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Quel est l’impact de la météo sur l’achalandage du réseau cyclable de Montréal?

(Photo de couverture: Michel Rathwell)

Lors de son ouverture en 2009, Bixi Montréal était le premier grand système de vélos en libre-service en Amérique du Nord. La technologie a été vendue et les vélos de type Bixi sont désormais visibles à Toronto, New York, Chicago, Boston, Washington, Londres et dans de nombreuses autres villes autour du monde. Les données ouvertes de Bixi contiennent des informations sur tous les trajets depuis 2014 qui durent plus de 1 minute et moins de 2 heures, et comprennent les stations et les heures de début / fin du trajet. Il y a beaucoup à analyser. En particulier, je m’intéresse à la façon dont la météo dicte l’utilisation de Bixi. De plus, la Ville de Montréal compte environ 20 compteurs vélos installés dans les pistes cyclables de la ville. Bien que ces données soient un peu moins fiables que celles de Bixi (plusieurs compteurs ont eu des pannes qui ne sont pas toujours faciles à détecter dans les données), elles sont toutefois utiles, car Bixi ne fonctionne que du 15 avril au 15 novembre. Ces données nous permettront de voir comment réagissent les cyclistes lorsque les températures chutent en hiver.

Une grande partie de cette analyse est inspirée du billet de Todd Schneider publié en 2016 intitulé A Tale of Twenty-Two Million Citi Bike Rides: Analyzing the NYC Bike Share System. Todd a examiné les données de Citi Bike, la version new-yorkaise de Bixi, et a noté une dépendance météorologique intéressante.

Les données

J’ai téléchargé les données ouvertes de Bixi d’avril 2014 à septembre 2018, qui contiennent des informations détaillées sur près de 20 millions de trajets. J’ai aussi obtenu les données des compteurs vélos de la Ville de Montréal depuis 2009. Enfin, j’utiliserai des données météorologiques quotidiennes et horaires d’Environnement et Changement climatique Canada, avec des observations à l’aéroport Montréal-Trudeau (CYUL). J’ai mis toutes les données utilisées dans ce billet, ainsi qu’un Jupyter Notebook contenant des extraits de code utilisés pour l’analyse, sur Github.

Statistiques de base

Bixi a connu une croissance énorme au cours des deux dernières années. Pour la saison 2017, 80 nouvelles stations et 1 000 nouveaux vélos ont été ajoutés au système, ce qui porte le total à 540 stations et 6 200 vélos. Pendant la saison 2018, Bixi a poursuivi sa croissance. Les records d’achalandage mensuels ont été battus chaque mois, de juin à août. Dans ce billet, je me concentrerai principalement sur les saisons 2017 et 2018, qui ont enregistré le plus grand nombre de trajets.

Le graphique ci-dessous représente le nombre total de trajets Bixi mensuels dans l’ensemble de données pour les saisons 2016, 2017 et 2018 (jusqu’en septembre). Nous pouvons rapidement constater que le nombre d’usagers a rapidement augmenté si nous examinons certains mois, par exemple août 2016 (688 174 déplacements), août 2017 (859 471 déplacements) et août 2018 (956 792 déplacements). Notez que les chiffres officiels publiés par Bixi sont plus élevés, car ils incluent probablement les trajets de moins d’une minute et de plus de deux heures exclus des données ouvertes.

Nous pouvons également regrouper les trajets en groupes de 10 minutes pour obtenir des informations plus précises. Pour la haute saison de Bixi, entre juin et septembre 2018, le graphique ci-dessous montre le nombre médian de trajets commencés au cours de chaque période de 10 minutes en semaine (bleu) et en fin de semaine (samedi et dimanche, en rouge). En semaine, le plus petit nombre de trajets commence généralement entre 4 et 5 heures du matin, avec seulement environ 8 trajets commençant au cours de chacune des périodes de 10 minutes correspondant à cette heure. On constate une augmentation rapide de l’achalandage jusqu’à l’heure de pointe matinale, avec 562 trajets (dans la médiane) commençant entre 8 h 40 et 8 h 50. Les trajets diminuent rapidement jusqu’à 10 heures, puis un petit pic apparaît à l’heure du dîner. Les trajets augmentent ensuite tout au long de l’après-midi. La période la plus occupée de la journée en semaine est de 17h10 à 17h20, avec une moyenne de 676 trajets qui commencent au cours de cette période de 10 minutes. Ceci est suivi de 17h00 à 17h10, puis de chaque bloc de 10 minutes de 17h20 à 18h10. Donc, si vous voulez éviter l’heure de pointe de Bixi, partez avant 17h.

La fin de semaine (samedi et dimanche), la tendance est très différente. Notons d’abord que les trajets de nuit sont beaucoup plus fréquents, le minimum étant un peu plus tard (6 heures du matin). De même, l’absence de période de pointe est évidente, avec une augmentation constante du nombre de trajets pendant l’après-midi, jusqu’à 376 trajets entre 15h10 et 15h20 et entre 15h40 et 15h50.

Il y a beaucoup de détails intéressants à examiner dans les données Bixi. Par exemple, pour voir quelles stations étaient les plus utilisées en 2017, consultez ma carte interactive à ce lien. On voit à quel point Bixi est populaire dans le centre-ville et le Plateau-Mont-Royal, mais aussi à quel point les stations Bixi situées le long des principales pistes cyclables comme de Maisonneuve sont particulièrement populaires.

