Acquisition et évaluation des connaissances de sécurité des systèmes industriels. Application au domaine de la certification des systèmes de transport ferroviaires guidés - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 1998

Acquisition and evaluation of safety knowledge of industrial systems. Application to the field of certification of guided rail transport systems

Acquisition et évaluation des connaissances de sécurité des systèmes industriels. Application au domaine de la certification des systèmes de transport ferroviaires guidés

Résumé

Ce mémoire de HDR présente, dans le cadre de ma demande d'obtention de l'Habilitation à Diriger des Recherches, mes activités scientifiques, d'expertises, d'enseignement et d'encadrement de la recherche effectuée depuis septembre 1989. D'abord au LAMIH de l'Université de Valenciennes et particulièrement dans l'équipe Informatique Industrielle et Communication Homme-Machine dirigée par le professeur Patrick MILLOT. Ensuite, dans le cadre de ma fonction de Chargé de Recherche à l'INRETS, depuis Janvier 1993, et plus précisément au sein de l'unité de recherche ESTAS (Evaluation des Systèmes de Transport Automatisés et de leur Sécurité) dirigée par Monsieur Gérard COUVREUR. L'objet de ce mémoire est de présenter les travaux réalisés par mes soins ou sous ma responsabilité par des doctorants, des DEA, des DESS et des Ingénieurs, dans le cadre du groupe de recherche que j'ai constitué au sein de l'INRETS-ESTAS sur le thème acquisition, capitalisation et validation des connaissances de sécurité. Ces travaux sont actuellement regroupés dans l'axe de recherche « AVIS » (Acquisition et Validation des connaissances de Sécurité) qui est l'une des composantes du programme de recherche de l'INRETS (Axe 3.13 - Volet 1). Ils s'exercent principalement dans le cadre du programme interministériel de recherche sur les transports PREDIT/ASCOT. Ils sont soutenus notamment par la direction des transports terrestres (DTT) du Ministère des transports et le Groupement Régional de recherche sur les transports du Nord-Pas-de-Calais (GRRT). Le domaine d'application de ces travaux concerne essentiellement la certification d'automatismes des systèmes de transport terrestres guidés. L'originalité de ces travaux réside notamment dans l'utilisation conjointe des méthodes cogniticiennes d'acquisition du savoir-faire des experts du domaine, des méthodes plus formelles d'apprentissage symbolique automatique et des approches d'évaluation de la connaissance (en termes de complétude, de cohérence et de traçabilité). Ces recherches se basent donc sur des concepts et méthodes issus du génie logiciel, des sciences cognitives et de l'intelligence artificielle. Une présentation détaillée des différents thèmes, activités et perspectives de recherche est faite dans la suite de ce mémoire. Le premier chapitre présente ces activités de façon synthétique et fait apparaître mon implication au sein de l'INRETS-ESTAS tant du point de vue expertise et assistance technique que du point de vue administratif, enseignement et recherche (encadrement de thèses et de projets, collaborations,...). Le deuxième chapitre est consacré au contexte de la recherche. Après une présentation rapide de l'INRETS et des principales activités du département ESTAS, il aborde successivement le cadre de notre recherche, le processus de développement, de validation, d'homologation et de certification d'un système, le processus de mise en sécurité des automatismes d'un système de transport guidé, les principales motivations de nos travaux de recherche, les techniques et méthodes mises en œuvres pour atteindre ces objectifs, les organismes demandeurs qui financent nos travaux, les moyens humains et enfin les principales composantes de l'axe de recherche « AVIS » (Acquisition et Validation des connaissances de Sécurité). Le troisième chapitre détaille mes activités de recherche qui se sont déroulées au sein de l'unité de recherche ESTAS de l'INRETS. Ces contributions résultent du travail de l'équipe que j'ai constituée pour le développement de l'axe de recherche « AVIS » qui s'articule autour de sept projets complémentaires détaillés tout au long de ce chapitre. Pour chacun de ces projets, on indique le contexte général de l'étude, la problématique scientifique, les motivations, les techniques et méthodes mises en œuvre, l'application réalisée et les résultats obtenus. Enfin, le dernier chapitre précise les perspectives envisagées pour les projets évoqués tout au long de ce mémoire ainsi que les nouveaux projets récemment mis en place. ------------------------------ ABSTRACT: This dissertation from HDR presents, within the framework of my request for obtaining the Habilitation to Direct Research, my scientific activities, expertise, teaching and supervision of research carried out since September 1989. First at LAMIH of the University of Valenciennes and particularly in the Industrial Computing and Human-Machine Communication team led by Professor Patrick MILLOT. Then, as part of my position as Researcher at INRETS, since January 1993, and more specifically within the ESTAS research unit (Evaluation of Automated Transport Systems and their Safety) headed by Mr. Gérard COUVREUR . The purpose of this thesis is to present the work carried out by me or under my responsibility by doctoral students, DEA, DESS and Engineers, within the framework of the research group that I have formed within INRETS -ESTAS on the theme of acquisition, capitalization and validation of safety knowledge. This work is currently grouped together in the “AVIS” research axis (Acquisition and Validation of safety Knowledge) which is one of the components of the INRETS research program (Axis 3.13 - Component 1). They are mainly exercised within the framework of the interdepartmental research program on transport PREDIT / ASCOT. They are supported in particular by the Directorate of Land Transport (DTT) of the Ministry of Transport and the Regional Research Group on Transport of Nord-Pas-de-Calais (GRRT). The scope of this work mainly concerns the certification of automated guided land transport systems. The originality of this work lies in particular in the joint use of cognitive methods for acquiring the know-how of experts in the field, more formal methods of automatic symbolic learning and approaches to assessing knowledge (in terms of completeness, consistency and traceability). This research is therefore based on concepts and methods from software engineering, cognitive science and artificial intelligence. A detailed presentation of the different themes, activities and research perspectives is given in the remainder of this thesis. The first chapter presents these activities in a synthetic way and shows my implication within INRETS-ESTAS as well from the point of view of expertise and technical assistance as from the administrative point of view, teaching and research (supervision of theses and projects, collaborations ...). The second chapter is devoted to the research context. After a quick presentation of INRETS and the main activities of the ESTAS department, it successively addresses the framework of our research, the process of development, validation, approval and certification of a system, the process of securing the automatisms of a guided transport system, the main motivations for our research work, the techniques and methods used to achieve these objectives, the requesting organizations that finance our work, human resources and finally the main components of "AVIS" research axis (Acquisition and Validation of Safety knowledge). The third chapter details my research activities which took place within the ESTAS research unit of INRETS. These contributions result from the work of the team that I have assembled for the development of the "AVIS" research axis, which revolves around seven complementary projects detailed throughout this chapter. For each of these projects, the general context of the study, the scientific problem, the motivations, the techniques and methods used, the application carried out and the results obtained are indicated. Finally, the last chapter specifies the prospects envisaged for the projects mentioned throughout this thesis as well as the new projects recently implemented.
Ce mémoire de HDR présente, dans le cadre de ma demande d'obtention de l'Habilitation à Diriger des Recherches, mes activités scientifiques, d'expertises, d'enseignement et d'encadrement de la recherche effectuée depuis septembre 1989. D'abord au LAMIH de l'Université de Valenciennes et particulièrement dans l'équipe Informatique Industrielle et Communication Homme-Machine dirigée par le professeur Patrick MILLOT. Ensuite, dans le cadre de ma fonction de Chargé de Recherche à l'INRETS, depuis Janvier 1993, et plus précisément au sein de l'unité de recherche ESTAS (Evaluation des Systèmes de Transport Automatisés et de leur Sécurité) dirigée par Monsieur Gérard COUVREUR. L'objet de ce mémoire est de présenter les travaux réalisés par mes soins ou sous ma responsabilité par des doctorants, des DEA, des DESS et des Ingénieurs, dans le cadre du groupe de recherche que j'ai constitué au sein de l'INRETS-ESTAS sur le thème acquisition, capitalisation et validation des connaissances de sécurité. Ces travaux sont actuellement regroupés dans l'axe de recherche « AVIS » (Acquisition et Validation des connaissances de Sécurité) qui est l'une des composantes du programme de recherche de l'INRETS (Axe 3.13 - Volet 1). Ils s'exercent principalement dans le cadre du programme interministériel de recherche sur les transports PREDIT/ASCOT. Ils sont soutenus notamment par la direction des transports terrestres (DTT) du Ministère des transports et le Groupement Régional de recherche sur les transports du Nord-Pas-de-Calais (GRRT). Le domaine d'application de ces travaux concerne essentiellement la certification d'automatismes des systèmes de transport terrestres guidés. L'originalité de ces travaux réside notamment dans l'utilisation conjointe des méthodes cogniticiennes d'acquisition du savoir-faire des experts du domaine, des méthodes plus formelles d'apprentissage symbolique automatique et des approches d'évaluation de la connaissance (en termes de complétude, de cohérence et de traçabilité). Ces recherches se basent donc sur des concepts et méthodes issus du génie logiciel, des sciences cognitives et de l'intelligence artificielle. Une présentation détaillée des différents thèmes, activités et perspectives de recherche est faite dans la suite de ce mémoire. Le premier chapitre présente ces activités de façon synthétique et fait apparaître mon implication au sein de l'INRETS-ESTAS tant du point de vue expertise et assistance technique que du point de vue administratif, enseignement et recherche (encadrement de thèses et de projets, collaborations,...). Le deuxième chapitre est consacré au contexte de la recherche. Après une présentation rapide de l'INRETS et des principales activités du département ESTAS, il aborde