Notre propos est la conception assistée par ordinateur des scénarios comprenant des contenus multimédia qui interagissent avec les actions extérieures, notamment celles de l’interprète (e.g., spectacles vivants, installations muséales interactives et jeux vidéo). Le contenu multimédia est structuré dans un ordre spatial et temporel selon les exigences de l’auteur. Par conséquent, la complexité potentiellement élevée de ces scénarios nécessite des langages de spécification adéquats pour leur complète description et vérification.Partitions Interactives est un formalisme qui a été proposé comme un modèle pour la composition et l’exécution des scénarios multimédias interactifs. En outre, un séquenceur inter-médias, appelé ISCORE,a été élaboré à partir de la sémantique Petri net proposée par ce formalisme. Au cours des dernières années, I-SCORE a été utilisé avec succès pour la composition et l’exécution des spectacles et des expositions interactives. Néanmoins, ces applications et les applications émergentes telles queles jeux vidéo et les installations muséales interactives, de plus en plus exigent deux caractéristiques que la version stable actuelle de I-SCORE ainsi que son modèle sous-jacent ne supportent pas : (1)des structures de contrôle flexibles comme des conditionnelles et des boucles ; et (2) des mécanismes pour la vérification automatique de scénarios.Dans cette thèse, nous présentons deux modèles formels pour la composition et la vérification automatique de scénarios interactifs multimédia avec des choix interactifs, i.e., des scénarios où l’interprète ou le système peut prendre des décisions au sujet de leur état d’exécution avec un certain degré de liberté définie par le compositeur.Dans notre première approche, nous définissons un nouveau langage de programmation appelé REACTIVEIS dont les programmes sont définis comme des arbres représentant l’aspect hiérarchique des scénarios interactifs et dont les noeuds contiennent les conditions nécessaires pour démarrer et arrêter les objets temporels (TOS). En outre, nous définissons une sémantique opérationnelle basé sur des arbres marqués, contenant dans leurs noeuds, les informations sur le début et la fin de chaque TO. Nous définissons également une interprétation déclarative de REACTIVEIS comme formules de la logique linéaire intuitionniste avec sous exponentiels (SELL). Nous montrons que cette interprétation est adéquate : les dérivations dans la logique correspondent à des traces du programme et vice-versa.Dans notre deuxième approche, nous présentons un système basé sur des Automates Temporisés.Dans le système proposé, nous modélisons des scénarios interactifs comme un réseau d’automates temporisés et les étendons avec des points interactifs gardés par des conditions, permettant ainsi la spécification de comportements avec branchements. Par ailleurs, nous profitons des outils matures et efficaces pour simuler et vérifier automatiquement des scénarios modélisés comme des automates temporisés. Dans notre système, les scénarios peuvent être synthétisés dans un matériel reconfigurable afin de fournir une faible latence et l’exécution en temps réel.Dans cette thèse, nous explorons également une nouvelle façon de définir et mettre en oeuvre des scénarios interactifs, visant à un modèle plus dynamique en utilisant le langage réactif REACTIVEML.Enfin, nous présentons une extension des scénarios interactifs utilisant des réseaux de Petri colorés(CPN) qui vise à traiter des données complexes, en particulier, les données statiques et dynamiques de flux audio. / Interactive multimedia deals with the computer-based design of scenarios consisting of multimediacontent that interacts with external actions and those of the performer (e.g., multimedialive-performance arts, interactive museum installations, and video games). The multimedia content is structured in a spatial and temporal order according to the author’s requirements. Therefore, thepotentially high complexity of these scenarios requires adequate specification languages for theircomplete description and verification.Interactive scores is a formalism which has been proposed as a model for composing and performing interactive multimedia scenarios. In addition, an inter-media sequencer, called I-SCORE, hasbeen developed following the Petri Net semantics proposed by this formalism. During the last years,I-SCORE