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Genetic algorithms for optimal plane conflict resolution in air traffic

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Academic year: 2021

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HAL Id: hal-00940945

https://hal-enac.archives-ouvertes.fr/hal-00940945

Submitted on 25 Apr 2014

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Genetic algorithms for optimal plane conflict resolution

in air traffic

Nicolas Durand, Nicolas Alech, Jean-Marc Alliot, Marc Schoenauer

To cite this version:

Nicolas Durand, Nicolas Alech, Jean-Marc Alliot, Marc Schoenauer. Genetic algorithms for

opti-mal plane conflict resolution in air traffic. SPICIS 1994, 2nd Singapore International Conference on

Intelligent Systems, Nov 1994, Singapour, Singapore. pp xxxx. �hal-00940945�

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Optimal trajectory

Turning point approximation

Saturated constraint

period

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Destination

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(5)

t=4

t=0

t=1

t=2

t=3

t=2

t=0

t=1

t=3

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plane’s trajectory

flight level a

flight level b

uncertainty space

uncertainty segment

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(6)

mutation

crossover

selection

fitness

evaluation

P1

P2

C1

C2

C1

C2

mutation

fitness

evaluation

population(k)

population(k+1)

Pc

Pm

Pm

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(7)

P1

P2

C1

C2

tournament

selection

crossover

mutation

mutation

C1’

C2’

pop(k)

pop(k+1)

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(8)

1

2

3

4

5

consumption of fuel

}

}

}

{

{

{

Vertical evolution Time Leveltime

Heading

Verticaltime

representing

conflict.

A chromosome

a five plane

❦ ●❙◗▼❄ Ú ➜ ❲❂▼◗ ❋❂◗▼❄ ❉❊ ❂❃❄ ❋❃▼❉❖ ❉▲❉❖ ❄ ➙❚ ❨❂▲ ❑❉▲●❂●❉❈ ✈ ❨❂▲ ■❆❂●❂◗ ❅❄❏ ●❈ ❅❄❙▼❄❄▲❚ ✈ ❨❂▲ ■❉❈ ❙●❂◗ ❅❄❏ ●❈ ❅❄❙▼❄❄▲❚ ✈ ❨❂▲ ❁ ■❂●❅◗ ❅❄❏ ●❈ ❊❄❄❂❚ ♦❚ ❨❂▲ ❃❄❆❅●❈❙❏ ●❈ ❅❄❙▼❄❄▲❚ q❚ ❨❂▲ ❅❄▲❂●❈ ❆❂●❉❈ ❑ ❉●❈❂ ❆■❂●❂◗❅❄❚■ ❛ ❂❃❄▼ ❙■❉P ❆■ ❅❆❂❆ ●▲ ❙●❍❄❈ ➜ ↕❚ ❩ ❃❄ ❅◗▼❆❂●❉❈ ❉❊ ❉◗▼ ▲❂◗ ❅❘❚ ➙❚ ❩ ❃❄ ❂●❖ ❄ ▲❂❄❑ ◗▲❄❅ ❅◗ ▼●❈❙ ❂❃ ❄ ▲●❖ ◗■❆❂●❉❈ ❚ ♦❚ ❩ ❃❄ ❃ ❉▼●❪❉❈❂❆■ ▲❄❑❆▼❆❂●❉❈ ❏ ●❈ ❯ ❖ ❚ q❚ ❩ ❃❄ ❍❄▼❂●❋❆■ ▲❄❑❆▼❆❂●❉❈ ❏ ●❈ ❯ ❖ ❚ Ø❚ ❩ ❃❄ ❑ ❄▼❋❄❈❂❆❙❄ ❄▼▼❉▼ ❆P ❉◗❂ ❆●▼❋▼❆❊❂ ▲❑ ❄❄❅ ❚❏ Ú❚ ❩ ❃❄ ❖ ❆❫ ●❖ ◗ ❖ ❂◗▼❈●❈❙ ❆❈❙■❄❏●❈ ❅❄❙▼❄❄▲❚ ❩ ❃❄ ❖ ❆●❈ ●▲▲◗❄ ❇❆▲ ❂❉ ❳❈❉❇ ❃❉❇ ❇❄ ❇ ❄▼❄ ❙❉●❈❙ ❂❉ ❋❉❖ ❑◗ ❂❄ ❂❃❄ ✥ ✍✝☎✌✌ ❉❊ ❆ ❋❃ ▼❉❖ ❉▲❉❖ ❄❚ ❒ ❄ ❃ ❆❍❄ ❆ ❑❉■❘ ❋▼●❂❄▼●❆ ❑▼❉P ■❄❖ ❂❉ ▲❉■❍❄❏●❈ ❊❆❋❂ ❂❃❄ ❊❉■■❉❇ ●❈❙ ❋▼●❂❄▼●❆ ❃❆❍❄ ❂❉ P ❄ ❖ ❆❂❋❃❄❅ ❂❉❙❄❂❃ ❄▼ ❂❉ ❙●❍❄ ◗ ▲ ❆ ▲●❈❙■❄ ❜ ❂❈ ❄▲▲ ❊◗❈ ❋❂●❉❈ ➜ ✈ ❁ ❅●t❄▼❄❈❋❄ ❉❊ ◆●❙❃❂ ■❄❍❄■ ❆❂ ❂❃ ❄ ❄❈ ❅ ❉❊ ❂❃❄ ▲●❖ ◗■❆❂●❉❈ ❚ ❦❉▼ ●❈▲❂❆❈ ❋❄ ❆ ❆●▼❋▼❆❊❂ ❇ ❆▲ P❉◗❈ ❅ ❂❉ ▼❄❆❋❃ ◆ ●❙❃❂ ■❄❍❄■ ♦➛➛ ❆❈❅ ●❂ ❉❈■❘ ▼❄❆❋❃ ❄❅ ■❄❍❄■ ➙♥➛❚ ✈ ❩ ❃❄ ❅●▲❂❆❈ ❋❄ ▼❄❖ ❆●❈●❈ ❙ ❂❉ ❆ ❆●▼❋▼❆❊❂ ❂❉ ◆❘ ❉❈❋❄ ●❂ ❃ ❆▲ ❋❃❆❈❙❄❅ ●❂▲ ❃ ❄❆❅●❈ ❙❚ ✈ ❩ ❃❄ ❋❉❈ ▲◗ ❖ ❑❂●❉❈ ❉❊ ❊◗❄■ ●❈❅◗ ❋❄❅ P❘ ❆ ❖ ❉❅●❜ ❋❆❂●❉❈ ❉❊ ❂❃❄ ◆ ●❙❃❂ ■❄❍❄■❚ ❩ ❃❄ ❅●t❄▼❄❈ ❋❄ ❉❊ ◆ ●❙❃❂ ■❄❍❄■ ❆❂ ❂❃❄ ❄❈ ❅ ❉❊ ❂❃❄ ▲●❖ ◗■❆❂●❉❈ ❃ ❆▲ P ❄❄❈ ❃ ❄❆❍●■❘ ❑❄❈❆■●❪❄❅ ▲❉ ❂❃ ❆❂ ❄❆❋❃ ❆●▼❋▼❆❊❂ ▼❄❆❋❃❄▲ ●❂▲ ◆●❙❃❂ ■❄❍❄■ ❅❄▲❂●❈❆❂●❉❈ ❚ ❩ ❃❄ ▲❉■◗ ❂●❉❈ ▲ ❋▼❄❆❂●❈❙ ❋❉❈◆ ●❋❂▲ ❃ ❆❍❄ ❈❉❂ P ❄❄❈ ❄■●❖ ●❈❆❂❄❅ ❏ P◗ ❂ ❂❃❄❘ ❆▼❄ ❃❄❆❍●■❘ ❑ ❄❈ ❆■●❪❄❅ ❏ P ❄❋❆◗▲❄ ●❊ ❇❄ ❇ ❆❈❂ ❂❃❄ ♠ ❁ ❂❉ ❇❉▼❳ ❇❄ ❃❆❍❄ ❂❉ ■❄❂ ●❂ ▼❄❑▼❉❅◗❋❄❏ ❋▼❉▲▲ ❆❈ ❅ ❖ ◗ ❂❆❂❄ ❋❃▼❉❖ ❉▲❉❖ ❄▲❚ ❬ ❃▼❉❖ ❉▲❉❖ ❄▲ ❋▼❄❆❂●❈❙ ❋❉❈◆ ●❋❂▲ ❆▼❄ ❉❊❂❄❈ ❈❄❆▼ ❆ ▲◗●❂❆P■❄ ▲❉■◗❂●❉❈ ▲❉ ❂❃❄❘ ❃ ❆❍❄ ❂❉ ▲◗▼❍●❍❄❏ ❊❉▼ ❆ ❇ ❃●■❄❏ ❆❖ ❉❈ ❙ ❂❃ ❄ ❑❉❑◗■❆❂●❉❈ ❚ ❩ ❃❄ ❑▼❉P ■❄❖ ❇ ❃●❋❃ ❉ ❋❋◗▼❄❅ ❇ ❃❄❈ ●❈❂▼❉❅◗ ❋●❈❙ ❂❃❄ ❂❃●▼❅ ❅●❖ ❄❈▲●❉❈ ❇ ❆▲ ❂❉ ❄❍❆■◗ ❆❂❄❏ ❖ ❆❘P❄ ❈❉❂ ❇ ●❂❃ ❆❋❋◗ ▼❆❋❘ P◗ ❂ ❇ ●❂❃ ❄❱ ❋●❄❈❋❘❏ ❂❃ ❄ ❋❉▲❂ ❉❊ ❆ ❍❄▼❂●❋❆■ ❄❍❉■◗❂●❉❈ ❏ ❂❃❄ ❆■❙❉▼●❂❃❖ ❖ ◗▲❂ ❂▼❘ ❂❉ ❳❄❄❑ ❂❃ ❄ ❆●▼❋▼❆❊❂ ❆▲ ❖ ◗ ❋❃ ❆▲ ❑ ❉▲▲●P ■❄ ❆❂ ❂❃❄ ▲❆❖ ❄ ■❄❍❄■ P ❄❋❆◗▲❄ ❉❊ ❂❃❄ ❑▼❉P■❄❖ ▲ ❋❆◗▲❄❅ P❘ ❆ ◆ ●❙❃❂ ■❄❍❄■ ❖ ❉❅●❜ ❋❆❂●❉❈ ➜ ❑ ✮ ⑨ ➃⑩❽➑ ⑩⑨⑨❸ ❶➃ ✰⑩➃✯ ❶➌⑨ ❾❽❶➁❶❻❸⑨ ➃➎ ❶➌⑨ ❸⑨❼❶➁⑩❾❶➁➃⑩ ➉➃➁⑩❶ ✫⑨➇❾❻❼⑨ ❶➌⑨ ➃❶➌⑨❷ ➇➃➃❷❸➁⑩❾❶⑨❼ ❾❷⑨ ➇➃➏ ➉❻❶⑨❸ ✫➑ ➃❻❷ ➏ ➃❸⑨❽❻❼➁⑩➂ ❶➌⑨ ➌⑨❾❸➁⑩➂ ➃➎ ❶➌⑨ ❾➁❷➇❷❾➎❶ ❾⑩❸ ➁❶❼ ➇➌❾❷❾➇❶⑨❷➁❼❶➁➇❼✭ ▲ ➒➌⑨❷⑨ ➁❼ ❾❽✯❾➑❼ ❾⑩ ⑨❷❷➃❷➋✯⑨ ➇❾⑩ ⑩➃❶ ❼➉➃❶ ❾ ❾➁❷➇❷❾➎❶ ⑨▼❾➇❶❽➑✭

(9)

0

50

100

0

50

100

290

295

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