Améliorer l'équité dans les services de transport à la demande
S'attaquer aux inégalités dans les services de VTC grâce à une meilleure prévision de la demande et une allocation plus efficace des véhicules.
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Table des matières
- L'essor des services de VTC
- Problèmes dans les services de VTC
- Le besoin d'équité
- Introduction d'un nouveau cadre d'équité
- Prédiction de la demande
- Amélioration de l'équité dans la prédiction de la demande
- Rééquilibrage des véhicules
- Tester le nouveau cadre
- Implications pour la politique et la pratique
- Conclusion
- Directions de recherche futures
- Source originale
Ces dernières années, les services de VTC comme Uber et Lyft ont changé notre façon de voyager en ville. Ils proposent des options pratiques pour se déplacer, mais soulèvent aussi des problèmes d'équité. Beaucoup de communautés, surtout celles avec des revenus plus bas, ont du mal à accéder à ces services. Un problème critique est de savoir comment déplacer les voitures vers les zones où les gens en ont le plus besoin, ce qui peut entraîner encore plus d'inégalités si ce n'est pas fait de manière équitable.
Cet article explore une nouvelle approche pour aborder l'équité dans les services de VTC, en se concentrant sur deux domaines principaux : comment nous prédisons la demande de trajets et comment nous allouons les véhicules. En améliorant ces deux aspects, nous pouvons rendre les services de VTC plus équitables pour tout le monde.
L'essor des services de VTC
Depuis leur introduction, les services de VTC ont connu une croissance rapide. Avec les avancées technologiques et l'utilisation des smartphones, ces services ont créé de nouvelles façons de voyager. On prévoit que le marché va croître de manière significative, atteignant 100 milliards de dollars d'ici 2030. Cette croissance reflète une demande croissante pour des options de transport plus flexibles.
Cependant, même si les services de VTC offrent de la commodité, ils posent aussi de nombreux défis, notamment en ce qui concerne leur impact sur la circulation en ville et les transports en commun. De nombreuses zones avec un niveau de pauvreté plus élevé ont un accès limité aux services de VTC. Cette incohérence peut entraîner un cycle d'inégalité, rendant plus difficile pour les gens de ces communautés de profiter de ces services.
Problèmes dans les services de VTC
Un problème majeur avec les services de VTC est la façon dont ils utilisent des algorithmes pour faire correspondre les conducteurs avec les passagers, fixer les prix et gérer les emplacements des véhicules. Si ces algorithmes ne prennent pas en compte l'équité, ils peuvent renforcer des biais existants, réduisant les opportunités pour certains groupes.
Un problème opérationnel critique est de savoir comment distribuer efficacement les voitures inactives. Ce processus, connu sous le nom de rééquilibrage des véhicules, vise à déplacer les voitures des zones à faible demande vers celles à forte demande. Cependant, si les entreprises privilégient le profit au détriment de l'équité, les zones à faible demande, généralement des quartiers plus pauvres, peuvent souffrir encore plus.
Par exemple, à New York, les zones avec de nombreux résidents à faible revenu ont souvent une demande de VTC plus faible. Si les entreprises envoient uniquement des voitures dans les régions à forte demande, il devient plus difficile pour les gens des zones plus pauvres de trouver des trajets. Cela peut créer un cycle négatif où les résidents de ces zones se sentent découragés d'essayer d'utiliser les services de VTC.
Le besoin d'équité
Pour créer un système de VTC plus équitable, nous devons considérer l'équité de deux manières principales :
Équité dans les services fournis : Cela signifie s'assurer que toutes les zones reçoivent un niveau de service raisonnable, peu importe les revenus ou la demande.
Équité dans les algorithmes de prédiction de la demande : Cela implique de s'assurer que nos prédictions sur où et quand la demande se produira sont précises pour toutes les régions, pas seulement celles plus riches.
Les recherches passées se sont souvent concentrées sur un aspect de l'équité à la fois. Cependant, notre approche vise à traiter simultanément l'équité des services et celle des algorithmes de prédiction.
Introduction d'un nouveau cadre d'équité
Pour résoudre ces problèmes, nous proposons un nouveau cadre axé sur l'équité pour le rééquilibrage des véhicules de VTC. Notre cadre comprend deux composants principaux :
Modèle de prédiction de la demande : Nous introduisons un nouveau système capable de prédire où la demande va émerger, en tenant compte du contexte social et économique des différents quartiers.
Modèle de rééquilibrage des véhicules : Ce modèle redistribue les véhicules en fonction des prédictions et ajoute des considérations d'équité pour s'assurer que les zones mal desservies reçoivent un service adéquat.
L'objectif est de créer un système plus équilibré où l'exactitude des prédictions et l'équité de la distribution des services s'améliorent. Pour y parvenir, nous allons intégrer des données socio-économiques dans nos modèles, afin de garantir qu'aucun quartier ne soit négligé.
Prédiction de la demande
La première étape de notre cadre est de prédire avec précision d'où viendra la demande de trajets. Les modèles traditionnels reposent souvent uniquement sur des données passées, ce qui peut négliger des facteurs socio-économiques importants.
