Brevet FR3135948A1 — publié le 20231201

L’invention concerne un procédé de surveillance, par un dispositif de surveillance (10), d'une infrastructure matérielle (2) comprenant un premier composant matériel (8a) et au moins un second composant matériel (5, 9, 8b, 14, 16), le procédé comprenant : obtention de données vidéo (DT1) acquises par au moins une caméra (12) ; génération de données d’état représentatives d’états respectifs des premier et deuxième composants matériels au cours du temps ; détection, à partir des données d’état du premier composant matériel, d’un évènement associé au premier composant matériel à un instant t1 ; et génération d’une alerte (AL1) représentative de l’évènement, ladite alerte étant associée à des données de contexte (DT4) comprenant au moins en partie les données d’état, du premier et/ou deuxième composants matériels, définissant en tant que contexte de l’évènement une évolution temporelle des états des premier et/ou deuxième composants matériels. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. dispositif et procédé de surveillance d’une infrastructure matérielle L'invention se rapporte au domaine de la vidéo-surveillance d’infrastructures et concerne en particulier un dispositif et un procédé de surveillance d’une infrastructure matérielle. L’invention s’applique notamment, et pas exclusivement, à la surveillance de réseaux ferroviaires ou de mobiliers ferroviaires, tels que par exemple des passages à niveau. Art antérieur La surveillance d’équipements techniques est un élément clé dans divers domaines tels que dans l’industrie, les activités portuaires ou ferroviaires, etc., pour assurer un bon fonctionnement des équipements en question, éviter les pannes et assurer la sécurité des usagers et professionnels. Par exemple, la surveillance et la maintenance des infrastructures dans le domaine des réseaux ferroviaires constitue un enjeu important en raison notamment des ressources nécessaires en termes humain et matériel, mais également au vu des coûts financiers associés et des considérations de sécurité. Les réseaux ferroviaires mettent en jeu de nombreux éléments matériels qu’il est nécessaire de surveiller régulièrement afin de prévenir les pannes et réaliser si besoin des opérations de maintenance. A titre d’exemple, les passages à niveau sont des infrastructures disposées aux croisements entre au moins une voie de circulation (routière ou piétonne) et au moins une voie ferrée. Ces infrastructures comprennent un certain nombre de composants matériels qui peuvent varier selon le cas. Certains passages à niveau sont par exemple équipés de gardes-barrières (ou barrières) empêchant l’accès à la voie ferrée pendant un intervalle de temps correspondant au passage d’un véhicule ferroviaire, et comprennent également des feux de signalisation et sonnettes pour avertir du passage d’un véhicule ferroviaire, etc. Divers pannes ou incidents peuvent affecter ces composants matériels de sorte qu’une surveillance est nécessaire. Il existe aujourd’hui plusieurs manières d’effectuer de la détection d’avaries sur des équipements techniques ferroviaires. Traditionnellement, la méthode manuelle couramment utilisée consiste à confier le soin aux usagers d’avertir le personnel compétent lorsqu’ils constatent une panne ou un dysfonctionnement sur un équipement ferroviaire, tel qu’un passage à niveau par exemple. Typiquement, une fois informé, le responsable de l’équipement fait le nécessaire pour vérifier l’avarie et décide des actions de maintenance à mener. Cette méthode, largement utilisée encore aujourd’hui, présente toutefois des inconvénients dans la mesure où son efficacité est dépendante de la bonne volonté des utilisateurs. En particulier, il n’est pas garanti que les utilisateurs remontent toujours l’information, en particulier lorsque l’équipement impacté n’est pas essentiel pour les utilisateurs en question. Par ailleurs, le délai entre l’apparition de la panne et la remontée de l’information par un utilisateur peut être relativement longue, ce qui peut causer de nombreux problèmes, notamment des désagréments pour les utilisateurs, des risques en termes de sécurité, voir même entraîner des avaries supplémentaires. Un autre problème réside en ce que les utilisateurs ne sont pas toujours qualifiés pour constater les pannes de certains équipements (en particulier ces équipements sont relativement complexes), ni pour décrire précisément ces pannes auprès des responsables. Dans certains cas, la tâche de la surveillance d’équipements techniques, tels que les passages à niveau par exemple, est confiée à des membres du personnel de maintenance qui font des rondes de surveillance pour contrôler l’état des équipements. Les délais pour constater des avaries peuvent toutefois être également relativement longs et son directement fonction de la fréquence des rondes de surveillance mises en place (sans compter les erreurs d’appréciation, oublis, etc.). En outre, l’intervention régulière d’un personnel qualifié engendre des coûts importants en terme notamment financier et de temps. En outre, les méthodes manuelles décrites ci-dessus ne permettent souvent pas de comprendre précisément l’origine des pannes, ce qui empêche de réaliser des actions préventives ou curatives efficaces. Plus rarement, la vidéo-surveillance est utilisée sur certains sites techniques pour vérifier l’état d’infrastructures matérielles. Un opérateur peut éventuellement visionner en temps réel une vidéo pour constater une panne, ou visualiser la vidéo après constatation de la panne pour tenter d’en comprendre les causes. Cette technique impose toutefois des ressources importantes, notamment en terme humain et de temps, et