These presentee pour I'obtention du grade de Docteur de l'UTe.

238 Pages·2011·33.43 MB·French

by  Omar Abou Khaled

Monsieur ABOU KHALED Omar
Modelisation par une approche multi-agents
d'un copilote electronique
These presentee
pour I'obtention du grade
de Docteur de l'UTe.
Soutenue Ie: 25 Janvier 1996
Specialite:
Controle des Systemes
0870
MODELISATION PAR UNE APPROCHE
MULTI-AGENTS D'UN COPILOTE
ELECTRONIQUE
Soutenue Ie 25 Janvier 1996 devant Ie jury compose de :
Mme LE FORT-PlAT N. ( Directeur de these)
MM. MEIZEL D. (President)
GHEDIRA K. (Rapporteur)
Mme SAYETTAT C. (Rapporteur)
MM. MAURIN T.
RAULT A.

I
Modelisation par une approche
multi-agents d'un copilote
electronique
Omar ABOU KHALED
Directeur: Nadine Le FORT-PlAT
3 juin 1996
Universite de Technologie de Compiegne
HEUDIASYC, URA 817
HEUDIASYC URA CNRS 817 Universile de Technologie de Comlli~sn., Ornar ABOU KHALED

2
Remerciement
a a
Je tiens adresser mes premiers remerciements sinceres Mme Nadine Le FORT
a
PlAT, maitre de conferences l'Universite de Technologie de Compiegne, pour ses
caBseils judicieux de Directrice de cette these et les orientations qu'elle a su donner
a
ce travail de recherche.
a
Je tiens aussi lui presenter toute rna respectueuse admiration pour sa sympathie et
sa patience pendant la realisation de la partie pratique de cette these; ainsi qu 'aux
derniers moments avant la naissance de son bebe. Merci "Chef" et toutes mes feli
citations "maman".
a
Je desire temoigner ma reconnaissance Monsieur Dominique MEIZEL qui m'a
fait \'honneur de pn.!sider mon jury de these et que j'ai cotaye pendant 4 ans au sein
de l'equipe travaillant dans Ie cadre du projet PROMETHEUS.
a
Je remercie tout specialement Mme Claudette SA YETTAT, professeur l'Ecole
des Mines de St-Etienne, d'avoir accepte de rapporter sur mon travail. Je tiens aussi
a a
exprimer rna reconnaisance pour l'interet qu 'elle a porte mon travail.
J'ai ete tres sensible a l'honneur que m'a fait Monsieur Khaled GHEDIRA, Doc
a
teur es Sciences l'Universite de Neuchatel, pour avoir accepte d'etre rapporteur
de cette these. Qu'il trouve ici mes remerciements pour ses conseils qui rn'ont ete
precieux.
J'exprime rna gratitude a Monsieur Andre RA ULT, directeur adjoint de la DRAS
a
- PSA, et Monsieur Theirry MA URIN, professeur a l'Universite Paris XI, qui
ont accepte d 'etre les exarninateurs de ce travail.
Je remercie egalernent Melle Michele ROMBA UT, maitre de conferences a l'Uni
ver::;it.e de Tecllllologie de Compiegne, pour ses conseils precieux et son esprit critique
pendant la phase de realisation de ce travaiL
Je ne saurais oublier Tous ceux qui ont contribue d'une fac;on et d'une autre a la
realisation de ce travail de these.
Enfin fadresse rna gratitude a mes parents et ames amis qui m 'ont sou tenus jusqu 'au
bout.
Omar ABOU KHALED Universite de Technologie de Compiegne HEUDIASYC CNRS URA 811

