Vérification formelle et Simulation pour la Validation des programmes API des EALE (Équipements d'Alimentation des Lignes Électrifiées)

par Mohamed Niang

Projet de thèse en Sciences - STS

Sous la direction de Bernard Riera et de Alexandre Philippot.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (CRESTIC) Centre de Recherches en STIC (laboratoire) et de Equipe AUTO-CRESTIC (equipe de recherche) depuis le 28-01-2016 .


  • Résumé

    Pour des raisons évidentes de sécurité, le domaine étudié des Equipements d'Alimentation des Lignes Electrifiées (EALE), a toutes les raisons d'intégrer la vérification formelle dans ces méthodes de travail. Dans la thèse CIFRE SNCF de M. Coupat (Coupat, 2014), une méthodologie pour les études d'automatisation a été proposée, intégrant deux axes de recherche : La génération automatique de livrables (programmes et fiches de recettes), qui repose sur une standardisation et une modélisation du métier, La commande sure de fonctionnement (commande par contraintes logiques) vérifiée par model-checking, permettant de garantir la sécurité totale de l'installation. L'avantage de la commande par contraintes logiques est qu'elle permet de séparer l'aspect fonctionnel et sécuritaire (qui peut être vérifié formellement par model-checking) et qu'elle peut donc être utilisée avec des programmes API existants. Toutefois, en plus du fait d'être sujette à l'explosion combinatoire, l'applicabilité de cette dernière technique sur des systèmes distribués n'a pas été étudiée. Une approche devra être proposée dans ce projet de recherche, pour endiguer ce problème. Le deuxième axe concerne la mise en service virtuelle (simulation 3D) du système réel de contrôle/commande/protection des EALE, à partir duquel la validation des livrables pourra se faire directement en y effectuant les tests. Il s'agit d'une approche que l'on peut qualifier de « Hardware In the Loop - HIL ». L'objectif de ce projet de recherche est donc de mettre à la disposition du département I&P-TE une méthodologie et des outils adaptés aux besoins de vérification/validation du contrôle/commande des EALE. Le chargé d'études passera par conséquent de programmeur à contrôleur.

  • Titre traduit

    Formal verification and simulation for the validation of PSEEL's PLC programs (Power Supply Equipment of the Electric Lines)


  • Résumé

    In order to improve productivity and to ensure the safety of its installations, SNCF (French acronym for National Society of French Railways) tries to set up innovative solutions. Among these, an original approach was developed within an industrial thesis, which consisted in standardizing the work of electric traction of railway transportation. This work is mainly composed of two axes: Firstly, a standardized generation of deliverables is done to help the systems engineers to optimize workload by keeping their mind on cognitive task and to avoid repetitive tasks. Secondly, a non-intrusive method to make safe existing PLC Program based on the use of a set of safety constraints (called filter) has been developed. The idea is not to check a specific PLC program but to add at the end of the PLC program, a specific algorithm based on Boolean safety guards (designed and formally checked by the expert) which is going to authorize or forbid the PLC outputs in order to guarantee the safety. However, in addition to being subject to the combinatorial explosion, the applicability of model checking technique on distributed systems has not been studied yet. An approach should be proposed in this industrial thesis, to stem this problem. The second axis concerns the virtual commissioning (3D simulation) of the real system control/command/ protection of PSEEL, from which the validation of the deliverables will be made directly by performing the tests there. This is an approach that can be described as " Hardware In the Loop - HIL ". The objective of this research project is to make available of the I&P-TE methodology and tools adapted to the needs of verification/validation of the control/command of PSEEL.