Algorithme de jumelage multimodal pour le covoiturage

Le covoiturage multimodal urbain est une solution économique pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans les villes. Le but du projet présenté dans ce mémoire est de modéliser et d'implémenter un algorithme de jumelage multimodal permettant de mettre en relation conducteurs et passagers pour effectuer des trajets quotidiens en zone urbaine. Cet algorithme a pour vocation d'être rapide et d'offrir des jumelages de qualité, en termes de détour acceptable et de respect des horaires. Il a également pour ambition de coupler le covoiturage avec les transports en commun. Ce projet est en partenariat avec Netlift, startup Montréalaise, ainsi qu'avec un autre étudiant en maîtrise recherche au département de Génie Civil de l'École Polytechnique de Montréal, qui travaille principalement sur les données utilisées. Les objectifs de ce mémoire sont multiples. Le premier consiste à construire une structure de données permettant de modéliser la ville de Montréal et de calculer des temps de parcours. Ceci permettrait de comparer les différents trajets des utilisateurs. Aussi, cette structure de données doit permettre le calcul d'itinéraires multimodaux, auto et transports en commun combinés. Le second objectif est de modéliser et d'implémenter en JAVA un algorithme de jumelage passagers/conducteurs pour le covoiturage dit « classique » (auto uniquement) et pour le covoiturage multimodal. Une revue de littérature a permis de diriger les travaux à mener. Ce travail est présenté dans le premier chapitre. Après une brève synthèse des concepts relatifs au covoiturage, une classification des systèmes et algorithmes existants permet d'amener différentes conclusions quant à la structure de données à implémenter, sur laquelle s'appuie l'algorithme envisagé. Elle doit permettre d'accéder rapidement aux données nécessaires à l'obtention de jumelages pour un passager donné. La structure du reste du mémoire est influencée par la chronologie du projet : la définition du besoin et les objectifs à atteindre ont été définis au fur et à mesure avec Netlift et les différents collaborateurs. Le second chapitre du corps du mémoire concerne les premières avancées menées en parallèle de la définition du besoin, tandis que le troisième chapitre décrit l'algorithme et la structure de données retenus pour satisfaire les objectifs fixés. Le quatrième et dernier chapitre présente les conclusions et les perspectives de recherche. Dans le second chapitre, on essaye d'établir des indicateurs de potentiel de covoiturage au moyen d'un score et de différentes régressions linéaires. Ce sont ces recherches préalables qui ont conduit à l'élaboration d'une structure de données plus complexe, présenté dans le troisième chapitre, qui fait appel aux concepts de la théorie des graphes. L'algorithme développé dans cette partie fait notamment appel à des calculs de plus courts chemins. Il permet de trier une liste de conducteurs pour un passager donné en fonction de leur potentiel de covoiturage – notion qui sera expliquée en détail. Son évaluation est réalisée à l'aide de différentes métriques relatives aux données fournies par Netlift (jumelages trouvés par leur algorithme) et aux données de l'enquête Origine-Destination de Montréal pour l'année 2008. Les résultats sont satisfaisants pour le covoiturage classique (sans transports en commun) puisque l'algorithme implémenté réussit à fournir rapidement des covoitureurs de bonne qualité pour une grande partie des utilisateurs. Parmi les passagers des données de l'enquête Origine-Destination, plus d'un passager sur deux possède un conducteur qui peut covoiturer avec lui pour des détours de 10min maximum. Le potentiel du covoiturage multimodal pour la période de pointe du matin est évalué grâce à une étude des trajets de l'enquête OD de 2008. Les jumelages obtenus sont moins bons que pour le covoiturage classique, mais la méthode employée présente une marge d'amélioration et une perspective de recherche future. Ce projet permet à Netlift de gagner en pertinence et en rapidité par rapport aux jumelages proposés dans leur application actuelle.