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Thèse Année : 2003

Conception and realisation of a model checker for AltaRica models

Conception et réalisation d'un vérificateur de modèles AltaRica

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Résumé

The AltaRica formalism was developed at the LaBRI jointly with industrial partners and allows to analyse a given system with several different methods (fault trees, Petri nets, Markov chains) in order to perform a safety analysis of the system. Industrial tools already exist that implement those methods. The goal of this thesis was to write a formal verification tool based on a symbolic data structure, the binary decision diagrams, which allows the compact representation of transitions systems. A very expressive specification language was embedded in this tool, namely Park's mu-calculus which is first order logic extended with fixpoints over relations. This work describes the specification language used in the model checker (Mec 5) we developed, the AltaRica formalism and the extensions which were added to the AltaRica language during this thesis. Then, some insight of the implementation of Mec 5 is provided, like the architecture of the software and the description of some essential components like the binary decision diagrams module. Then, an elegant and very generic solution to the problem of synthesizing a controller is described which allows to specify control objectives on tree-like behaviours and thus constitutes a natural extension of the framework of Ramadge and Wonham. This method transforms the problem of synthesizing a controller into the computation of winning strategies. Finally, a method is given in order to compute the winning strategies in a parity game and it is shown that Mec 5 can compute such strategies.
Le formalisme AltaRica, développé au LaBRI conjointement avec des industriels, permet d'analyser un même système grâce à plusieurs méthodes différentes (arbres de défaillances, réseaux de Petri, chaînes de Markov) afin d'effectuer des études de sûreté de fonctionnement. Ces méthodes sont outillées par des outils industriels. Cette thèse a eu pour but de développer un outil de vérification formelle basé sur une structure de données symbolique, les diagrammes de décision binaires, qui permet de représenter de manière compacte les systèmes de transitions. Cet outil a été doté d'un langage de spécification très expressif, le mu-calcul de Park, qui est la logique du premier ordre étendue par des points fixes sur les relations. Ce mémoire décrit la logique de spécification employée dans le vérificateur de modèles (Mec 5) que nous avons développé, le formalisme AltaRica et les extensions apportées au langage AltaRica durant cette thèse. Ensuite certains aspects de l'implémentation de Mec 5 sont décrits, comme l'architecture du logiciel et certains composants essentiels dont le module de gestion des diagrammes de décision binaires. Puis, une solution élégante et très générique du problème de la synthèse de contrôleurs est décrite, qui permet de spécifier des objectifs de contrôle arborescents et constitue donc une extension naturelle du cadre proposé par Ramadge et Wonham. Cette méthode ramène le problème de la synthèse de contrôleurs à un problème de calcul de stratégies gagnantes. Enfin, une méthode de calcul des stratégies gagnantes dans un jeu de parité est proposée et il est montré que Mec 5 peut calculer de telles stratégies.
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Dates et versions

tel-00007067 , version 1 (08-10-2004)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00007067 , version 1

Citer

Aymeric Vincent. Conception et réalisation d'un vérificateur de modèles AltaRica. Modélisation et simulation. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00007067⟩

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