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Optimisation, par les ant-systems de la circulation de l'information dans les objets coopérants / Berahma,ilhem
Titre : Optimisation, par les ant-systems de la circulation de l'information dans les objets coopérants Type de document : texte imprimé Auteurs : Berahma,ilhem ; Abdelhafid Benaouda, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2016 Importance : 1 vol (58f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Réseaux
Systèmes Distribués
objet coopérant
systemes multi-agents
capteurs sans fils
capteurs actionneurIndex. décimale : 004 Informatique Résumé : Résumé
Notre contribution propose une solution pour l’optimisation de la circulation de
l’information dans les objets-coopérants utilisant les ant-systems. Nous avons procédé
à la résolution du problème posé par une implémentation réelle, répondant à une modélisation orientée agents et permettant de doter chaque agent-coopérant, d’un script,
sous la forme de déroulement d’agents logiciels lui permettant de prendre des décisions
d’une façon autonome de la direction à prendre, lors d’un routage d’une information,
destinée à un autre objet-coopérant.
La validation de notre contribution a été réalisée sous la plate-forme JADE.Note de contenu : Table des matières
Introduction Générale 2
1 Les objets coopérants 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Divers domaines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.1 Système embarqué . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.2 Informatique ubiquitaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.3 Réseaux de capteurs sans fil(WSN) . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Aspects d’intégration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5 Caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.6 Réseau d’objets coopérants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.6.1 Les capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.6.2 Les actionneurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.7 Les objets coopérants et les réseaux de capteurs . . . . . . . . . . . . . 8
1.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Optimisation par Ant-Systems 9
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Les ant-systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.1 La mise à jour de la phéromone . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 Fonctionnement de l’algorithme des AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1 Algorithme des AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 Extensions des AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.1 Ant System élitisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.2 Ant-Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.3 Ant Colony System ACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.4 Max-Min Ant System (MMAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.5 Projection des paramètres des AS au celles de réseau de capteurs . . . 14
2.6 La métaheuristique d’optimisation par ACO . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 Etat de l’art 16
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2 Routage basé ACO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3 Pseudo code de l’algorithme des ants de base de routage . . . . . . . . 18
3.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 Les Systèmes Multi-Agents 23
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 Définition des Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.3 Caractéristiques des agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4 Les types d’agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.1 Agents Cognitifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.2 Agents Réactifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.3 Agents hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.4 Agents Mobiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.5 Agents Stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.5 Les Systèmes Multi-Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.6 Caractéristiques des Systèmes Multi-Agents . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.7 Interactions et coopération entre agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.8 Coordination entre agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.9 Négociation entre agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.10 Communication entre Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.10.1 Le moyen de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.10.2 Le contenu des messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.11 Langage de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.11.1 KQML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.11.2 ACL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.12 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5 Les Ant-Systems optimisateurs de chemins dans un réseau d’objets
coopérants 29
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2 Ant-System et OC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2.1 Projection des métriques des Ant-Systems aux objets Coopérants 30
5.3 Implémentation des agents logiciels au sein d’OC . . . . . . . . . . . . 31
5.4 Proposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.4.1 La température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.4.2 L’éclairage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.4.3 La topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5 Modélisation orientée agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5.1 L’agent controleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5.2 L’agent capteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5.3 L’agent actionneur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.6 Diagramme représentatif des interactions entre les agents . . . . . . . . 34
5.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6 Mise-en-oeuvre et résultats 36
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.2 Les plate-formes de développement Orientées SMA . . . . . . . . . . . 36
6.2.1 JADE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.2 MADKIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.3 Pourquoi JADE ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.3 Modèle d’exécution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.4 Agents prévus dans la modélisation et agents implémentés . . . . . . . 39
6.5 Scénarios d’exécution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.6 Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Conclusion Générale 45Côte titre : MAI/0142 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1kjsUfIJYswsCZafnnhBCz_N8M5OmagWY/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Optimisation, par les ant-systems de la circulation de l'information dans les objets coopérants [texte imprimé] / Berahma,ilhem ; Abdelhafid Benaouda, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2016 . - 1 vol (58f.) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Réseaux
Systèmes Distribués
objet coopérant
systemes multi-agents
capteurs sans fils
capteurs actionneurIndex. décimale : 004 Informatique Résumé : Résumé
Notre contribution propose une solution pour l’optimisation de la circulation de
l’information dans les objets-coopérants utilisant les ant-systems. Nous avons procédé
à la résolution du problème posé par une implémentation réelle, répondant à une modélisation orientée agents et permettant de doter chaque agent-coopérant, d’un script,
sous la forme de déroulement d’agents logiciels lui permettant de prendre des décisions
d’une façon autonome de la direction à prendre, lors d’un routage d’une information,
destinée à un autre objet-coopérant.
La validation de notre contribution a été réalisée sous la plate-forme JADE.Note de contenu : Table des matières
Introduction Générale 2
1 Les objets coopérants 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Divers domaines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.1 Système embarqué . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.2 Informatique ubiquitaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.3 Réseaux de capteurs sans fil(WSN) . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Aspects d’intégration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5 Caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.6 Réseau d’objets coopérants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.6.1 Les capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.6.2 Les actionneurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.7 Les objets coopérants et les réseaux de capteurs . . . . . . . . . . . . . 8
1.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Optimisation par Ant-Systems 9
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Les ant-systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.1 La mise à jour de la phéromone . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 Fonctionnement de l’algorithme des AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1 Algorithme des AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 Extensions des AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.1 Ant System élitisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.2 Ant-Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.3 Ant Colony System ACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.4 Max-Min Ant System (MMAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.5 Projection des paramètres des AS au celles de réseau de capteurs . . . 14
2.6 La métaheuristique d’optimisation par ACO . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 Etat de l’art 16
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2 Routage basé ACO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3 Pseudo code de l’algorithme des ants de base de routage . . . . . . . . 18
3.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 Les Systèmes Multi-Agents 23
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 Définition des Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.3 Caractéristiques des agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4 Les types d’agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.1 Agents Cognitifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.2 Agents Réactifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.3 Agents hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.4 Agents Mobiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.5 Agents Stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.5 Les Systèmes Multi-Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.6 Caractéristiques des Systèmes Multi-Agents . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.7 Interactions et coopération entre agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.8 Coordination entre agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.9 Négociation entre agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.10 Communication entre Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.10.1 Le moyen de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.10.2 Le contenu des messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.11 Langage de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.11.1 KQML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.11.2 ACL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.12 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5 Les Ant-Systems optimisateurs de chemins dans un réseau d’objets
coopérants 29
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2 Ant-System et OC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2.1 Projection des métriques des Ant-Systems aux objets Coopérants 30
5.3 Implémentation des agents logiciels au sein d’OC . . . . . . . . . . . . 31
5.4 Proposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.4.1 La température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.4.2 L’éclairage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.4.3 La topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5 Modélisation orientée agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5.1 L’agent controleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5.2 L’agent capteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5.3 L’agent actionneur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.6 Diagramme représentatif des interactions entre les agents . . . . . . . . 34
5.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6 Mise-en-oeuvre et résultats 36
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.2 Les plate-formes de développement Orientées SMA . . . . . . . . . . . 36
6.2.1 JADE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.2 MADKIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.3 Pourquoi JADE ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.3 Modèle d’exécution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.4 Agents prévus dans la modélisation et agents implémentés . . . . . . . 39
6.5 Scénarios d’exécution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.6 Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Conclusion Générale 45Côte titre : MAI/0142 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1kjsUfIJYswsCZafnnhBCz_N8M5OmagWY/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAI/0142 MAI/0142 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
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