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Soutenance de thèse de doctorat Jean-René Ruault
Thèse co-dirigée parFrédéric Vanderhaegen (Département Automatique) et
Christophe Kolski (Département Informatique)
7 juillet 2015
Proposition d’architecture et de processus pour la résilience des systèmes ;
application aux systèmes critiques à longue durée de vie
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 2
Introduction État de l’art
C1. De la sûreté de fonctionnement à la résilience C2. Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques C3. Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM : conception centrée
utilisateur et architecture des systèmes interactifs
Proposition C4. Positionnement de la contribution par rapport à la problématique de la
résilience des systèmes critiques C5. Proposition d’un patron de conception pour l’architecture d’un système
résilient C6. Proposition de processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience
d’un système critique à longue durée de vie
Application C7. Application au domaine ferroviaire du patron de conception « surveiller et
alerter » et du persona
Conclusion générale et perspectives de recherche
SommaireSommaire
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 3
Introduction État de l’art
C1. De la sûreté de fonctionnement à la résilience C2. Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques C3. Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM : conception centrée
utilisateur et architecture des systèmes interactifs
Proposition C4. Positionnement de la contribution par rapport à la problématique de la
résilience des systèmes critiques C5. Proposition d’un patron de conception pour l’architecture d’un système
résilient C6. Proposition de processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience
d’un système critique à longue durée de vie
Application C7. Application au domaine ferroviaire du patron de conception « surveiller et
alerter » et du persona
Conclusion générale et perspectives de recherche
SommaireSommaire
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 4
Système ferroviaire : exemple de système
Maillage d’un territoire, démographie, zone d’activité et zone d’habitat, sens et fréquence des voyages …
Géologie, génie civil, impacts urbains, impacts environnementaux …
Voyage de bout en bout
Exploitation du réseau, gestion des servitudes (électrique, communication, …)
Commercialisation
Entretien du réseau, du matériel, des servitudes
…
C2
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
5Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion
Constat :• Systèmes dérivant et mis en œuvre hors du domaine de définition• Opérateurs perdant la conscience de la situation et le contrôle des
systèmes; ils ne peuvent parfois éviter les accidents
Contexte :• Systèmes critiques à longue durée de vie
Objectif :• Donner aux opérateurs la capacité de piloter à vue pour éviter les
accidents; rendre les systèmes résilients• Passer d’une résilience statique à une résilience dynamique tenant
compte des réelles conditions d’usage opérationnel
Proposition :• Le patron de conception « surveiller et alerter » pour
l’architecture d’un système résilient• Processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience d’un
système
Application :• Analyse d’accidents dans le domaine ferroviaire• Application du patron de conception « surveiller et alerter »• Application du modèle utilisateur « persona » pour modéliser les
opérateurs
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
6Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion
Conception Réalisation Utilisation Démantèlement
Vie d’un système
TempsT0 2 ans 5 ans 30 ans 35ans
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
7Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion
Ingénierie systèmeApproche multidisciplinaire, technique et managériale, visant à transformer des besoins et contraintes en une solution et à maintenir cette solution tout au long de la vie du système [ISO, 2015]
Architecture Organisation des constituants d’un système, de leurs relations fonctionnelles et dynamiques [ISO, 2010]
Système Ensemble de matériels, logiciels, personnels et processus opérationnels, organisés de manière à satisfaire les besoins et à remplir les services attendus, dans un environnement donné [Luzeaux et Ruault, 2013]
Résilience Capacité d’un système à s’ajuster face à des événements perturbateurs [Luzeaux, 2011]
Proposition d’architecture et de processus pour la résilience des systèmes ; application aux systèmes critiques à longue durée de vie
ProcessusArchitecture
SystèmeConvention d’écriture
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 8
Introduction État de l’art
C1. De la sûreté de fonctionnement à la résilience C2. Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques C3. Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM : conception centrée
utilisateur et architecture des systèmes interactifs
Proposition C4. Positionnement de la contribution par rapport à la problématique de la
résilience des systèmes critiques C5. Proposition d’un patron de conception pour l’architecture d’un système
résilient C6. Proposition de processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience
d’un système critique à longue durée de vie
Application C7. Application au domaine ferroviaire du patron de conception « surveiller et
alerter » et du persona
Conclusion générale et perspectives de recherche
SommaireSommaire
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 9
Evaluer les risques prévisibles, anticiper
S’adapter face aux évènements imprévisibles
Conception Réalisation Utilisation Temps
De la sûreté de fonctionnement à la résilience
Parfaite compréhension des conditions d’utilisation
Évènements imprévisibles, situations
sans précédent
Conscience partagée de la situation
Résilience : éviter, résister,
restaurer, s’adapter
Conseil : surveiller le système en opération
Résilience niveau 1Résilience comme
caractéristique statique
Résilience niveau 2Résilience comme
processus dynamique
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 10C2
Processus
Architecture
Système
[ISO, 2015 ; Meinadier & Fiorèse, 2012 ; Boy, 2012; Ruault et al., 2014]
Architecture fonctionnelle
Architecture physique
class Borne_Interfaces
BornierBornierBornierPrise_ElectriquePrise_ElectriquePrise_Electrique
Lecteur_BadgeLecteur_BadgeLecteur_BadgeConnexion_SuperviseurConnexion_SuperviseurConnexion_Superviseur
«System»Borne_Rechargement
+ Intensite = 16 A; 32A; 63A+ Puissance = 3,7kW ; 22kW; 43 kW+ Type = 3+ Type_Charge = Normale; Acce...+ Type_Reseau = Monophase 240 V...
«Back_Office»+ Alerter_Superviseur_Panne()+ Controler_Fct_Borne()+ Proteger_Borne_et_Environnement()+ Rendre_Compte_Rechargements_Effectues()«Front_Office»+ Identifier_Client()+ Payer()+ Recharger()BornierBornier
Prise_ElectriquePrise_Electrique
Lecteur_BadgeLecteur_BadgeConnexion_SuperviseurConnexion_Superviseur
BornierBornierBornier
«Environment»Réseau_Electrique
+ Intensite = 16A, 32A, 63A, ...+ Puissance = 22 kW, 43kW, ...+ Type_Reseau = Monophase, Triphase
+ Delivrer_Electricite()BornierBornier
Prise_ElectriquePrise_ElectriquePrise_Electrique
«Environment»VE
+ Type = 3
Prise_ElectriquePrise_Electrique
«Environment»Badge_Abonnement
+ Abo_Rechargement_VE+ Num_Abonnement+ Type_Badge = RFID
Connexion_BornesConnexion_BornesConnexion_Bornes
«Environment»Superviseur
+ Gerer_Clientele()+ Superviser_Borne()
Connexion_BornesConnexion_Bornes
ElectriciteElectricite
Donnees_Abonnement
Donnees_Supervision
Name:Package:Version:Author:
Borne_InterfacesCharge_VE1.0Ruault
Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques
Qu’est-ce qu’un système ?
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 11C2
Caractéristiques d’un patron de conception
• Nom• Objectif• Problème à résoudre• Solution• …
Exemples de patrons de conception
• Adaptateur• Observateur• Publication / souscription• Proxy
Patron de conception
[Cloutier & Verma, 2007]
Surveillance de l’état et
de l’usage du système (HUMS)
Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques
[Alexander et al., 1977]
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 12
Architecture IHM ; modèles CAMELEON et MVC
C3
[Calvary et al., 2003]
[Nunes & Cunha, 2001]
Processus de conception centrée utilisateur
Processus d’appropriation• Le système est transformé par l’usage et le système transforme
l’usage
• Conception pour l’appropriation / par l’appropriation
[Fidock et al., 2010]
Modèle utilisateur – persona• Rendre compte des utilisateurs à différents horizons
temporels du cycle de vie système
• Incarnation du persona (avec photographie)
• Facilite le travail du concepteur[Brangier et al., 2012]
Ergonomie prospective• Anticiper les besoins et les activités des futurs utilisateurs
• Scénarios d’usage pour concevoir de nouveaux produits et services
[Robert & Brangier, 2009]
Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 13
C1 C2 C3
Processus pour la conception d’un système résilient
Surveiller le système en opération
Surveillance de l’usage et de
l’état du système
Patron de conception de l’architecture
Systèmes critiques à
longue durée de
vie
Résilience ; naviguer à vue
S’adapter face aux évènements
imprévisibles
Conscience partagée de la situation
Processus d’appropriation
Ergonomie prospective
Persona individuel et collectif
ArchitectureIHM
Patron de conception « surveiller et alerter »
De la résilience comme caractéristique statiqueÀ la résilience comme processus dynamique
C1
De la sûreté de fonctionnement à la résilience
C2Ingénierie Système appliquée
aux systèmes critiques
C3
Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 14
Introduction État de l’art
C1. De la sûreté de fonctionnement à la résilience C2. Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques C3. Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM : conception centrée
utilisateur et architecture des systèmes interactifs
Proposition C4. Positionnement de la contribution par rapport à la problématique de la
résilience des systèmes critiques C5. Proposition d’un patron de conception pour l’architecture d’un système
résilient C6. Proposition de processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience
d’un système critique à longue durée de vie
Application C7. Application au domaine ferroviaire du patron de conception « surveiller et
alerter » et du persona
Conclusion générale et perspectives de recherche
SommaireSommaire
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 15
A
B
C
D
Temps
3Accident E
Légende :• Trajectoire spécifiée: • Trajectoire réelle: • Variabilité spécifiée:• Variabilité réelle:• Point de situation:• Marges de sécurité: • Barrières : • Franchissement de barrières• Déviation• Signal de danger
X
1
1
2
C4
Fonctionner en dehors du domaine de définition du système
[Adapté de Ruault et al., 2013]
Positionnement de la contribution
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 16
ibd [Package] Structure_Système [Structure_Système]
«Usage»Recueillir_Usage
«Alerte» Alerter
:Système_Surv eillance_Usage
::Système_Surveillance_Usage+ Recueillir_Usage()+ Alerter() :Alerte«Usage»
Recueillir_Usage
«Alerte» Alerter
«Usage»Information_Usage
«Etat_Courant»+ Statut_Barrières :Etat_Courant+ Nombre_Autorisations :Etat_Courant+ Variabilité_Courante :Etat_Courant
«Alerte»Alerte
«Alerte»+ Niveau_Risque :Alerte+ Description_Système :Alerte+ Etat :Alerte+ Conseil :Alerte+ Localisation :Alerte
«Alerter»Alerter
«Interface_Utilisateur»Interface_Utilisateur
«Interface_Utilisateur»+ Interagir_avec_Utilisateur()
«Alerter»Alerter
«Usage»Montrer_Usage
«Système_Opérant,block»Système_Opérant
«Composant»+ Dispositif_Sécurité+ Barrières
+ Montrer_Usage() :Usage
«Usage»Montrer_Usage
«Alerte»
«Usage»
C5
Patron de conception « surveiller et alerter »
Interfaces et flux entre systèmes opérant, surveillance d’usage et interactif :
intégration de technologies existantes
Patron de conception
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 17
bdd [Package] Structure_Système [Modèle_Données_Alerte]
«Modèle_Données_Alerte»Alerte
«Niveau_Risque»+ Probabilité = Fréquent, Proba...+ Criticité = Elevé, Sérieux,...+ Sévérité = Catastrophique,...
«Description_Système»+ Identifiant_Composant_Système
«Etat»+ Données_Etat_Détecté :Données_Historiées+ Problème_Diagnostiqué+ Dérives+ Etat_Courant+ Etat_Référence+ Ecart_Etat_Courant_vs_Etat_Référence+ Proximité_Danger+ Type_Danger_Identifé+ Marges_Sécurité
«Conseil»+ Action_Recommandée
«Contexte_Alerte»+ Date+ Heure+ Coordonnées_GPS
«Niveau_Confiance»+ Niveau_Confiance
C5
Patron de conception « surveiller et alerter »
Modèle de données des alertes échangées entre systèmes
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 18C5ibd [Package] Structure_Système [Communication_Distribuée]
«Système_Principal»Système_A
«Système_Opérant»+ Exploiter() :void+ Montrer_Usage() :Usage«Système_Surveillance_Usage»+ Recueillir_Usage()+ Alerter() :Alerte«Interface_Utilisateur»+ Interagir_avec_Utilisateur() :void
«Système_Principal»Système_B
«Système_Opérant»+ Exploiter() :void+ Montrer_Usage() :Usage«Système_Surveillance_Usage»+ Recueillir_Usage()+ Alerter() :Alerte«Interface_Utilisateur»+ Interagir_avec_Utilisateur() :void
«Système_Principal»Système_C
«Système_Opérant»+ Exploiter() :void+ Montrer_Usage() :Usage«Système_Surveillance_Usage»+ Recueillir_Usage()+ Alerter() :Alerte«Interface_Utilisateur»+ Interagir_avec_Utilisateur() :void
«Système_Principal»Système_D
«Système_Opérant»+ Exploiter() :void+ Montrer_Usage() :Usage«Système_Surveillance_Usage»+ Recueillir_Usage() :void+ Alerter() :Alerte«Interface_Utilisateur»+ Interagir_avec_Utilisateur() :void
«Alerte»
«Alerte»
«Alerte»
«Alerte»
Patron de conception « surveiller et alerter »
Communication des alertes entre systèmes
Patron de conception
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 19C5
ibd [Package] Structure_Système [Surv eillance_Usage_&_Interface_Utilisateur]
Interface_UtilisateurSurveillance_Usage
«Surveillance_Usage»Proxy_Interface_Utilisateur
+ Représenter_Niveau_Alerte(Niveau_Alerte*)+ Représenter_Marges_Sécurité(Marges_Sécurité*)+ Représenter_Dérives(Dérives*)
«Interface_Utilisateur»Tâche et Modèle du domaine
«Interface_Utilisateur»Interface_Utilisateur_Final
«Interface_Utilisateur»Interface_Utilisateur_Abstraite
«Interface_Utilisateur»Interface_Utilisateur_Concrète
Alerte
Patron de conception « surveiller et alerter »
Transformation du format des informations au sein de CAMELEON
Patron de conception
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 20C6
Légende :Sens du processus :
Processus de conceptionErgonomie prospective
Persona, scénario
Technologie conçue pour l’appropriation
Possibilités
Processus d’appropriation
Appropriation
Conception pour l’appropriation
Résultats de veilleProcessus de veille
Caractéristiques ergonomiques à
surveiller
Usage routinier de la technologie
Conception par l’appropriation
Retour d’expérience
Retour pour des adaptations
Évolution du processus d’appropriation et du processus de conception
Processus à mettre en œuvre
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 21C6
Évolution du modèle des stades du cycle de vie d’un système par la prise en compte du retour d'expérience et du modèle d'usage
routinier dans le modèle de définition du système
Processus à mettre en œuvre
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 22C6
uc [Package] Structure_Systè...
Personatags
Activité = Contournement = Données_Physio = Evénement = Evolution = Expérience = Formation = Informations_Personnelles = Personnalité = Routines = Socialité = XXXX_t0+YY =
Contribution aux adaptations du persona individuel / collectif
Processus à mettre en œuvre
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 23
Patron de conception « surveiller et alerter »
Surveiller l’état et l’usage du système
Alerter les opérateurs de l’état et de l’usage du système
Diffuser l’alerte aux systèmes en interface
Transformer l’alerte pour l’adapter àl’activité des opérateurs et à leurs
dispositifs IHM
Intégration du processus d’appropriation
et du processus de retour d’expérience au processus
de conception
Prise en compte du persona individuel et du persona
collectif
Évolution du processus d’appropriation et du processus de conception
Prise en compte du retour d’expérience pour le modèle
d’usage du système
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 24
Introduction État de l’art
C1. De la sûreté de fonctionnement à la résilience C2. Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques C3. Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM : conception centrée
utilisateur et architecture des systèmes interactifs
Proposition C4. Positionnement de la contribution par rapport à la problématique de la
résilience des systèmes critiques C5. Proposition d’un patron de conception pour l’architecture d’un système
résilient C6. Proposition de processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience
d’un système critique à longue durée de vie
Application C7. Application au domaine ferroviaire du patron de conception « surveiller et
alerter » et du persona
Conclusion générale et perspectives de recherche
SommaireSommaire
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 25
Application au domaine ferroviaire
Accident de Zoufftgen (France-Luxembourg) 11 octobre 2006 Collision frontale d’un train de
voyageurs et d’un train de fret 6 morts, 2 blessés graves et 14
blessés légers
C7
Accident d’Aldershot (Canada)
26 février 2012 Déraillement d’un train de
voyageurs 3 morts
[BST, 2013]
[BEA, 2009]
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 26
Analyse de l’accident d’Aldershot du point de vue de la résilience
C7
Évènements Analyse Pertinence du patron de conception
Changement de voies empruntant une liaison à vitesse réduite
Emprise de travaux sur la voie médiane
Équipe de conduite non informée
99% de la circulation se fait sur la voie médiane à vitesse normale
Absence de conscience de la situation des membres de l’équipe de conduite, à savoir, un changement de voies exceptionnel (représentation erronée- heuristiques de disponibilité-)
Rien dans l’environnement de conduite ne permettait de rompre l’automatisme cognitif
Alerte de l’équipe de conduite concernant
Les travaux et l’emprise sur la voie médiane (situation exceptionnelle)
La vitesse maximale de la liaison
La proximité du danger (risque de déraillement)
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 27
En synthèse
Synthèse, Zoufftgen : Absence de fiabilité des dispositifs de sécurité émission routinière d’ordres
écrits de franchissement de signal Circulation du train de fret à un horaire exceptionnel Absence d’intégration de l’IHM du dispositif de sécurité les opérateurs ne
regardaient pas la partie traitant des voies entre Bettembourg et Thionville Absence de compréhension de la situation (train de fret à contresens) par le
chef de circulation
Synthèse, Aldershot : Absence de compréhension de la situation par l’équipe d’exploitation Dans 99% des cas, le train circule sur la voie 2 à vitesse normale L’opérateur de régulation n’a pas communiqué l’information à l’équipe
d’exploitation.
Synthèse, analyse globale : Absence de conscience partagée de la situation par les opérateurs Compréhension trop tardive de la situation par les opérateurs Objectif : alerter les opérateurs sur le risque couru et la proximité du danger
C7
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 28C7
Adaptation et application du persona individuel au domaine ferroviaire
Application du scénario au domaine ferroviaire
• Reformule et synthétise sous la forme de scénario les éléments structurants d’un évènement (accident …)
• Les acteurs du scénario sont des personas
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 29C7
sd [Package] Structure_Système [Diagramme_Séquence]
Anne Jameson -contrôleur en chef
du trafic de Lafayette
Laura Fromgarden -contrôleur du trafic
du matin deYorktown
Claude Buick-annonceur train dumatin de Yorktown
Henry Martin -contrôleur du trafic du
soir de Yorktown
Phil Vernes-annonceur train du
soir de Yorktown
Arriver à la gare
Quitter la gare
Arriver à la gare
«Process»{Faible niveau decommunication entre lesmembres de l'équipe}
«Process»{Culture de la société favorisantles relations hiérarchiques}
Communiquer(Information_T rain_Fret)CommuniquerInformation_Relève(Information_Train_Fret)
Communiquer_Information_Relève(Information_T rain_Fret)
Déposer_Brouillon(Information_Train_Fret)
Communiquer_Information_Relève(Information_Train_Fret)
Adaptation et application du
persona collectif au domaine
ferroviaire
• Modèle d’activité de personas collectifs sous forme de diagramme d’activité pour exprimer un scénario
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 30C7ibd [Package] Structure_Système [Alerte_Emission_Ordre_Ecrit]
«Usage» Recueillir_Usage
«Alerte» Alerter
:Système_Surveillance_Usage
::Système_Surveillance_Usage+ Recueillir_Usage(, )+ Alerter() :Alerte
«Usage» Recueillir_Usage
«Alerte» Alerter
«Usage»Etat_Système_Régulation_Trafic
«Etat_Courant»+ Statut_Signal_Itinéraire = Fermé+ Etat_Voie = Occupée+ Ordre_Ecrit_Franchissement_Signal+ Nombre_Ordres_Ecrits_Emis = un ordre écrit ...
«Alerter» Alerter
«Interface_Utilisateur»Interface_Utilisateur_Régulation_Trafic_Yorktown
«Interface_Utilisateur»+ Alerter_Contrôleur_Régulation() «Alerter» Alerter
«Usage» Montrer_Usage
«Système_Opérant,block»Système_Régulation_Trafic
«Composant»+ Voie = Occupée+ Signal = Fermé+ Ordre_Ecrit_Franchissement_Signal = Formulé
+ Montrer_Usage() :Usage
«Usage» Montrer_Usage
«Modèle_Données_Alerte»Alerte_Emission_Ordre_Ecrit_Franchissement
«Niveau_Risque»+ Probabilité = Probable+ Criticité = Elevée+ Sévérité = Catastrophique
«Description_Système»+ Identifiant_Composant_Système = Centre de régul...
«Etat»+ Données_Etat_Détecté :Données_Historiées = Liste historiée...+ Problème_Diagnostiqué = Franchissement ...+ Dérives = Inflation des é...+ Etat_Courant = Emission d'un o...+ Etat_Référence = Moins de un ord...+ Ecart_Etat_Courant_vs_Etat_Référence = A évaluer+ Proximité_Danger = Danger imminent+ Type_Danger_Identifé = Risque de colli...+ Marges_Sécurité = Effectuer une a...
«Conseil»+ Action_Recommandée_1 :Conseil = Systématiser et...+ Action_Recommandée_2 :Conseil = Emettre un ordr...
«Contexte_Alerte»+ Date = 02/02/2020+ Heure = 15h15+ Coordonnées_GPS = Gare de Yorktown
«Niveau_Confiance»+ Niveau_Confiance = Elevé
«Interface_Utilisateur»Interface_Utilisateur_Régulation_Trafic_La_Fayette
«Interface_Utilisateur»+ Alerter_Contrôleur_Régulation()
«Usage»
«Alerte» Alerte
Patron de conception « surveiller et alerter »
Diffusion de l’alerte relative
à l’ordre écrit de franchissement du signal fermé
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 31C7
ibd [Package] Alerte_Excès_Vitesse [Alerte_Excès_Vitesse]
:Train
«Etat_Courant»
::Train+ Vitesse_Courante = 110 km/h
«Système_Opérant»
::Train+ Transporter_Voyageurs()+ Montrer_Usage() :Usage
«Surveillance_Usage»
::Train+ Recueillir_Usage() :Usage
«Interface_Utilisateur»
::Train+ Alerter() :Alerte
Etat_de_Référence
:Gestion_Trafic_Ferroviaire
«Etat_de_Référence»
::Gestion_Trafic_Ferroviaire+ Vitesse_Maximum_Marche_à_Vue = 24 km/h
«Système_Opérant»
::Gestion_Trafic_Ferroviaire+ Gérer_Trafic()+ Montrer_Usage() :Usage
«Surveillance_Usage»
::Gestion_Trafic_Ferroviaire+ Recueillir_Usage()
«Interface_Utilisateur»
::Gestion_Trafic_Ferroviaire+ Alerter() :Alerte
Etat_de_Référence
«information»Etat_de_Référence
«Etat_de_Référence»+ Vitesse_Maximale_Marche_à_Vue = 24 km/h
«Alerte»Alerte_Vitesse_Maximale
«Niveau_Risque»+ Criticité = Elevée+ Sévérité = Catastrophique+ Probabilité = Probable
«Description_Système»+ Identifiant_Composant = Train_Voyageurs
«Etat»+ Données_Historiées = Marche à vue qu...+ Problème_Diagnostiqué = Risque de colli...+ Etat_Courant = Vitesse 110 km/h+ Etat_Référence = Vitesse limitée...+ Ecart_Etat_Courant_vs_Etat_Référence = 86 km/h+ Proximité_Danger = Danger éminent+ Type_Danger_Identifié = Collision frontale+ Marges_Sécurité = Absence de marg...
