Performing Enhanced Rail Formal Engineering Constraints Traceability: « vers la formalisation des exigences ferroviaires et leur traçabilité » – PERFECT

Un passage de frontière, imposant par exemple un changement de système de signalisation embarquée, génère un surcoût financier très important. L’interopérabilité est donc un des éléments clé pour la compétitivité du secteur ferroviaire européen. Elle vise à créer un système ferroviaire capable de permettre la circulation sûre et sans rupture de charge des trains en accomplissant les performances requises pour les lignes. Cette capacité suppose le respect de l'ensemble des conditions réglementaires, techniques et opérationnelles nécessaires à la satisfaction des exigences essentielles. L’objectif de ce projet de recherche est de contribuer à la validation et la mise en place de systèmes de signalisations ferroviaires inter-opérants, et notamment le système européen de gestion de trafic « ERTMS » (European Rail Trafic Management System).
La gestion de la signalisation dans le système ERTMS est régie par les règles nationales propres à chaque pays et non par des règles globales. Ceci rend très difficile l’évaluation du système en termes d’exigences de sécurité. Ainsi, notre étude a pour ambition de fournir des outils méthodologiques pour une évaluation globale de la cohérence de la spécification et des règles d’exploitation au regard des exigences de sécurité. Cette problématique, pourtant cruciale pour un fonctionnement performant et en toute sécurité, est très peu abordée dans la littérature scientifique.

Nos travaux formaliseront les spécifications et valideront différents systèmes par des scenarii de tests générés automatiquement avec les deux spécificités suivantes :
- les modèles des systèmes seront établis et étudiés formellement pour statuer, si possible directement, sur leur conformité à ERTMS,
- les règles nationales qui complètent la norme seront intégrées.
La réalisation de l'interopérabilité que permet ERTMS nécessite une compréhension commune des spécifications par toutes les parties impliquées. Dans ce cadre un modèle formel à la sémantique rigoureuse est un outil efficace pour identifier les ambigüités et les clarifier.

La première étape construira un modèle formel sur la base de spécifications complexes extraites d’une partie des règles. On analysera en détail ce que produit la rencontre entre la spécification européenne et les règles opérationnelles nationales en considérant, par exemple, la mise en œuvre d’une « autorisation de mouvement » (MA). Une spécification réelle, sera décrite et analysée dans le lot de travaux n° 1 (Une spécification source sera demandée à l’ERA ou à l’EPSF). L’Établissement public de sécurité ferroviaire (EPSF) dispose de toutes les compétences nécessaires en matière de sécurité ferroviaire tout en étant indépendant des opérateurs ferroviaires.

La deuxième étape consistera en l’étude des outils méthodologiques et logiciels disponibles dans l’état de l’art. Il sera alors envisagé de statuer sur la conformité du scénario par rapport à la spécification, en utilisant des modèles formels. Cette problématique de respect des spécifications des exigences systèmes européennes (SRS) et des exigences de sécurité nationales sera abordée tant au niveau des modèles et que des outils d’analyse. Un regard particulier sera apporté sur les gains de productivité espérés par les outils scientifiques et logiciels de l’ingénierie des exigences.

Dans la dernière étape, l’étude se poursuivra en utilisant des tests sur une plateforme de simulation du système ERTMS conforme aux spécifications officielles. La possibilité de collaboration entre la validation formelle et les tests sera étudiée dans une approche intégrée.