Allocation de chemins avec des préférences conflictuelles sous forme de graphes pour le partage d'orbites - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Allocation de chemins avec des préférences conflictuelles sous forme de graphes pour le partage d'orbites

Résumé

Les constellations de satellites d'observation de la Terre constituent aujourd'hui un enjeu majeur pour collecter davantage de données sur des zones d'intérêt liées à des besoins différents tels que la défense, l'environnement ou la science. Les constellations soulèvent de nombreux challenges. Nous abordons ici le challenge dans lequel des utilisateurs peuvent demander a priori l'exclusivité sur des portions d'orbite, afin de disposer de temps satellite pour réaliser des prises de vue sans avoir à passer systématiquement par l'arbitrage d'un opérateur central. L'objectif de notre étude est d'allouer des portions d'orbite a priori aux utilisateurs, sachant que chaque utilisateur a des requêtes d'observation définies par un point d'intérêt (POI) à observer avec une fréquence de revisite donnée. Les portions d'orbite candidates pour observer des POIs proches peuvent par ailleurs se chevaucher temporellement, créant ainsi des conflits d'allocation. Nous avons modélisé ce problème sous forme de graphes orientés acycliques (DAGs) pondérés qui appartiennent à des agents. Une allocation est une sélection d'un chemin dans chaque graphe de manière à ce que tous les chemins sélectionnés soient sans conflit. Nous considérons deux fonctions objectifs pour les allocations, avec d'une part la maximisation de l'utilité totale des chemins sélectionnés et d'autre part l'allocation des chemins de la manière la plus équitable possible. Nous proposons quatre techniques pour l'allocation des ressources : 1) un algorithme utilitariste glouton qui fournit des allocations de bonne qualité avec un temps de calcul très réduit, 2) un algorithme utilitariste classique basé sur un modèle MILP utilisable pour obtenir des allocations optimales du point de vue de l'utilité globale, 3) une approche égalitariste leximin implémentée en résolvant une succession de modèles MILP, et 4) une version approchée du leximin qui fonctionne par itération d'une approche maximin, implémentée en résolvant une succession de modèles MILP mais avec moins de variables 0/1 que dans l'approche leximin pure. Des expérimentations sur 240 instances avec des constellations impliquant de 16 à 128 satellites, différents points d'intérêts et différents types de fonctions d'utilités, nous ont permis de comparer les quatre techniques proposées sur les deux critères d'utilité et d'équité. Ces travaux sont réalisés avec le support du Programme d'Invertissements d'Avenir (projet BPI PSPC LiChIE mené par AIRBUS Defence and Space).
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SMaqrot_et_al_ROADEF_2022.pdf (291.29 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03595236 , version 1 (03-03-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03595236 , version 1

Citer

Sara Maqrot, Gauthier Picard, Cédric Pralet, Stéphanie Roussel. Allocation de chemins avec des préférences conflictuelles sous forme de graphes pour le partage d'orbites. 23ème congrès annuel de la Société Française de Recherche Opérationnelle et d'Aide à la Décision, INSA Lyon, Feb 2022, Villeurbanne - Lyon, France. ⟨hal-03595236⟩
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