Les systèmes d’information

Avec le développement des nouvelles technologies, de plus en plus de données sont disponibles pour aider au fonctionnement des systèmes de transport. Pour tirer le plein potentiel de ces données, des outils informatiques sont développés pour accélérer et faciliter leur traitement. L’utilisation des SIG pour la conception des tournées d’épandage et de déneigement peut s’avérer fort intéressante. Ils peuvent faciliter le traitement des données géographiques avec une grande efficacité. De plus, ils permettent de présenter les résultats sous une forme vi- suelle facilitant ainsi l’analyse, les ajustements manuels et la compréhension. Ils revêtent une importance particulière pour l’introduction de données dynamiques dans les problèmes de tournées de véhicules et de tournées sur les arcs (Psaraftis, 1995). Un exemple d’interface d’un SIG est présenté à la figure 2.2.

Étant donné que la littérature concernant les SIG appliquées à la conception et à la pré- sentation de tournées en viabilité hivernale, présentée à la section 2.3.2, est assez restreinte, la section 2.3.1 présente d’abord quelques applications de conception de tournées dans des domaines connexes.

Figure 2.2 Exemple d’affichage d’un SIG.

2.3.1 Applications pour la conception de tournées dans des domaines connexes À l’exception des tournées de déneigement présenté à la section 2.3.2, il existe peu d’ap- plications des SIG pour la création de tournées sur les arcs. Une application permettant la construction de tournées d’inspection d’un réseau routier a aussi été recensée. Dans ce cas, les routes parcourues par les véhicules, en tenant compte de modifications en raison d’impré- vus, sont établies en étudiant les traces d’un Global Positioning System (GPS), laissées par le véhicule, dans un SIG. Des tournées modifiées pour tenir compte de ces aléas sont alors conçues (Marzolf et al., 2006).

Une architecture typique, utilisée par les chercheurs, pour ce type de système est présentée à la figure 2.3. Les positions des camions sont acquises dans les véhicules par un module GPS. Cette position est transférée par les ondes cellulaires à un serveur de communication. D’autres parts, un serveur de données interroge une base de données pour obtenir les couches (cartes). Ces informations sont envoyées par Internet à un serveur SIG qui combine toutes ces informations. L’information peut ensuite être affichée sur les postes utilisateurs ou envoyée à un serveur d’application pour un traitement supplémentaire. Les utilisateurs et le serveur d’application peuvent à leur tour retourner de l’information au serveur SIG qui peut mettre à jour les tournées des véhicules et les renvoyer par le serveur de communication. En général, les travaux recensés montrent que les SIG permettent une intégration des différents systèmes à l’intérieur d’une interface facile à utiliser. Les connexions bidirectionnelles entre les différentes parties permettent aussi une interaction de l’utilisateur en utilisant une seule interface. De plus, le type d’architecture présentée utilise une interface web. Les scientifiques utilisent de plus en plus ce type de structure, car il limite l’investissement requis de la part des

utilisateurs et il améliore la transportabilité. Les SIG s’avèrent donc très importants pour le développement d’outils d’aide à la décision.

Figure 2.3 Architecture typique d’un SIG.

2.3.2 Applications pour la conception de tournées en viabilité hivernale

De plus en plus d’applications utilisent les SIG dans le cadre de la viabilité hivernale (Ville de Granby, 2017; City of Cornerbrook, 2017). Dans ces cas, les SIG servent surtout à présenter la position en temps réel des camions. À l’interne, cette information est également utilisée pour des fins de contrôle ; par exemple, si on veut savoir à quelle heure est passé un camion sur une rue. Certaines études commencent également à tirer des informations de ces données (Ahabchane et al., 2015; Ahabchane, 2015). Straek (2013) a même développé une méthode pour optimiser les tournées d’épandage en se basant sur les données recueillies.

