[PDF] Identification et priorisation des situations critiques de cas dusage

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Hélène TATETGRAIN - Département TS2 - LESCOT

Abdelmename HEDHLI - Département COSYS - ERENA

Alexandre DUSSERRE - STRMTG

Pierre JOUVE - STRMTG

STPA : ANALYSE DE SECURITE DES

PARCOURS PREDEFINIS

1

Table des matières

1. Préambule ...................................................................................................................................................... 4

2. Définitions ...................................................................................................................................................... 5

3. Périmètre ........................................................................................................................................................ 6

Introduction ................................................................................................................................. 6

le projeteur ......................................................................................................................................... 6

4. Présentation générale de la méthode ............................................................................................................ 8

a) Objectif ........................................................................................................................................ 8

Approche méthodologique ......................................................................................................... 8

structure générale ....................................................................................................................... 9

Les Cinq étapes de la méthode ................................................................................................. 10

Présentation de la méthode - séquencement des taches ........................................................ 12

5. Présentation détaillée : Décomposition du parcours ................................................................................... 13

a) Les macro sections .................................................................................................................... 13

Les sections ................................................................................................................................ 13

Exemples de décompositions .................................................................................................... 15

Codage d'une section ................................................................................................................ 18

6. Concepts de la norme ISO 26262 ................................................................................................................. 22

b) La contrôlabilité (C) ............................................................................................................... 22

c) La sévérité (S) ........................................................................................................................ 22

7. Présentation détaillée : Les situations de conduite .................................................................................... 25

Les situations nominales ........................................................................................................... 25

Définition des interactions nominales ...................................................................................... 26

CriticitĠ d'une situation nominale ............................................................................................. 27

8. Présentation détaillée -Les évènements ...................................................................................................... 31

Définitions ................................................................................................................................. 31

Calcul de criticitĠ d'un Ġǀğnement aǀec tiers ponctuel ............................................................ 32

Calcul de criticitĠ d'un Ġǀğnement de type ͨ circonstances » .................................................. 34

9. Application : utilisation de la méthode sur une section ............................................................................. 36

Application : Phase 1 - Décomposition du parcours en section ............................................................................ 37

Niveau 0 - sectionnement du parcours - Choix de la section à traiter ...................................... 38

Attributs de Niveau 1 ................................................................................................................ 39

Application : Phase 2 - Les situations de conduite et les interactions nominales ................................................. 40

2

Estimation de la fréquence de situation 1 - Interactions de la naǀette aǀec d'autres usagers

circulant dans la même voie ............................................................................................................. 40

Estimation de la fréquence de situation 2 - Interactions de la naǀette aǀec d'autres usagers

circulant dans le sens perpendiculaire (croisement) ........................................................................ 40

Estimation de la fréquence globale de situation ....................................................................... 41

Estimation de la sĠǀĠritĠ d'un Ġǀğnement redoutĠ associĠ ă la situation nominale ............... 41

Estimation de la dégradation potentielle de la contrôlabilité nominale .................................. 42

Calcul de la criticité de la situation nominale ............................................................................ 42

Application : Phase 3 - Calcul de la criticitĠ d'un Ġǀğnement aǀec tiers ponctuel ................................................ 44

Estimation de la fréquence, sévérité et dégradation de la contrôlabilité................................. 44

b) Calcul de la criticitĠ d'un Ġǀğnement aǀec tiers ponctuel ........................................................ 44

Processus de calcul de la criticité pour un évènement avec tiens ponctuel ............................. 45

Application : Phase 4 - Calcul de la criticitĠ d'un Ġǀğnement de type " circonstances » ..................................... 47

Estimation de la fréquence, sévérité et dégradation de la contrôlabilité................................. 47

10. Exploitation des résultats de la méthode ..................................................................................................... 49

Introduction ............................................................................................................................... 49

Classification et exploitation statistique des résultats .............................................................. 50

3

Date Note Version

25/06/2019 A.Hedhli - création du document 1

27/06/2019 Relecture et ajouts Pierre Jouve 2

15/08/2019 Intégration modification PJ + Ajout chapitres 8 et 9 3

02/09/2019 A.Hedhli - Ajouts chapitres

8 - Application : utilisation de la méthode sur une section

9 - Exploitation des résultats de la méthode

4

09/09/2019 A.Hedhli - nouvelle version suite à la réunion du ifsttar et strmtg du

06/09/2019

5

09/09/2019 Relecture Pierre Jouve 6

11/09/2019 Complements - A.Hedhli 7

13/09/2019 A.Hedhli - nouvelle version suite à la réunion du DGITM du 13/09/2019 8

06/02/2020 Prise en compte des remarques de forme du GT STPA.

