Abstraction selon un contexte

Soit post et pre les opérateurs d'atteignabilité approximatifs pour le sys-tème à transitions T0 (voir chapitre 3).

Denition 26 Soit T = (Q,Σ, → ,Q0)un système initial à transitions. Soit un contexte d'abstraction C = {ci}i, ci = {rsrci,rdesti,rIi}. Enn, soit un deuxième système à transitions T0 = (P,Σ, →⁰ ,P₀), P étant un découpage exact de Q. Le système à transitions T0 est une abstraction selon le contexte C de T si :

 Pour tout comportement c = {rsrc,r_dest,r_I}, il existe p,p0 ∈ P et une fonction de commande sur rsrc telle que :

 rsrc ⊂ p,p0 ⊂ r_dest

 l'évolution approximée à partir de p et des séquences de commande aboutit en temps ni à rdest sans toucher rI.

Cette dénition a pour avantage de dénir une abstraction qui est moins exigeante que celle dénie dans les autres travaux précédemment cités. Elle est cependant très puissante puisqu'elle peut décrire des exigences de com-mandabilité et de stabilité. Aussi, elle permet de spécier la combinaison des deux exigences en une évolution stabilisée.

5.3.2.1 Approche initiale de génération d'abstraction

Notre méthodologie initiale de génération du modèle constituant une abstraction par rapport à un contexte s'appuie sur l'algorithme 9 tout en modiant la condition d'arrêt et le choix des anements pour qu'ils soient conformes aux comportements spéciés dans le contexte.

Algorithme 10 Données :

 Système à transitions initial T = (Q,Σ, → ,Q0).  Contexte d'abstraction C = {ci}_i. S

 Un algorithme d'approximation d'atteignabilité selon α et T . Ces constantes sont choisies par les experts dans la phase hors ligne.

 Un découpage initial R de l'espace d'état Q.

Résultat : Automate T0 = (P ⊂ 2^Q,Σ, →⁰ ,P0 ⊂ P )qui est une abstraction selon C de T .

Initialisation : Automate Taux = ( ˆR,Σ, →⁰ ,r₀) avec →0 étant relation initialisée vide, ˆR = R.

Début

Pour chaque comportement c = (rsrc,r_dest,r_I) ∈ C telle que rsrc = r_dest (comportement de stabilisation), répéter :

 Stabiliser la région rsrc selon l'algorithme 8 du chapitre 4 :

 Trouver un découpage de rsrc = ∪r_i avec une commande stabilisa-trice σi pour chaque ri: P ost(ri,σ_i) ⊂ r.

 Si un tel découpage n'existe pas : Echec de l'algorithme.

 Si la stabilisation est réussie : intégrer cette stabilisation dans l'au-tomate abstrait.

et rI = Q − r_src, répéter :

 Soit att la région atteignable à partir de rsrc sans passer par rI. Initia-lement att = rsrc

 Calculer les régions accessibles à partir de rsrc et d'une commande σ . att := att ∪ post(att,σ)

 Á chaque fois qu'on constate que att ∩ rdest 6= ∅, on découpe la région d'origine rsrc en rsrc1 permettant d'atteindre rdest sans passer par rI et r_src2 = r_src− r_src1.

 Si rsrc26= ∅, remplacer c = (rsrc,r_dest,r_I) par c = (rsrc2,r_dest,r_I).  Si rsrc2= ∅, C := C − c.

 On met à jour l'automate abstrait en y intégrant le comportement constaté. jusqu'à C = ∅.

De façon informelle, l'algorithme 10 réalise pour chaque comportement du contexte une analyse d'atteignabilité en se basant sur les opérateurs d'at-teignabilité approximative. Á chaque fois qu'une intersection est constatée entre la région atteignable et la région destination rdest, l'automate abstrait est mis à jour an d'intégrer ce comportement. La partie de rsrcqui ne permet pas d'atteindre la destination est intégrée de nouveau au contexte.

