Chercheur principal : Bruno Benevit
Titre original: Analyse des réactions des voyageurs à une politique de réduction des tarifs en heures creuses et optimisation de la stratégie tarifaire pour fluidifier la circulation aux heures de pointe : le cas du métro de Pékin
Auteurs: Xiangming Yao, Linshan Chen, Peng Zhao, Qingru Zou et Zijia Wang
Lieu de l'intervention : La Chine
Taille de l'échantillon : 11 millions de passagers actifs
Secteur: Économie des transports
Variable principale d'intérêt : Congestion
Type d'intervention : Discrimination par les prix
Méthodologie: Programmation intégrale non linéaire
Résumé
Les transports publics sont sujets à la congestion, qui survient généralement aux heures de pointe. Ce phénomène est particulièrement fréquent dans les métros des grandes métropoles. Par conséquent, des mesures visant à moduler la demande, comme la tarification différenciée selon l'heure, peuvent atténuer ce problème. Cette étude a analysé l'impact de la mise en place d'une politique de réduction des tarifs avant les heures de pointe du matin dans le métro de Pékin, en Chine. Les résultats ont démontré que cette politique n'était pas efficace, suggérant qu'une réduction plus proche des heures de pointe permettrait de réduire la congestion matinale.
- Problème de politique
Les heures de pointe dans les transports en commun entraînent souvent des embouteillages en début et en fin de journée. Ce problème est récurrent pour la plupart des réseaux de métro. Compte tenu des difficultés d'expansion de l'offre de ce type de service pour certains modes de transport, notamment ceux qui dépendent fortement du développement des infrastructures comme les métros, des mesures de gestion de la demande peuvent atténuer cette situation (YAO et al., 2025).
Les individus réagissent différemment aux variations du prix des billets. En général, une hausse des prix entraîne une baisse du nombre de passagers, mais cette réaction varie selon le contexte. Certaines études montrent qu'à court terme, la baisse du nombre de passagers est moins marquée, tandis qu'à long terme, davantage de personnes peuvent modifier leurs habitudes de transport. Ainsi, la différenciation des prix en fonction de l'heure permet une répartition moins concentrée de la demande tout au long de la journée, en s'adaptant à la capacité de l'offre du système de transport.
Contrairement au trafic routier, où les mesures de gestion de la demande de transport (GDT) sont bien établies, l'application de surtaxes aux transports publics présente des défis spécifiques. Ces surtaxes peuvent inciter les usagers à se tourner vers d'autres modes de transport, aggravant ainsi la congestion. C'est pourquoi de nombreuses stratégies de GDT dans les systèmes de transport public privilégient les promotions ou les incitations plutôt que les augmentations tarifaires pour remédier à ce problème.
Le métro de Pékin, l'un des plus grands réseaux de Chine, est également confronté à ce problème, subissant des embouteillages récurrents aux heures de pointe. Dans ce contexte, les agences de transport de la région ont mis en place une politique de réduction des tarifs en 2016 afin de désengorger les transports pendant l'heure de pointe du matin. Cependant, l'impact de cette politique n'a pas été à la hauteur des attentes, contrairement à des politiques similaires mises en œuvre ailleurs (GE et al., 2015). Par conséquent, la compréhension du comportement des voyageurs au niveau individuel est essentielle pour améliorer ce type de politiques.
- Contexte de mise en œuvre des politiques
Le métro de Pékin compte trois lignes : BT, CP et 6. Une politique de réduction des tarifs en heures creuses a été mise en place sur les lignes BT et CP afin de réduire l'affluence matinale, notamment entre 7 h et 9 h. En 2016, une réduction de 30 % était proposée aux passagers montant à bord avant 7 h dans 16 stations réparties sur deux lignes, mais son impact sur la fréquentation est resté limité. L'année suivante, la réduction a été portée à 50 % et huit stations supplémentaires de la ligne 6 ont été intégrées au programme.
Il convient de noter que la ligne BT du métro de Pékin, objet de cette étude, compte 13 stations, dont deux en correspondance. Cette ligne est fortement congestionnée le matin en direction du centre-ville, notamment entre 7 h et 8 h 30. Sa capacité est limitée par la vétusté de ses infrastructures : les rames de six voitures peuvent accueillir jusqu’à 238 passagers chacune. Le temps de trajet total d’un terminus à l’autre est d’environ 30 minutes et 35 secondes.
Les progrès réalisés dans l'utilisation des données des cartes à puce ont permis de développer de nouvelles méthodologies pour optimiser les stratégies tarifaires. Ces informations ont permis de prendre en compte l'hétérogénéité des passagers et les impacts directs et indirects des variations tarifaires sur la demande de métro. Le choix de réductions plutôt que de majorations aux heures de pointe s'explique par la crainte que des tarifs plus élevés n'incitent les passagers à privilégier le bus ou la voiture, aggravant ainsi les embouteillages.