successivement le cadre de notre recherche, le processus de développement, de validation, d'homologation et de certification d'un système, le processus de mise en sécurité des automatismes d'un système de transport guidé, les principales motivations de nos travaux de recherche, les techniques et méthodes mises en œuvres pour atteindre ces objectifs, les organismes demandeurs qui financent nos travaux, les moyens humains et enfin les principales composantes de l'axe de recherche « AVIS » (Acquisition et Validation des connaissances de Sécurité). Le troisième chapitre détaille mes activités de recherche qui se sont déroulées au sein de l'unité de recherche ESTAS de l'INRETS. Ces contributions résultent du travail de l'équipe que j'ai constituée pour le développement de l'axe de recherche « AVIS » qui s'articule autour de sept projets complémentaires détaillés tout au long de ce chapitre. Pour chacun de ces projets, on indique le contexte général de l'étude, la problématique scientifique, les motivations, les techniques et méthodes mises en œuvre, l'application réalisée et les résultats obtenus. Enfin, le dernier chapitre précise les perspectives envisagées pour les projets évoqués tout au long de ce mémoire ainsi que les nouveaux projets récemment mis en place. ------------------------------ ABSTRACT: This dissertation from HDR presents, within the framework of my request for obtaining the Habilitation to Direct Research, my scientific activities, expertise, teaching and supervision of research carried out since September 1989. First at LAMIH of the University of Valenciennes and particularly in the Industrial Computing and Human-Machine Communication team led by Professor Patrick MILLOT. Then, as part of my position as Researcher at INRETS, since January 1993, and more specifically within the ESTAS research unit (Evaluation of Automated Transport Systems and their Safety) headed by Mr. Gérard COUVREUR . The purpose of this thesis is to present the work carried out by me or under my responsibility by doctoral students, DEA, DESS and Engineers, within the framework of the research group that I have formed within INRETS -ESTAS on the theme of acquisition, capitalization and validation of safety knowledge. This work is currently grouped together in the “AVIS” research axis (Acquisition and Validation of safety Knowledge) which is one of the components of the INRETS research program (Axis 3.13 - Component 1). They are mainly exercised within the framework of the interdepartmental research program on transport PREDIT / ASCOT. They are supported in particular by the Directorate of Land Transport (DTT) of the Ministry of Transport and the Regional Research Group on Transport of Nord-Pas-de-Calais (GRRT). The scope of this work mainly concerns the certification of automated guided land transport systems. The originality of this work lies in particular in the joint use of cognitive methods for acquiring the know-how of experts in the field, more formal methods of automatic symbolic learning and approaches to assessing knowledge (in terms of completeness, consistency and traceability). This research is therefore based on concepts and methods from software engineering, cognitive science and artificial intelligence. A detailed presentation of the different themes, activities and research perspectives is given in the remainder of this thesis. The first chapter presents these activities in a synthetic way and shows my implication within INRETS-ESTAS as well from the point of view of expertise and technical assistance as from the administrative point of view, teaching and research (supervision of theses and projects, collaborations ...). The second chapter is devoted to the research context. After a quick presentation of INRETS and the main activities of the ESTAS department, it successively addresses the framework of our research, the process of development, validation, approval and certification of a system, the process of securing the automatisms of a guided transport system, the main motivations for our research work, the techniques and methods used to achieve these objectives, the requesting organizations that finance our work, human resources and finally the main components of "AVIS" research axis (Acquisition and Validation of Safety knowledge). The third chapter details my research activities which took place within the ESTAS research unit of INRETS. These contributions result from the work of the team that I have assembled for the development of the "AVIS" research axis, which revolves around seven complementary projects detailed throughout this chapter. For each of these projects, the general context of the study, the scientific problem, the motivations, the techniques and methods used, the application carried out and the results obtained are indicated. Finally, the last chapter specifies the prospects envisaged for the projects mentioned throughout this thesis as well as the new projects recently implemented.
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Dates et versions

tel-02426873 , version 1 (24-11-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02426873 , version 1

Citer

Habib Hadj-Mabrouk. Acquisition et évaluation des connaissances de sécurité des systèmes industriels. Application au domaine de la certification des systèmes de transport ferroviaires guidés. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de technologie de Compiègne, 1998. ⟨tel-02426873⟩
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