TABLE DES MATIERES 3
Table des matieres
0.0.1 Keywords. 2
Introduction generale 13
I La Conception de systemes complexes et I'IAD 19
1 Conception de systemes complexes temps reel embarques 21
1.1 Les systemes temps reel embarques . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2 Quelques definitions sur la complexite et les systemes complexes 23
1.3 Conception de systemes complexes dans un contexte industriel 24
1.3.1 Modeles de cycle de vie. . . . . . . . . . . . . 27
a
1.4 Conception orientee systeme base de connaissances 30
1.4.1 La methode KADS . . . . . . 31
1.4.2 La methode KOD . . . . . . . . . . . . 32
1.4.3 La Conception Distribuee Cooperative 34
1.5 Simulation de systemes complexes. . . 36
lob H.ealisation d'une architecture logicielle 37
1. 7 Conclusion...... .. . ... 38
2 L'IAD: une technique de conception de systemes complexes 39
2.1 Introduction ......... ....... ........ . .... 40
2.2 L'intelligence d'un agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3 Les problemes de base de I'IAD et les conditions d'une distribution 41
2.4 Les axes de recherche de l'IntelIigence Artificielle Distribuee 45
2.5 Les Systemes Multi-Agents Hybrides . . . . . . . . . . 45
2.5.1 Les caracteristiques d'un systeme SMA Hybride 47
2.5.2 Communication par partage d'informations . 47
2.5.3 Communication par envoi de messages . . . . . 48
HIWOIASYC URA CNRS 817 Universite de Technologie de Compiegne Omar ABOU KHALED
TABLE DES MATIERES
4
2.5.4 Le controie hybride . 48
2.6 Les Systemes Multi-Agents temps feel 49
2.7 Les outils de deveioppement des SMA. 50
2.7.1 ATOME ... 51
2.7.2 ARCHON 52
2.7.3 DYNACLIPS 55
2.7.4 SAHARA 57
LoS Conclusion .. 58
II La conception des Copilotes Electroniques et les outils
de developpement 61
3 La conception de copilotes electroniques 63
3.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . 64
3.2 Problematique de realisation d'un copilote electronique d'un vehicule 66
3.3 Des copiiotes .... ..... ........... 68
3.3.1 Le copiiote ProChip, objectif, architecture, n~sultat 68
3.3.2 Le copilote VITA, objectif, architecture, n~sultat . . 70
3.4 Le copilote PRO LAB-II ........... ..... 73
3.4.1 Les fonctionnalites et la structure gm€ erale du capitate 73
3.4.2 La conception de PRO LAB-II . .. ......... 75
3.4.3 La structure fonctionneUe de PRO LAB-II par une approche
multi-agents. . . . . . . . . . . . . . 77
J,5 Les agent.s de perception ......... . 79
3.5.1 Les agents "capteurs proprioceptifs" 79
3.5.2 Les agents "capteur d'environnement" 79
3.5.3 Les agents de "traitement elementaire" 80
3.5.4 Les agents de "reconnaissance" 80
3.6 Les agents de decision .. 80
3.6.1 La Gestion des Donnees Dynamiques 81
3.6.2 L'Analyse de Situation. 82
3.6.3 L' Analyse de Danger ....... . 85
3.6.4 La Gestion de Messages . 87
3.6.5 Le Systeme de Securite Dynamique 88
3.6.6 La Gestion des Programmes de Perception 88
3.6.7 Le Moniteur de Manoeuvres ....... . 89
O",,,r ,1.8011 KHALED Universi~e de Technologie de Compiegne HEUDIA$YC CNRS URA 817
TABLE DES MATIERES 5
3.7 L'agent de !'information ..... 89
3.7.1 L'Interface Homme-Machine 89
3.8 La communication n!alisee 91
3.9 Conclusion . ....... . 91
4 Deveioppement des agents de decision 93
4.1 Introduction ............................... 94
4.1.1 SUPER: un generateur de systemes experts . . . . . . . . . . 94
4.2 Vx-SUPER: un outil de developpement de systemes multi-experts
embarques .. .. .. ........... .... 98
4.2.1 Le Parallelisme et I'Asynchronisme . . 99
4.2.2 Integration dans un environnement exlerieur · 100
4.2.3 La Reentrance de Vx-SUPER ...... . · 100
4.2.4 La Synchronisation . . . . . .. 100
4.2.5 La communication entre les differentes taches 101
4.2.6 Le Maintien de la coherence .. 103
4.3 Autres caracteristiques de Vx-SUPER. 103
4.4 Developpement des agents AS et AD . . 105
4.4.1 L'acquisition des connaissances . 106
4.4.2 La representation de la connaissance . 107
4.4.3 Les tests des bases de regles en mode interactif. . 108
4.4.4 Le choix des processus d'inference . . . . . . . . 111
4.4.5 La base de regles de I'agent Analyse de Situation (AS) . 111
4.4.6 La base de regles de l'agent Analyse de Danger (AD) . 114
4.4.7 La conversion numerique symbolique 115
4.5 Conclusion.......... ........ . 116
III PROLAB-II, Simulateur, Prototype et Resultats 117
5 La simulation 119
5.1 Introduction ............... . 120
5.2 Le simulateur PRO LAB-II ....... . · 121
5.3 La maquette de simulation PRO LAB-II . · 122
5.3.1 Les composantes logicielles du simulateuI . · 124
5.3.2 Les differents modules du systeme decisionnel · 127
5.4 Exemple de simulation sur autoroute . . . . . . ... · 129
HEUDIASYC URA CNRS 817 Univenite de Te<:hnologie de Compi1:gne Omar ABOU KHALED