Dissonance Engineering: A New Challenge to Analyse Risky Knowledge When using a System

The use of information systems such as on-board automated systems for cars presents sometimes operational risks that were not taken into account with classical risk analysis methods. This paper proposes a new challenge to assess risks by implementing an automated tool based on the dissonance engineering principle. It consists in analysing knowledge in term of dissonances. A dissonance is defined as a knowledge that sounds wrong, or in other words that may present conflicts. The paper focuses on two kinds of dissonances: erroneous affordances when events can be related to erroneous actions and contradictory knowledge when the application of knowledge relates to opposite actions. The proposed automated tool analyses the knowledge base content in order to detect possible dangerous affordances or contradictory knowledge. An example of application is given by using a limited number of simple rules related to the use of an Automated Speed Control (ASC) system for car driving

Non-conscious errors in the control of dynamic events synchronized with heartbeats: A new challenge for human reliability study

This paper studies the synchronization between dynamic events with heartbeats and its impact on non-conscious errors in the control of dynamic events. It proposes a methodology to compare two groups of subjects: a group for which alarms are synchronized with the heartbeats of the subjects and a group for which they are not. Quantitative and subjective data were recorded during four experimental phases from a low level to a high level of workload. Results showed that there was a significant impact of such a synchronization of events with heartbeat: people produced more errors when this synchronization was present and they were not really conscious about the disruption of their abilities. This study is very promising and shows the interest of developing future on-line or off-line human reliability assessment methods based on unsafe behaviors associated with this synchronization

Coopération homme-machine multiniveau entre une équipe d'opérateurs humains et des outils d'assistance : application au contrôle du trafic aérien

No abstract in EnglishAfin d'éviter une automatisation excessive, une solution plus souple consiste à exploiter les principes de coopération homme-machine. En effet, ces derniers permettent d'intégrer, dans le système, des outils d'assistance spécifiques pour l'aide à la décision et/ou à l'action avec lesquels l'opérateur humain coopère. Notre recherche a d'abord visé une répartition dynamique des taches entre un opérateur humain et un système d'aide, et a ensuite étendu cette approche à un contexte de travail comprenant plusieurs niveaux décisionnels humains. Elle s'applique au contrôle du trafic aérien et a été réalisée en collaboration avec le centre d'étude de la navigation aérienne. La première partie énumère les caractéristiques des systèmes homme-machine, en intégrant les interactions machine-machine, homme-homme et homme-machine. Le chapitre qui suit élabore les principes d'une coopération homme-machine multiniveau, pour une organisation comprenant plusieurs postes de contrôle, un pour les taches stratégiques, un autre pour les taches tactiques. Il les applique alors au contrôle du trafic aérien, à partir d'une plate-forme expérimentale biposte, appelée spectra. Le troisième chapitre retrace la totalité de la première campagne expérimentale effectuée sur spectra, pour l'étude monoposte de faisabilité d'une répartition dynamique en ligne des taches tactiques. Le quatrième chapitre développe ensuite les processus décisionnels d'un ordonnanceur dynamique, destiné au niveau stratégique, qui recherche les sous-ensembles problématiques de taches de l'opérateur humain du niveau tactique, et effectue les affectations adéquates au calculateur afin de les résoudre. Enfin, la dernière partie propose la nouvelle architecture de spectra dans laquelle la répartition des taches du poste tactique est prise en charge par le poste stratégique, à partir des décisions de l'ordonnanceur dynamique

Pédagogie active et inclusive pour l’analyse de dangers de systèmes d’aide à la conduite basée sur la recherche de dissonances

Cet article propose une adaptation des modules « analyse des risques ferroviaires et ingénierie mécanique » et « diagnostic de systèmes homme-machine appliqué aux systèmes ferroviaires ou guidés » de formation à distance du parcours INERSYG (Ingénierie Ferroviaire et Systèmes Guidés) du Master Transports Mobilités Réseaux de l’Université Polytechnique Hauts-de-France. A partir d’études de cas impliquant des aides à la conduite, il s’agit de déterminer les modes de fonctionnement et d’usage en s’appuyant sur différents formalismes tels que celui des arbres de défaillance, celui des réseaux de Petri, celui de bases de règles ou celui des graphes causaux. Les cas sont issus de témoignages d’expert, d’utilisateur ou via les réseaux sociaux par exemple. Ils font l’objet d’une analyse de danger approfondie suivant une démarche de pédagogie active et inclusive avec des groupes d’étudiants en dernière année de Master. Il s’agit d’identifier des dissonances, i.e. des conflits d’autonomie en termes de connaissances, de disponibilité ou de possibilités d’action pour un même décideur ou entre décideurs. Les résultats sont encourageants et permettent à chacun de découvrir des scénarios potentiellement dangereux relatifs à l’usage de systèmes d’aide à la conduite

