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Conception d’une plateforme applicative de type
« banc d’essais » dédiée à la gestion de données
scientifiques orientées ingénierie des connaissances
Dino COSMAS
1
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Soutenance de mémoire
présenté en vue d’obtenir
Le diplôme d’ingénieur CNAM
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Encadrant CNAM : Bertrand DAVID
Encadrant LIRIS : Olivier CHAMPALLE
2
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
SOMMAIRE
 Introduction
 Conception
 Développements
 Conclusion
 Perspectives
3
3
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
 Contexte
 Mémoire ingénieur CNAM  Financement FONGECIF Rhône-Alpes
 Thèse CIFRE  Olivier Champalle & Liris/Silex & EDF
 Objectif
 Concevoir et développer une plateforme applicative permettant
d’aider à l’évaluation de formation au sein de simulateur pleine-
échelle
 Permettre aux formateurs de se « concentrer » sur certaines observations de
type comportemental durant la simulation
 Faire apparaître les observations négatives
 Fournir une mise en forme « visuelle » des journaux de bord des simulateurs
pour « lire » et « analyser » l’activité plus facilement
 Fournir aux stagiaires une vision « physique » et améliorée de leur trace
d’activité ce qui permet de travailler et d’argumenter dessus
4
4
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
 Vocabulaire de la trace modélisée
 Modèle de trace, type d’observé, type d’attribut
M-Trace, observé, attributs, transformation et règle
 KTBS, API ktbs4j, SparqlEngine
 Etude de l’existant
 Laboratoire LIRIS à Lyon
 INSA de Lyon
 Ecole des mines de Saint Etienne
 Spécifications / développements : D3KODE
Define, Discover, and Disseminate
Knowledge from Observation to Develop Expertise
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
5
5
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
 Vocabulaire de la trace modélisée (1/2)
 M-Trace :
o collection d’observés temporellement situés
o structurée par leurs relations
o un modèle explicite de cette collection d’observés et de relations
 Transformations entre M-Trace pour créer de nouvelles M-Traces
OBSERVE 1
Type : Copier
Attribut : OK
OBSERVE 3
Type : Coller
Attribut : OK
CONTENU
Relation
OBSERVE 2
Type :
« Tour de
Bloc »
Attribut : KO
MODELE
OBSERVE 4
Type :
« Contrôle
pompe »
Attribut : OK
OBSERVE N
TEMPS
6
6
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
 Vocabulaire de la trace modélisée (2/2)
 Système de Gestion de Base de Trace : Kernel for Trace Bases Systems
 Interface de Programmation Applicative : API KTBS java
 SparqlEngine : moteur d’exécution de requête Sparql (v1.1)
 KTBS utilisant seulement Sparql (v1.0)
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
Alarme
Acquittée
OK
Réglage
Tension
Alternateur
OK
Régulation
Températur
e KO
Appel en Salle de
Commande :
« ajuster la
pression » OK
Couplage
OK
Alarme
Acquittée
OK
Utiliser les
bonnes
consignes OK
Informer
avant
action KO
Vérifier la réception du
message en
demandant une
reformulation au
récepteur OK
Alarme
Acquittée
OK
Observables
intermédiaires
0
1
0
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Journaux de
bord du
simulateur
TEMPS
Gestes Professionnels KO Surveillance OK Collaboration KO
Observables de très haut niveau
(Familles d’objectifs pédagogiques)
 Exemple d’un cas d’usage sur un Scénario d’évaluation sommative (1/2)
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
Alarme
Acquittée
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Réglage
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Régulation
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Appel en Salle de
Commande :
« ajuster la
pression » OK
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SGBT RDF (type kTBS)
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Création graphique
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Création de
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
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Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Framework
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API kTBS :
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kTBS
SGBT
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Base, Modèle de
trace, M-Trace,
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Visualisation
M-Trace, Transformation,
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SparqlEngine
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
11
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
Exécution de
transformation
SPARQL v1.1
SparqlEngine
Root
Base
Modèle de trace
Type d’observé
Type d’attribut
Méthode
Trace
Observé
kTBS
D3KODE
SGBT RDF (type kTBS)
Gestion graphique
Modèle de trace
Création graphique
Transformation
Création de
transformation par
non-informaticien
Evolutivité de la
création des
transformations
Interface graphique de
Visualisation
Interaction avec
interface de
visualisation
12
12
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
D3KODE
SGBT RDF (type kTBS)
Gestion graphique
Modèle de trace
Création graphique
Transformation
Création de
transformation par
non-informaticien
Evolutivité de la
création des
transformations
Interface graphique de
Visualisation
Interaction avec
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visualisation
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
13
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
D3KODE
SGBT RDF (type kTBS)
Gestion graphique
Modèle de trace
Création graphique
Transformation
Création de
transformation par
non-informaticien
Evolutivité de la
création des
transformations
Interface graphique de
Visualisation
Interaction avec
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visualisation
Modèle de transformation (Olivier CHAMPALLE)
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
14
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
D3KODE
SGBT RDF (type kTBS)
Gestion graphique
Modèle de trace
Création graphique
Transformation
Création de
transformation par
non-informaticien
Evolutivité de la
création des
transformations
Interface graphique de
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Interaction avec
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Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
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SGBT RDF (type kTBS)
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Transformation
Création de
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non-informaticien
Evolutivité de la
création des
transformations
Interface graphique de
Visualisation
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visualisation
15
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Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Sparql1.1
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
16
16
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Sparql1.1
 Autres possibilités au sein de D3KODE
 Gestion utilisateur :
 Expert : édition de transformation, gestion de modèle
 Stagiaire : consultation de sa trace d’activité
 Administrateur : gestionnaire des éléments du SGBT
 Evolutivité :
 Internationalisation : possibilité de traduire D3KODE en plusieurs
langues
 Modularité de représentation graphique : possibilité de créer de
nouvelles interfaces de visualisation
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
17
17
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
Gantt Global du projet D3KODE
2. Conception 4. Test
3. Développement
1. Etude/Analyse 5. Intégration
 Jalons
 Toutes les 2 semaines
 Revue de thèse
 Présentation équipe Silex
18
18
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
 Développements
 Plateforme applicative évolutive : D3KODE
 Moteur d’execution Sparql v1.1: SparqlEngine
 Évolution au sein de l’ API ktbs_4j.jar
 Mise en place un modèle de transformation à base de transformation
composées de plusieurs règles
 Rédactions
 Guide général d’utilisation de D3KODE
 Guide général d’utilisation du kTBS & API ktbs_4j & SparqlEngine
19
19
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
 Cahier des charges respecté
 Etude de l’existant
 Choix d’implémentation
 Gestion ressources traces modélisées
 Déploiement multiplateforme (Windows, Mac, Linux)
 IHM Transformation
 Réutilisation de règle de transformation
 Visualisation corpus de M-Trace
 Réutilisation de D3KODE dans de nouveaux projets
(LIRIS/SILEX)
 Accueil positif EDF et de l’équipe SILEX
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
20
20
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
 D3KODE
 Requête « Ou » et « Ou exclusif » (réflexion faite reste implémentation)
 Icone adaptative en fonction de la valeur d’un attribut d’un observé
Attribut réalisation = OK
Attribut réalisation = KO
 Réflexions technique et cognitive sur l’aide à la création de règles de type
« OK » « KO » « ~OK »
 kTBS
 Transformation avec règles séquentielles
 Gestion de métadonnées d’une trace spécifiées dans un modèle de trace
 Permettre une vérification paramétrable de M-Trace
 Informations synthétiques automatiques sur une M-Trace
21
21
Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012
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  • 1. Conception d’une plateforme applicative de type « banc d’essais » dédiée à la gestion de données scientifiques orientées ingénierie des connaissances Dino COSMAS 1 1 Soutenance de mémoire présenté en vue d’obtenir Le diplôme d’ingénieur CNAM Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Encadrant CNAM : Bertrand DAVID Encadrant LIRIS : Olivier CHAMPALLE