À la ville de Montréal, on se sert d’un SIG pour indiquer l’évolution des opérations de chargement de la neige ainsi que les interdictions de stationnement (Info Neige, 2017). Des algorithmes permettent même d’automatiser une partie de l’acquisition des données. Dans certains autres cas, des données peuvent être intégrées dans un SIG dans un but particulier, puis être réutilisées dans le cadre de la viabilité hivernale en apportant quelques modifications. Cette situation est notamment survenue pour la ville de Newark au New Jersey. Un SIG, qui avait été conçu pour faciliter la gestion des impôts fonciers, a aussi été utilisé pour la planification des opérations de déneigement (Farkas and Corbley, 1998). Toutes ces initiatives démontrent bien la démocratisation des SIG.

Le domaine de la viabilité hivernale est particulièrement propice au développement d’appli- cations avec des SIG étant donné la forte dépendance à l’aspect géographique (Chapman and Thornes, 2003). C’est dans cette optique que Cornford and Thornes (1996); Gustavsson et al. (1998) ont développé des SIG aidant à la planification des dépenses reliées à la viabilité hivernale respectivement pour l’Écosse et pour la Suède. Parallèlement, un outil basé sur les SIG a aussi été développé pour évaluer la pertinence d’ouvrir et de fermer des dépôts de matériel ou de véhicules en Ohio (Gupta, 1998)

Pour l’amélioration de tournées de véhicules dans le cadre de la viabilité hivernale propre- ment dit, quelques applications ont été recensées. Un premier système, nommé CASPER, combine un SIG aux techniques de recherche opérationnelle pour concevoir des tournées de déneigement (Wang and Wright, 1994). Un peu plus tard, d’autres chercheurs ont développé un outil semblable, utilisant une heuristique basée sur les données d’un SIG pour optimiser les routes d’entretien hivernal (Li and Eglese, 1996). Dans le but d’assurer un meilleur suivi des opérations en cours, des travaux relatant l’installation de GPS sur une flotte de 80 véhi- cules ont été décrits (Roosevelt et al., 2001). Salim et al. (2002) ont, quant à eux, combiné les techniques d’intelligence artificielle et les SIG pour générer des tournées de déneigement considérant les priorités tout en assurant un suivi des matériaux utilisés pour l’épandage. Au Royaume-Uni, un prototype combinant les système d’information météoroutière de prochaine génération (next generation road weather information system) (XRWIS) et la recherche opé- rationnelle dans le but de créer des tournées affichées dans un SIG a aussi été développé (Handa et al., 2005). Aux États-Unis, l’analyse spectrale de photos satellites a été combinée à un SIG afin de numériser le réseau routier ainsi que les modifications qui y sont apportées. Les routes sont ensuite affichées en combinaison avec les données météorologiques disponibles en temps réel afin de permettre aux gestionnaires de créer les routes de déneigement. Puis le système peut assigner automatiquement les véhicules aux tournées ainsi que les chauffeurs aux véhicules (Sugumaran et al., 2005).

Récemment, un SIG, développé en Java, a utilisé des techniques de recherche en intelligence artificielle pour créer des tournées de déneigement. Le but de cet outil est de simplifier la création de tournées en utilisant le moins d’information possible afin de pouvoir l’appliquer au plus grand nombre de réseaux possible sans avoir à faire trop de modifications. Les données nécessaires à l’utilisation de leur outil sont les réseaux routiers proprement dits, incluant les longueurs des segments, ainsi que les priorités de traitement (Rao et al., 2011). Les résultats des méthodes heuristiques créant des tournées de déneigement dans un cadre statique et dynamique sont exportés directement dans un SIG (Hajibabai et al., 2014; Hajibabai and Ouyang, 2016).

En plus de la confection de tournées, certains SIG ont été développés pour faire la gestion des flottes de véhicules. Il est donc possible de savoir en temps réel la localisation des véhicules ainsi que les taux d’épandage qu’ils utilisent actuellement (Santiago-Chaparro et al., 2012).

CHAPITRE 3 ARTICLE 1: A CASE STUDY OF SNOW PLOW ROUTING