propósitos e alcances moi variados. Con todo, e ata o que coñecemos, non existe un traballo científico que compila e analiza de forma detallada tanto a historia como a evolución da simulación en estes ambientes portuarios, clasificando os mesmos e determinando como estes poden axudar na análise económica destas instalacións e na formulación das oportunas estratexias empresariais. Este é o último obxectivo da presente tese doutoral.[Abstract] Simulation, to the extend that we understand it nowadays, began in the middle of the 20th century; first with the appearance of the computer and the development of the Monte Carlo method, and later with the development of the first specific purpose simulator known as GPS developed by Geoffrey Gordon in IBM. This author published the first full text devoted to this subject “The Art of Simulation” in 1963. These techniques have evolved in an extraordinary way and nowadays they are fully implemented in different fields of activity. Port facilities have not escaped this trend, especially those dedicated to container traffic. Indeed, the intrinsic characteristics of this economic sector, make it a suitable candidate for the implementation of simulation with very different purposes and scope. However, to the best of our knowelegde, there is not a scientific work that compiles and analyzes in detail both, the history and the evolution of simulation in port environments, contributing to classify them and determine how they can help in the economic analysis of these facilities and in the formulation of different business strategies. This is the ultimate goal of this doctoral thesis