has been used successfully for the composition and performance of live performances and interactive exhibitions. Nevertheless, these applications and emergent applications such as videogames and interactive museum installations, increasingly demand two features that the current stable version of I-SCORE as well as its underlying model do not support: (1) flexible control structures such as conditionals and loops; and (2) mechanisms for the automatic verification of scenarios.In this dissertation we present two formal models for composition and automatic verification of multimedia interactive scenarios with interactive choices, i.e., scenarios where the performer or thesystem can take decisions about their execution state with a certain degree of freedom defined bythe composer.In our first approach, we define a novel programming language called REACTIVEIS. This language extends the full capacity of temporal organization of interactive scenarios by allowing the composerto use a defined logical system for the specification of the starting and stopping conditions of temporal objects (TOs). REACTIVEIS programs are formally defined as tree-like structures representing the hierarchical aspect of interactive scenarios and whose nodes contain the conditions needed to startand stop the TOs. Moreover, we define an operational semantics based on labeled trees, containing in their nodes, the information about the start and stop times of each TO.We show that this operational semantics offers an intuitive yet precise description of the behavior of interactive scenarios.We also endowed REACTIVEIS with a declarative interpretation as formulas in Intuitionistic LinearLogic with Subexponentials (SELL). We shall show that such interpretation is adequate: derivations in the logic correspond to traces of the program and vice-versa. Hence, we can use all the meta-theory of Intuitionistic Linear Logic (ILL) to reason about interactive scenarios and develop tools for theverification and analysis of interactive scenarios.In our second approach, we present a Timed Automata (TA) based framework. In the proposed framework, we model interactive scenarios as a network of timed automata and extend them with interactive points (IPs) guarded by conditions, thus allowing for the specification of branching behaviors.Moreover, we take advantage of the mature and efficient tools for TA to simulate and automatically verify scenarios. In our framework, scenarios can be synthesized into a reconfigurable hardware in order to provide a low-latency and real-time execution by taking advantage of the physical parallelism,low-latency, and high-reliability of these devices. Furthermore, we implemented a tool to systematically construct bottom-up TA models from the composition environment of I-SCORE. Doing that, we provide a friendly and specialized environment for composing and automatic verification of interactive scenarios. Finally, we present an extension of interactive scenarios using Colored Petri Nets (CPNs) thataims to handle complex data, in particular, dynamic and static data audio streams. [...]

Os sistemas de manufatura há muito vêm sendo objeto de interesse por profissionais e pesquisadores devido à busca de melhores técnicas visando o aumento da produtividade bem como pelo aumento da competitividade empresarial ao longo dos anos. Dentre seus componentes, o sistema de movimentação de materiais merece atenção especial pois, apesar de não aumentar o valor do produto, é responsável por manter o fluxo de materiais entre máquinas, células de manufatura, centros de custos ou mesmo entre empresas, que é imprescindível para qualquer sistema produtivo. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas flexíveis de movimentação de materiais e partes em ambiente fabril, focando-se em sistemas cuja movimentação possa ser realizada por VATs (Veículos Autônomos de Transporte). Considerando-se o sistema de movimentação de materiais como sendo um sistema a eventos discretos (SEDs), pode-se empregar técnicas derivadas das Redes de Petri como o PFS (Production Flow Schema) e o E-MFG (Enhanced Mark Flow Graph) na modelagem de tais sistemas. Para tanto, foram introduzidos conceitos de orientação a objetos ao E-MFG de forma a ampliar sua capacidade de modelagem, possibilitando a migração de um paradigma de modelagem orientada a processos para um de modelagem híbrida orientada a processos e a objetos. Como estudo de caso, apresenta-se a modelagem de uma simplificação do sistema de movimentação de materiais da Mercedes Benz do Brasil, situada em São Bernardo do Campo, São Paulo, para a qual se aplica a metodologia proposta. / Manufacturing systems have been object of interest of many professionals and researchers through the years due to the search of better methods for raising goods productivity and managerial competitiveness. Among its components, the material movement system deserves special attention because even not increasing the product value, it is responsible for keeping the flow of materials between machines, manufacturing cells, cost centers and also between companies, which is indispensable for any productive system. In this context, this work proposes a methodology for modeling flexible systems for materials and parts movement in the industrial environment, focusing on systems whose movement can be performed by AGVs (Autonomous Guided Vehicles). Considering the materials movement system as a Discrete Event System (DES), techniques derived from Petri Nets as PFS (Production Flow Schema) and E-MFG (Enhanced Mark Flow Graph) can be used for modeling those systems. To this purpose, concepts of object orientation are introduced to E-MFG in order to increase its modeling capacity, allowing the migration from the process oriented modeling paradigm to an hybrid object and process oriented modeling. A simplification of the materials movement system of the plant of "Mercedes Benz do Brasil", which is located in São Bernado do Campo, São Paulo, was used as a study case to illustrate the methodology presented.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Quando o sistema elÃtrico experimenta qualquer distÃrbio uma avalanche de alarmes à reportada ao Centro de OperaÃÃo do Sistema (COS) dificultando ao operador na identificaÃÃo da causa do distÃrbio. O grande volume de informaÃÃes disponibilizado pelos sistemas supervisÃrios em condiÃÃo de falta no sistema elÃtrico à de pouco valor se nÃo possibilitar um rÃpido diagnÃstico, para uma pronta e correta tomada de decisÃo e restabelecimento à condiÃÃo normal de operaÃÃo. Usando como entrada os dados informados pelo SCADA foi desenvolvido um Sistema de DiagnÃstico de Faltas (SDF), baseado em Redes de Petri Coloridas (RPC), que filtra as informaÃÃes do SCADA e à capaz de fornecer em tempo real aos operadores o diagnÃstico para as faltas no sistema. O diagnÃstico à obtido a partir da simulaÃÃo off-line de um expressivo nÃmero de possÃveis faltas no sistema em que a marcaÃÃo final da RPC para cada falta à convertida em diagnÃstico. Um Programa Especialista foi desenvolvido para a interpretaÃÃo da marcaÃÃo final fornecida pela RPC para geraÃÃo automÃtica do diagnÃstico de falta. O Programa Especialista interpreta os resultados do modelo RPC independente do sistema elÃtrico monitorado, diagnosticando os eventos que ocorrem tanto em uma subestaÃÃo quanto nas linhas de transmissÃo que ligam as subestaÃÃes, fornecendo um diagnÃstico rÃpido, sucinto, e com formato e linguagem comuns ao operador. / When a fault occurs in an electrical system often an avalanche of information is made available to the System Operation Center making it difficult to the operator to identify the cause of the fault. The great deal of information provided by the supervisory system is of any value if it does not make easy to the operator, to take a right and prompt decision to bring the system back to normal operation. Based on the SCADA information a Fault Diagnosis System (SDF) was developed, which uses the Colored Petri Nets (CPN) method to filter out the large amount of information made available by the SCADA system and then to give the fault diagnosis. The drawback of the SDF is that the fault diagnosis is developed off line from the CPN final markings for all the likely fault conditions on the power system. In this work an Expert Program is developed to automatically convert the CPN final markings into the system fault diagnosis. The Expert Program interprets the results of the CPN model independent of the monitored electrical system, it diagnosis events that occur in substations as much as the transmission lines that connect the substations, providing a fast and concise diagnosis with common format and language to the operator.