  • 2. 2 2 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 SOMMAIRE  Introduction  Conception  Développements  Conclusion  Perspectives
  • 3. 3 3 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives  Contexte  Mémoire ingénieur CNAM  Financement FONGECIF Rhône-Alpes  Thèse CIFRE  Olivier Champalle & Liris/Silex & EDF  Objectif  Concevoir et développer une plateforme applicative permettant d’aider à l’évaluation de formation au sein de simulateur pleine- échelle  Permettre aux formateurs de se « concentrer » sur certaines observations de type comportemental durant la simulation  Faire apparaître les observations négatives  Fournir une mise en forme « visuelle » des journaux de bord des simulateurs pour « lire » et « analyser » l’activité plus facilement  Fournir aux stagiaires une vision « physique » et améliorée de leur trace d’activité ce qui permet de travailler et d’argumenter dessus
  • 4. 4 4 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012  Vocabulaire de la trace modélisée  Modèle de trace, type d’observé, type d’attribut M-Trace, observé, attributs, transformation et règle  KTBS, API ktbs4j, SparqlEngine  Etude de l’existant  Laboratoire LIRIS à Lyon  INSA de Lyon  Ecole des mines de Saint Etienne  Spécifications / développements : D3KODE Define, Discover, and Disseminate Knowledge from Observation to Develop Expertise Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 5. 5 5 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives  Vocabulaire de la trace modélisée (1/2)  M-Trace : o collection d’observés temporellement situés o structurée par leurs relations o un modèle explicite de cette collection d’observés et de relations  Transformations entre M-Trace pour créer de nouvelles M-Traces OBSERVE 1 Type : Copier Attribut : OK OBSERVE 3 Type : Coller Attribut : OK CONTENU Relation OBSERVE 2 Type : « Tour de Bloc » Attribut : KO MODELE OBSERVE 4 Type : « Contrôle pompe » Attribut : OK OBSERVE N TEMPS
  • 6. 6 6 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives  Vocabulaire de la trace modélisée (2/2)  Système de Gestion de Base de Trace : Kernel for Trace Bases Systems  Interface de Programmation Applicative : API KTBS java  SparqlEngine : moteur d’exécution de requête Sparql (v1.1)  KTBS utilisant seulement Sparql (v1.0)
  • 7. 7 7 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives Alarme Acquittée OK Réglage Tension Alternateur OK Régulation Températur e KO Appel en Salle de Commande : « ajuster la pression » OK Couplage OK Alarme Acquittée OK Utiliser les bonnes consignes OK Informer avant action KO Vérifier la réception du message en demandant une reformulation au récepteur OK Alarme Acquittée OK Observables intermédiaires 0 1 0 1 0 1 0 1 Journaux de bord du simulateur TEMPS Gestes Professionnels KO Surveillance OK Collaboration KO Observables de très haut niveau (Familles d’objectifs pédagogiques)  Exemple d’un cas d’usage sur un Scénario d’évaluation sommative (1/2)
  • 8. 8 8 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives Alarme Acquittée OK Réglage Tension Alternateur OK Régulation Températur e KO Appel en Salle de Commande : « ajuster la pression » OK Couplage OK Alarme Acquittée OK Utiliser les bonnes consignes OK Informer avant action KO Vérifier la réception du message en demandant une reformulation au récepteur OK Alarme Acquittée OK Observables intermédiaires 0 1 0 1 0 1 0 1 Journaux de bord du simulateur TEMPS Gestes Professionnels KO Surveillance OK Collaboration KO Observables de très haut niveau (Familles d’objectifs pédagogiques)  Exemple d’un cas d’usage sur un Scénario d’évaluation sommative (2/2) TRANSFORMATION 1 TRANSFORMATION 2 RÈGLE 10 RÈGLE 11 RÈGLE 9 RÈGLE 5 RÈGLE 6 RÈGLE 4 RÈGLE 1 RÈGLE 2 RÈGLE 3 RÈGLE 2 RÈGLE 7 RÈGLE 8 RÈGLE 2 RÈGLE 9 RÈGLE 4
  • 9. Abstract SBT-IM kTBS Tatiana Travis D3KODE SGBT RDF (type kTBS) Orienté temps réel Interface graphique de Visualisation Interaction avec interface de visualisation Création graphique Transformation Création de transformation par non-informaticien Evolutivité de la création des transformations Gestion graphique Modèle de trace Client léger 9 9 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012  Etude de l’existant Faiblement ou non implémenté Implémenté Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 10. 10 10 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Framework MVC: Struts2 API kTBS : ktbs-4j kTBS SGBT Stockage Base, Modèle de trace, M-Trace, Transformation, Observé Traitement Exécution de transformation entre traces Chargement de données Fichier CSV Création à base de critères de règle de transformation D3KODE 1 2 4 3 Visualisation M-Trace, Transformation, Observé 5 SparqlEngine Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 11. 11 11 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives Exécution de transformation SPARQL v1.1 SparqlEngine Root Base Modèle de trace Type d’observé Type d’attribut Méthode Trace Observé kTBS D3KODE SGBT RDF (type kTBS) Gestion graphique Modèle de trace Création graphique Transformation Création de transformation par non-informaticien Evolutivité de la création des transformations Interface graphique de Visualisation Interaction avec interface de visualisation
