Tests basés sur des scénarios pour les systèmes automatisés : Améliorer la sûreté et la fiabilité dans le respect des réglementations et des normes

Scenario-Based Testing for Automated Systems: Enhancing Safety and Reliability in Compliance with Regulations and Standards

• Auteur / Autrice : Borhaneddine Hamadou
• Direction : Chokri Mraidha
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Inscription en doctorat le 30/11/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'intégration de systèmes et de technologies
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Intelligence Artificielle

Fiabilité

Ingénierie Système

Sûreté

Reliability

Artificial Intelligence

Safety

Systems Engineering

Résumé

Cette thèse vise à étudier l'efficacité des tests basés sur des scénarios en tant qu'approche complète et robuste pour évaluer les performances des Systèmes Automatisés (SA) tout en améliorant leur sécurité et leur fiabilité par rapport aux réglementations et aux normes. L'objectif principal de cette thèse sera d'étudier les avantages des tests basés sur des scénarios pour les systèmes automatisés et leur conformité aux réglementations et aux normes. Les sous-objectifs suivants seront poursuivis : - Effectuer une étude de la littérature et des pratiques sur les méthodologies de test des SA, en mettant l'accent sur les défis uniques posés par les algorithmes complexes de prise de décision des SA et l'interaction avec l'environnement dynamique. - Développer un framework de test basé sur des scénarios pour l'identification, la génération, la sélection et l'exécution systématiques de scénarios réalistes et divers, pour les SA - Analyser les lacunes ou les domaines de non-conformité concernant les concepts et exigences clés décrits dans les réglementations et les normes et examiner leur applicabilité, leurs implications et leurs améliorations pour les tests basés sur des scénarios. - Effectuer une évaluation du framework proposé à travers différentes applications réelles et quasi réalistes (divers types, différents niveaux d'automatisation et divers scénarios réels) pour évaluer l'applicabilité et les avantages de la méthodologie. Les résultats et les recommandations de cette recherche guideront in fine les fabricants, les régulateurs et les parties prenantes dans le développement et la validation de SA conformes au cadre réglementaire, favorisant le déploiement sûr et responsable des systèmes automatisés à l'avenir.

This thesis will investigate the benefits of scenario-based testing for automated systems and its compliance with regulations and standards. The following sub-objectives will be pursued: - Conduct an in-depth review of relevant literature and industry practices on ASs testing methodologies, with a focus on scenario-based testing. Analyze the advantages, limitations, and gaps in the current approaches, focusing on the unique challenges posed by ASs' complex decision-making algorithms and interaction with the dynamic environment. - Develop a scenario-based testing framework for automated systems to enhance their safety and reliability. The proposed framework will enable the systematic identification, generation, selection, and execution of realistic and diverse scenarios, providing a comprehensive assessment of ASs' capabilities in handling complex driving situations, including situations where the intended functionality might not adequately address safety hazards. - Analyze the key concepts and requirements outlined in regulations and standards and examine their applicability and implications for scenario-based testing. Identify any gaps or areas of non-compliance, and develop strategies to address them, through refining the testing methodology and framework or improving ASs system designs. - Conduct extensive validation of the proposed scenario-based testing framework through different real-world and near-realistic transportation applications (various types, varying levels of automation, and diverse real-world scenarios) to evaluate the practical applicability and benefits of the methodology. Compare the results with traditional testing approaches to assess the effectiveness and efficiency of the proposed methodology in enhancing ASs' safety and reliability. The findings and recommendations from this research will ultimately guide AV manufacturers, regulators, and stakeholders in developing and validating ASs that comply with the regulatory framework, fostering the safe and responsible deployment of automated systems in the future.