Les remarques de fond étant traitées dans le cadre des travaux du GT STPA sur (a) la décomposition de parcours et (b) les scenarios critiques. VF 4

1. Préambule

Dans le contexte du développement du véhicule automatisé, dont les expérimentations sur la voie

place aǀec la DGEC, la DGE et la DSCR, la DGGN et l'ANSSI, une structure de traǀail (Ηtask force")

destinée à identifier les enjeux liés à l'évolution de la réglementation technique des véhicules

notamment sur la partie reprise de contrôle ou conception des asservissements face aux événements

inopinés ou situations imprévues/situations nominales de cas d'usage.

un nouǀeau cadre permettant de passer d'une approche par ͨ module ͩ (edž ͗ direction-latéral ;

freinage-accélération-longitudinal ; champ de vision) à une approche " système ». Pour cela, il est

notamment nĠcessaire de dĠcrire le cas d'usage de faĕon suffisamment dĠtaillĠe et d'analyser les

situations de conduite et les événements les plus critiques.

Entre mai 2016 et mai 2017, IFSTTAR a mené une première mission et a pu apporter son expertise à la

DGITM dans la qualification et la priorisation des cas d'usage et des situations critiques de cas d'usage,

pour contribuer ă une meilleure perception des enjeudž de l'Ġǀolution de la rĠglementation. Les

avec les constructeurs automobiles, qui ont adopté cette approche.

En outre, la dynamique de développement du transport public automatisé conduit à considérer le

parcours sont prĠdĠfinis, en s'appuyant sur une analyse des situations critiques de circulation des

naǀettes automatisĠes. L'objet du prĠsent rapport s'inscrit dans la continuitĠ des traǀaudž rappelĠs ci-

dessus et porte sur les traǀaudž conduits dans le cadre de l'Ġtude ͨ STPA ͗ analyse de sĠcurité des

parcours prĠdĠfinis ͩ. Ces traǀaudž s'appuient sur la mĠthode ĠlaborĠe ă l'occasion de la premiğre

mission pour la qualification et la priorisation des cas d'usage et des situations critiques de cas d'usage.

Cette méthodologie est appliquée aux macro cas d'usage des navettes automatisées (STPA) sur

parcours prédéfinis. 5

2. Définitions

STPA " Système de transport routier automatisé » : ensemble des éléments qui concourent au

fonctionnement ou à l'usage d'un système de transport routier automatisé et notamment : - des véhicules - des installations techniques et de sécurité - des rğgles d'edžploitation, d'entretien ou de maintenance - des parcours et leurs équipements du code la route

Conditions météorologiques nominales : conditions météorologiques standard prises en compte pour

est faite dans un contexte favorable (de jour, pas de pluie ni brouillard , lumière non rasante, ..)

Evènement redouté : évènement releǀant d'une collision du ǀĠhicule de transport automatisĠ aǀec un

tiers usager de la voirie, pouvant créer des dommages corporels aux usagers tiers et/ou aux occupants

du véhicule automatisé. accident et de la capacité du système à éviter cet accident 6

3. Périmètre

Introduction

fonctionnalités automatisées constitue un socle pour les développements et pour construire une

approche rĠglementaire adaptĠe ă la diǀersitĠ des cas d'usages. Les paramğtres dĠfinissant les

domaines d'emploi ne se rĠsument pas ă une configuration d'infrastructure, mais incluent Ġgalement

les conditions de trafic ou météorologiques.

