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Étude et résolution de problèmes d'ordonnancement d'opérations d'évacuation
Get PDFThe work presented in this thesis, which is a part of the Franco-German projectDSS_Evac_Logistic, aims at proposing methods to calculate macroscopic evacuation plansfor mid-size towns after a tremendous disaster. Two evacuation problems have been tackledin this thesis : the bus evacuation problem and bus-and-vehicle evacuation problem.The bus evacuation problem aims at calculating an evacuation plan to relocate evacueesoutside the endangered area. In this thesis, we consider three versions of the bus evacuationproblem. The first one is a monocriterion problem, where the objective is to minimize themaximum evacuation time. In order to guarantee the safety of evacuees, we have considereda bicriteria problem, which is a generalization of the monocriterion version, in which wetake into consideration the risk exposure of the evacuees. Consequently, the bicriteriaproblem is solved by minimizing the total evacuation time and the risk. The third versionis a bicriteria robust version because most of the planning data is subject to uncertainty.The goal is to minimize both the evacuation time and the vulnerability of the schedulethat is subject to different evacuation circumstances. To solve all the versions of the busevacuation problem, we have developed exact solutions based on mathematical formulationto address small instances and heuristic solutions to deal with larger instances.The second evacuation problem studied in this thesis is a multi-criteria problem, whichaims at defining the departure time, the route and the shelters for each group of people.Specifically, we would like to determine a set of appropriate shelters for hosting peoplewhile minimizing the total evacuation time and the risk exposure of the evacuees. For thispurpose, a mathematical formulation has been proposed to deal with small instances. Forlarger instances, evolutionary methods and methods based on multi-objectives shortestpath searches have been developed.For validation and experiments, all the proposed methods have been tested using randominstances and real instances of Kaiserslautern city in Germany and Nice city in France.The choice of these towns is imposed by the project in which this thesis takes placeLes travaux présentés dans cette thèse, qui s’inscrivent dans le cadre du projet franco-allemandDSS_Evac_Logistic, visent à proposer des méthodes permettant de calculerdes plans d’évacuation macroscopiques d’une ville lors d’une catastrophe majeure. Deuxproblèmes d’évacuations sont considérés dans cette thèse : le problème d’évacuation parbus et le problème d’évacuation par bus et voitures.Le problème d’évacuation par bus a pour objectif de définir un plan d’évacuation afin demettre à l’abri les évacués. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’étude de troisversions du problème d’évacuation par bus. La première version est monocritère où nouscherchons à minimiser la date de fin d’évacuation. Puis, dans le second problème et afind’assurer la sécurité des évacués, nous avons considéré une version bicritère qui généralisele cas monocritère, en incluant le risque encouru lors de l’évacuation des personnes. Lesdeux critères à minimiser sont la date de fin d’évacuation et le risque. La troisième versionest une version robuste bicritère qui permet d’appréhender l’incertitude sur les données. Lebut est de minimiser à la fois la date de fin d’évacuation et les modifications apportées surune solution, de sorte qu’elle soit réalisable pour n’importe quel scénario de données. Pourrésoudre ces problèmes d’évacuation par bus, nous avons proposé des méthodes exactes etdes méthodes heuristiques.Le second problème d’évacuation considéré par bus et voitures est multicritère. Il apour but de définir pour chaque groupe de personnes, sa date de début d’évacuation,le centre de secours de rattachement, et le chemin menant à ce centre de secours. Nouscherchons à déterminer les centres de secours à ouvrir afin de minimiser la date de find’évacuation et l’exposition aux risques. Un modèle mathématique est proposé pour larésolution exacte des instances de petite taille de ce problème. Pour résoudre des instancesde grande taille, des méthodes évolutionnaires et des méthodes basées sur le calcul dechemins multiobjectifs sont développées.Dans cette thèse, toutes les méthodes proposées sont testées et validées sur des instancesaléatoires et des instances réelles de la ville de Kaiserslautern du coté allemand et de laville de Nice du coté français. Ce choix des villes a été imposé par le projet sur lequels’inscrit cette thèse
