Evaluation de sécurité de grands systèmes distribués et reconfigurables

Languages and tools for safety assessment of distributed and reconfigurablesystems

• Auteur / Autrice : Jonathan Mboko
• Direction : Jérôme Morio, Jean-Charles Chaudemar
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mathématiques et Applications
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2023
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ISAE-ONERA MOIS MOdélisation et Ingénierie des Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ISAE/DISC/MITT Département d'Ingéniérie des Systèmes Complexes

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation

Évaluation de sécurité

Statistiques

Modelling

Safety assessment

Statistics

Résumé

Les formalismes de modélisation classiques utilisés en sûreté fonctionnement, tels que arbres de défaillance ou blocs diagrammes de fiabilité, sont basés sur les algèbres de Boole probabilistes et ont des représentations graphiques très pratiques. Mais aujourd'hui ces formalismes ont atteint leurs limites, car d'une part ils ne permettent pas de prendre en compte de manière fine les aspects dynamiques des systèmes (par exemple, les reconfigurations) et d'autres part ont des mécanismes de structuration de modèles assez pauvres ne permettant pas de créer des modèles proches des spécifications, de l'architecture fonctionnelle ou logique des systèmes. C'est pour cela que les travaux autour du langage de modélisation de haut niveau AltaRica dédié aux études de sûreté de fonctionnement ont débuté à la fin des années 90 au LaBRI. Aujourd'hui les modèles AltaRica des systèmes reconfigurables représentent des systèmes ayant un nombre fini et relativement limité de composants. L'objectif de la thèse est d'étudier le passage à l'échelle des modèles AltaRica des grands systèmes distribués et reconfigurables (par exemple, les systèmes déployés pour contrôler le trafic aérien à l'échelle européenne ou gérer des opérations nécessitant la coordination d'un grand nombre de moyens). La thèse s'articulera autour de trois axes de recherche : la représentation des modèles de sûreté de fonctionnement de ces systèmes, des calculs des indicateurs de sûreté de fonctionnement et enfin de l'analyse de la sensibilité des résultats à différentes sources d'incertitudes ou méconnaissance.

The classic modelling formalisms used in safety, such as fault trees or block diagrams for reliability, are based on probabilistic Boolean algebras and have very handy graphical representations. But today, these formalisms have reached their limits. On the one hand they do not support accurate modelling of the dynamic aspects of systems (e.g. reconfigurations). On the other hand their structure usually aims at highlighting the combination on failure leading to a hazard. Such structures are far from the usual structures of design models (Model-Based Systems Engineering aka MBSE) and do not ease handling of complex systems. This is why the work on AltaRica, a high-level modelling language, dedicated to the safety analysis, began in the late 90s at LaBRI. Nowadays, AltaRica models of reconfigurable systems represent systems with a finite and relatively limited number of components. The aim of this PhD thesis is to study the scaling of AltaRica models for large distributed and reconfigurable systems (e.g. UAS deployed in a system of systems context). The roadmap of PhD thesis will focus on three research areas: the representation of safety assessment models of those systems, the computation of safety indicators and finally the sensitivity analysis of different sources of uncertainty