Gestion des modes de systèmes à événements discrets : application au passage de frontière sous ERTMS

Modes management in discrete event systems : application to border crossing under ERTMS

• Auteur / Autrice : Hela Kadri
• Direction : Simon Collart-Dutilleul, Samir Ben Ahmed
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, génie informatique, traitement du signal et des images
• Date : Soutenance le 20/01/2020
• Etablissement(s) : Centrale Lille Institut en cotutelle avec Université de Tunis El-Manar. Faculté des Sciences de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Évaluation des systèmes de transports automatisés et de leur sécurité (ESTAS)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Évaluation des Systèmes de Transports Automatisés et de leur Sécurité / COSYS-ESTAS - Évaluation des Systèmes de Transports Automatisés et de leur Sécurité / COSYS-ESTAS
• Jury : Président / Présidente : Kamel Barkaoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Khaled Ghédira, Leila Jemni Ben Ayed, Christophe Gransart, Philippe Bon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Audine Subias, Moncef Tagina

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes échantillonnés

Automatisation

Productique

Commande automatique

Petri, Réseaux de

Commande, Théorie de la

Systèmes complexes

Mots clés libres

Système de systèmes

Théorie de contrôle par supervision

Gestion des modes de fonctionnement

Réseau de Petri haut niveau

ERTMS

System-of-systems

Supervisory control theory

Operating modes management

High level Petri net

ERTMS

Résumé

Les travaux proposés dans ce mémoire présentent une démarche de conception appliquée à la gestion des modes de fonctionnement pour les Systèmes-de-Systèmes (SdSs). Les SdSs sont des grands systèmes dynamiques complexes constitués d’un ensemble de systèmes qui interagissent entre eux en vue de réaliser un objectif commun. La problématique de la conception de ces SdSs porte principalement sur la conception des modes, sur leurs commutations et les relations inter-systèmes. Un mode de fonctionnement est un comportement spécifique du système pendant une période de fonctionnement et engageant un ensemble réduit de composants. L’objectif de cette thèse est de proposer une approche de conception sûre des SdSs. Pour réaliser cet objectif, nous utilisons l'approche multi-modèle qui permet de décrire le comportement du système dans un mode donné et la théorie de contrôle par supervision qui permet de concevoir des modèles sûrs par construction.Nous proposons d'abord une démarche de conception des systèmes complexes à plusieurs étapes séparant ainsi les différentes études de conception. Ensuite, nous présentons une généralisation pour couvrir les SdSs. Dans la partie applicative, nous considérons l'ERTMS Niveau 2 comme un SdS et nous résolvons le problème du franchissement de la frontière grâce à la gestion de modes. Enfin, dans une optique de généralisation de notre approche, nous appliquons nos résultats aux systèmes de gestion de crises coopératifs.

The work presented in this thesis concerns a hierarchical design approach applied to the operating modes management of Systems-of-Systems (SoSs). SoSs are large, complex systems whose components are themselves systems which interact with each other to achieve a common goal, and for which the unforeseen failures of a one system can have some serious consequences on the performance of the whole SoS. The design of these SoSs focuses mainly on the operating mode design, on their switching and on inter-system dependencies. An operating mode is a specific behavior of the system during a period of operation and engaging a reduced set of components.The aim of our works is to propose a safe SoS modeling approach. To achieve this goal, we use the supervisory control theory (SCT), which computes safe models in which the requirements are respected, and the multi-model approach that describes the behavior of the system in a given operating mode. The first study proposes a complex systems design approach by construction. The second study presents a generalization of the first one to cover SoSs. In the application section, we consider ERTMS Level 2 as an SoS and we solve the cross-border problem. Finally, in order to generalize our approach, we apply our results to cooperative crisis management systems.