FLASH INFORMATIQUE FI

FI-spécial été 2009 - Mobil-IT


Mieux comprendre la mobilité




Vincent KAUFMANN

Michael FLAMM


Depuis quelques années déjà, la recherche sur les comportements de mobilité tente de mettre à profit les possibilités offertes par l’informatique mobile pour développer de nouvelles méthodes d’enquête. Deux objectifs complémentaires sont poursuivis. D’une part, il s’agit d’améliorer la qualité des données recueillies auprès des personnes enquêtées, car les méthodes d’enquête traditionnelles, notamment par téléphone, souffrent d’imprécisions dans les relevés des déplacements (heures de départ et d’arrivée arrondies, localisation vaguement décrite des lieux d’activités, oublis de mention de certains déplacements, etc.). D’autre part, les nouvelles technologies doivent permettre de mieux appréhender la complexité et la variété des comportements individuels, en analysant ces derniers sur des périodes plus longues – plusieurs jours, voire plusieurs semaines – et en récoltant des informations supplémentaires sur les processus décisionnels qui sous-tendent l’organisation de la mobilité quotidienne.
A ce jour, diverses technologies ont été appliquées et combinées en vue de développer de nouvelles méthodes de relevé de déplacements. Souvent, le système GPS est utilisé pour déterminer les localisations successives des participants. Les relevés par le biais de la localisation de téléphones portables ont également été expérimentés, principalement au Japon avec le système de téléphonie mobile PHS. Parfois, des accéléromètres ont été intégrés dans les balises afin de faciliter la reconnaissance automatique du mode de déplacement. Enfin, certains dispositifs d’enquêtes ont mis à profit les interfaces écran et clavier de PDA ou de téléphones portables pour demander aux participants de fournir des données d’enquête en cours de déplacement. Plus récemment, l’expérimentation de dispositifs d’enquête basés sur des téléphones portables équipés de puces GPS connaît un essor certain et la multiplication de ces modèles de portables offre des perspectives intéressantes pour envisager à terme la réalisation d’enquêtes de mobilité standardisées, sans nécessité de remettre aux participants une balise spécifique.

L’informatique mobile en soutien d’enquêtes qualitatives

Pour notre part, nous avons expérimenté depuis fin 2006 un dispositif d’enquête faisant appel à des enregistreurs de déplacements par GPS. Dans le cadre d’un projet financé par le Secrétariat d’Etat à l’Education et à la Recherche (Action COST-355), ce dispositif nous a permis d’analyser de manière approfondie comment les habitudes de mobilité évoluent suite à une transition dans le parcours de vie, à l’exemple d’un déménagement, d’un changement de lieu de travail ou d’un départ à la retraite. Cette thématique de recherche pose un double défi : d’une part, compte tenu de la durée des processus d’adaptation qui prennent effet durant ces phases de vie, il faut conduire une enquête qualitative sur plusieurs semaines pour les saisir dans toute leur complexité ; d’autre part, pour être opérationnel, le dispositif d’enquête mis en oeuvre doit être extrêmement simple pour les personnes enquêtées.
Une première enquête exploratoire a été menée en 2007 avec 21 personnes, dont les déplacements quotidiens ont été observés durant six semaines après un événement de transition de vie. Durant cette période, nous avons conduit des entretiens qualitatifs hebdomadaires en nous appuyant sur les enregistrements de déplacements. Cet été, nous avons utilisé ce dispositif d’enquête pour étudier les pratiques de mobilité de personnes habitant dans des espaces peu desservis en transports publics, dans le cadre de la recherche OPTIMA menée pour le compte de Car Postal dans le cadre du EPFL Transportation Center. Dans ce contexte, vingt personnes ont été interrogées après un relevé de déplacements d’une dizaine de jours.
Le suivi par GPS fournit non seulement des données factuelles à propos de l’ensemble des trajets parcourus et des lieux d’activité fréquentés, mais il permet également de détecter des incidents ou des hésitations (par exemple, lorsqu’un automobiliste est pris dans un bouchon, lorsqu’un trajet comporte un détour par rapport au chemin habituel ou encore lors d’une attente prolongée à un arrêt de transports publics). Grâce à ces données, les participants peuvent être amenés à décrire après coup leurs expériences et leurs apprentissages, permettant ainsi de comprendre de manière détaillée comment ils organisent leur mobilité et, le cas échéant, comment ils adoptent de nouvelles manières de se déplacer. L’expérience montre que les données GPS fournissent une aide très précieuse dans la remémoration des déroulements d’activités quotidiens.

Le dispositif technologique

Pour faciliter la réalisation des entretiens qualitatifs, nous avons développé une application qui permet de visualiser les étapes individuelles de chaque déplacement, et ainsi de rejouer étape par étape les déroulements d’activités des répondants. Le logiciel, programmé en MapBasic, fonctionne en tant qu’outil dédié dans l’environnement du système d’information géographique MapInfo. Notre logiciel permet également d’éditer manuellement les données afin de reconstituer un véritable carnet de déplacements, notamment afin d’ajouter aux données de parcours des informations quant aux modes de transport utilisés, aux motifs de déplacement, etc. En fin d’enquête, les carnets de déplacement peuvent être exportés et soumis à des analyses statistiques dans SPSS.

