Modélisation et évaluation de la sûreté de fonctionnement d'applications véhiculaires basées sur des réseaux ad-hoc mobiles

par Ossama Mohamed Fawzi Hamouda

Thèse de doctorat en Systèmes informatiques critiques

Sous la direction de Mohamed Kaâniche et de Karama Kanoun.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sûreté de fonctionnement
• Modèles de mobilités
• Applications véhiculaires
• Réseaux sans fil ad-hoc
• Systèmes informatiques -- Fiabilité
• Réseaux ad hoc (informatique)
• Systèmes de communication sans fil

Résumé

Cette thèse porte sur le développement de méthodes et de modèles permettant de quantifier la sûreté de fonctionnement d'applications embarquées sur des systèmes mobiles. L'objectif est de fournir des indicateurs pour l'analyse et la sélection des architectures les plus adaptées pour satisfaire les exigences de sûreté de fonctionnement. Nous considérons le cas des applications véhiculaires utilisant des communications inter-véhicules basées sur des réseaux ad-hoc et pouvant avoir accès à des services situés sur des infrastructures fixes. Nous proposons une approche combinant: 1) des modèles de sûreté de fonctionnement utilisant des réseaux d'activités stochastiques permettant de décrire les modes défaillances et de restauration des systèmes considérés et 2) des simulations et des modèles analytiques de scénarios de mobilité permettant d'estimer des caractéristiques de connectivité de ces systèmes. Cette approche est illustrée sur trois cas d'études dont un système d'autoroute automatisée, et une boîte noire virtuelle basée sur la réplication et la sauvegarde coopérative des données.

Titre traduit

Dependability modelling and evaluation of vehicular applications based on mobile ad-hoc networks

Résumé

This thesis focuses on developing methods and models making it possible to evaluate quantitative measures characterizing the dependability of mobile services as perceived by the users. These models and measures are aimed at providing support to the designers during the selection and analysis of candidate architectures that are well suited to fulfill the dependability requirements. We consider the case of vehicular applications using inter-vehicle communications based on ad-hoc networks and may have access to services located on fixed infrastructure. We propose an approach combining: 1) dependability models based on stochastic activity networks, in order to describe the system failure modes and associated recovery mechanisms, and 2) simulation and analytical models allowing the estimation of connectivity characteristics, taking into account different mobility scenarios and environment. This approach is illustrated on three case studies including a virtual black box based on cooperative data replication and backup, and an automated highway system (Platooning application).