Méthodologie pour l'étude de l'évolution des comportements des voyageurs de transport collectif urbain

Démocratisé depuis déjà plusieurs années les systèmes tarifaires automatisés, relatifs à l'accès aux transports en commun, génèrent des masses de données encore trop peu exploitées. Ces données issues de cartes à puce sont devenues si volumineuses que leur analyse représente un véritable défi pour l'homme, mais également un immense potentiel pour la planification en transport en commun. Ce mémoire s'inscrit dans le cadre de la valorisation de volumétries importantes de données quotidiennes. Ouvrant un projet commun avec des exploitants de transports, il s'agit de s'intéresser à l'analyse de la demande. L'ensemble des méthodes seront développées à partir de trois ans de données de transaction issues de l'utilisation du transport par bus à Gatineau. L'objectif principal de la recherche est de présenter une méthodologie simple et complète, relative à l'étude longitudinale des comportements d'usage des cartes à puces sur long terme en utilisant différentes techniques d'exploration de données. À terme, cette méthode d'analyse fournit des résultats aidant le travail d'un planificateur de réseau. Les sous-objectifs de l'étude sont les suivants : - Développer un algorithme permettant une analyse comportementale des usagers. - Développer un algorithme expérimental améliorant la méthode précédente, afin que l'analyste puisse suivre l'évolution des comportements des usagers à travers le temps. - Proposer une méthode de prévision des évolutions, enrichissant ainsi les connaissances apportées à la planification. Ce mémoire débute par une revue de littérature présentant l'intérêt de l'utilisation des cartes à puces en analyse. Il s'agit de s'intéresser aux diverses études réalisées, notamment dans le cadre d'analyses comportementales. Une partie de la littérature s'intéresse aux techniques d'exploration de données, particulièrement dans le cas de segmentations et de prévisions. La section méthodologie présente les raisonnements répondant aux trois sous-objectifs, et la dernière partie les résultats des diverses expérimentations effectuées sur les données fournies par la STO. Les contributions apportées par ce mémoire sont : - La présentation d'une méthode classique d'analyse comportementale des cartes à puce à partir de leurs utilisations. Un travail de segmentation est effectué sur l'ensemble des déplacements hebdomadaires en transports en commun afin de repérer les similarités entre comportements. - La conception et la critique d'une méthode expérimentale basée sur une segmentation hebdomadaire visant à montrer l'évolution des comportements des cartes à travers le temps. - Différents indicateurs de qualité et de stabilité de segmentation sont proposés afin de comparer les diverses méthodes engagées, et de caractériser la population de cartes étudiée. - Jouant sur une possible évolution comportementale des cartes, une critique sur la fiabilité de l'utilisation de méthodes de prévision est réalisée. Les prévisions sont appliquées sur l'évolution comportementale des groupes ainsi que l'évolution de la taille de leur population. En conclusion, ce projet présente une méthode classique, fonctionnelle et applicable en industrie permettant l'analyse comportementale des usagers. Prenant comme entrée un jeu de données de cartes à puce, la méthode exporte les résultats de segmentation liés à l'utilisation des transports en commun. Par cela, elle définit 6 groupes d'identifiants aux comportements similaires dont les caractéristiques propres permettent l'aide à la décision en planification des transports. Il s'agit de trois groupes dont les déplacements récurrents en semaine ressemblent à ceux de travailleurs à temps plein et à mi-temps. Deux groupes représentent les comportements de déplacements occasionnels et le dernier contient l'ensemble des cartes qui produisent le plus de déplacement. Le tout est réalisé en un temps relativement long : 11 minutes pour la segmentation de 10 millions de déplacements. La méthode expérimentale, quant à elle, se concentre sur l'évolution comportementale possible des cartes. Sans pour autant être parfaite, elle admet un potentiel énorme. En effet, elle permet une analyse des comportements des 6 groupes de cartes en un temps de calcul très court (38 secondes pour une qualité similaire). Il s'agit de groupes dont les caractéristiques sont très proches de ceux issus de la méthode classique, mais le principe incrémental de la segmentation rend possible l'étude de l'évolution comportementale, jugée fixe dans la méthode classique.