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1 Heudiasyc - Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes Compiègne

Abstract : Systems of systems are supersystems comprising elements which are themselves independent operational systems, all interacting to achieve a common goal. When the subsystems are mobile, these may suffer from a lack of continuous end-to-end connectivity. To address the technical issues in such networks, the common approach is termed delay-tolerant networking. Routing relies on a store-forward mechanism. Data are sent from one system to another – depending on the communication opportunities, termed contacts, that arise when two systems are close – and stored throughout the network in hope that all messages will reach their destination. If data are too large, these must be split. Each fragment is then transmitted separately.In this work, we assume that the sequence of contacts is known. Thus, we focus on applications where it is possible to make realistic predictions about system mobility e.g. satellite networks. We study the problem of making the best use of knowledge about possibilities for communication when data need to be routed from a set of systems to another within a given time horizon. The fundamental question is: -Which elements of the information should be transferred during each contact so that the dissemination length is minimized-?We first formalize the so-called dissemination problem, and prove this is strongly NP-Hard. We then propose algorithms to solve it. These relies on different dominance rules, preprocessing procedures, integer-linear programming, and constraint programming. A chapter is dedicated to the search for robust solutions. Finally experimental results are reported to show the efficiency of our algorithms in practice.

Résumé : Un système de systèmes est un système dont les composants sont eux-mêmes des systèmes indépendants, tous communiquant pour atteindre un objectif commun. Lorsque ces systèmes sont mobiles, il peut être difficile d-établir des connexions de bout-en-bout. L-architecture mise en place dans de telles situations est appelée réseau tolérant aux délais. Les données sont transmises d-un système à l-autre – selon les opportunités de communication, appelées contacts, qui apparaissent lorsque deux systèmes sont proches – et disséminées dans l-ensemble du réseau avec l-espoir que chaque message atteigne sa destination. Si une donnée est trop volumineuse, elle est découpée. Chaque fragment est alors transmis séparément.Nous supposons ici que la séquence des contacts est connue. On s-intéresse donc à des applications où la mobilité des systèmes est prédictible les réseaux de satellites par exemple. Nous cherchons à exploiter cette connaissance pour acheminer efficacement des informations depuis leurs sources jusqu-à leurs destinataires. Nous devons répondre à la question : « Quels éléments de données doivent être transférés lors de chaque contact pour minimiser le temps de dissémination » ?Nous formalisons tout d-abord ce problème, appelé problème de dissémination, et montrons qu-il est NP-difficile au sens fort. Nous proposons ensuite des algorithmes pour le résoudre. Ces derniers reposent sur des règles de dominance, des procédures de prétraitement, la programmation linéaire en nombres entiers, et la programmation par contraintes. Une partie est dédiée à la recherche de solutions robustes. Enfin, nous rapportons des résultats numériques montrant l-efficacité de nos algorithmes.

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Keywords : Operational research Combinatorial optimization Dominance rules Constraint programming Delay-tolerant networks Systems of systems

Mots-clés : Systèmes de systèmes Règles de dominance Réseau tolérant aux délais Problèmes de dissémination





Autor: Ronan Bocquillon -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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