Comment les conditions météo quotidiennes affecte-t-elles l’achalandage Bixi?

Maintenant que nous avons une idée du comportement des usagers de Bixi, examinons l’effet des conditions météorologiques sur l’achalandage. À l’aide des observations météorologiques quotidiennes et horaires prises par Environnement et Changement climatique Canada à l’aéroport Trudeau (CYUL), nous pouvons comparer différentes variables météorologiques avec le nombre de trajets Bixi quotidiens.

Température

La température est de loin le principal facteur qui détermine le nombre de trajets. Vous trouverez ci-dessous un graphique avec la température maximale quotidienne (en abscisse) et le nombre total de trajets quotidiens (en ordonnée) pour les saisons 2017 et 2018. Chaque point bleu représente une journée de données. Nous pouvons constater une augmentation nette et linéaire de l’achalandage à mesure que la température augmente. Cette augmentation semble s’arrêter une fois que nous avons chauffé au-dessus de 25 ° C environ.

Précipitations totales quotidiennes

Nous pourrions également nous attendre à ce que les jours de pluie soient moins fréquentés que les jours secs. Si on regarde le même graphique que ci-dessus, mais que nous remplaçons la température par les précipitations totales quotidiennes, nous obtenons ce qui suit:

Tout d’abord, vous remarquerez le regroupement des points sur la gauche, car la plupart des jours n’ont que peu (ou pas) de précipitations. Il y a une nette tendance à la baisse lorsque les précipitations augmentent. Cependant, on remarque plusieurs jours avec des précipitations supérieures à 20 mm et plus de 25 000 trajets Bixi. Cela suggère que la nature des précipitations un jour donné joue probablement un rôle important. Nous allons examiner cela sous peu.

Maintenant, combinons notre plus grand facteur, la température, avec les précipitations. Ci-dessous, le même graphique que celui présenté précédemment pour la température et les déplacements Bixi, mais maintenant, j’identifie les jours avec des précipitations en bleu et les jours secs en noir:

Ici, nous pouvons rapidement visualiser comment la température et les précipitations se combinent pour déterminer l’achalandage de Bixi. Les jours frais et pluvieux sont les moins fréquentés – notez les points bleus avec moins de 10 000 trajets. Bien que les journées chaudes et pluvieuses aient tendance à avoir moins de trajets que les journées chaudes et sèches, la différence n’est pas aussi extrême que la différence entre les journées froides et pluvieuses et les journées froides et sèches.

Si nous retirons les jours de pluie et examinons simplement la relation entre la température maximale et les trajets quotidiens pour les jours secs, nous pouvons constater une relation très forte (r = 0,78). Encore une fois, nous pouvons constater que cette relation perdure jusqu’à environ 25 ° C, au-dessus de laquelle la fréquentation a tendance à diminuer. Les deux valeurs extrêmes où la température maximale est supérieure à 30 ° C et le nombre de trajets inférieur à 25 000 sont les 1 et 2 juillet 2018 – des journées particulièrement chaudes, mais aussi le dimanche et le lundi d’un week-end férié, qui a également affecté le nombre d’usagers.

Précipitations horaires

Bien que les précipitations totales quotidiennes aient clairement un impact sur le nombre de trajets, nous pourrions également nous attendre à des effets différents pour une pluie brève par rapport à une pluie constante. Nous pouvons examiner cette question en comparant l’achalandage au cours d’une journée individuelle avec le nombre médian de trajets par tranches de 10 minutes présenté précédemment.

Premièrement, regardons une journée avec plusieurs heures de pluie. Le graphique ci-dessous montre le nombre de trajets débutés toutes les 10 minutes le 21 septembre 2018 (ligne bleue), avec les périodes dans lesquelles la pluie a été observée en vert. À des fins de comparaison, la même valeur médiane tracée dans le graphique ci-dessus est tracée en gris. On constate à quel point la pluie observée le matin et le soir ont occasionnées une baisse significative de la fréquentation.

Si nous examinons un jour où il ne pleuvait que brièvement, cependant, nous observons un effet différent. Le 31 juillet 2017, il y avait de la pluie seulement entre 15h et 16h. Une fois que la pluie a commencé, le nombre de trajets a presque atteint 0, et une fois que la pluie a pris fin, le nombre de trajets a presque repris son cours normal.

Et l’hiver?

Bixi n’est disponible que d’avril à novembre de chaque année. Nous ne pouvons donc pas en savoir plus sur les effets du froid ou de la neige sur l’utilisation de Bixi. Heureusement, la ville de Montréal fournit des données toute l’année à partir de compteurs vélos situés dans une vingtaine de pistes cyclables de la ville. Des compteurs ont été ajoutés et supprimés depuis le début du jeu de données en 2009. Pour l’analyse, je me suis concentré sur 7 compteurs avec des données cohérentes et fiables pour la période 2015-2017: Parc, Pierre-Duplessis, Côte-Sainte-Catherine, Brébeuf, Notre-Dame, Boyer et Saint-Urbain. Ce jeu de données contient des comptages quotidiens à chaque compteur. Nous ne pouvons donc pas voir les détails horaires comme avec les données Bixi. Néanmoins, nous pouvons produire un graphique similaire de la température maximale quotidienne par rapport au nombre total de vélos comptés à ces sept endroits: