Avez-vous déjà attendu très longtemps votre bus à un arrêt de bus pour être accueilli par deux ou plusieurs bus arrivant ensemble ?

Ce phénomène, connu sous le nom de « regroupement de bus », " est un problème que les systèmes de transport en commun par bus du monde entier tentent de résoudre depuis des décennies. Pendant ce temps, les chercheurs ont utilisé des modèles mathématiques pour étudier le comportement des systèmes de transport en commun par autobus afin de mieux comprendre pourquoi cela se produit. Les mathématiques identifient les causes de ce problème - et suggèrent également que la technologie de suivi des bus peut être combinée avec des algorithmes de contrôle simples pour améliorer la situation.

Le groupage est ennuyeux pour les cavaliers, puisqu'il augmente à la fois le temps moyen d'attente du bus et la variabilité de ce temps d'attente.

Le regroupement rend également le système de bus moins fiable, car cela fait que les bus sont hors horaires. Les longues attentes induites par le regroupement peuvent également amener les gens à se déplacer des bus vers d'autres, modes de transport moins durables.

Le regroupement de bus se produit parce que les itinéraires de bus sont intrinsèquement instables. Lorsque les bus sont à l'heure, tout semble bien fonctionner. Ils voyagent d'arrêt en arrêt, attendant à chacun que les passagers sortent ou montent à bord. Cependant, une fois qu'un bus prend du retard, il est presque impossible qu'il reparte sur la bonne voie. Il continuera à prendre de plus en plus de retard jusqu'à ce que le prochain bus sur l'itinéraire rattrape son retard.

La même chose arrive aux bus qui sont en avance :ils continuent à arriver de plus en plus tôt au fur et à mesure qu'ils parcourent leur itinéraire, jusqu'à ce qu'ils rattrapent le bus juste devant.

Les équations qui décrivent comment les bus se déplacent le long d'un itinéraire identifient pourquoi cela se produit. Le temps que les bus passent à servir les passagers à un arrêt est lié au temps qui s'écoule entre les arrivées de bus consécutives, communément appelée avance de bus. Quand un bus est en retard, son avance augmente et plus de passagers arrivent qui doivent être servis à son prochain arrêt. Mais plus il y a de passagers qui attendent à un arrêt, plus un bus doit y passer de temps. Les bus en retard doivent donc passer plus de temps à chaque arrêt suivant, les obligeant à s'exécuter encore plus tard. L'inverse se produit pour un bus qui est en avance. Ce cycle se poursuit jusqu'à ce que plusieurs bus finissent par se rattraper et se regrouper.

Alors, que peut-on faire pour arrêter cela? Les agences de transport en commun ont travaillé avec des chercheurs comme nous pour proposer de nombreuses idées différentes pour éliminer le regroupement des autobus.

Une stratégie consiste à demander aux bus en retard de sauter les arrêts où les passagers n'ont pas besoin de descendre ou de limiter le nombre de personnes autorisées à monter à bord des bus en retard à chaque arrêt. Ces deux éléments permettent au bus en retard de passer moins de temps à chaque arrêt, ce qui lui permet de se rattraper. Bien sûr, cela peut laisser les utilisateurs potentiels bloqués.

Une autre stratégie courante consiste à prévoir plus de temps que nécessaire dans l'horaire d'un autobus. Ce temps supplémentaire – appelé slack – permet de s'adapter à la variabilité du temps de trajet en bus. Les bus qui arrivent en avance sont priés de s'arrêter aux arrêts sélectionnés jusqu'à l'heure de départ prévue. Cependant, cette stratégie n'aide pas les bus en retard à récupérer. Il est également sensible à toutes les perturbations qui font que les bus ne sont pas à l'horaire. Retarder ou retenir les bus de cette manière réduit également la vitesse à laquelle les passagers peuvent voyager le long de l'itinéraire.

Les nouvelles technologies peuvent peut-être aider. Les agences de transport peuvent désormais suivre l'emplacement des bus en temps réel et offrir des commentaires personnalisés aux conducteurs. Ces nouvelles stratégies traitent les bus consécutifs comme s'ils étaient tous reliés par des ressorts. Les bus trop rapprochés le long du parcours reçoivent des instructions pour aider à les "écarter", tandis que les bus trop éloignés les uns des autres reçoivent des informations pour les "rassembler". On peut dire aux conducteurs de passer autant de temps supplémentaire à passer à un arrêt ou de voyager beaucoup plus lentement ou plus vite le long d'un itinéraire.

Les chercheurs ont développé des algorithmes que les agences peuvent utiliser pour fournir de telles instructions aux bus individuels et éviter le regroupement des bus. Ces instructions pourraient être envoyées par les répartiteurs de l'agence de transport en commun qui surveillent le système et fournissent des conseils simples aux conducteurs ou via des ordinateurs de bord qui calculent exactement ce que les conducteurs doivent faire pour éviter automatiquement le regroupement. Des simulations informatiques et des tests sur le terrain suggèrent que ces stratégies dynamiques pourraient un jour faire du regroupement une chose du passé.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.