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Emergences

Lettre d'information n° 23

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Models@Runtime chez les pompiers

Née des travaux de deux équipes rennaises*, la plate-forme Daum opère le croisement entre l'ingénierie de modèle et les systèmes distribués. L'enjeu : générer des composants logiciels qui augmentent l'élasticité des architectures. Afin d'illustrer le potentiel de cette approche, les scientifiques développent une application d'aide à la décision tactique pour les soldats du feu. A l'origine du projet : Noël Plouzeau, enseignant-chercheur et officier sapeur-pompier.

Née des travaux de deux équipes rennaises*, la plate-forme Daum opère le croisement entre l'ingénierie de modèle et les systèmes distribués. L'enjeu : générer des composants logiciels qui augmentent l'élasticité des architectures. Afin d'illustrer le potentiel de cette approche, les scientifiques développent une application d'aide à la décision tactique pour les soldats du feu. À l'origine du projet : Noël Plouzeau, enseignant-chercheur et officier sapeur-pompier.

Web, Wifi, 3G, TV connectée. Les systèmes distribués s'invitent dans nos vies. Dans leur sillage : des composants logiciels qui se répandent sur quantité de réseaux et de matériels. Ces architectures tentent de s'adapter en permanence aux sollicitations des utilisateurs et aux fluctuations de la ressource. Mais l'élasticité trouve ses limites. “Nous avons besoin d'un nouveau type de composant capable de mieux gérer le côté dynamique, analyse  Noël Plouzeau, membre de l'équipe Triskell*. Traditionnellement, un système se construit en deux phases : conception puis déploiement. Cette façon de travailler ne convient plus. Il faudrait concevoir en continu. Dans l'idéal, le système devrait assurer sa propre re-conception sans même interrompre son fonctionnement. Différentes techniques existent pour cela. Notre équipe s'intéresse à celles de l'ingénierie des modèles.  Cette approche modèle du système en cours d’exécution est souvent désignée sous son nom anglais : Models@Runtime.

Pour gérer la conception de tels systèmes adaptatifs, les scientifiques de Triskell ont d'abord élaboré Kevoree, un cadre de développement d’applications à base de composants logiciels. Leurs recherches s'avèrent complémentaires avec celles menées par  Myriads*, une autre équipe rennaise plus spécialisée dans les systèmes distribués. Tissant une passerelle entre les deux équipes, “les travaux de nos doctorants, notamment François Fouquet et Erwan Daubert, ont donné des choses intéressantes. À tel point que nous avons souhaité valoriser ces résultats en construisant une plate-forme d'évaluation.  Baptisé Daum (1), le projet bénéficie d'une action de développement technologique (ADT) de l'Inria. Ce financement permet le recrutement pour deux ans d'un ingénieur, Jean-Emile Dartois, chargé d'aider aux développements. Daum permettra de valider Kevoree. Il servira aussi à la création d'applications métiers.

 D'une pierre deux coups

 Voilà pourquoi les chercheurs étaient aussi en quête d'une application réelle qui puisse illustrer l'intérêt de leur nouvelle technologie. Officier sapeur-pompier en Ille-et-Vilaine, Noël Plouzeau a saisi “une opportunité de faire d'une pierre deux coups en créant un outil qui puisse servir aux collègues durant les interventions. Au sein du SDIS 35(2), nous avions  justement besoin d'un système d'aide à la décision tactique. Autrement dit : une application dynamique distribuée avec des contraintes temps-réel.

 Sur le terrain, via une simple tablette sous Android, les officiers vont pouvoir accéder instantanément à une batterie d'informations pour estimer la situation. Placée sur chaque pompier, une petite boîte bardée de capteurs mesure une foison de paramètres : température corporelle, température extérieure, taux d'oxygène... “Avec Kevoree, nous sommes capables de construire dynamiquement toute une infrastructure de calcul sur lesquels nous déployons des composants. Ceux-ci allument les capteurs, vérifient que les valeurs se maintiennent dans les bonnes fourchettes, déduisent des tendances, envoient des alertes... Élévation de la température moyenne, présence de monoxyde de carbone... Autant d'informations qui renforcent la sécurité individuelle et collective.

 L'outil épouse les procédures définies par la doctrine nationale des sapeurs pompiers. Il puisera dans les données géographiques du SDIS 35. “L'utilisateur visualisera les hydrants (bouches et poteaux d'incendie) ou encore les points de danger spécifiques à certains sites répertoriés. Les hôpitaux par exemple. Nous aimerions même aller plus loin et effectuer un croisement avec des systèmes d'intelligence bâtimentaire, ce qu'on appelle aussi l'immotique.  Truffés de détecteurs, certains lieux savent dire “si quelqu'un se trouve encore dans telle pièce, si telle porte est ouverte, fermée, verrouillée ou dé-verrouillée... Nous n'en sommes pas là. Mais nous explorerons des possibilités de partenariat et de recherche dans cette direction.

 Propagation

À travers cette application, “le défi scientifique est de démontrer l'avantage de notre système dynamique face à une traditionnelle architecture clients/serveur. Totalement distribué, Kerovee recourt à des algorithmes de propagation de proches en proches. Ce choix nous confère une souplesse supérieure.”  Le démonstrateur privilégie par ailleurs les solutions open source, des protocoles standards et les matériels les plus courants. “Pour traiter les valeurs des capteurs, nous posons nos noeuds de calculs sur de simples cartes Arduino. Elles sont bon marché et constituent en quelque sorte un standard.  À peine plus chers, les nouveaux Raspberry Pi accueilleront des nœuds plus puissants.  À partir d'un processeur ARM, on peut élaborer un mini-serveur qui tient dans la boîte à gants du camion et ne consomme que 10 W.  Pas de quoi affoler la batterie d'un camion.

 Partenariats industriels

 “Nous espérons valider l'application en 2013. Elle servirait d'abord à la formation continue des officiers, à l'école départementale des sapeurs.  Et ensuite? “C'est très ouvert. Nous souhaitons participer à des projets européens sur les systèmes distribués dynamiques orientés services, éventuellement dans le cadre du nouveau dispositif ICT Labs dont les action lines correspondent bien à ce que nous faisons. Notre technologie ouvre beaucoup de possibilités de partenariats industriels. J'irai frapper à la porte de certaines entreprises. Des fournisseurs de services embarqués par exemple. Pourquoi pas également la création d'une start-up...

 

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Notes :

(1) Un acronyme pour : Dynamic Adaptation Using Models.
*Triskell est une équipe Inria commune avec l'Insa de Rennes, l'université de Rennes 1 et le CNRS.
*Myriads est une équipe Inria commune avec l'Insa de Rennes et  l'Université de Rennes 1.

(2) Service Départemental d'Incendie et de Secours d'Ille-et-Vilaine.