Segmentation spatio-temporelle modulable des usagers de cartes à puce

L'utilisation des données provenant de systèmes de paiement par cartes à puce permet une compréhension approfondie du comportement des usagers d'un réseau de transport en commun. Que ce soit à des fins de planification ou de stratégie commerciale, il est utile de pouvoir regrouper les usagers en groupes de comportements similaires pour analyser ces comportements. Dans certains cas, le caractère temporel du comportement (heures, nombre et durées des trajets) peut être le plus intéressant, dans d'autres ce sera le caractère spatial (lignes et arrêts empruntés). Dans d'autres cas encore, on peut souhaiter prendre en compte simultanément les caractères spatial et temporel des comportements. À cet effet, dans ce mémoire, nous présentons un outil de segmentation spatio-temporelle qui permet de faire varier l'importance relative du temps et de l'espace dans le critère de regroupement. Le contrôle des poids du temps et de l'espace se fait à l'aide d'un ‘paramètre d'équilibre spatio-temporel' qui influe sur la valeur de la métrique utilisée pour comparer deux comportements. Si ce paramètre est proche de 0, la métrique accordera plus d'importance à la composante temporelle des comportements, et s'il est proche de 1, à la composante spatiale. Dans un premier temps, nous étudions l'influence de chaque paramètre de l'outil de segmentation sur les résultats, mesurée par des indicateurs de performance spatiaux, temporels ou spatio-temporels. Ceci permet d'optimiser certains de ces paramètres (taille d'échantillon, fenêtre temporelle de regroupement), ainsi que de mesurer l'influence du ‘paramètre d'équilibre spatio-temporel' sur les natures spatiale et temporelle de la segmentation. Nous observons une amélioration des indicateurs spatiaux lorsque ce paramètre augmente, et une amélioration des indicateurs temporels lorsqu'il diminue. Nous constatons par ailleurs que ces indicateurs ne varient de manière significative que pour un paramètre d'équilibre compris entre 0,2 et 0,8, et qu'ils suivent une tendance à peu près linéaire. Les natures spatiale et temporelle des résultats peuvent donc être contrôlées de manière assez précise à l'aide de ce paramètre. Dans un second temps, nous utilisons cet outil pour réaliser l'étude du comportement des usagers du Réseau de Transport de la Capitale (Québec, Canada), avec trois valeurs d'équilibre spatio-temporel. Chacune de ces trois études fournit des résultats très différents, mais toujours pertinents. La première présente les comportements temporels les plus répandus à Québec, sans tenir compte de l'espace, et démontre, par exemple, que les aînés et les étudiants ont des comportements temporels beaucoup plus divers que les adultes, et que les aînés ont des horaires moins tardifs que le reste de la population. La deuxième étude donne une importance à peu près égale au temps et à l'espace. Nous observons alors des couples de clusters regroupant des usagers habitant et travaillant à peu près dans la même zone, mais présentant des comportements temporels différents. Des trois études menées, c'est dans celle-ci que les clusters diffèrent le plus au niveau de la tranche d'âge de leurs usagers, ce qui démontre l'intérêt de considérer simultanément le temps et l'espace. La troisième étude considère uniquement la nature spatiale du comportement. Les usagers sont alors regroupés en zones géographiques assez précises. Si certaines différences temporelles sont encore observées, c'est que le comportement temporel des individus peut dépendre de la zone où ils habitent. Nous observons encore des couples de clusters, mais de nature différente : ceux-ci regroupent des usagers habitant au même endroit, mais se déplaçant dans deux zones différentes. Ainsi, ces trois études fournissent des résultats intéressants, utilisables dans des circonstances différentes. Cette méthode de segmentation spatio-temporelle modulée devrait permettre, dans le futur, une meilleure compréhension du comportement des usagers de cartes à puce, car elle offre, grâce à son paramètre d'équilibre spatio-temporel, plusieurs points de vue aussi divers que pertinents sur le comportement d'une population.