Academic literature on the topic 'Transport – Automatisation – Dispositifs de sécurité'

Dans le cadre d'un programme de recherche commun avec le GRRT et l'Inrets/Cresta nous présentons dans cette thèse une méthode de détection et d'intrusions d'obstacles en vue de la surveillance de zones bien délimitées. L'approche proposée s'appuie sur une technique de stéréovision à base de caméras linéaires. Chaque camera définit un plan de surveillance. Une barrière optique, constituée de deux plans de surveillance parallèles permet de déterminer la position, la taille ainsi qu'une approximation de la vitesse de passage des objets pénétrant dans la zone surveillée. L'analyse des séquences d'images ligne recueillies par les deux caméras est formalisée par un automate à états finis. Celui-ci réalise le suivi de l'évolution spatio-temporelle des objets évoluant à travers la barrière de surveillance. Il met en évidence les situations critiques pour lesquelles il génère une alarme. Les procédures logicielles orientées temps réel, implantées sur une machine de vision linéaire multiprocesseurs ont été testées sur une plateforme expérimentale. Les séquences d'image ligne obtenues montrent la validité de ce procédé de détection d'intrusions. Ce dispositif est envisagé pour la surveillance au niveau de l'interface quai-voie des systèmes de transports guidés

Le developpement des dispositifs numeriques et la possibilite de realiser des calculateurs haut niveau de securite font apparaitre un nouveau concept de localisation des trains : la localisation par balises. Elle utilise des transpondeurs specifiques implantes sur la voie. Il a fallu mettre au point des balises de voies disposant d'antennes capables de dialoguer avec le train en lui assurant a la fois une grande disponibilite et un haut niveau de securite. Apres un rappel des notions de localisation ferroviaire et des fonctions attendues des nouveaux capteurs, trois aspects sont abordes : la presentation de dispositifs de localisation ponctuelle par balises electroniques autoalimentees. Nous decrivons un systeme bifrequence qui permet d'obtenir un haut niveau de surete de fonctionnement ; l'etude du couplage electromagnetique interrogateur-balise obtenu en presence de structures metalliques en introduisant une demarche originale par la theorie des images ; l'etude du risque de couplage avec un equipement place sur la voie adjacente.

Pour valider un nouveau système de transport automatise (STA), les experts évaluent les scenarios d'accidents proposés par le constructeur du STA. Pour parfaire l'exhaustivité de l'analyse de sécurité, ces experts imaginent de nouveaux scenarios non pris en compte par le constructeur. Ils font appel à des méthodes d'analyse structurelle et fonctionnelle du STA. Notre approche consiste à exploiter les scenarios historiques qui se rapportent à des STA déjà validés. Pour cela, nous utilisons les techniques d'apprentissage pour organiser la connaissance en vrac (scenarios) et produire des connaissances structurées sous forme de règles. Ce mémoire propose une démarche fondée sur l'apprentissage multi-stratégie pour l'aide à l'évaluation et à la génération de nouveaux scenarios d'accidents. L’apprentissage multi-stratégie intègre diverses stratégies de raisonnement: l'induction, la déduction, l'analogie, etc. Pour résoudre le problème posé. Pour confronter la démarche retenue, une maquette a été développée. Elle a montré la faisabilité de la démarche proposée. Elle a aussi souligné la nécessité mais l'insuffisance de l'apprentissage pour caractériser la démarche des experts. Il est donc judicieux de conjuguer les mécanismes de l'apprentissage avec ceux de l'acquisition de connaissances pour parvenir à identifier le raisonnement des experts.

