Développement d'indicateurs de performance sur les opérations d'épandage de fondants et d'abrasifs sur réseau routier à partir de données de télémétrie

Aujourd'hui, la plupart des véhicules dédiés aux opérations de déneigements sont équipés de systèmes embarqués qui permettent d'enregistrer des quantités énormes des données. Pourtant, ces données sont souvent sous-exploitées, Le but de ce projet de recherche est d'analyser ces données et de développer des indicateurs de performance sur les opérations d'épandage sur le réseau routier, ce qui permettra aux responsables d'une part d'avoir une vision très claire sur ces opérations avec plus de précision et de détails, et d'autre part d'évaluer les mesures de performance pour chaque segment de rue et pour chaque secteur. Pour ce projet, nous avons examiné des données collectées par les systèmes embarqués dans les camions d'épandage de la ville de Granby. D'abord nous avons obtenu les données touchant la journée du 11 mars 2014, qui représente 549 930 enregistrements répartis sur 11 véhicules en plus les véhicules des contractants, ensuite nous avons obtenu les données de télémétrie pour une période de déneigement complète. Ces données touchent la saison 2014-2015 et comportent 29,1 millions d'enregistrements sur 12 véhicules. Ce mémoire propose dans la première phase plusieurs indicateurs qui sont pertinents pour l'analyse des opérations d'épandage sur chaque segment de rue : des indicateurs qui traitent les quantités de fondant et d'abrasifs comme quantités épandues et quantités normalisées, des indicateurs qui traitent les vitesses associées à chaque segment comme vitesse moyenne des camions vitesse moyenne des camions durant l'opération d'épandage, des indicateurs qui traitent le temps total et le temps d'épandage passé sur chaque segment et un indicateur qui calcule la consommation moyenne de carburant. Aussi, des indicateurs de performances dédiés spécialement aux secteurs : des indicateurs semblables à ce qu'on a présenté pour les segments de rue comme quantités épandues, quantités normalisées, consommation moyenne, temps passé dans chaque secteur, temps d'épandage basé sur les vitesses moyennes. On présente également d'autres indicateurs comme le taux de service qui donne le rapport entre le temps nécessaire pour les opérations d'épandage par rapport au temps total des tournées. Le taux d'épandage est calculé en divisant le nombre de kilomètres traités par le nombre total de kilomètres dans le même secteur et l'efficacité des tournées compare la longueur des passages effectués sur la longueur totale des segments routiers du secteur. On propose également une méthode, pour estimer le nombre de passages de véhicules sur chaque segment de rue, basée sur la vitesse moyenne. Cet indicateur est très utile pour la ville qui n'est pas capable de déterminer le nombre de passages des camions par rue; cet indicateur va aussi servir pour calculer d'autres indicateurs liés aux secteurs. Tous ces indicateurs de performance seront visualisés sur la carte de la ville afin de comprendre l'importance de chaque indicateur. Dans la deuxième phase, nous proposons trois modèles de prédiction pour estimer la quantité de fondants et d'abrasifs pour chaque segment de rue : régression multiple, réseaux de neurones, et arbre de décisions. En utilisant trois types de données (données attachées aux rues, données météorologiques et données de télémétrie), les résultats n'étaient pas assez satisfaisants pour les modèles de régression multiple et arbre de décisions. Ceci est expliqué par le manque de données météorologiques. Par contre le modèle de réseau de neurones était moyennement satisfaisant avec un taux de validation de 75%. Aussi, il faut mentionner que nos modèles de prédiction sont les premiers modèles qui estiment la quantité de sel avec autant de précision (pour chaque segment de rue).