Coordination of Distributed Activities in Dynamic Situations. The Case of Inter-organizational Crisis Management

par Jörn Franke

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de François Charoy.

Le président du jury était Isabelle Chrisment.

Le jury était composé de Julie Dugdale, Chihab Hanachi, Cédric Ulmer.

Les rapporteurs étaient Mohand-Saïd Hacid, Hervé Pingaud.

  • Titre traduit

    Coordination des activités réparties dans des situations dynamiques : le cas de la gestion de crise inter-organisationnel


  • Résumé

    De nombreuses catastrophes de diverses envergures frappent régulièrement des populations partout dans le monde. Parmi les exemples marquant on peut citer l'ouragan Katrina en 2005, le tremblement de terre en Haïti en 2010 ou plus récemment le Tsunami au Japon et la catastrophe de Fukujima qui a suivie. Au cours de ces catastrophes, plusieurs centaines d'organisations, comme la police, les pompiers ou les organisations d'aide humanitaire, interviennent pour sauver les gens et aider à revenir à une vie normale. Ces organisations ont besoin de se coordonner pour faire face à une situation dynamique avec des ressources limitées et une vision partielle de la situation. L'évolution de la situation entraîne souvent des changements d'objectif et de plan. Un des problèmes typique est d'obtenir un aperçu sur les relations entre ce qui a été fait, ce qui se passe actuellement et quelles sont les prochaines étapes. Ce problème est particulièrement difficile sur le plan inter-organisationnel : Chaque organisation coordonne la réponse de sa propre perspective et s'appuie sur les informations fournies par d'autres organisations. Notre objectif dans cette thèse est d'étudier comment supporter la coordination des activités par des personnes de différentes organisations dans une situation dynamique par un système d'information. L'idée de base est de tirer profit d'une approche basée sur les processus, où les activités et leurs relations sont rendues explicites. Nous présentons un cadre pour la coordination des activités dans des situations dynamiques. Il permet la modélisation ad hoc des relations entre ce qui a été fait, ce qui se passe actuellement et quelles sont les prochaines étapes. Les écarts par rapport au modèle et comment les activités ont été réalisées sont affichées à l'utilisateur pour mettre en évidence l'impact de l'évolution des objectifs. Nous étendons ce cadre au niveau inter-organisationnel. Certaines activités peuvent être partagées entre différentes organisations. Tout n'est pas partagé entre tout le monde pour tenir compte du respect de la vie privée, de la réglementation, des raisons stratégiques ou autres. Les activités partagées sont reproduites dans les espaces de travail de ces organisations. Nous décrivons comment des vues divergentes sur les activités et leurs relations peuvent etre détectées et traitées afin de revenir éventuellement à une vue convergente. Les concepts sont mis en oeuvre comme une extension d'un service de collaboration distribuée ouvert. Ils ont été évalués par des gestionnaires de catastrophes expérimentés. Par ailleurs, nous avons conçu une expérience visant à évaluer l'utilisation d'outils pour aborder ces question. Nous avons effectué plusieurs expériences pour valider cette expérience. D'autres expériences pourront fournir une validation plus complété du modèle proposé dans cette thèse.


  • Résumé

    Recently we have seen several large scale disasters affecting humans all over the world. Examples are Hurricane Katrina in 2005, the Haiti earthquake in 2010 or the September 11/2001 terrorist attacks on the world trade center. During these disasters, several hundred organizations, such as police, fire brigade or humanitarian aid organizations, respond with the goal to save people and support them to live a normal life again. They need to coordinate to deal with scarce resources, different skills and capabilities. People in these organizations drive coordination based on their judgment of the situation. The situation can be dynamic: it evolves in sometimes unexpected ways, goals shift and priorities of the organizations change. Typical problems are to get an overview on the relations between what has been done, what is currently going on and what are the next steps. This problem is specially challenging on the inter-organizational level: Each organization coordinates the response from its own perspective and relies on the information provided by other organizations. We aim in this dissertation at supporting coordination of activities by people of different organizations in a dynamic situation by an information system. The disaster response is a critical example for this. The basic idea is to leverage a process-based approach, where activities and their relations are made explicit. We present a framework for coordination of activities in dynamic situations. It allows ad-hoc modeling of the relations between what has been done, what is currently going on and what are the next steps. A model can be verified for correctness in predictable and acceptable time. Deviations from the model and how activities have been performed are displayed to the user to highlight the impact of shifting goals. We extend this framework to the inter-organizational level. Selected activities can be shared by people with selected organizations. This means not everything is shared between everybody to take into account privacy, regulatory, strategic or other reasons. Shared activities are replicated in the workspaces of these organizations. We describe how diverging views on replicated activities and their relations can be detected and handled to ensure eventually a converging view. The concepts are implemented as an extension to an open distributed collaboration service. They are also commented by experienced disaster managers. Furthermore, we design an experiment to evaluate tool support addressing the research questions. We conducted several experiments to validate the design of the experiment. Further experiments can provide validation of the concepts implemented as a prototype in this thesis.


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