Malgré des efforts répétés, la demande a peu évolué et la réduction de la surpopulation n'a pas atteint les objectifs fixés. Faute d'avoir obtenu les résultats escomptés, la politique n'a pas été étendue à l'ensemble du réseau, ce qui a nécessité une analyse plus approfondie de son efficacité.
- Détails de l'évaluation
L'étude a utilisé des données provenant de carte à puce Les données couvrent les périodes de six mois précédant et suivant la mise en œuvre de la politique, soit de juin 2016 à juin 2017. Les enregistrements des cartes d'employés et temporaires, représentant moins de 5 % du total, ont été exclus car ils ne pouvaient être rattachés à des utilisateurs réguliers. De plus, seules les données des jours ouvrables ont été prises en compte, la politique ne s'appliquant pas les week-ends et jours fériés. Les enregistrements ne permettant pas le suivi des déplacements durant les deux périodes analysées ont également été supprimés. Au total, on comptait plus de 12,49 millions de cartes actives en juin 2016 et 13,51 millions en juin 2017, dont environ 81 % ont pu être suivies.
Afin de mieux comprendre les habitudes de déplacement des usagers et leurs réactions aux variations tarifaires, les usagers du métro ont été classés en groupes selon trois caractéristiques principales : (i) la fréquence d’utilisation, (ii) le comportement temporel des déplacements et (iii) la répartition spatiale. La fréquence d’utilisation mesure la fréquence à laquelle chaque usager emprunte le métro, notamment le nombre moyen de trajets par jour, le nombre moyen de jours d’utilisation par semaine et la stabilité de cette utilisation dans le temps. Les usagers qui utilisent le métro plus fréquemment et régulièrement ont tendance à être plus fidèles au réseau, tandis que ceux dont les habitudes sont plus irrégulières peuvent être moins dépendants de ce mode de transport.
Les caractéristiques temporelles ont été analysées afin d'identifier les habitudes de déplacement. L'heure du premier départ de la journée a été considérée comme un indicateur permettant d'identifier les passagers qui commencent leur trajet aux heures de pointe, généralement des travailleurs ou des étudiants. De plus, les variations des heures de départ au fil du temps ont été identifiées, permettant de distinguer les usagers ayant des habitudes plus régulières de ceux ayant des horaires plus flexibles. Enfin, les caractéristiques spatiales ont été prises en compte en fonction du taux de couverture origine-destination, qui indique la variété des origines et des destinations utilisées par un passager.
Les données ont révélé des profils distincts parmi les usagers du métro pékinois. Les usagers réguliers effectuent des trajets fréquents et réguliers tout au long de la semaine ; il s’agit généralement de travailleurs ou d’étudiants. Les usagers occasionnels, quant à eux, présentent une fréquence de trajets plus faible et des horaires plus variables. Concernant les horaires, les passagers qui commencent systématiquement leur trajet aux heures de pointe sont probablement des travailleurs, tandis que ceux qui bénéficient d’une plus grande flexibilité horaire présentent des variations dans leurs déplacements. Les profils spatiaux indiquent que les passagers ayant des itinéraires fixes, comme domicile-travail ou domicile-école, varient peu entre leurs points de départ et d’arrivée. Ceux dont les itinéraires sont plus variés sont probablement des prestataires de services ou des professionnels exerçant plusieurs activités professionnelles.
- Méthode
Le modèle développé utilise une programmation quadratique en nombres entiers non linéaire pour optimiser la répartition de la demande dans le métro, en tenant compte de la politique de réduction tarifaire en heures creuses. La formulation inclut des variables relatives aux stations proposant des réductions, à l'heure limite d'application de ces réductions et au pourcentage de réduction. La fonction objectif vise à minimiser l'écart entre le taux d'occupation observé dans les rames et le taux souhaité, afin de réduire la surpopulation. Des contraintes ont été intégrées pour garantir la cohérence du modèle, telles que l'égalité de certains paramètres dans certains scénarios et la limitation du décalage des horaires de départ des passagers.
L'étude a segmenté la période analysée en intervalles de 10 minutes, permettant ainsi de suivre l'évolution de la demande au fil du temps. Pour calibrer le modèle, les données des cartes à puce d'août 2015, antérieures à la mise en œuvre de la politique de réduction, ont été utilisées. Ces données ont permis d'identifier les données origine-destination et les habitudes de déplacement. De plus, l'influence de la politique de réduction sur les décisions des passagers a été intégrée au modèle par le biais de l'élasticité tarifaire à l'heure de départ, en tenant compte de la limite de temps maximale pendant laquelle les usagers sont disposés à anticiper leur voyage.