Les véhicules connectés autonomes devraient être largement déployés dans le cadrede la prochaine génération de systèmes de transport et de la future route intelligente.Comme l'environnement véhiculaire est très mobile, les messages transmis sont affectés par l'effet de canal sans fil. L'estimation de canal devient ainsi l'une des tâchesles plus difficiles des communications véhiculaires (V2X). Dans ce contexte, nousproposons un nouvel algorithme d'estimation de canal MSCR (Multiple SequentialConstraint Removal) dédiée aux communications V2X basées sur les systèmes OFDM.De plus, l'identification de l'environnement dans lequel le véhicule circule est assez importantepour permettre au véhicule de prendre les bonnes décisions de conduite autonome.Ainsi, en exploitant les caractéristiques estimées du canal sans fil, nous proposonsune nouvelle approche d'identification de l'environnement véhiculaire basée surle Deep Learning, où les CSI estimées sont utilisées comme caractéristiques d'entréepour le modèle proposé. En outre, comme l'environnement véhiculaire est un accès ouvert,les messages échangés via la communication V2X sont vulnérables aux attaques.Par consequent, nous proposons un nouvel algorithme de generation de clé à base dela couche physique afin de sécuriser les communications véhiculaires, où les valeursCSI sont utilisées comme source aléatoire. Notre algorithme de génération de clés a étéimplémenté sur des cartes SDR USRP et a été testé sur un environnement véhiculaireréel. Les résultats de l'évaluation des performances de toutes les méthodes proposées(algorithme d'estimation de canal MSCR, approche d'identification d'environnementet algorithme de génération de clés), montrent qu'elles répondent parfaitement auxexigences requises dans un environnement véhiculaire
Autonomous connected vehicles are expected to see prevalent usage as part ofthe next generation of transportation systems and the smart road vision Since thevehicular environment is highly mobile, the transmitted messages are affected by thewireless channel effect. This makes channel estimation one of the challenging tasksin Vehicle-To-Everything (V2X) communications. In this context, we propose a novelMultiple Sequential Constraint Removal (MSCR) algorithm of channel estimation,dedicated to OFDM systems based-V2X communications. In addition, identifyingthe environment where the vehicle is driving along is quite important in order toallow the vehicle to make the correct self- driving decisions. Thus by exploiting theestimated wireless channel characteristics, we propose a novel vehicular environmentidentification approach based on deep learning, where the estimated channel stateinformation (CSI) are used as input features for the proposed model. Besides that,as the vehicular environment is open access exchanged messages through V2X communicationare vulnerable to attacks. Therefore, we propose a novel physical layerkey generation algorithm in order to secure vehicular communications, where the CSIvalues are used as a source of randomness. Our key generation algorithm has beenimplemented on USRP Software-Defined Radios (SDR) cards and has been tested ona real-world testbed vehicular environment. The performance evaluation results of allthe proposed methods (MSCR channel estimation algorithm, environment identificationsapproach, and key generation algorithm), show that they meet the performancesrequired in a vehicular environment

Cette thèse est consacrée à la planification robuste du matériel roulant ferroviaire dans un contexte de transport de voyageurs régional. Il s'agit de déterminer pour chaque engin une suite de trajets à réaliser sur une période donnée de façon à résister au mieux aux aléas pouvant apparaître en opérationnel. Dans ce but, nous proposons une définition et une caractérisation de la robustesse par des indicateurs propres au contexte d'étude. Nous abordons le problème par une approche structurelle différente des approches robustes classiques qui permet d'agir sur la structure d'une solution en fonction des indicateurs définis. Trois méthodes sont alors mises en œuvre dans le cadre de ce travail. Une résolution approchée par une heuristique gloutonne et une recherche locale permet d'obtenir des solutions rapidement. Une méthode de résolution approchée par génération de colonnes a été développée afin de prendre en compte plus de contraintes de façon intégrée. Une méthode basée sur un programme linéaire en nombres entiers résolu exactement traite un problème plus général. Afin de limiter le coût de la robustesse, ces méthodes sont basées sur un existant à SNCF répondant au problème de planification des ressources matérielles à coûts de production minimaux. Un outil de simulation du comportement des solutions en situation perturbée permet de comparer les solutions entre elles par évaluation des indicateurs de robustesse. Des expérimentations sur des instances réelles ont prouvé la pertinence des approches et ont mené à l'industrialisation d'un prototype
This thesis deals with robust rolling-stock planning problems for passenger regional trains. It consists in building robust rolling-stock schedules to operate trains under technical constraints while anticipating operational disturbances that can occur. First of all, we define indicators to characterize robustness in context. We use these indicators to have an effect on solutions that we build. This structural approach is unusual compared to classical robust optimization approaches. We have implemented three methods to solve the problem. A sequential heuristic method enhanced by a local search gives solutions quickly. A column-generation method calculates approximate solutions.An integer linear program is solved exactly to obtain solutions to a global problem. These methods are based on an existing tool at SNCF that optimizes the rolling-stock planning problem to assure optimal production costs. A simulation tool evaluates robustness indicators to compare solutions. Tests on real instances have proved the relevance of the approaches and have lead to the use of a prototype in production