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fig. 1
le MobilityMeter, commercialisé par GeoSat SA

Les MobilityMeter utilisés pour le suivi des déplacements (cf fig. 1), de la taille d’un téléphone portable, comportent un récepteur GPS de haute sensibilité. Lorsqu’ils réceptionnent les signaux de quatre satellites ou plus, ils enregistrent la localisation momentanée au rythme d’un point par seconde. La sensibilité des appareils est telle qu’ils peuvent être portés de façon libre (dans un sac à dos ou dans une poche). En pratique, leur capacité mémoire offre une autonomie d’enregistrement pour 3-4 semaines de relevé de déplacements. La batterie fournit une autonomie de 20 heures environ, ce qui implique de recharger le module chaque nuit. La récupération des données s’effectue par câble sériel.
Le suivi par GPS avec une fréquence d’échantillonnage d’un point par seconde produit une grande quantité de données brutes, typiquement de l’ordre de 10’000 à 30’000 points par jour (la figure 2 donne un exemple de données brutes, projetées sur un fond de carte). Cette fréquence d’échantillonnage génère bien évidemment des données redondantes, elle s’avère néanmoins indispensable pour pouvoir détecter des éventuels lieux de changement de modes de transport, grâce à une analyse fine des variations de vitesse momentanées (en l’occurrence, tous les arrêts de type Stop, Feu rouge, Arrêt de bus, etc. sont ainsi détectés).

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fig. 2
données brutes d’un relevé GPS

Outre l’élimination de points redondants, la procédure de traitement des données brutes inclut une décomposition en parcours et en arrêts à des lieux d’activité potentiels (stabilité de la position momentanée pendant plus de 90 secondes). L’analyse doit par ailleurs prendre en compte toutes les situations lorsque le suivi GPS est momentanément interrompu (entrée dans un bâtiment ou dans un tunnel, reprise parfois tardive du suivi GPS après une période d’absence de réception des signaux satellites, etc.). Les limites de fonctionnement propres au système GPS complexifient considérablement l’interprétation automatique des données.

Qualité des relevés GPS

Les relevés de parcours sont de bonne qualité, mais il subsiste tout de même une part d’étapes de déplacement qui ne sont pas documentées. La figure 3 montre que ce sont essentiellement les étapes en train qui posent problème : en effet, la réception des signaux GPS est généralement insuffisante dans les trains Intercity des CFF (ICN et Intercity à deux étages). Le suivi GPS est également inefficace pour les étapes effectuées dans des bâtiments (campus, gare, etc.) ou en souterrain (métro). Enfin, le fait qu’un récepteur GPS nécessite une phase de recalage après une période d’absence de réception des signaux satellites (cold / warm start) impacte fortement sur la qualité des relevés d’étapes de très courte durée (moins de 3 minutes), notamment lors de trajets à pied dans des environnements densément construits où la visibilité directe des satellites est restreinte (canyons urbains).

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fig. 3
qualité des relevés GPS en fonction du mode de déplacement

D’une manière générale, la problématique du cold / warm start limite les possibilités d’appliquer la méthode du suivi GPS pour étudier la mobilité de personnes habitant et travaillant dans des centres urbains densément construits. En effet, les enchaînements rapprochés d’activités, de parcours souterrains, voire d’utilisation du métro ou du train, peuvent rendre les récepteurs GPS inefficaces. Pour garantir l’enregistrement d’un maximum de parcours, il faudrait alors demander aux participants à l’enquête de systématiquement vérifier le bon fonctionnement de leur module GPS avant d’entamer un nouveau déplacement et d’attendre 1-2 minutes sans bouger. Il n’est pas réaliste de les soumettre à une telle contrainte.
Hormis dans ce contexte précis, les relevés GPS fournissent typiquement des données pour 85 à 90% des étapes effectuées par les participants. Ce résultat est amplement suffisant, sachant que les données de base des étapes manquantes peuvent être complétées manuellement en fonction des explications fournies par les participants.

Bilan et perspectives futures

Notre dispositif technologique a démontré son efficacité pour mener des enquêtes de mobilité approfondies sur des périodes prolongées de plusieurs semaines. Rapidement, les participants s’habituent à emmener avec eux le MobilityMeter et à le recharger chaque soir. Pour les personnes enquêtées, les entretiens récapitulatifs à propos des déplacements enregistrés représentent généralement une expérience de remémoration à caractère ludique. Les relevés GPS offrent en définitive un moyen unique de mettre les personnes en situation de commenter leurs expériences de mobilité quotidienne et plus particulièrement les évènements qui participent à la construction des habitudes individuelles de déplacement (apprentissages liés à de nouvelles expériences ou à des problèmes rencontrés en cours de route). Evidemment, la participation à une enquête de ce type implique d’être disposé à relater de manière détaillée les activités quotidiennes auxquelles on s’adonne.
Les développements futurs de l’informatique mobile faciliteront sans doute la réalisation de ce type d’enquête. L’avènement des smartphones équipés de récepteurs GPS laisse entrevoir des possibilités d’accéder de manière simplifiée aux données de mobilité de participants volontaires. Cependant, des difficultés techniques non négligeables demeurent à ce jour, notamment en raison de l’autonomie énergétique limitée des portables. Par ailleurs, l’enregistrement des déplacements dans les centres urbains continuera à poser problème tant que le positionnement dépendra du système GPS. Nous attendons donc avec impatience une intégration encore plus poussée de fonctionnalités complémentaires basées sur la localisation par le biais des réseaux de communication (UMTS, WiFi, etc.), voire par l’utilisation de données d’accéléromètres.
Pour de plus amples informations, voir le rapport de recherche complet : M. Flamm, C. Jemelin & V. Kaufmann (2008) : Travel behaviour adaptation processes during life course transitions : a methodological and empirical study using a person-based GPS tracking system.



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