Tarification dynamique dans les transports intermédiaires : limites et défis

Dynamic Pricing in Intermediate Transport: Limits and Challenges

• Auteur / Autrice : Rose Sossou edou
• Direction : Frédéric Meunier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CERMICS - Centre d'Enseignement et de Recherche en Mathématiques et Calcul Scientifique

Mots clés

Mots clés libres

Transport

Tarification

Recherche opérationnelle

Socio-économie

Transportation

Pricing

Operations Research

Socioeconomics

Résumé

Les modes de transport intermédiaires entre voiture particulière et transports collectifs voient depuis 15 ans leur diffusion s'accroître et leurs fonctionnalités s'enrichir. En particulier, les fonctionnalités d'information et de géolocalisation en temps réel offertes par la médiation du smartphone ont favorisé l'émergence d'algorithmes de mise en relation en temps réel, dont certains intègrent une tarification dynamique. C'est le cas notamment de l'algorithme d'Uber qui joue un rôle crucial dans la mise en relation de l'offre et la demande. La tarification dynamique, qui consiste à ajuster les prix en fonction des niveaux relatifs d'offre et de demande, soit de façon programmée, soit en temps réel, est en effet une fonctionnalité utilisée par de nombreux services dans la catégorie des modes de transport intermédiaires, dans la mesure où ces services n'opèrent ni selon des horaires programmés, ni selon des lignes fixes, mais plutôt à la demande. Tous, pour autant, n'ont pas encore recours à cette option. L'enjeu global de cette thèse est de comprendre les éléments déterminants et les limites à la mise en place d'un système de tarification dynamique pour un transport intermédiaire. L'objectif est de proposer une compréhension aussi complète que possible, et des disciplines scientifique variées (mathématiques, informatique et socio-économie) seront convoquées pour fournir des réponses de natures différentes et complémentaires. Les enjeux de la thèse ne sont pas cloisonnés. Certaines questions seront formulées à l'interface de ces disciplines; des questions mathématiques seront tirées de considérations socio-économiques, et réciproquement. La question de la tarification dynamique dans les modes de transport intermédiaires est étudiée dans la littérature des mathématiques appliquées depuis une quinzaine d'années, essentiellement pour les véhicules partagés. Dans ce contexte, la tarification dynamique permet de réorienter les flux de véhicules et peut se substituer partiellement ou complètement à l'utilisation d'autres moyens (camions, opérateurs, etc.) pour rééquilibrer la répartition des véhicules entre les stations. Des revues de la littérature récentes couvrent bien l'essentiel des contributions sur ce sujet. Cependant, l'étude d'un modèle mathématique simple et réaliste semble toujours absente de la littérature. Le premier objectif de la thèse sera de proposer un tel modèle, avec un ou plusieurs algorithmes de tarification dynamique, et de les évaluer par simulation. Par ailleurs, la tarification dynamique est envisagée ou déjà utilisée comme un outil-clé de certains nouveaux modes de transports intermédiaires, sans ce que cela ait donné lieu à une approche scientifique. Une autre question mathématique sera de formaliser et résoudre un problème posé par la tarification dynamique pour au moins l'un de ces nouveaux transports. Le choix du problème sera guidé par l'apport possible d'une approche scientifique plus systématique et par son intérêt mathématique intrinsèque. À l'exception notable de l'algorithme d'Uber, la question de la tarification dynamique dans les modes de transport intermédiaires n'a pas fait l'objet d'explorations poussées dans la littérature en sciences humaines et sociales. Les compétences requises pour évaluer l'opportunité de la mise en place d'un dispositif de tarification dynamique semblant concentrées auprès des opérateurs économiques qui exploitent les services, il transparaît de la littérature que le principe et les modalités de la mise en oeuvre de tels outils ne font pas l'objet de concertation a priori ou d'évaluation a posteriori en lien avec les autres acteurs du système. Un des objectifs de la thèse sera de documenter plusieurs cas de mise en oeuvre de dispositifs de tarification dynamique appliquée à des modes de transport intermédiaires et d'en proposer des analyses fines sur les plans pratiques, économiques et de gouvernance.

Intermediate modes of transport between private cars and public transportation have seen their diffusion increase and their functionalities expand over the past 15 years. In particular, the real-time information and geolocation features provided by smartphone mediation have facilitated the emergence of real-time matching algorithms, some of which incorporate dynamic pricing. This is notably the case with Uber's algorithm, which plays a crucial role in matching supply and demand. Dynamic pricing, which involves adjusting prices based on the relative levels of supply and demand, either in a pre-programmed way or in real-time, is a feature used by many services in the category of intermediate modes of transport. These services do not operate according to fixed schedules or routes but rather on demand. However, not all of them yet use this option. The overall objective of this thesis is to understand the key factors and limitations in implementing a dynamic pricing system for intermediate transport. The aim is to provide as complete an understanding as possible, and various scientific disciplines (mathematics, computer science, and socio-economics) will be drawn upon to provide different and complementary answers. The challenges of the thesis are not compartmentalized. Some questions will be formulated at the interface of these disciplines; mathematical questions will be derived from socio-economic considerations, and vice versa. The issue of dynamic pricing in intermediate modes of transport has been studied in the applied mathematics literature for about fifteen years, mainly for shared vehicles. In this context, dynamic pricing allows for the reorientation of vehicle flows and can partially or completely replace the use of other means (trucks, operators, etc.) to rebalance the distribution of vehicles between stations. Recent literature reviews cover the main contributions on this topic. However, the study of a simple and realistic mathematical model still seems to be absent from the literature. The first objective of the thesis will be to propose such a model, with one or more dynamic pricing algorithms, and to evaluate them through simulation. Moreover, dynamic pricing is envisaged or already used as a key tool for some new intermediate modes of transport, without this having led to a scientific approach. Another mathematical question will be to formalize and solve a problem posed by dynamic pricing for at least one of these new modes of transport. The choice of the problem will be guided by the potential contribution of a more systematic scientific approach and by its intrinsic mathematical interest. With the notable exception of Uber's algorithm, the issue of dynamic pricing in intermediate modes of transport has not been the subject of extensive exploration in the humanities and social sciences literature. The skills required to assess the appropriateness of implementing a dynamic pricing system seem to be concentrated among the economic operators who run the services. The literature suggests that the principle and modalities of implementing such tools are not subject to prior consultation or post-implementation evaluation in connection with other system actors. One of the thesis's objectives will be to document several cases of dynamic pricing implementation applied to intermediate modes of transport and to propose detailed analyses on practical, economic, and governance aspects.