La conduite à grande vitesse d’une voiture dans des conditions dangereuses, tel un environnement très poussiéreux, est une des situations auxquelles sont confrontés les conducteurs. Dans ce cas, les essuie-glaces doivent fonctionner correctement et nettoyer efficacement le pare-brise sale pour à la fois assurer la sécurité des passagers et le bon fonctionnement des différents organes du véhicule. La mise en route des essuie-glaces entraîne l’activation des buses d’injection du liquide nettoyant qui s’atomise et qui se dépose sur les essuie-glaces et le pare-brise. Une fine couche du liquide se développe sur les surfaces des balais d’essuie-glace. Lorsque l’injection s’arrête et que les essuie-glaces continuent leur mouvement, la fine couche de liquide interagit avec le champ d’écoulement d’air extérieur. Il en résulte une génération de gouttelettes qui sont emportées par l’air en s’éloignant des balais d’essuie-glace. Une partie de ces gouttelettes impacte le pare-brise avec pour conséquence un nettoyage insuffisant et une mauvaise visibilité pour le conducteur. Dans cet exemple, les essuie-glaces peuvent à la fois enlever la poussière du pare-brise mais aussi être à l’origine de la formation des gouttelettes et de leur impact sur le pare-brise. Le phénomène d’interaction air-liquide sur les essuie-glaces produisant une génération de gouttelettes, leur transport et leur impact sur le pare-brise est connu sous le vocable ‘Overspray’ dans le domaine de l’automobile. Il est important de tenir compte du phénomène d’Overspray pour la conception et laréalisation des essuie-glaces. Bien que ce phénomène ait été mis en évidence depuis longtemps, les mécanismes qui le régissent demeurent encore peu connus. C’est pour cette raison que les essuie-glaces ne parviennent pas à satisfaire tous les critères de qualité liée à leur fonction. Cette thèse vise à une meilleure compréhension du phénomène de l’Overspray en mettant l’accent sur les interactions air-liquide pour la génération des gouttelettes, et plus particulièrement sur les conditions critiques où le film commence à s’atomiser. Cette étude a été réalisée essentiellement par voie expérimentale à partir de laquelle un modèle a été proposé
Driving the car in hazard conditions, like an environment with a lot of dust, is a case which is encountered often by the drivers. The wiper blades have to work successfully and clean the dirty windshield for both the safety of the passengers and the functionality of the car. Activating the car nozzle jets, washer is ejected from the nozzles towards the wiper blades and the windshield. A thin layer of liquid is developed on the surfaces of the wiper blades. When the nozzle jets stop and the wiper blades continue to move, the thin layer of liquid interacts with the strong external air flow field. The result of the interaction is the generation of droplets which are transported by the air flow far from the wiper blades. However, a part of those droplets impact on the windshield resulting in an insufficient cleaning of the screen and the deterioration of the driver’s sight. The wiper blades may remove the dust from the screen but they will cause the droplet impact on it. The phenomenon of the air-liquid interaction on the wiper blades involving the droplet generation, transport and impact on the screen is known as Overspray in the automotive domain. The Overspray is an important parameter for the design and development of the wiper blades. Although Overspray has been observed quite early, little is known for the mechanisms involved in. Thus, the wiper blades still suffer to clean the windshield adequately in such conditions. The current thesis aims to give a deep insight in the Overspray focusing more on the air-liquid interactions for the droplet generation, especially, the investigation of the critical conditions for the onset of the film atomization from the blade surfaces. For that reason mainly experimental and theoretical work has been conducted