Analyse et contrôle de l'erreur humaine

National audienceCet ouvrage propose une approche multicritère et multiréférentielle, ACIH - Analyse des Conséquences de l'Infiabilité Humaine -, pour évaluer les comportements humains erronés, détournés ou imprévus dans les systèmes homme-machine. Pour remédier à ces défaillances, l'ouvrage présente plusieurs algorithmes d'activation de "barrières" permettant de contrôler l'occurrence ou les conséquences d'événements comme la genèse d'un accident, l'arrêt de la production ou la dégradation des performances humaines. L'ensemble de ces contributions est illustré par plusieurs exemples d'applications industrielles et expérimentales. Il ouvre des perspectives qui s'appuient sur la spécification de systèmes de défense par barrières organisationnelles et sur une extension de la démarche ACIH, en vue de développer une analyse prospective, rétrospective et dynamique de la fiabilité humaine. Cet ouvrage est destiné aux ingénieurs et aux chercheurs soucieux d'intégrer les facteurs humains dans l'étude des systèmes homme-machine

Méthode d'évaluation de la réactivité et de l'adaptabilité humaines dans le contrôle des risques (Application à la conduite de transport urbain guidé)

L'évolution des transports urbains guidés place l'opérateur humain face à des contextes de conduite en constants changements.Cette thèse répond à une problèmatique concernant l'adaptabilité et la réactivité de personnels d'exploitation de plus en plus polyvalents, susceptibles d'exercer leur métier sur différentes lignes, sur différents matériels roulants, dans différents modes de conduite (modes dégradés) ou dans différents environnements (en particulier côtés infrastructures : site propre/site urbain...). cette étude propose tout d'abord une modélisation MAdRéH (pour Modélisation de l'Adaptation et la Réaction Humaines) puis une méthode d'évaluation des capacités d'adaptabilité et de réactivité humaines. L'objectif de l'étude est d'améliorer l'analyse des facteurs concourant à la sécurité dans l'exploitation d'un système de transport. Une démarche de validation de la méthode proposée a été menée. Elle a consisté à appliquer la méthodologie d'évaluation de l'adaptation et de la réaction humaine à une base de données d'incidents puis à des données expérimentales. Ces dernières ont été obtenues pasr le biais d'une expérimentation sur la plateforme CoR&GesT (pour Conduite sur Rail et Gestion de Trafic) du LAMIH. Au final, cette démarche permet d'intégrer la contribution de l'opérateur humain dans la conduite de transport urbain guidé. Cette contribution y est décrite comme un facteur dégradant ou améliorant des critères de performance du système comme la sécurité, la qualité de service ou la charge de travail induite par l'activité de conduite.Urban guided transport systems evolution places the human operator in front of dynamic control context. This thesis responds to the problematic regarding adaptability and reactivity of operating staff who have to be versatile, may pursue their task on different line, with different rolling stock, in different driving mode or in a different driving context (integral site or urban site). This study proposes a model called MAdRéH (for model of the human adaptability and reactivity) and an assessment method of the human reactivity and adaptability. The goal of the study is to improve the analysis of factors in relation with the safety of transport system operating. Validation reasoning was made. It consists in the application of the human adaptation and reaction assessment methodology to an incident database and to experimental data. These data were obtained by experimentation on a simulation platform called CoR&Gest (for railway driving and traffic control) of the LAMIH. Finally, this reasoning is able to integrate the human operator contribution in urban guided transport driving. His contribution is described as a factor of degradation or improvement of the system performance criteria such as safety, quality or workload.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF

Contribution à la résilience d'un système coopératif Homme-robot par une gestion de l'autonomie ajustable

