Formalisation d'un environnement d'aide à l'analyse géovisuelle: Application à la sécurité et sûreté de la maritimisation de l'énergie

The maritime space is still a sensitive area due to many accidents and dangers, such as collisions or pirate attacks. In order to ensure the control of safety and security of this area, it is essential to study near real-time movement information (surveillance) or past events (analysis). Controllers and analysts are then faced to large sets of data, which must be studied with systems using maps and other visualizations. However, these tools are limited in terms of analysis capacities. Using geovisual analytics could be used to improve pattern identification, anomalies detection and knowledge discovery. However, due to the complexity of their use, most methods are still at the stage of research, and are not used yet in the operational word for studying maritime risks.In this context, we propose a geovisual analytics support system to guide users in the visualization and the analysis of maritime risks. Our research methodology is based on the formalization of use cases, of users and of several visualization methods. Ontologies and rules are used to create a knowledge-based system, to select adequate solutions for the visualization and the analysis of ships’ trajectories. Some examples for analyzing maritime risks are then presented to illustrate the use of such a system.L’espace maritime est encore aujourd’hui le contexte de nombreux accidents et dangers, comme des collisions ou des attaques pirates. Afin de garantir le contrôle de la sûreté et de la sécurité de cet espace, il est nécessaire d’étudier les données de mouvement en temps réel (surveillance) et les évènements passés (analyse). Contrôleurs et analystes sont alors confrontés à de grandes quantités de données, qui doivent être étudiées grâce à des systèmes utilisant des cartes et autres visualisations. Cependant, ces outils sont limités en termes de capacités d’analyse. L’utilisation de méthodes d’analyse géovisuelle pourrait alors faciliter la reconnaissance de motifs, la détection d’anomalies et la découverte de connaissances. Toutefois, en raison de leur complexité d’utilisation, plusieurs de ces méthodes n’ont pas dépassé le stade académique, et ne sont pas encore utilisées de manière opérationnelle dans l’étude des risques maritimes.Dans ce contexte, nous proposons un environnement d’aide à l’analyse géovisuelle, qui permet de guider l’utilisateur dans la visualisation et l’analyse d’informations pour l’étude des risques maritimes. Notre démarche de thèse se fonde sur la formalisation des cas d’utilisation, des utilisateurs et des méthodes de visualisation. Le recours à des ontologies et des règles permet de concevoir un système à base de connaissances, afin de proposer des méthodes adéquates pour la visualisation et l’analyse des trajectoires de navires. Nous illustrons cette proposition par plusieurs exemples d’analyse de risques en mer

Architecture logique d'un système multi agents de suivi multi caméra distribué : exploitation du modèle de croyance transférable