La conception de protocoles de communication repose généralement sur des modèles fonctionnels élaborés à partir des besoins du système.Dans les systèmes de transport intelligents (ITS), les fonctionnalités étudiées incluent l’auto-organisation, le routage, la fiabilité, la qualité de service et la sécurité. Les évaluations par simulation sur les protocoles dédiés aux ITS se focalisent sur les performances dans des scénarios spécifiques. Or, l’évolution des transports vers les véhicules autonomes nécessite des protocoles robustes offrant des garanties sur certaines de leurs propriétés. Les approches formelles permettent de fournir la preuve automatique de certaines propriétés, mais pour d’autres il est nécessaire de recourir à une preuve interactive impliquant le savoir d’un Expert. Les travaux menés dans cette thèse poursuivent l’objectif d’élaborer, dans le formalisme DEVS (Discrete Event System Specification), des modèles d’un ITS dont la simulation permettrait d’observer les propriétés, éventuellement vérifiées par une approche formelle, dans un scénario plus large et de générer sur les modèles des données susceptibles d’alimenter une boucle de preuve interactive au lieu d’un Expert. Prenant pour cible le protocole CBL-OLSR (Chain-Branch- Leaf inOptimized Link State Routing), cette thèse montre comment un modèle DEVS et un modèle formel Event-B équivalents peuvent être construits à partir de la même spécification fonctionnelle d’un réseau ad hoc où les nœuds utilisent ce protocole. Des propriétés relatives à la sûreté et à la sécurité sont introduites dans le modèle formel Event-B afin d’être vérifiées, puis une méthodologie est proposée afin de les transférer dans un modèle DEVS équivalent sous forme de contraintes, de choix ou d’observables selon des critères proposés. Enfin, cette thèse ouvre également les perspectives de l’automatisation de ce processus de conception, de l’intégration à la simulation DEVS de données réelles à la fois sur le trafic routier et sur les flux d’applications dédiées aux véhicules, et de l’interaction avec des simulateurs spécialisés pour les différents composants (par exemple MATLAB pour les modèles de propagation, OPNET ou NS3 pour les communications, SUMO pour les modèles de mobilité) ; le but étant une évaluation du protocole dans un contexte très réaliste du système
The design of communication protocols is generally based on functional models developed from the system needs. In Intelligent Transport Systems (ITS), the studied functionalities include self-organization, routing, reliability, quality of service and security. Simulation evaluations of ITS protocols mainly focus on performance in specific scenarios. However, the evolution of transportation towards autonomous vehicles requires robust protocols offering guarantees on some of their properties. Formal approaches make it possible to provide automatic proof of certain properties, but for others it is necessary to use interactive proof involving the knowledge of an Expert. The work carried out in this thesis aims to develop, in the DEVS formalism (Discrete Event System Specification), models of an ITS whose simulation would make it possible to observe the properties, possibly verified by a formal approach, in a broader scenario and to generate data on the models that could feed an interactive proof loop instead of an Expert. Targeting the CBL-OLSR (Chain-Branch-Leaf in Optimized Link State Routing) protocol, this thesis shows how a DEVS model and an equivalent formal Event-B model can be built from the same functional specification of an ad hoc network where nodes use this protocol. Safety and security properties are introduced into the formal Event-B model to be verified, and a methodology is proposed to transfer them to an equivalent DEVS model in the form of constraints, choices or observables according to preproposed criteria. Finally, this thesis also opens up the prospects for automating this design process, integrating real data on both road traffic and vehicle application flows into DEVS simulation, and interacting with specialized simulators for the various components (e. g. MATLAB for propagation models, OPNET or NS3 for communications, SUMO for mobility models); the aim being to evaluate the protocol in a very realistic system context

Le comportement d'un véhicule autonome peut être affecté par divers facteurs internes tels que défaillance du système de bord, capteur, etc., ou par des facteurs externes tels que manœuvres risquées de la part de voisins immédiats menaçant une collision, des changements brusques de l'état des routes, etc. Cela peut entraîner une défaillance de la manœuvre de coordination, telle que le croisement de plusieurs véhicules à une intersection. Dans de telles situations, lorsque les conditions changent de manière dynamique et que la condition de fonctionnement nominale est violée par des influences internes ou externes, un véhicule autonome doit avoir la capacité d'atteindre la condition de risque minimal. Arrêter le véhicule est l’un des moyens d’atteindre un niveau de risque minimal. La thèse introduit un algorithme d'arrêt sécurisé qui génère des commandes pour véhicules autonomes en tenant compte de la présence de véhicules traditionnels. Un algorithme basé sur un modèle de contrôle prédictif est proposé, qui résiste aux erreurs provenant de la communication, la localisation, la mise en œuvre du contrôle et à la disparité des modèles. Les collisions évitées et la gêne ressentie par le conducteur sont deux paramètres d'évaluation. Les simulations montrent que le contrôleur robuste sous l'influence d'erreurs peut fonctionner aussi bien que le contrôleur non-robuste en l'absence d'erreurs
The behaviour of an autonomous vehicle can be impacted by various internal factors like onboard system failure, sensor failure, etc. or by external factors like risky maneuvers by immediate neighbors threatening a collision, sudden change in road conditions, etc. This can result in a failure of coordination maneuver like multi-vehicle intersection clearance. In such situations when conditions dynamically change and the nominal operational condition is violated by internal or external influences, an autonomous vehicle must have the capability to reach the minimal risk condition. Bringing the vehicle to a halt is one of the ways to achieve minimal risk condition. This thesis introduces a safe stop algorithm which generates controls for multiple autonomous vehicles considering the presence of legacy manually driven vehicles on the road. A Model Predictive Control based algorithm is proposed which is robust to errors in communication, localization, control implementation, and model mismatch. Collisions avoided and discomfort faced by the driver are two evaluation parameters. Simulations show that the robust controller under the influence of errors can perform as well as the non-robust controller in the absence of these errors