Les travaux de cette thèse portent sur la définition d'un mode d'interaction Homme-machine plaçant l'opérateur humain et le robot au même niveau décisionnel et sa contribution à la résilience du système par une gestion de l'autonomie ajustable. La résilience est la propriété d'un système à retrouver ou à maintenir un état stable permettant la continuité du fonctionnement du système malgré la présence de perturbations. Une définition de l autonomie est proposée, qui distingue les aspects sémantiques (compétences, capacités et prescriptions) pour trois niveaux d'activité (réalisation d'une tâche, sélection d'une alternative de réalisation, définition d'un plan d'action). Le formalisme associé à cette définition permet de modéliser les conditions d'application des formes de coopération Homme-machine (augmentative, intégrative et confrontative). Les travaux se focalisent ensuite sur la modélisation des niveaux d'activité par la mise en œuvre d'algorithmes de prise de décision et de planification basés sur des méthodes hiérarchiques. Celles-ci permettent la décomposition des tâches à réaliser et l'affectation des agents aux sous-tâches selon les critères de résilience suivants : efficacité, adaptabilité, fonctionnement aux limites, interactions. Le modèle de contrôle coopératif proposé est évalué par un protocole expérimental mené sur un micro-monde qui a été développé à cet effet. L'analyse des résultats consiste à évaluer la résilience des solutions proposées pour la gestion des perturbations et leur acceptation par l'opérateur humain. Le modèle proposé est validé de même que les critères de résilience qui sont correctement perçus et évalués par les opérateurs.These research works concerns the definition of a mode of human-machine interaction placing the human operator and the robot at the same decisional level and its contribution to the resilience of the system by the management of the adjustable autonomy. Resilience is the property of a system to recover or maintain a stable state continuous operation of the system despite the occurrence of disturbances. A definition of autonomy is proposed, which distinguishes semantic aspects (skills, capacities and prescriptions) for three levels of activity (achievement of a task, selection of an alternative, definition of an action plan). The formalism associated with this definition allows modelling the conditions for applying the forms of human-machine cooperation (augmentative, integrative and debative). Work then focus on the modelling of activity levels through the implementation of algorithms of decision making and planning methods based on hierarchical methods. These allow the decomposition of tasks and assigning agents to subtasks according to the criteria of resilience following: efficiency, adaptability, border-line functioning, interactions. The proposed model of cooperative control is assessed by an experimental protocol carried out on a micro-world that has been developed for this purpose. The analysis of results leads to an assessment of the resilience of the proposed solutions for the management of disruptions and their acceptance by the human operator. The proposed model is validated as well as the criteria for resilience that are properly perceived and assessed by the operators.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF

Contribution à la formalisation et à l identification de la stabilité humaine au regard de la sécurité (application aux transports guidés)

Le travail de la thèse propose une contribution originale basée sur le concept de stabilité humaine par l identification des risques associés dans le cadre de l évaluation de la sécurité du système. Dans une première partie, les difficultés à prendre en compte les facteurs humains dans les études de sécurité sont mises en évidence et une nouvelle voie de recherche pour l intégration des facteurs humains basés sur le concept de stabilité est présentée. La deuxième partie propose un état de l art reposant sur les concepts de stabilité et de résilience. Bien que le concept de stabilité soit habituellement défini autour d un point d équilibre durable qui induit un sentiment de contrôle de la sécurité lors du fonctionnement normal, il apparaît que le comportement stable d un opérateur humain peut entraîner des risques dans certaines situations telles que l hypovigilance, l inattention, etc.. La troisième partie pose les bases de la stabilité humaine pour l évaluation des risques. La stabilité humaine est définie comme la capacité de l opérateur de rester dans un état de fonctionnement stable dans des conditions spécifiées. Ce concept est ensuite formalisé et trois modes de stabilité sont développés (temps, fréquence et séquentiel). La partie suivante vise à appliquer ce concept de stabilité humaine dans le cadre du système ERTMS/ETCS. Enfin, des perspectives mettent en évidence cet intérêt de la stabilité humaine par la définition d indicateurs de risque pour évaluer la sécurité du système.The work of the thesis presents an original contribution based on the concept of human stability by identifying the associated risks as part of the safety system assessment. In a first part, the difficulties to take into account human factors in safety studies are highlighted and definitions of new ways for the integration of human factors based on the concept of stability are aimed. The second part presents a state of the art resting on stability and resiliency concepts. Although the stability concept is usually defined around a sustainable equilibrium point that induces a feeling of safety control during normal operation, it appears that the stable behavior of a human operator can lead to risks in certain situations such as hypovigilance, inattention and so on... The third part lays the foundation of human stability for risks assessment. Human stability is defined as the ability of the operator to stay in a stable operating state under specified conditions. This concept is then formalized and three modes of stability are developed(time, frequency and sequential modes). The following part proposes to apply this concept of human stability in the framework of ERTMS/ETCS. Then, some perspectives highlight the interest of human stability for the definition of risk indicators to assess system safety.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF

Modélisation et prédiction des franchissements de barrières basées sur l'utilité espérée et le renforcement de l'apprentissage (application à la consuite automobile)

VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF