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We present some research contributions on the modeling and solution of difficult optimization problems. Specifically, we focus on problems issuing from the fields of air and rail transport. More in details, we consider problems concerning the effective use of infrastructure capacity in the two transport systems. Indeed, allocating the finite and often scarce capacity to satisfy competing demand is a difficult problem, which is tackled in different ways in the different phases of the capacity utilization planning process. In the field of air transport, we focus on problems concerning the tactical phase. Specifically, we work on the so-called airport slot allocation problem. In the field of rail transport, we work on all phases of the capacity utilization planning process. In the strategic phase we study the maximum fitting of train paths to the infrastructure so as to quantify capacity. In the tactical phase we propose algorithms to identify relevant train travel times for timetabling purposes, considering energy consumption. Then, in the pre-operational phase we focus on the problem occurring when the need for unpredicted infrastructure maintenance make the planned timetable infeasible. Finally, in the real-time phase we consider the problem of dealing with traffic perturbations due to the occurrence of unexpected events concretizing in one or more trains suffering a delay. For all these problems, we propose formalized models and optimization algorithms considering a very detailed representation of the infrastructure, which is necessary to fully exploit its capacity as available in reality.; Nous présentons des travaux de recherche sur la modélisation et résolution de problèmes d'optimisation difficiles. En particulier, nous nous focalisons sur des problèmes provenant des domaines du transport aérien et ferroviaire. Plus en détail, nous considérons problèmes concernant l'utilisation efficace de la capacité de l'infrastructure des deux systèmes de transport. En effet, l'allocation de la capacité, souvent rare, pour satisfaire la demande d'acteur en compétition est un problème difficile, qui est traité en manières différentes dans les différentes phases du processus de planification de l'utilisation de la capacité. Dans le domaine du transport aérien, nous nous focalisons sur des problèmes concernant la phase tactique. En particulier, nous travaillons sur le problème d'allocation de créneaux horaires aux aéroports. Dans le domaine du transport ferroviaire, nous travaillons sur toutes les phases du processus de planification d'utilisation de la capacité. Dans la phase stratégique nous étudions la planification du nombre maximal de trains sur une infrastructure pour quantifier la capacité. Dans la phase tactique nous proposons des algorithmes pour identifier des temps de trajet pertinent pour produire une grille horaire, en considérant la consommation d'énergie. Ensuite, dans la phase pré-opérationnelle nous nous focalisons sur le problème qui se pose quand la nécessité de maintenance imprévue sur l'infrastructure rend la grille horaire planifié infaisable. Enfin, dans la phase de temps-réel, nous considérons le problème de gestion de perturbations du trafic. Pour tous ces problèmes, nous proposons des modèles formalisés et des algorithmes d'optimisation qui considèrent une représentation très détaillée de l'infrastructure, ce qui est nécessaire pour exploiter au maximum la capacité réellement disponible. |