This thesis presents the joint use of the theory of evidence and multiple hypothesis tracking for modeling and managing a system for monitoring multiple cameras in a motorway. The tracking is based on the re-identification of objects (vehicles) on the basis of visuals and times informations. A realization of these concepts results in the design and implementation of a software architecture for multiple agents management of multiple camera tracking system. After presenting the state of the art on the frameworks of uncertainty management and that on information fusion for the matching, and the multi-agent systems, our contribution in this work is on two or three levels. The first was an adaptation of the decision phase of the transferable belief model to incorporate the use of multi-hypotheses tracking as a tool of ambiguity survey in case of indecision in matching situation. The second contribution was a proposition of agent-based software architecture for management of a multiple cameras tracking system. We have proposed the global system modeling as well as agents and their interactions modeling using a personal analysis method but nevertheless inspired by modelisation languages and tolls such as Agent UML, MaSE and others, because there is not yet a standard and normalized tool on the subject. Our third contribution was to begin an implementation of our agent-based software architecture using JADE (Java Agent Development Framework). Some experiment and discussions are presented at the end to lead to our conclusions and perspectives.Cette thèse présente l'utilisation conjointe de la théorie de l'évidente et du suivi multi-hypothèses pour la modélisation et la gestion d'un système de suivi multi-caméras dans un environnement autoroutier. Le suivi est basé sur la ré-identification des objets (véhicules) sur la base d'information visio-temporelles. Une concrétisation de ces concepts se traduit par la conception et la mise en oeuvre d'une architecture logicielle multi-agents de gestion du suivi multi-caméras. Après une présentation de l'état de l'art sur les cadres de gestion de l'incertain et celui relatif à fusion de l'information pour la mise en correspondance, et sur les systèmes multi-agents, notre apport dans ce travail se situe à trois niveaux. Le premier a été une adaptation de la phase de décision du modèle de croyance transférable pour y intégrer l'utilisation du suivi multi-hypothèses comme outil de levée d'ambigüité rn cas d'indécision face à une situation de mise en correspondance. Le second apport a été celui de proposer une architecture logicielle à base d'agents pour la gestion du système du suivi multi-caméras. Nous en avons proposé la modélisation globale ainsi que celle des agents et de leurs interactions en utilisant une démarche personnelle d'analyse mais toutefois inspirée de langages et outils de modélisation tels que Agent UML et MaSE pour ne citer que ceux-là, du fait qu'il n'existe pas réellement un standard normalisé à ce jour dans ce domaine. Notre troisième apport a été de faire un début d'implémentation de notre architecture logicielle à base d'agent en nous basant sur la plateforme JADE (Java Agent DEvelopment Framework). Quelques expérimentations et discussions des résultats sont présentées à la fin pour déboucher sur nos conclusions et perspectives

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

Tourisme et territoire : gérer le passé et préparer l'avenir

Tourisme et territoire : gérer le passer pour préparer l'aveni

Sécurisation de la conduite par communication véhicule infrastructure a base de transpondeurs

Cette thèse présente comment utiliser la communication entre les véhicules et l'infrastructure à base de transpondeurs pour sécuriser le déplacement automobile. Dans un premier temps, nous présentons un état de l'art des systèmes de localisation (LIDAR, RADAR, caméras vidéo, marqueur magnétique, GPS, gyroscope, et cartes embarquées,…), de communication (DAB, UMTS, DSRC, Bluetooth, WIFI, InfraRouge,..) et sur la technologie des transpondeurs. Puis nous rappelons les principes liés à l'étude d'un transpondeur, sachant que ce système de communication s'appuie sur deux éléments principaux : 1) le lecteur et son antenne embarqués dans le véhicule; 2) le transpondeur logé dans la bande de roulement composé d'antennes, d'un microcontrôleur et d'une mémoire. Enfin, nous présentons les résultats obtenus et quelques applications possibles : contrôle latéral et longitudinal, le calcul d'inter distance et la détection de circulation à contresens. ABSTRACT :For many years, car manufacturers have been trying to ensure the safety of automobile movements. This thesis relates how a transponder based communication between vehicles and infrastructure can be used. In the first part overview of localisation systems (LIDAR, RADAR, video cameras, magnetic strip following, GPS, gyro platforms and cartography systems embedded in the vehicle), local communication (DAB, UMTS, DSRC, Bluetooth, WIFI, InfraRed,...) and transponder technology are presented. Then it recalls the principles of transponder. This communication system consists of two main elements: 1) a base station with an antenna embedded in a vehicle, 2) a transponder, located in the tread including an antenna, a microcontroller for data processing and communication and a memory. Finally, also some results and applications: lateral and longitudinal positioning, inter distance calculation and detection of wrong way traffic are presented

Aide à la conduite des systèmes à risques par la prise en compte du risque : exemple de l'application à la conduite automobile