Os avanços tecnológicos das últimas décadas têm motivado o desenvolvimento dos edifícios inteligentes, visando à criação de ambientes mais confortáveis e seguros para os ocupantes, economicamente vantajosos para os proprietários e ambientalmente corretos. Considerando-se que nestes ambientes emergem novas formas de interação entre os usuários e os sistemas prediais, as quais não são adequadamente tratadas por técnicas convencionais de modelagem, torna-se necessário o estudo de novas soluções que abordem essas interações. Assim, este trabalho apresenta a proposta de uma abordagem sistemática para modelar e simular os sistemas de controle de edifícios inteligentes. Considera-se o sistema de controle como um sistema orientado por eventos discretos, no qual a comunicação entre os dispositivos que o constituem é realizada por meio da troca assíncrona de mensagens. Nesta abordagem, é utilizada a rede de Petri colorida para especificar as funcionalidades do edifício inteligente e a interação entre os dispositivos que constituem o seu sistema de controle. Assim, fornece-se um procedimento estruturado para desenvolver modelos que facilita a especificação do algoritmo de controle dos subsistemas do edifício inteligente. Para avaliar as principais características do procedimento proposto, foi apresentado um exemplo de aplicação que aborda a integração das funcionalidades de um sistema de telefonia distribuído e um sistema de vigilância predial. A abordagem de modelagem possibilitou a identificação das funcionalidades dos dispositivos inteligentes que integram o sistema de controle em diferentes níveis de abstração e as interações que ocorrem durante o seu funcionamento. A realização deste trabalho contribui para o aprimoramento de novas abordagens para o desenvolvimento de sistemas de controle com arquiteturas heterárquicas. Estes sistemas são constituídos por dispositivos inteligentes colaborativos, que possuem um elevado grau de autonomia. / Technological advances in recent decades have motivated the development of intelligent buildings, aimed at creating environments more productive for the occupants, economically advantageous for the owners and environmentally correct. New ways of interaction between users and the buildings systems are emerging from these kinds of systems, which are not adequately treated by conventional modeling techniques. In this sense, it is necessary the study of new approaches which address these new functionalities. Thus, this work presents a proposal for a systematic approach to model and simulate the control system of the intelligent buildings. The control system is considered to be a discrete event system, where the communication between the devices that integrate it is oriented by means of asynchronous messages exchange. This approach uses the colored Petri nets in order to specify the functionalities of the building system and their devices interactions. The approach provides a structured procedure to develop models that facilitate the algorithm specification of the control system. In order to verify the main characteristics of the proposed procedure, it is presented an example that is a control system that integrates a distributed telephony system and a surveillance building system. The approach proposed enabled the identification of the main functionalities and interactions of the intelligent devices constituting the control system. The achievement of this thesis contributes to the development of new approaches to develop heterarchical control system architectures. This kind of system architectures is constituted by collaborative intelligent devices that have a high degree of autonomy.

A arquitetura IP Multimedia Subsystem, proposta pelo consórcio 3rd Generation Partnership Project como base para o suporte à convergência entre telefonia móvel e a Internet, define uma série de elementos arquiteturais, entre os quais, o componente Call Session Control Function e o protocolo Session Initiation Protocol. Session Initiation Protocol é um protocolo da camada de aplicação utilizado para estabelecer, modificar e terminar sessões multimídia entre dispositivos. Em redes baseadas na arquitetura IP Multimedia Subsystem, o Session Initiation Protocol é o responsável pela comunicação entre dispositivos e a rede, e entre os componentes responsáveis pelo gerenciamento de sessão. Nos últimos anos, estudos detectaram degradação de desempenho em redes baseadas na arquitetura IP Multimedia Subsystem em função das características centralizadas do Session Initiation Protocol e dos componentes de gerenciamento de sessão. Este trabalho apresenta uma arquitetura distribuída para redes baseadas em IP Multimedia Subsystem, tendo como fundamento o paradigma de computação paralela baseado em espaço de tuplas onde os servidores são organizados em uma rede P2P, com objetivo de prover uma infraestrutura escalável e tolerante a falhas. A validação da arquitetura em termos de desempenho e escalabilidade se deu através de modelagem formal e simulação com Redes de Petri Coloridas. / The IP Multimedia Subsystem architecture, proposed by the 3rd Generation Partnership Project consortium as basis to support the convergence between mobile networks and the Internet, defines a set of architectural elements, among them, the Call Session Control Function and the Session Initiation Protocol. The Session Initiation Protocol is an application layer protocol used to establish, modify and terminate sessions between devices. On the IP multimedia subsystem based network, the Session Initiation Protocol play a key role on the communication between devices and the network, and between session management components. In the last years, studies have detected a performance bottleneck on IP multimedia subsystem networks due to centralized characteristic of the Session Initiation Protocol and in Session Control components. This work shows a distributed architecture for IP Multimedia Subsystem networks based on the tuple space paradigm, and the servers structured in a P2P network, aiming to achieve a scalable and fault-tolerant infrastructure. The validation of the architecture on the performance and scalability took place through the Coloured Petri Net formal modeling and simulation.

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2018-01-23T11:30:38Z No. of bitstreams: 1 Carla Marye Bicas Ferrari.pdf: 1256058 bytes, checksum: e934053679a57fcb66d337b275093865 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T11:30:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carla Marye Bicas Ferrari.pdf: 1256058 bytes, checksum: e934053679a57fcb66d337b275093865 (MD5) Previous issue date: 2017-09-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this research is to design a grammar that recognizes an educational text written in the narrative structure OCC-RDD and from its own generated a Petri Net model, in order to be possible analyzed and interpreted as network property on the educational history. The research will start with a bibliographic research from which a grammar and other components of this research are prepared, whose main objective is to advice the teacher on the class preparation which uses the narrative structure. A text following the narrative model in order to use it on the tool will be prepared and the same will go through each step of the research, which are: recognition of the fable, creation of the Petri Net model, network analysis and production of the results of fable’s analysis. The result of this project is the fable recognition grammar that can be used in a special tool with anexample and the analysis of the properties of this example / O objetivo da pesquisa é projetar uma gramática que reconheça um texto educativo escrito na estrutura da narrativa OCC-RDD e que a partir dela seja gerada um modelo de Rede de Petri, a fim de que seja possível analisar e interpretar as propriedades da rede na história educacional. A pesquisa terá início com um trabalho de consultas bibliográficas a partir do qual será preparada uma gramática e os outros componentes da pesquisa que possuem como principal objetivo auxiliar o professor na preparação de uma aula que utilize a estrutura narrativa. Um texto seguindo o modelo da narrativa com o intuito de utilizá-lo na ferramenta será preparado e o mesmo passará por cada etapa da pesquisa, que são: reconhecimento da fábula, criação do modelo de rede de Petri, análise da rede e produção dos resultados de análise da fábula. O resultado do trabalho ´e a gramática de reconhecimento de fábula que poderá ser utilizada numa ferramenta junto com um exemplo e a análise das propriedades deste exemplo

Numa unidade offshore de produção de petróleo, o gás produzido é tratado para atingir as especificações requeridas e permitir sua utilização em diferentes demandas como gás combustível, gas lift, exportação de gás ou injeção de gás. No Brasil, a Agência Nacional do Petróleo regula a produção de óleo e gás, limita a queima de gás e controla a movimentação e utilização de gás de acordo com as estimativas informadas pelo operador. Falhas no sistema de tratamento de gás levam à queima e podem causar parada de produção. A confiabilidade e disponibilidade do sistema de tratamento de gás é uma preocupação relevante. Entender as relações e influências dos vários subsistemas e equipamentos do sistema nessas medidas de desempenho pode levar a melhorias nas estratégias de manutenção que podem minimizar perdas na produção de óleo e de gás. Dentre os vários métodos de análise de confiabilidade, as redes de Petri estocásticas se destacam quando comparadas às ferramentas tradicionais como diagrama de blocos ou árvore de falhas devido a sua habilidade em modelar aspectos como dependências funcionais, lógicas e sequências. Nesse trabalho foram construídos quatro modelos utilizando redes de Petri estocásticas para analisar a disponibilidade do sistema de tratamento de gás. A facilidade de construção modelo A sugere sua utilização em etapas preliminares de projeto para validar o arranjo inicial, as quantidades de equipamentos e as configurações de redundância. O modelo B pode ser utilizado para identificar os subsistemas e equipamentos que mais contribuem para as falhas do sistema e para realizar previsões quanto aos modos de operação do sistema e índice de aproveitamento de gás. A análise de sensibilidade dos resultados de disponibilidade quanto aos dados de falha utilizados mostrou que a variação do tempo médio para reparo tem maior influência. Por meio do modelo C verificou-se que uma plataforma operando num conjunto e sujeita a restrições de importação e exportação de gás tem maior indisponibilidade e maior probabilidade de falha do que uma plataforma operando isolada. O modelo D permite concluir que a inclusão de um modo de falha ao modelo não implica em variação significativa dos resultados de confiabilidade e que nos resultados de disponibilidade a variação passa a ser significativa quando adotam-se pequenos valores de tempo médio entre falhas e grandes valores de tempo médio para reparo. A construção das redes de Petri estocásticas para o sistema completo exige uma compreensão detalhada do funcionamento do sistema em análise o que também pode ser destacado como uma vantagem das redes de Petri estocásticas, contribuindo para aquisição de conhecimento acerca do sistema e dando segurança quanto a fidelidade do modelo criado. / In an offshore oil production facility, produced gas is treated to meet the necessary specifications to allow its use in different demands, as gas fuel, as exportation gas and as injection gas. In Brazil, the National Petroleum Agency regulates oil and gas production, establishing and gas flaring limits, the utilization and distribution of gas according to the operator\'s estimations. Failures in the gas treatment system eventually can cause oil production interruptions to avoid attaining the gas flaring limits. Reliability and availability of the gas treatment system is a major concern. Understanding the relationships and influences of the various gas treatment subsystems and equipment on these performance measures may lead to design or maintenance strategies improvements that could ultimately minimize oil and gas losses in the facility. Among several modelling methods stochastic Petri nets stands out comparing to traditional reliability tools like reliability block diagrams or fault tree analysis due to its ability to model aspects such as functional dependencies, logics and sequences. In this work, four models were built using stochastic Petri nets to assess the availability of a gas treatment system. The model A is easy to build and may be used in preliminary design stages to validate the initial arrangement, equipment and redundancies. The model B may be used to identify subsystems and equipment that most contribute to system failures and to predict operation modes and efficiency in the gas utilization. The sensibility analysis of reliability data has shown a predominant influence of the mean time to repair. Using model C, it could be noticed that a platform operating in a group submitted to injection and exportation gas limits has a greater unavailability and probability of failure than an isolated operating platform. Model D allow one to conclude that including a failure mode in the model does not imply in significant variation in the reliability results and that the variation is only significant in availability when using small mean time to failure values and large mean time to repair values. The stochastic Petri nets construction for the complete system requires an accurate comprehension about the system operation what could also be mentioned as an advantage of the stochastic Petri nets.

O design de sistemas automatizados inteligentes é fortemente dependente da etapa inicial de análise de requisitos, que além de suprimir possíveis incongruências - próprias desta fase inicial - provê um modelo inicial e funcional do sistema a ser implementado, capaz de orientar a definição dos parâmetros (design parameters) e em seguida a própria implementação. Um grande esforço tem sido empregado na área de Inteligência Artificial para definir planejadores automáticos confiáveis que possam ser usados na solução de problemas reais, que geralmente possuem um número elevado de parâmetros. Isto leva a uma situação onde métodos formais, geralmente aplicados em abordagens independentes de domínio, precisam ser aliados a métodos mais pragmáticos para produzir bons resultados. Seguindo esse princípio,o presente trabalho propõe um método de projeto no qual o usuário podem fazer a aquisição de conhecimento, modelar o domínio (tanto o domínio de aplicação quanto o domínio do problema de planejamento), fazer uma análise dinâmica do modelo e eventualmente verificá-lo usando linguagens conhecidas como UML, as Redes de Petri, e HTN, mantendo as características hierárquicas do problema. Esta abordagem demanda novos planejadores automáticos que consideram a abstração do sistema hierárquico, que é derivado de um modelo hierárquico de requisitos e de uma análise unificada feita também em redes de Petri hierárquicas. / The design of intelligent systems is strongly dependent of the requirements analysis initial stage, wich can remove possible inconsistencies - own this early stage - providing a primary functional model of the system being implemented. Besides that, it can be able to guide the definition of the parameters (design parameters) and then the implementation itself. A lot of effort has been employed in Artificial Intelligence field to define reliable automated planning systems that can be used to solve real problems, which generally have a large number of parameters. This leads to a situation where formal methods, generally applied to solve domain-independent problems, need to be combined with more pragmatic methods to produce good results. Following this principle, this work proposes a design method in which the user can make the acquisition of knowledge, model the domain (both the work domain and the planning problem domain), make a dynamic analysis of the model and eventually simulate it using well-kown language as UML, Petri Nets, and HTN, maintaining the hierarchical characteristics of the problem. This approach demands new automated planners who consider the abstraction of hierarchical system, which is derived from a hierarchical model requirements and an unified analysis made in hierarchical Petri nets.

Au cours des dernières décennies, de grands efforts en recherche et développement ont été faits pour développer et promouvoir les véhicules électriques (VEs). La plupart de ces recherches portent essentiellement sur le développement des moteurs électriques de ces véhicules et des technologies de batteries de recharge. Cependant, un des obstacles majeurs pour le déploiement des VEs à grande échelle réside dans l'incertitude d’assister et de guider les conducteurs de ce type de véhicule d’une façon appropriée pour atteindre les stations de recharge tout en satisfaisant leurs souhaits (points de recharge disponibles, moins d’attente possible, proposition d’autres points d’intérêts : restaurant, shopping, etc.). Afin de remédier à ce manque, nous proposons dans ce travail de thèse une approche distribuée et adaptative orientée modèles pour la gestion de l'énergie pour la recharge des VEs. Pour ce faire, nous nous somme focalisés sur la modélisation des processus de recharge en utilisant une approche formelle basée sur des outils de systèmes à événements discrets, à savoir l'algèbre (max, +) et les réseaux de Petri. Les modèles développés ont permis d’étudier, d’analyser et d’évaluer le comportement du système de recharge. De plus, une approche d'optimisation basée sur la programmation linéaire est proposée afin d’affecter et d’orienter d'une façon optimale les VEs vers les stations de recharge appropriées et ordonnancer leurs opérations de recharge. Afin de prédire le taux et la durée de recharge moyens des VEs compte tenu des dates d’arrivée des demandes de recharge et l'état de recharge de chaque véhicule, une approche dédiée basée sur une fonction prédictive est proposée. En utilisant cette approche, les opérations de recharge pourraient être planifiées en minimisant les temps d'attente des VEs au sein des stations de recharge et en assurant un taux de recharge acceptable pour chaque demande. Les résultats d’analyse et de simulations obtenus ont montré que les approches de modélisation, d’optimisation et de prédiction proposées permettent d’affecter de façon adéquate et optimale les VEs aux stations de recharge tout en satisfaisant toutes les contraintes du processus de recharge. / In the last decades, very great research and development efforts have been made to develop and promote electric vehicles (EVs). Most efforts have been made to further develop the power engine of these vehicles and batteries technologies. However, one of the major obstacles to the large deployment of EVs is the uncertainty of drivers to get a suitable and vacant place at a charging station (CS). In this manuscript, we focus on the charging process modelling using formal approaches based on discrete event system tools namely (max,+) algebra and Petri nets. In addition, an optimization approach based on linear programming is proposed to optimally assign and reroute EVs to the suitable CSs and schedule their charging operations. In order to predict, manage and handle charging needs of EVs, a dedicated model based on a predictive function is introduced. The aim is to predict the average charging rate and time while considering the inter-arrival of charging requests and the state of charging of EVs. Using this approach, charging operations could be planned while minimizing waiting times of EVs and avoiding queuing situations within CSs. Simulation results showed that the proposed approaches allow assigning adequately and optimally EVs to CSs while satisfying all process constraints.

The thesis contributes to the theoretical study of Petri net theory. We conduct boundedness and liveness structural analysis of Synchronized Choice nets (SNC) based on fundamental structures in Petri nets and identified as first-order structures. By studying these structures, the study proposes two ways of preserving good properties: addition of second-order structures or other asymmetric structures. Liveness of these new SNC nets is studied based on the concept of siphons and traps. We prove that SNC nets thus formed are structurally bounded and live. The thesis extends this class of nets to those with pure TP and PT first-order structures and explores its structural and marking conditions. Based on this, we introduce a new class of Synchronized Choice nets called Expanded Synchronized Choice nets.