La capacité des trains a été modélisée en tenant compte de l'infrastructure existante, notamment du temps de trajet entre les gares, du temps d'arrêt et de la capacité de passagers par voiture. De plus, le modèle a été testé pour cinq scénarios de réduction tarifaire avant les heures de pointe. Chaque scénario variait en fonction de la gare proposant la réduction, de l'heure limite et du pourcentage de réduction, allant d'un scénario sans réduction à un scénario offrant une flexibilité totale en matière de réductions et d'heure limite.
- Principaux résultats
Les résultats du modèle indiquent que le scénario de réduction actuel n'a pas d'effet significatif sur la réduction de l'affluence, un résultat conforme aux observations faites dans le métro de Pékin. Une comparaison entre les scénarios révèle que la modification du taux de réduction a un effet limité, tandis que les modifications de l'heure limite d'application de la réduction ont des impacts plus importants.
Dans le scénario où l'heure limite a été ajustée, la réduction de la surpopulation a été nettement supérieure à celle observée dans les scénarios où seul le pourcentage de réduction a été augmenté. Le scénario le plus flexible a permis d'obtenir les meilleurs résultats en matière de réduction de la surpopulation, même si les auteurs soulignent le risque de compromettre le confort des passagers en raison des différences d'horaires et de tarifs entre les stations.
L'analyse de l'élasticité tarifaire a montré que la réduction peut inciter certains passagers à voyager plus tôt aux heures de pointe. Cependant, cet effet est limité, car la plupart des passagers n'anticipent pas leur trajet de plus de 30 minutes. Étant donné que l'heure de pointe réelle se situe aux alentours de 8 h, l'impact de la politique mise en œuvre est négligeable.
Suite à ces résultats, les auteurs ont souligné que les systèmes comme le métro de Pékin, où la demande est forte et concentrée sur une courte période, rendent difficile la modification du comportement des passagers par des incitations tarifaires. La politique tarifaire du métro de Pékin offre déjà une réduction significative par rapport à d'autres réseaux, tels que ceux de Hong Kong, New York et Washington, qui appliquent des réductions plus modestes en dehors des heures de pointe. De plus, le gouvernement de Pékin subventionne environ 50 % des coûts d'exploitation du métro, ce qui lui confère une plus grande flexibilité dans la fixation des tarifs.
Pour améliorer l'efficacité de la politique de réduction, il faudrait ajuster la date limite d'application de l'avantage afin qu'elle corresponde à la répartition réelle de la demande. L'expérience du métro de Melbourne, qui a instauré la gratuité des trajets en dehors des heures de pointe, a donné des résultats plus satisfaisants en matière de redistribution de la demande. Cependant, cette stratégie présente des risques financiers, car le manque à gagner peut être considérable.
- Leçons de politique publique
Dans cet article, les auteurs ont analysé, à l'aide d'un modèle de programmation non linéaire, l'impact de la mise en place d'une politique de réduction tarifaire pour les trajets effectués avant les heures de pointe du matin dans le métro de Pékin. Les résultats du modèle indiquent que cette politique a eu un impact limité sur la réduction de la demande aux heures de pointe, ce qui concorde avec les observations faites lors de sa mise en œuvre. L'efficacité de la mesure était limitée par la durée de la réduction, qui ne couvrait pas la majeure partie de la période de forte demande. Les résultats suggèrent également que le montant de la réduction a une influence limitée sur les décisions des passagers.
Les données présentées dans cet article ont permis de mieux comprendre le lien entre les incitations tarifaires et la redistribution de la demande dans les transports publics, contribuant ainsi à l'élaboration de stratégies pour atténuer la surpopulation. Les auteurs ont souligné que des ajustements concernant l'heure limite d'application de la réduction et l'élargissement de la période couverte par cette politique pourraient en accroître l'efficacité.
Références
GE, Y.-E. et al. RÉSOUDRE LA CONGESTION DU TRAFIC DU CÔTÉ DE LA DEMANDE. PROMET – Traffic&Transportation, vol. 27, n° 6, p. 529–538, 21 déc. 2015.
YAO, X. et al. Exploration des réactions des voyageurs à une politique de réduction tarifaire avant les heures de pointe et optimisation de la stratégie de tarification pour atténuer la congestion aux heures de pointe : le cas du métro de Pékin. Transportation Research Part A: Policy and Practice, vol. 191, p. 104335, janv. 2025.