Les systèmes à risques peuplent aujourd'hui notre quotidien, qu'il s'agisse des centrales nucléaires, du transport aérien ou de l'automobile individuelle. La conduite de ses systèmes diffère grandement entre chaque système. Cependant, un facteur essentiel est commun à chacun de ces systèmes. La conscience de la situation et en particulier la conscience du risque encouru conditionne en effet toute conduite d'un tel système. La défaillance de cette conscience de la situation peut ainsi entraîner des conduites en conditions dégradées plus risquées qui ont plus de risques d'accidents. Cette thèse propose ainsi un concept d'aide à la conduite visant à améliorer le niveau de sûreté de ces systèmes à risques. Pour ce faire on propose d'évaluer le niveau de risque courant et d'en informer le conducteur afin de l'inciter à rester dans une conduite sûre. Ce travail de thèse s'attache ensuite à proposer une telle aide appliquée au domaine de la conduite automobile et en propose une implémentation basée sur l'utilisation de la fusion de données multi capteurs pour détecter l'état de l'environnement, du véhicule et de son conducteur. Cette fusion de données permet par la suite au système de comprendre la situation de conduite courante et d'anticiper son évolution afin de prédire les risques encourus puis d'en informer le conducteur.Nowadays, risky systems are encountered in everyday life, from nuclear power plants to civilian air transport or individual vehicle driving. Driving such systems is greatly different from one system to the next. Yet, an essential factor is shared among all these systems. Situation awareness and risk awareness in particular drive any such system driving. Failure in correctly understanding the driving situation can result in driving in degraded conditions that are riskier and thus have more probability of an accident. This thesis thus proposes a driving assistant system aimed at improving risky systems safety. To reach this goal it is proposed to assess current risk level and to inform the driver to bring him to safer driving conditions. This concept is then applied for automotive driving. This thesis proposes an implementation of such an automotive driving assistant system based on multi sensors data fusion to assess environment, driver and vehicles states. Such fusion is later used by the system to understand current driving situation, predict its evolution to predict the risks applied to the driver and his vehicle so as to inform the driver afterwards

Analyse et enrichissement de flux compressés : application à la vidéo surveillance

The increasing deployment of civil and military videosurveillance networks brings both scientific and technological challenges regarding analysis and content recognition over compressed streams. In this context, the contributions of this thesis focus on: - an autonomous method to segment in the compressed domain mobile objects (pedestrians, vehicles, animals …), - the coverage of the various compression standards commonly used in surveillance (MPEG-2, MPEG-4 Part 2, MPEG-4 Part 10 / H.264 AVC), - an optimised multi-stream processing chain from the objects segmentation up to their tracking and description. The developed demonstrator made it possible to bench the performances of the methodological approaches chosen for a tool dedicated to help investigations. It identifies vehicles from a witness description in databases of tens of hours of video. Moreover, while dealing with corpus covering the different kind of content expected from surveillance (subway stations, crossroads, areas in countryside or border surveillance …), the system provided the following results: - simultaneous real time analysis of up to 14 MPEG-2 streams, 8 MPEG-4 Part 2 streams or 3 AVC streams on a single core (2.66 GHz; 720x576 video, 25 fps), - 100% vehicles detected over the length of traffic surveillance footages, with a image per image detection near 95%, - a segmentation spreading over 80 to 150% of the object area (under or over-segmentation linked with the compressed domain). These researches led to 9 patents linked with new services and applications that were made possible thanks to the suggested approaches. Among these lie tools for Unequal Error Protection, Visual Cryptography, Watermarking or SteganographyLe développement de réseaux de vidéosurveillance, civils ou militaires, pose des défis scientifiques et technologiques en termes d’analyse et de reconnaissance des contenus des flux compressés. Dans ce contexte, les contributions de cette thèse portent sur : - une méthode de segmentation automatique des objets mobiles (piétons, véhicules, animaux …) dans le domaine compressé, - la prise en compte des différents standards de compression les plus couramment utilisés en surveillance (MPEG-2, MPEG-4 Part 2 et MPEG-4 Part 10 / H.264 AVC), - une chaîne de traitement multi-flux optimisée depuis la segmentation des objets jusqu’à leur suivi et description. Le démonstrateur réalisé a permis d’évaluer les performances des approches méthodologiques développées dans le cadre d’un outil d’aide à l’investigation, identifiant les véhicules répondant à un signalement dans des bases de données de plusieurs dizaines d’heures. En outre, appliqué à des corpus représentatifs des différentes situations de vidéosurveillance (stations de métro, carrefours, surveillance de zones en milieu rural ou de frontières ...), le système a permis d’obtenir les résultats suivants : - analyse de 14 flux MPEG-2, 8 flux MPEG-4 Part 2 ou 3 flux AVC en temps réel sur un coeur à 2.66 GHZ (vidéo 720x576, 25 images par seconde), - taux de détection des véhicules de 100% sur la durée des séquences de surveillance de trafic, avec un taux de détection image par image proche des 95%, - segmentation de chaque objet sur 80 à 150% de sa surface (sous ou sur-segmentation liée au domaine compressé). Ces recherches ont fait l’objet du dépôt de 9 brevets liés à des nouveaux services et applications rendus opérationnels grâce aux approches mises en oeuvre. Citons entre autres des outils pour la protection inégale aux erreurs, la cryptographie visuelle, la vérification d’intégrité par tatouage ou l’enfouissement par stéganographi

Vulnérabilités, mobilités et inégalités dans les métropoles d'Amérique latine - Approche socio-spatiale

Ce volume « Position et projet scientifique » est le premier de mon Habilitation à Diriger des Recherches, qui en comporte trois au total. Il met en perspective une sélection de résultats parmi les plus significatifs auxquels j’ai abouti ces quinze dernières années. Ces travaux menés dans une démarche géographique, représentent un apport à la production de connaissances sur le fonctionnement actuel des territoires urbains latino-américains et sur les défis contemporains qui se posent à eux. Les mobilités ont été choisies comme prisme central de lecture. La première partie renvoie à mon orientation scientifique initiale. Elle montre la pertinence de s’intéresser aux réseaux, supports des mobilités quotidiennes, et à la notion d’accessibilité afin d’apporter des éclairages sur les vulnérabilités territoriales. La démonstration se fonde sur un cadre analytique en cinq étapes mis au point dans ma recherche doctorale à Quito à l’occasion du programme SIR-DMQ au début des années 2000 et dont je propose dans cette HDR une lecture renouvelée. Dans cette optique, les grandes étapes et les principaux résultats issus de ma thèse sont repris et confrontés avec ceux obtenus avec un décalage dans le temps, grâce à ma participation directe ou indirecte dans le programme PACIVUR, sur deux autres agglomérations (La Paz et Lima). La deuxième partie reflète des activités plus récentes initiées à partir de 2008, suite à mon intégration à l’UMR ESO à Rennes, principalement dans le cadre du programme de l’ANR METAL et secondairement sur un appel à projets franco-chilien (ECOS-Sud). Ces recherches développées sur trois autres métropoles d’Amérique latine (Bogotá, Santiago du Chili et São Paulo) sont centrées sur les inégalités socio-spatiales appréhendées à travers deux entrées. Dans la première entrée, les inégalités sont interrogées à une échelle infra-métropolitaine à l’aune des conditions de mobilité quotidienne que l’on confronte à la hiérarchie sociale. Dans la deuxième entrée, les inégalités sont questionnées à travers la variabilité des espaces d’action (ensemble de lieux fréquentés pour les études et le travail) différenciés suivant le profil sociodémographique et le lieu de résidence des individus. Je livre aussi dans cette deuxième partie ma contribution à l’analyse de l’évolution dans l’espace et le temps de la ségrégation mesurée à partir de l’indice de condition sociale. Ces recherches reposent sur l’exploitation d’un corpus de matériaux variés (recensements, grandes enquêtes de mobilité, enquêtes conduites lors d’un programme, recueils de données sur le terrain). Elles ont en outre nécessité la mise au point de méthodes d’analyse reproductibles et transposables que je restitue dans ce volume en discutant leur intérêt et leurs limites. Les techniques employées renvoient essentiellement à de l’analyse spatiale, à de la statistique factorielle et, de façon exploratoire et plus récente, à de la simulation. Accéder au Volume 2 (Parcours scientifique) et au Volume 3 (Recueil des publications)