Reliability and maintenance modelling based on probabilistic graphical models : case study on rail prevention

Modélisation de la fiabilité et de la maintenance par modèles graphiques probabilistes : application à la prévention des ruptures de rail

Roland Donat (1)

1 LITIS - Laboratoire d'Informatique, de Traitement de l'Information et des Systèmes

Rail networks are prone to degradations of their railtrack that directly impact the commercial service. Therefore, maintenance policies are implemented in order to limit the loss of network quality and avaibility. This thesis proposes a generic modelling for these policies based on the reliability, using Bayesian Network (BN) formalism. The system reliability is captured by dedicated dynamic BN, allowing to take in account the sojorn-time in each system state (semi-markovian assumptiun). The diagnostic tools and the maintenance actions are also represented to accurately describe complex strategies. The consideration of the utility associated to each model ,attribute (availabiblity/security/cost) enables to evaluate innovative predictive maintenance policies. This methodology is applied to the RATP RER network to deal with the rail break prevention problem.

Les réseaux ferroviaires sont sujets à des dégradations de leur voie qui impactent directement le service offert aux voyageurs. Des politiques de maintenance sont donc déployées pour en limiter les effets sur la qualité et la disponibilité du réseau. Ce mémoire propose une modélisation générique de ces politiques reposant sur la fiabilité, et ce à partir du seul formalisme des réseaux bayésiens (RB). La fiabilité du système est caractérisée par un RB dynamique particulier tenant compte des temps de séjour dans chacun de ses états (hypothèse semi-markovienne). Les outils de diagnostics et les actions et les actions de maintenance sont également modélisés, autorisant la description fine de stratégies complexes. La prise en compte de l'utilité de chaque attribut du modèle (disponibilité/sécurité/coût) permet l'évaluation des politiques de maintenance innovantes en particulier prévisionnelles. La méthodologie est appliquée au cas précis du réseau RER de la RATP relativement au problème du rail cassé.

Mots clés: Bayesian network; Markovian assumption; Generic modelling

Mots clés: Fiabilité; Inférence; Maintenance ferroviaire; Prévisionnelle; Réseaux bayésiens

Domaines: Autre [cs.OH]

Roland Donat. Modélisation de la fiabilité et de la maintenance par modèles graphiques probabilistes : application à la prévention des ruptures de rail. Autre [cs.OH]. INSA de Rouen, 2009. Français. ⟨NNT : 2009ISAM0008⟩. ⟨tel-00474389v2⟩