Planification et dimensionnement des réseaux optiques de longues distances

Le projet de recherche porte sur l'étude des problèmes de conception et de planification d'un réseau optique de longue distance, aussi appelé réseau de coeur (OWAN-Optical Wide Area Network en anglais). Il s'agit d'un réseau qui transporte des flots agrégés en mode commutation de circuits. Un réseau OWAN relie différents sites à l'aide de fibres optiques connectées par des commutateurs/routeurs optiques et/ou électriques. Un réseau OWAN est maillé à l'échelle d'un pays ou d’un continent et permet le transit des données à très haut débit. Dans une première partie du projet de thèse, nous nous intéressons au problème de conception de réseaux optiques agiles. Le problème d'agilité est motivé par la croissance de la demande en bande passante et par la nature dynamique du trafic. Les équipements déployés par les opérateurs de réseaux doivent disposer d'outils de configuration plus performants et plus flexibles pour gérer au mieux la complexité des connexions entre les clients et tenir compte de la nature évolutive du trafic. Souvent, le problème de conception d'un réseau consiste à prévoir la bande passante nécessaire pour écouler un trafic donné. Ici, nous cherchons en plus à choisir la meilleure configuration nodale ayant un niveau d'agilité capable de garantir une affectation optimale des ressources du réseau. Nous étudierons également deux autres types de problèmes auxquels un opérateur de réseau est confronté. Le premier problème est l'affectation de ressources du réseau. Une fois que l'architecture du réseau en termes d'équipements est choisie, la question qui reste est de savoir : comment dimensionner et optimiser cette architecture pour qu'elle rencontre le meilleur niveau possible d'agilité pour satisfaire toute la demande. La définition de la topologie de routage est un problème d'optimisation complexe. Elle consiste à définir un ensemble de chemins optiques logiques, choisir les routes physiques suivies par ces derniers, ainsi que les longueurs d'onde qu'ils utilisent, de manière à optimiser la qualité de la solution obtenue par rapport à un ensemble de métriques pour mesurer la performance du réseau. De plus, nous devons définir la meilleure stratégie de dimensionnement du réseau de façon à ce qu'elle soit adaptée à la nature dynamique du trafic. Le second problème est celui d'optimiser les coûts d'investissement en capital(CAPEX) et d'opération (OPEX) de l'architecture de transport proposée. Dans le cas du type d'architecture de dimensionnement considérée dans cette thèse, le CAPEX inclut les coûts de routage, d'installation et de mise en service de tous les équipements de type réseau installés aux extrémités des connexions et dans les noeuds intermédiaires. Les coûts d'opération OPEX correspondent à tous les frais liés à l'exploitation du réseau de transport. Étant donné la nature symétrique et le nombre exponentiel de variables dans la plupart des formulations mathématiques développées pour ces types de problèmes, nous avons particulièrement exploré des approches de résolution de type génération de colonnes et algorithme glouton qui s'adaptent bien à la résolution des grands problèmes d'optimisation. Une étude comparative de plusieurs stratégies d'allocation de ressources et d'algorithmes de résolution, sur différents jeux de données et de réseaux de transport de type OWAN démontre que le meilleur coût réseau est obtenu dans deux cas : une stratégie de dimensionnement anticipative combinée avec une méthode de résolution de type génération de colonnes dans les cas où nous autorisons/interdisons le dérangement des connexions déjà établies. Aussi, une bonne répartition de l'utilisation des ressources du réseau est observée avec les scénarios utilisant une stratégie de dimensionnement myope combinée à une approche d'allocation de ressources avec une résolution utilisant les techniques de génération de colonnes. Les résultats obtenus à l'issue de ces travaux ont également démontré que des gains considérables sont possibles pour les coûts d'investissement en capital et d'opération. En effet, une répartition intelligente et hétérogène de ressources d’un réseau sur l'ensemble des noeuds permet de réaliser une réduction substantielle des coûts du réseau par rapport à une solution d'allocation de ressources classique qui adopte une architecture homogène utilisant la même configuration nodale dans tous les noeuds. En effet, nous avons démontré qu'il est possible de réduire le nombre de commutateurs photoniques tout en satisfaisant la demande de trafic et en gardant le coût global d'allocation de ressources de réseau inchangé par rapport à l'architecture classique. Cela implique une réduction substantielle des coûts CAPEX et OPEX. Dans nos expériences de calcul, les résultats démontrent que la réduction de coûts peut atteindre jusqu'à 65% dans certaines jeux de données et de réseau.

A bi-objective genetic approach for the selection of sugarcane varieties to comply with environmental and economic requirements

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fast heuristics for the Steiner tree problem with revenues, budget and hop constraints

This article describes and compares three heuristics for a variant of the Steiner tree problem with revenues, which includes budget and hop constraints. First, a greedy method which obtains good approximations in short computational times is proposed. This initial solution is then improved by means of a destroy-and-repair method or a tabu search algorithm. Computational results compare the three methods in terms of accuracy and speed. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Self-advancement blinds the greedy

Review of 'The Alchemist', Queensland Theatre Company, published in The Australian, 2 March 2009.