5.3.2.2 Approche d'abstraction couplée à la réduction

Bien que beaucoup moins restrictif que l'algorithme 9, notre implémenta-tion de l'algorithme 10 pour l'exemple à deux réservoirs cité 2.2 du chapitre 2 a échoué. En eet, nous n'avons pas pu trouver de commande stabilisa-trice dans la région {h2 ∈ [0.09,0.11]}. En analysant de plus près les causes de cet échec, il nous a paru évident qu'il était impossible de stabiliser le comportement dans la région {h2 ∈ [0.09,0.11]}. En eet, lorsque h1 < 0.3

et h2 = 0.09, aucun uide ne peut circuler du réservoir T 1 vers T 2. Ceci implique qu'aucune commande ne pourra empêcher le niveau de uide de descendre sous 0.09 à cet instant précis, c'est à dire de quitter la région à stabiliser.

Pour remédier à cette diculté, l'algorithme 10 peut être modié en in-cluant la possibilité de réduction lors de la recherche de commande stabili-satrice. Celle ci permet de réaliser une abstraction encore moins restrictive. La réduction est réalisée selon l'approche donnée dans la section 4.4.2 du chapitre 4.

D'ou l'algorithme suivant : Algorithme 11 Données :

 Système initial à transitions T = (Q,Σ, → ,Q0).  Contexte d'abstraction C = {ci}_i. S

 Un algorithme d'approximation d'atteignabilité selon α et T . Celles-ci sont des constantes choisies par les experts dans la phase hors ligne. Résultat : Automate T0 = (P ⊂ 2Q,Σ, →⁰ ,P₀) qui est une abstraction couplée avec la réduction selon C de T .

Initialisation : Automate Taux = ( ˆR,Σ, →⁰ ,r₀) avec →0 la relation initia-lisée vide, ˆR = R.

Début

 Pour chaque c = (rsrc,r_dest,r_I) ∈ C telle que rsrc = r_dest = ∅, répéter :  Stabiliser et réduire la région rsrc selon l'algorithme 8 du chapitre

4. Soit rred la région réduite stabilisée résultat de l'exécution de l'algorithme.

 Tous les comportements du contexte à abstraire c = (r0

src,r⁰_dest,r_I⁰) telle que r0

dest= r_src sont remplacés par c = (r0

src,r_red,r_I⁰).  Mettre à jour l'ensemble ˆR en y ajoutant rred.

 Exécuter l'algorithme 10.

Toute information générée à partir des algorithmes d'abstraction peut être exploitée directement par d'autres processus concurrent à chaque étape de génération. Ceci est particulièrement intéressant pour les algorithmes de reconguration (6) qui doivent fonctionner au plus vite pour trouver des solutions an de gérer l'occurrence des défaillances.

5.3.3 Mise à jour du modèle abstrait

Lors de l'occurrence d'une défaillance, le fonctionnement du système d'ori-gine est altéré en incarnant des nouveaux comportements et des incertitudes. Ces modications suggèrent que le système abstrait synthétisé par les algo-rithmes précédents peut ne plus être valide.

En pratique, l'occurrence de défaillances ne se traduit pas par des chan-gements radicaux du fonctionnement. En réalité, ce sont seulement certains comportements de l'espace de phase qui sont aectés par les modications et incertitudes selon la modélisation de la section 2.3.3 du chapitre 2. Par conséquent, une solution pratique est de détecter les régions de l'espace de phase ou le comportement dynamique aurait changé, d'éliminer les transi-tions générées sur ces régions de l'automate abstrait (ceci est d'autant plus aisé que les états de l'automate abstraits ne sont autres que des éléments de la partition réalisée sur l'espace d'état) et réexécuter l'algorithme 11 sur les comportements du contexte ou l'évolution de la région source a été modiée.

Fig. 5.2  Exemple de système à transitions à états nis

5.4 Application de l'algorithme d'abstraction