«Conseil»+ Action_Recommandée = Arrêt immédiat
«Contexte_Alerte»+ Date = 02/02/2020+ Heure = 15h15+ Coordonnées_GPS = Idenfiant du canton
«Niveau_Confiance»+ Niveau_Confiance = Elevé
Name:Package:Version:Author:
Alerte_Excès_VitesseAlerte_Excès_Vitesse1.0Ruault
Patron de conception « surveiller et alerter »
Communication de la consigne de vitesse et de l’alerte entre le gestionnaire de trafic et le train
uc [Package] Structure_Système [Handover]
Equipe Régulation De Grasse
Equipe Régulation La Fayette
Anne Jameson - contrôleur en chef du
trafic de La fayette
Phil Vernes- annonceur train du soir de Yorktown
Laura Fromgarden - contrôleur du trafic du
matin de Yorktown
Henry Martin - contrôleur du trafic du soir de
Yorktown
Arnold Stoner -annonceur train de La Fayette
Rendre_la_Main (Train)
«Information_Train»Information_Train
+ Réference_Train+ Mission = Depart- Arrivée+ Date & Heure = Date - Heure+ Voie_de_Circulation+ Vitesse+ Information_Spécifique
Prendre_la_Main (Train)
IHM_Partagée
IHM partagée entre équipes de régulation
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 32C7
Patron de conception « surveiller et alerter »
Exemple de solution IHM par incrustation d'un obstacle via une technologie de réalité
augmentée
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 33
Rapports d’enquête technique suite à
des accidents
Application du scénario au domaine ferroviaire
Adaptation et application du persona individuel au domaine ferroviaire
Adaptation et application du persona collectif au
domaine ferroviaire
Diffusion de l’alerte relative à l’ordre écrit de franchissement du signal fermé
IHM partagée entre équipes de régulation
Communication de la consigne de vitesse et de l’alerte entre le gestionnaire de trafic et le
train
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 34
Introduction État de l’art
C1. De la sûreté de fonctionnement à la résilience C2. Ingénierie Système appliquée aux systèmes critiques C3. Éléments d’ergonomie et d’ingénierie des IHM : conception centrée
utilisateur et architecture des systèmes interactifs
Proposition C4. Positionnement de la contribution par rapport à la problématique de la
résilience des systèmes critiques C5. Proposition d’un patron de conception pour l’architecture d’un système
résilient C6. Proposition de processus à mettre en œuvre pour contribuer à la résilience
d’un système critique à longue durée de vie
Application C7. Application au domaine ferroviaire du patron de conception « surveiller et
alerter » et du persona
Conclusion générale et perspectives de recherche
SommaireSommaire
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 35
Synthèse du mémoire D’une résilience statique, intrinsèque, à une résilience dynamique pour s’adapter aux
évènements imprévisibles, sans précédent
Restaurer la capacité des opérateurs à contrôler le système, à naviguer à vue
Leur donner les moyens d’élaborer et entretenir une conscience de la situation,
Création du patron de conception « surveiller et alerter » appliqué à la fonction « éviter » de la résilience,
Évolution des processus d’ingénierie et de conception centrée utilisateur pour qu’ils contribuent à la résilience d’un système critique à longue durée de vie
Évolution du processus d’appropriation et y intégrer l’ergonomie prospective
Formaliser le processus de retour d’expérience
Évolution du persona pour l’adapter aux systèmes critiques à longue durée de vie
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 36
Perspectives de recherche (1/1)
Perspectives autour du patron de conception « surveiller et alerter »
Validation expérimentale du patron de conception « surveiller et alerter »
Adaptation du patron de conception « surveiller et alerter » à différents domaines d’application
Traitement des données de l’usage pour élaborer une alerte (réseaux bayésiens, big data …)
Standardisation des alertes
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 37
Perspectives de recherche (2/2)
Perspectives de recherche dans le domaine de l’ingénierie et l’architecture système
Évolution des processus d’ingénierie (démarches agiles) pour prendre en compte le retour d’expérience, l’ergonomie prospective et le processus d’appropriation
Évolution de l’architecture système pour prendre en compte la conception pour et par l’appropriation
Évolution de l’architecture système pour prendre en compte la communication des alertes entre plusieurs systèmes
Perspectives de recherche dans le domaine des IHM et de l’ergonomie
Validation expérimentale de la proposition relative au processus d’appropriation, àl’ergonomie prospective et au persona
Identification des critères de fiabilité et de pertinence de la représentation fonctionnelle
Conception de la chaîne de transformation, entre le message d’alerte et l’interface utilisateur dans le contexte de plusieurs systèmes indépendants (Architecture IHM distribuée)
Thèse de Jean-René Ruault 7 juillet 2015
Introduction Etat de l’art Proposition Application Conclusion 38
Proposition d’architecture et de processus pour la résilience des systèmes ;
application aux systèmes critiques à longue durée de vie