  • 12. 12 12 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 D3KODE SGBT RDF (type kTBS) Gestion graphique Modèle de trace Création graphique Transformation Création de transformation par non-informaticien Evolutivité de la création des transformations Interface graphique de Visualisation Interaction avec interface de visualisation Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 13. 13 13 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 D3KODE SGBT RDF (type kTBS) Gestion graphique Modèle de trace Création graphique Transformation Création de transformation par non-informaticien Evolutivité de la création des transformations Interface graphique de Visualisation Interaction avec interface de visualisation Modèle de transformation (Olivier CHAMPALLE) Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 14. 14 14 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 D3KODE SGBT RDF (type kTBS) Gestion graphique Modèle de trace Création graphique Transformation Création de transformation par non-informaticien Evolutivité de la création des transformations Interface graphique de Visualisation Interaction avec interface de visualisation Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 15. D3KODE SGBT RDF (type kTBS) Gestion graphique Modèle de trace Création graphique Transformation Création de transformation par non-informaticien Evolutivité de la création des transformations Interface graphique de Visualisation Interaction avec interface de visualisation 15 15 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Sparql1.1 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 16. 16 16 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Sparql1.1  Autres possibilités au sein de D3KODE  Gestion utilisateur :  Expert : édition de transformation, gestion de modèle  Stagiaire : consultation de sa trace d’activité  Administrateur : gestionnaire des éléments du SGBT  Evolutivité :  Internationalisation : possibilité de traduire D3KODE en plusieurs langues  Modularité de représentation graphique : possibilité de créer de nouvelles interfaces de visualisation Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 17. 17 17 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives Gantt Global du projet D3KODE 2. Conception 4. Test 3. Développement 1. Etude/Analyse 5. Intégration  Jalons  Toutes les 2 semaines  Revue de thèse  Présentation équipe Silex
  • 18. 18 18 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives  Développements  Plateforme applicative évolutive : D3KODE  Moteur d’execution Sparql v1.1: SparqlEngine  Évolution au sein de l’ API ktbs_4j.jar  Mise en place un modèle de transformation à base de transformation composées de plusieurs règles  Rédactions  Guide général d’utilisation de D3KODE  Guide général d’utilisation du kTBS & API ktbs_4j & SparqlEngine
  • 19. 19 19 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012  Cahier des charges respecté  Etude de l’existant  Choix d’implémentation  Gestion ressources traces modélisées  Déploiement multiplateforme (Windows, Mac, Linux)  IHM Transformation  Réutilisation de règle de transformation  Visualisation corpus de M-Trace  Réutilisation de D3KODE dans de nouveaux projets (LIRIS/SILEX)  Accueil positif EDF et de l’équipe SILEX Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives
  • 20. 20 20 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Introduction Conception Développements Conclusion Perspectives  D3KODE  Requête « Ou » et « Ou exclusif » (réflexion faite reste implémentation)  Icone adaptative en fonction de la valeur d’un attribut d’un observé Attribut réalisation = OK Attribut réalisation = KO  Réflexions technique et cognitive sur l’aide à la création de règles de type « OK » « KO » « ~OK »  kTBS  Transformation avec règles séquentielles  Gestion de métadonnées d’une trace spécifiées dans un modèle de trace  Permettre une vérification paramétrable de M-Trace  Informations synthétiques automatiques sur une M-Trace
  • 21. 21 21 Soutenance mémoire ingénieur CNAM 11/06/2012 Merci de votre attention. Questions