acteurs, de développer un travail partagé de caractérisation des réseaux, en fonction de leur

gĠomĠtrie, des attributs nominaudž de signalisation, des conditions de trafic et d'accidentologie,

permettant notamment audž diffĠrents cas d'usage de dĠfinir leurs domaines d'emploi sur une base

commune, et, au-delă, de fonder un rĠfĠrentiel commun d'analyse de sĠcuritĠ pour certains cas

d'usage. Objectifs généraux et place de la méthode dans le processus

Le but est d'identifier, pour un parcours donné, les scénarios les plus critiques en termes de sécurité

en fonction des interactions entre le STPA (dont le "composant véhicule" peut être une "navette

automatisée) et l'enǀironnement edžtĠrieur (mĠtĠo, usagers de la route et piĠtons, infrastructure). Les

aléas intrinsèques au véhicule ne font pas partie du périmètre de cette démarche.

Les scénarios ainsi mis en avant, adaptés au site traversé et au parcours du véhicule, pourraient alors

serǀir de rĠfĠrence pour l'Ġtablissement des essais et tests à réaliser dans le cadre de la validation du

système.

La prĠsente mĠthode dĠcompose l'analyse de sĠcuritĠ de parcours en trois ǀolets ͗

1. La circulabilité, qui représente la capacité du véhicule à assurer son déplacement sur

le parcours en l'absence de tiers et d'alĠas (mais intğgre les ĠlĠments de l'infrastructure

susceptibles de pénaliser le système)

2. La gestion des situations nominales (qui intègre le premier volet et prend également

en compte un trafic normal, des comportements nominaux des tiers, ...)

3. La gestion des évènements dits exceptionnels (ponctuels) (qui intègre les deux

précédents volets et ajoute par exemple la prise en compte des comportements non attendus ou non prévisibles des tiers, les conditions météorologiques, ..)

d'autorisation n'Ġtant pas encore figĠe, et ne prĠjuge en rien des edžigences d'homologation et de

démonstrations qui seront demandées par ailleurs. Il permet cependant de préciser les limites de la

présente méthode, et les parties non couvertes explicitement. 7 Place de l'analyse de sĠcuritĠ de parcours STPA dans le processus d'autorisation 8

4. Présentation générale de la méthode

a) Objectif

usagers de la route, piétons, infrastructure). Les aléas intrinsèques au véhicule et aux éventuels

Cette méthode, déroulée par un projeteur, doit lui permettre de pondérer les scénarios en terme de

sévérité et de fréquence, de les classer en terme de criticité, le tout dans le but de mieux cibler les

tests à effectuer pour mener les validations.

Approche méthodologique

dessous 9 structure générale 10

Les Cinq étapes de la méthode

Cette démarche comprend les 5 phases suivantes : Résultat : décomposition du parcours en sections homogènes et présentant le niveau de

découpage adapté aux caractéristiques physiques du site (différentes voies de circulation,

intersections, séparations de voie, stationnements, etc).

STPA (mouvements, arrêts, directions, ..).

nominale possible.

Résultat :

Liste des évènements nominaux - c'est-à-dire les interactions entre le véhicule et son enǀironnement edžtĠrieur dans le cadre d'un fonctionnement normal (en précisant les éléments de contexte tels que la vitesse nominale de la navette). En effet, en analysant les interactions entre le véhicule et son environnement

edžtĠrieur, l'objectif est d'identifier les diffĠrentes actions prĠǀisibles des éléments

externes au véhicule.

Par exemple

- des piétons sont attendus et traversent en règle les passages piétons, - les VL circulent sur leurs voies respectives en respectant le code de la route - Des vélos sont attendus sur la route et sur les voies qui leur sont dédiées - les feudž de signalisation changent d'Ġtat rĠguliğrement, - la visibilité/luminosité évolue (mode jour ou nuit, pluie, etc.), La réalisation de cette phase permet de produire une liste des interactions nominales.

3. Action " définition des situations nominales »

La combinaison

a) Des sections homogğnes identifiĠes dans le cadre de l'action ͨ Analyse de parcours »

b) Des Ġǀğnements nominaudž identifiĠs dans le cadre de l'action 2 ͨ identifications des

interactions dans chaque section » pour chaque section

Permet d'obtenir le rĠsultat de cette action : définir les situations de conduite nominales. La

4. Action " Identification des évènements exceptionnels du parcours »

Cette action permet, à partir de

a. La liste initiale des évènements exceptionnels de la méthode (identification générique des événements exceptionnels) et b. La liste des situations de conduite nominales, et c. L'analyse de l'enǀironnement global du parcours De définir une liste des événements exceptionnels envisageables pour le parcours 11

5. Action " Identification des scenarios critiques »

A partir de

a. La liste des évènements exceptionnels pour le parcours et b. La liste des situations de conduite nominales,

La criticité est évaluée pour chaque point de la matrice situation de conduite/évènement

edžceptionnel du parcours, en prenant Ġgalement en compte l'influence des différentes

circonstances extérieures.

Résultats : Liste des scenarii pondérés en terme de fréquence/sévérité/criticité. Par exemple,

établissement de la liste des scenarii les plus critiques sur le parcours. 12 Présentation de la méthode Ȃ séquencement des taches 13

5. Présentation détaillée : Décomposition du

parcours

Les parcours sont catégorisés selon différents niveaux de critères hiérarchisés, définis de la manière

suivante : a) Les macro sections - Découpage de niveau 1 : décomposition du parcours en macro sections. Une macro section est définie comme un tronçon entre deux modifications de priorité sur le parcours (feu de signalisation, stop, cédez le passage, etc).

De plus, un carrefour à feux ou avec priorité à droite ou un giratoire constituent une macro

sections à part entière. Une macro section est composĠe d'une sĠrie de sections.

Les sections

- - Découpage de niveau 2 : décomposition de chaque macro-section en section Une section est une sous-partie homogène de macro sections, définie par :

Des attributs statiques ;

Des caractéristiques des flux de circulation (type de flux, densité, vitesse relative).

Seuls sont considérés dans un premier temps, les caractéristiques statiques des sections.

de critères : Les attributs permettant de caractériser la voie sur laquelle le véhicule autonome roule ; Les attributs statiques environnant la voie de circulation et affectant potentiellement les interactions avec les autres usagers.

En plus de décrire les interactions possibles avec les autres usagers, cette deuxiğme sĠrie d'attributs a

vocation à intégrer les masques pouvant affecter la visibilité par les capteurs et/ou la connectivité des

véhicules. Une première liste non-exhaustive des attributs correspondant à chaque série est fournie

14

Ces attributs conduisent à une décomposition du parcours en section homogènes (ie de mêmes

attributs) telle que décrite ci-dessous

Exemple de dĠcomposition d'un parcours

Parcours X

Macrosection

1

Section 1.1

Section 1.2

Section 1.3

Macrosection

2

Section 2.1

Section 2.2

Macrosection

3

Section 3.1

Section 3.2

Section3.3

Section3.4

Exemples de décompositions

Macro Section 5 - Av F.Miterrand

Macro Section 1 - Rue du chêne

Macro Section 2 - Giratoire

Macro Section 3 - Av F.Miterrand

Macro Section 4 - Carrefour à feux

16

Macro section 2 - Giratoire

Section Dénomination

Passage piéton

Divergent sortie

Section courante giratoire

Convergent sur giratoire

Section courante giratoire

Divergent sortie

Section courante giratoire

Cédez le passage sur carrefour giratoire avec feux tram

Passage piéton

T P T P T P T P T P T P 17

Marco section 3 - Avenue François Mitterrand

Section Dénomination

Section courante sur Avenue Mitterrand

Passage piéton

Section courante sur Avenue Mitterrand

Section courante avec Cédez le passage à droite

Arrêt de bus

Passage piéton

Codage des attributs du niveau 0 - Topographie

d'Ġǀaluation de la criticitĠ d'un parcours, chaque section sera codée selon les conventions décrites ci-

dessous. Le positionnement gauche droite est établi par rapport à la voie circulée par la navette

AG pour Aménagement Gauche

AD pour Aménagement Droite

SG pour séparateur Gauche

SD pour séparateur droite

NA sont les voies circulables par la navette (dans le même sens) et autorisées

Le niveau 0 intègre également la description de son infrastructure à travers les deux paramètres

suivants : Type de l'infrastructure: Surface, tunnel, viaduc etc

Configuration de l'infrastructure : Section courante, Arrêt NA en encoche, Arrêt NA en alvéole

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