ne permet pas de surveiller efficacement certaines infrastructures, en particulier lorsqu’elles sont nombreuses ou complexes. De manière générale, il existe un besoin pour une solution permettant de surveiller de façon fiable et efficace des infrastructures matérielles ou équipements techniques, tels que par exemples des équipements ferroviaires, des moyens techniques de production, des infrastructures portuaires, et plus généralement tous équipements comportant des composants matériels susceptibles de rencontrer des évènements quelconques, tels que des pannes, dysfonctionnements, incidents, etc. L’un des objets de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes ou déficiences de l’arrière-plan technologique décrits précédemment. Un autre objet de la présente invention est d’offrir une solution permettant de surveiller de façon fiable et efficace des infrastructures matérielles ou équipements techniques, tels que par exemples des équipements ferroviaires, des moyens techniques de production, des infrastructures portuaires, et plus généralement tous équipements comportant des composants matériels susceptibles de rencontrer des pannes, avaries, dysfonctionnements, incidents, passage dans un état prédéfini, ou d’autres types d’évènements. Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de surveillance, mis en œuvre par un dispositif de surveillance, pour la surveillance d'une infrastructure matérielle comprenant un premier composant matériel et au moins un second composant matériel, ledit procédé comprenant : - obtention de données vidéo acquises par au moins une caméra surveillant l’infrastructure matérielle ; - génération, par une analyse d’image appliquée aux données vidéo, de données d’état représentatives d’états respectifs des premier et deuxième composants matériels au cours du temps ; - détection, par application d’au moins une deuxième règle décisionnelle prenant en entrée les données d’état du premier composant matériel, d’un évènement associé au premier composant matériel à un instant t1 ; et - génération d’une alerte représentative de l’évènement, ladite alerte étant associée à des données de contexte comprenant au moins en partie les données d’état, du premier et/ou deuxième composants matériels, définissant en tant que contexte de l’évènement une évolution temporelle des états des premier et/ou deuxième composants matériels. Selon un mode de réalisation particulier, ledit évènement est détecté par application de ladite au moins une deuxième règle décisionnelle prenant en entrée les données d’état du premier composant matériel combinées aux données de contexte. Selon un mode de réalisation particulier, au cours de l’analyse d’image, un premier réseau neuronal préalablement soumis à un apprentissage machine réalise les étapes suivantes : - détection d’objets dans des images définies par les données vidéo ; et - classifications des objets pour détecter des objets correspondant aux premier et deuxième composants matériels dans des états respectifs. Selon un mode de réalisation particulier, au cours de l’analyse d’image, un deuxième réseau neuronal préalablement soumis à un apprentissage machine prend en entrée au moins une première règle décisionnelle et des résultats du premier réseau neuronal pour déterminer en sortie les données d’état. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre : - réception de données de capteur acquises par au moins un capteur surveillant l’infrastructure matérielle, autre que ladite au moins une caméra, lesdites données de capteur étant représentatives d’au moins une caractéristique des premier et/ou deuxième composant matériel au cours du temps ; dans lequel ledit évènement est détectée par application de ladite au moins une deuxième règle décisionnelle sur la base des données d’état du premier composant matériel en combinaison avec les données de capteur. Selon un mode de réalisation particulier, les données de contexte définissent en tant que contexte de l’évènement une évolution temporelle des états respectifs des premier et/ou deuxième composants matériels au cours d’une période de temps précédant l’instant t1. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre : - envoi de l’alerte en association avec les données de contexte à une unité de contrôle distante pour causer une analyse d’évènement ultérieure. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de surveillance comprend une mémoire non volatile, le procédé comprenant en outre : - enregistrement en tant qu’historique d’évènement, dans la mémoire non volatile, de l’alerte en association avec les données de contexte pour permettre une analyse d’évènement ultérieure. Selon un deuxième aspect, les différentes étapes du procédé de surveillance selon le premier aspect de l’invention sont déterminées par des instructions de programmes d’ordinateurs. En conséquence, l’invention vise aussi un programme d’ordinateur sur un support d’informations (ou support d’enregistrement), ce programme étant susceptible d’être mis en œuvre dans un dispositif de surveillance ou plus généralement dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en œuvre des étapes d'un procédé de surveillance tel que défini dans le présent document. Ainsi, le procédé de l’invention peut être implémenté au moyen d’une mémoire non volatile stockant des instructions de programmes d’ordinateur et au moyen d’un processeur exécutant ces instructions. Ce programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable. Selon un troisième aspect, l’invention vise aussi un support d'informations (ou support d’enregistrement) lisible par un ordinateur (ou par au moins un processeur), et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur selon le deuxième aspect et tel que défini dans le présent document. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire non volatile réinscriptible ou ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un disque dur, clé USB, etc. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Selon un quatrième aspect, la présente invention vise également un dispositif de surveillance configuré pour mettre en œuvre le procédé de surveillance selon le premier aspect de l’invention et tel que défini dans le présent document. En particulier, l’invention selon le quatrième aspect concerne un dispositif de surveillance pour la surveillance d’une infrastructure matérielle comprenant un premier composant matériel et au moins un second composant matériel, ledit dispositif comprenant une mémoire associée à au moins un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé de surveillance selon le premier aspect de l’invention. Selon un exemple particulier, l’invention selon le quatrième aspect vise un dispositif de surveillance pour la surveillance d’une infrastructure matérielle comprenant un premier composant matériel et au moins un second composant matériel, ledit dispositif comprenant : - module d’obtention configuré pour obtenir des données vidéo acquises par au moins une caméra surveillant l’infrastructure matérielle ; - module d’analyse configuré pour générer, par une analyse d’image appliquée aux données vidéo, des données d’état représentatives d’états respectifs des premier et deuxième composants matériels au cours du temps ; - module de détection configuré pour détecter, par application d’au moins une deuxième règle décisionnelle prenant en entrée les données d’état du premier composant matériel, d’un évènement associé au premier composant matériel à un instant t1 ; et - module de génération configuré pour générer une alerte représentative de l’évènement, ladite alerte étant associée à des données de contexte comprenant au moins en partie les données d’état, du premier et/ou deuxième composants matériels, définissant en tant que contexte de l’évènement une évolution temporelle des états des premier et/ou deuxième composants matériels. A noter que les différents modes de réalisation définis ci-avant (ainsi que ceux décrits ci-après) en relation avec le procédé de surveillance selon le premier aspect de l’invention ainsi que les avantages associés s’appliquent de façon analogue au dispositif de surveillance selon le quatrième aspect de l’invention. Pour chaque étape du procédé de surveillance, le dispositif de surveillance de l’invention peut comprendre un module correspondant configuré pour réaliser ladite étape. Selon un mode de réalisation, l'invention est mise en œuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme « module » peut correspondre dans ce document aussi bien à un composant logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et logiciels. Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit dans le présent document pour le module concerné. Un tel composant logiciel peut être exécuté par un processeur de données d'une entité physique (terminal, serveur, passerelle, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). De la même manière, un composant matériel (se rapportant à un « module ») correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit dans le présent document pour le module concerné. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (firmware), etc. La présente invention vise également un système de surveillance comprenant un dispositif de surveillance tel que défini dans le présent document ainsi qu’au moins une caméra avec laquelle coopère le dispositif de surveillance pour réaliser les étapes du procédé de surveillance. La présente invention permet de réaliser une surveillance fiable et efficace d’une infrastructure comprenant de multiples composants matériels susceptibles d’être affectés par des évènements, normaux ou anormaux, tels que par exemples des avaries, dysfonctionnement, passage dans un état prédéfini, etc. Cette surveillance peut être réalisée de façon automatisée par un dispositif de surveillance autonome. Cette surveillance efficace est possible sans avoir recours à une intervention humaine comme précédemment décrit. En particulier, grâce aux données de contexte qui sont associées aux alertes produites par le dispositif de surveillance, il est possible non seulement de détecter un évènement particulier affectant un composant matériel de l’infrastructure, mais également d’analyser et comprendre le contexte dans lequel ledit évènement s’est produit. Il est ainsi possible de détecter rapidement (par exemple en temps réel) des évènements affectant un composant matériel et de réaliser des actions de maintenance curatives et/ou préventives afin de garantir que l’infrastructure reste en bon état. Le recours à une architecture particulière de réseaux neuronaux permet en particulier de détecter efficacement l’état des différents composants matériels d’une infrastructure à surveiller et d’en déduire des évènements particuliers pouvant nécessiter une action de maintenance. Description des figures D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description des exemples de réalisation particuliers et non limitatifs de la présente invention ci-après, en référence aux figures 1 à 7 annexées, sur lesquelles : La représente schématiquement un dispositif de surveillance pour la surveillance d’une infrastructure matérielle, selon au moins un mode de réalisation de l’invention ; La représente schématiquement un dispositif de surveillance selon au moins un mode de réalisation de l’invention de l’invention ; La représente schématiquement des modules mis en œuvre par un dispositif de surveillance selon au moins un mode de réalisation de l’invention de l’invention ; la représente sous forme d’un diagramme des étapes d’un procédé de surveillance selon au moins un mode de réalisation de l’invention ; la représente schématiquement une partie d’un procédé de surveillance selon au moins un mode de réalisation de l’invention ; la représente schématiquement une partie d’un procédé de surveillance selon au moins un mode de réalisation de l’invention ; et la représente schématiquement une architecture de réseaux neuronaux réalisant une partie d’un procédé de surveillance selon au moins un mode de réalisation de l’invention. Procédé de surveillance, mis en œuvre par un dispositif de surveillance (10), pour la surveillance d'une infrastructure matérielle (2) comprenant un premier composant matériel (CP1) et au moins un second composant matériel (CP2), ledit procédé comprenant : - obtention (S2) de données vidéo (DT1) acquises par au moins une caméra (12) surveillant l’infrastructure matérielle ; - génération (S4), par une analyse d’image appliquée aux données vidéo, de données d’état (DT3) représentatives d’états respectifs des premier et deuxième composants matériels au cours du temps ; - détection (S6), par application d’au moins une deuxième règle décisionnelle (RL2) prenant en entrée les données d’état du premier composant matériel, d’un évènement (EVT1) associé au premier composant matériel à un instant t1 ; et - génération (S8) d’une alerte (AL1) représentative de l’évènement, ladite alerte étant associée à des données de contexte (DT4) comprenant au moins en partie les données d’état, du premier et/ou deuxième composants matériels, définissant en tant que contexte de l’évènement une évolution temporelle des états des premier et/ou deuxième composants matériels. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit évènement est détecté par application de ladite au moins une deuxième règle décisionnelle (RL2) prenant en entrée les données d’état (DT3) du premier composant matériel (CP1) combinées aux données de contexte (DT4). Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel, au cours de l’analyse d’image, un premier réseau neuronal (RN1) préalablement soumis à un apprentissage machine réalise les étapes suivantes : - détection d’objets (OB1) dans des images définies par les données vidéo ; et - classifications des objets pour détecter des objets correspondant aux premier et deuxième composants matériels (CP1, CP2) dans des états respectifs. Procédé selon la revendication 3 dans lequel, au cours de l’analyse d’image, un deuxième réseau neuronal (RN2) préalablement soumis à un apprentissage machine prend en entrée au moins une première règle décisionnelle (RL1) et des résultats (RS1) du premier réseau neuronal pour déterminer en sortie les données d’état (DT3). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre : - réception de données de capteur (DT2) acquises par au moins un capteur (18) surveillant l’infrastructure matérielle, autre que ladite au moins une caméra, lesdites données de capteur étant représentatives d’au moins une caractéristique des premier et/ou deuxième composant matériel au cours du temps ; dans lequel ledit évènement (EVT1) est détectée par application de ladite au moins une deuxième règle décisionnelle (RL2) sur la base des données d’état (DT3) du premier composant matériel en combinaison avec les données de capteur (DT2). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données de contexte (DT4) définissent en tant que contexte de l’évènement une évolution temporelle des états respectifs des premier et/ou deuxième composants matériels (CP1, CP2) au cours d’une période de temps précédant l’instant t1. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant en outre : - envoi de l’alerte (AL1) en association avec les données de contexte (DT4) à une unité de contrôle distante (20) pour causer une analyse d’évènement ultérieure. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de surveillance comprend une mémoire non volatile (34), le procédé comprenant en outre : - enregistrement (S12) en tant qu’historique d’évènement (H2), dans la mémoire non volatile, de l’alerte en association avec les données de contexte pour permettre une analyse d’évènement ultérieure. Programme d’ordinateur (PG1) comportant des instructions pour l’exécution des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. Dispositif de surveillance (10) pour la surveillance d’une infrastructure matérielle (2) comprenant un premier composant matériel (CP1) et au moins un second composant matériel (CP2), ledit dispositif comprenant : - module d’obtention (MD2) configuré pour obtenir des données vidéo (DT1) acquises par au moins une caméra (12) surveillant l’infrastructure matérielle ; - module d’analyse (MD4) configuré pour générer, par une analyse d’image appliquée aux données vidéo, des données d’état (DT3) représentatives d’états respectifs des premier et deuxième composants matériels au cours du temps ; - module de détection (MD6) configuré pour détecter, par application d’au moins une deuxième règle décisionnelle (RL2) prenant en entrée les données d’état du premier composant matériel, d’un évènement (EVT1) associé au premier composant matériel à un instant t1 ; et - module de génération (MD8) configuré pour générer une alerte (AL1) représentative de l’évènement, ladite alerte étant associée à des données de contexte (DT4) comprenant au moins en partie les données d’état, du premier et/ou deuxième composants matériels, définissant en tant que contexte de l’évènement (EVT1) une évolution temporelle des états des premier et/ou deuxième composants matériels.