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Ragosta, Martina. A multi-modelS based approach for the modelling and the analysis of usable and resilient partly autonomous interactive systems

Ragosta, Martina (2015). A multi-modelS based approach for the modelling and the analysis of usable and resilient partly autonomous interactive systems.

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Résumé en francais

La croissance prévisionnelle du trafic aérien est telle que les moyens de gestion actuels doivent évoluer et être améliorés et l'automatisation de certains aspects de cette gestion semble être un moyen pour gérer cet accroissement du trafic tout en gardant comme invariant un niveau de sécurité constant. Toutefois, cette augmentation du trafic pourrait entraîner un accroissement de la variabilité de la performance de l'ensemble des moyens de gestion du trafic aérien, en particulier dans le cas de dégradation de cette automatisation. Les systèmes de gestion du trafic aérien sont considérés comme complexes car ils impliquent de nombreuses interactions entre humains et systèmes, et peuvent être profondément influencés par les aspects environnementaux (météorologie, organisation, stress ...) et tombent, de fait, dans la catégorie des Systèmes Sociotechniques (STS) (Emery & Trist, 1960). A cause de leur complexité, les interactions entre les différents éléments (humains, systèmes et organisations) de ces STS peuvent être linéaires et partiellement non linéaires, ce qui rend l'évolution de leur performance difficilement prévisible. Au sein de ces STS, les systèmes interactifs doivent être utilisables, i.e. permettre à leurs utilisateurs d'accomplir leurs tâches de manière efficace et efficiente. Un STS doit aussi être résilient aux perturbations telles que les défaillances logicielles et matérielles, les potentielles dégradations de l'automatisation ou les problèmes d'interaction entre les systèmes et leurs opérateurs. Ces problèmes peuvent affecter plusieurs aspects des systèmes sociotechniques comme les ressources, le temps d'exécution d'une tâche, la capacité à d'adaptation à l'environnement... Afin de pouvoir analyser l'impact de ces perturbations et d'évaluer la variabilité de la performance d'un STS, des techniques et méthodes dédiées sont requises. Elles doivent fournir un support à la modélisation et à l'analyse systématique de l'utilisabilité et de la résilience de systèmes interactifs aux comportements partiellement autonomes. Elles doivent aussi permettre de décrire et de structurer un grand nombre d'informations, ainsi que de traiter la variabilité de chaque élément du STS et la variabilité liée à leurs interrelations. Les techniques et méthodes existantes ne permettent actuellement ni de modéliser un STS dans son ensemble, ni d'en analyser les propriétés d'utilisabilité et de résilience (ou alors se focalisent sur un sous-ensemble du STS perdant, de fait, la vision systémique). Enfin, elles ne fournissent pas les moyens d'analyser la migration de tâches suite à l'introduction d'une nouvelle technologie ou d'analyser la variabilité de la performance en cas de dégradation de fonctions récemment automatisées. Ces arguments sont développés dans la thèse et appuyés par une analyse détaillée des techniques de modélisation existantes et des méthodes qui leurs sont associées. La contribution présentée est basée sur l'identification d'un ensemble d'exigences requises pour pouvoir modéliser et analyser chacun des éléments d'un STS. Certaines de ces exigences ont été remplies grâce à l'utilisation de techniques de modélisation existantes, les autres grâce à l'extension et au raffinement d'autres techniques. Cette thèse propose une approche qui intègre 3 techniques en particulier : FRAM (centrée sur les fonctions organisationnelles), HAMSTERS (centrée les objectifs et activités humaines) et ICO (dédiée à la modélisation du comportement des systèmes interactifs). Cette approche est illustrée par un exemple mettant en œuvre les extensions proposées et l'intégration des modèles. Une étude de cas plus complexe sur la gestion du trafic aérien (changement de route d'un avion en cas de mauvaises conditions météorologiques) est ensuite présentée pour montrer le passage à l'échelle de l'approche. Elle met en avant les bénéfices de l'intégration des modèles pour la prise en compte de la variabilité de la performance des différents éléments d'un STS

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Palanque, Philippe
Martinie, Célia
Ecole doctorale:Mathématiques, informatique, télécommunications de Toulouse (MITT)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT), UMR 5505
Mots-clés libres :Approche basée modèles - Gestion du trafic aérien - Automatisation - Systèmes interactifs
Sujets :Informatique
Déposé le :12 Jan 2016 10:23