Patterns, heuristics for architectural design support: making use of evolutionary modelling in design

Software used by architectural and industrial designers – has moved from becoming a tool for drafting, towards use in verification, simulation, project management and project sharing remotely. In more advanced models, parameters for the designed object can be adjusted so a family of variations can be produced rapidly. With advances in computer aided design technology, numerous design options can now be generated and analyzed in real time. However the use of digital tools to support design as an activity is still at an early stage and has largely been limited in functionality with regard to the design process. To date, major CAD vendors have not developed an integrated tool that is able to both leverage specialized design knowledge from various discipline domains (known as expert knowledge systems) and support the creation of design alternatives that satisfy different forms of constraints. We propose that evolutionary computing and machine learning be linked with parametric design techniques to record and respond to a designer’s own way of working and design history. It is expected that this will lead to results that impact on future work on design support systems-(ergonomics and interface) as well as implicit constraint and problem definition for problems that are difficult to quantify.

Revisiting the GameFlow model with detailed heuristics

The GameFlow model strives to be a general model of player enjoyment, applicable to all game genres and platforms. Derived from a general set of heuristics for creating enjoyable player experiences, the GameFlow model has been widely used in evaluating many types of games, as well as non-game applications. However, we recognize that more specific, low-level, and implementable criteria are potentially more useful for designing and evaluating video games. Consequently, the research reported in this paper aims to provide detailed heuristics for designing and evaluating one specific game genre, real-time strategy games. In order to develop these heuristics, we conducted a grounded theoretical analysis on a set of professional game reviews and structured the resulting heuristics using the GameFlow model. A selection of the resulting 165 heuristics are presented in this paper and discussed with respect to key evaluations of the GameFlow model.

GameFlow heuristics for designing and evaluating real-time strategy games

The GameFlow model strives to be a general model of player enjoyment, applicable to all game genres and platforms. Derived from a general set of heuristics for creating enjoyable player experiences, the GameFlow model has been widely used in evaluating many types of games, as well as non-game applications. However, we recognize that more specific, low-level, and implementable criteria are potentially more useful for designing and evaluating video games. Consequently, the research reported in this paper aims to provide detailed heuristics for designing and evaluating one specific game genre, real-time strategy games. In order to develop these heuristics, we conducted a grounded theoretical analysis on a set of professional game reviews and structured the resulting heuristics using the GameFlow model. The resulting 165 heuristics for designing and evaluating real-time strategy games are presented and discussed in this paper.

Heuristics and building price forecasting

The construction industry contains two types of estimators the contractors' estimator and the designers' price forecaster. Each has two models of the building in which to systemize his procedures - the production model and the design model. The use of these models is discussed in the light of the industry's particular problems of complexity and uncertainty together with the pressures of the market. It is argued that estimators and forecasters, in order to function effectively in these conditions, are forced to exercise a high degree of subjective judgment. Means of eliciting good heuristics involved in judgment making are considered by reference to the artificial intelligence and construction literature and a methodology is proposed based on these findings. The results of two early trials of the method with students are given, indicating the usefulness of the approach.

Natural ventilation heuristics in high-rise residential buildings : evaluation and prediction

Complex behaviour of air flow in the buildings makes it difficult to predict. Consequently, architects use common strategies for designing buildings with adequate natural ventilation. However, each climate needs specific strategies and there are not many heuristics for subtropical climate in literature. Furthermore, most of these common strategies are based on low-rise buildings and their performance for high-rise buildings might be different due to the increase of the wind speed with increase in the height. This study uses Computational Fluid Dynamics (CFD) to evaluate these rules of thumb for natural ventilation for multi-residential buildings in subtropical climate. Four design proposals for multi-residential towers with natural ventilation which were produced in intensive two days charrette were evaluated using CFD. The results show that all the buildings reach acceptable level of wind speed in living areas and poor amount of air flow in sleeping areas.

Towards simple rules heuristics for IT business value

The business value of IT (BVIT) has been a prominent and central research topic in the IS discipline. Due to continuous and unpredictable technology and business changes, a more dynamic perspective on IT business value that includes organizational learning is required. We suggest that simple rules heuristics can address this challenge. The simple rules heuristics approach has been introduced by Eisenhardt and co-authors (Bingham & Eisenhardt, 2011; Bingham, Eisenhardt, & Furr, 2007; Eisenhardt & Sull, 2001) to better understand strategic decision making for capturing superabundant, heterogeneous, fastmoving opportunities. They argue that explicit organizational learning can translate accumulated experience into increasingly effective heuristics for strategic processes in highvelocity environments. We make three main contributions by exploring the suitability of a simple rules heuristics approach for the creation of IT business value: (1) we propose six types of simple rules heuristics for capturing IT-based opportunities in dynamic environments, including synergy heuristics as specifically relevant in an IT context, (2) we show how a simple rules heuristics approach can advance our understanding of dynamics and organizational learning for BVIT, and; (3) we introduce the strategic logic of opportunity to BVIT.

Greedy Scheduling in Multihop Wireless Networks

We study the performance of greedy scheduling in multihop wireless networks where the objective is aggregate utility maximization. Following standard approaches, we consider the dual of the original optimization problem. Optimal scheduling requires selecting independent sets of maximum aggregate price, but this problem is known to be NP-hard. We propose and evaluate a simple greedy heuristic. Analytical bounds on performance are provided and simulations indicate that the greedy heuristic performs well in practice.