Nous avons adopté un nouveau modèle appelé le Réseau de Convolution Graphique Spatial-Temporel Socio-Conscient (SA-STGCN). Ce modèle utilise des informations sur les caractéristiques sociales des zones, comme la densité de population et les niveaux de revenu, pour faire des prédictions. Ce faisant, nous visons à nous assurer que nos prédictions ne sont pas seulement précises, mais aussi équitables.
Le processus
- Comprendre la zone : Nous analysons différentes régions d'une ville pour voir comment les facteurs socio-économiques affectent la demande de trajets.
- Création de matrice : Nous créons une matrice socio-démographique qui inclut ces facteurs, ce qui aide à mieux comprendre les relations entre les différentes zones.
- Prédiction : En utilisant le modèle SA-STGCN, nous prédisons la demande future basée sur ces données enrichies.
Amélioration de l'équité dans la prédiction de la demande
Après avoir créé notre modèle de prédiction de la demande, nous devons nous assurer qu'il fonctionne de manière équitable. Pour améliorer l'équité, nous ajoutons des techniques spécifiques :
Réduction des biais : Nous incorporons des méthodes de régularisation pour pénaliser les surestimations de la demande. Cela aide à égaliser les chances entre les différents quartiers.
Métriques d'équité : Nous mesurons dans quelle mesure nos prédictions servent divers groupes socio-économiques et ajustons si nous trouvons des disparités significatives.
En intégrant ces méthodes, nous espérons obtenir des prédictions plus équitables qui servent mieux les gens dans tous les quartiers.
Rééquilibrage des véhicules
La deuxième partie de notre cadre se concentre sur la façon dont les véhicules sont déplacés pour répondre à la demande. Ce processus est crucial pour garantir que tout le monde, peu importe où il vit, puisse accéder aux services de VTC.
Le modèle de Rééquilibrage des Véhicules Intégré par Appariement (MIVR) que nous avons développé prend les prédictions du SA-STGCN et les utilise pour informer les mouvements des véhicules. En introduisant des poids d'équité, nous pouvons prioriser les zones mal desservies et nous assurer qu'elles reçoivent plus de véhicules.
Comment ça fonctionne
- Appariement : Nous faisons d'abord correspondre les passagers avec les voitures disponibles en fonction de la demande prédite.
- Rééquilibrage : Nous déplaçons ensuite les véhicules vers les zones où la demande est attendue, en utilisant des poids d'équité pour guider nos décisions.
- Pesée des zones : Les zones avec une forte demande mais une faible disponibilité de véhicules reçoivent la priorité, garantissant que tout le monde puisse accéder aux services.
Tester le nouveau cadre
Pour voir comment fonctionne le nouveau cadre, nous avons réalisé des simulations en utilisant de vraies données de VTC. Nos critères de succès comprenaient :
- Temps d'attente des clients : Nous avons mesuré combien de temps les clients devaient attendre pour des trajets.
- Taux de satisfaction des clients : Nous avons regardé combien de clients étaient correctement servis.
- Mouvement des véhicules : Nous avons suivi l'efficacité des réallocations de véhicules.
Résultats
Notre cadre a montré des améliorations significatives tant en équité qu'en efficacité :
Temps d'attente réduits : Le temps moyen d'attente des clients a diminué, et la variabilité des temps d'attente entre différents quartiers a également été réduite de manière significative.
Taux de satisfaction plus élevés : Plus de clients dans les zones mal desservies ont reçu des trajets, et leur accès global s'est amélioré.
Utilisation efficace des véhicules : Le modèle de rééquilibrage a minimisé les mouvements inutiles de véhicules, rendant le système plus efficace.
Implications pour la politique et la pratique
Les résultats de notre étude suggèrent que les entreprises peuvent adopter nos stratégies d'amélioration de l'équité pour améliorer les services de VTC. En intégrant des facteurs socio-démographiques dans les prédictions de demande et les modèles de rééquilibrage des véhicules, les services de VTC peuvent créer un système plus équitable.
Pour les gouvernements
Les organismes de réglementation peuvent également jouer un rôle en exigeant que les entreprises de VTC mettent en place des mesures d'équité. Par exemple, ils pourraient imposer que les temps d'attente ne varient pas excessivement entre différents quartiers ou stipuler que certaines zones reçoivent un niveau de service minimum.
Pour les entreprises de VTC
Les entreprises de VTC peuvent améliorer leur réputation et la fidélité de leurs clients en adoptant notre cadre d'amélioration de l'équité. Cela inclut la formation de leurs algorithmes pour prendre en compte l'équité tout en maintenant l'efficacité.
Conclusion
Cette étude met en lumière l'importance de l'équité dans les services de VTC et le besoin de meilleures méthodes de prédiction de la demande et d'allocation de véhicules. En intégrant des facteurs socio-démographiques, nous pouvons créer un système de transport plus équitable qui sert efficacement tout le monde.
Les résultats de nos simulations montrent qu'un focus sur l'équité peut non seulement améliorer le service pour les communautés mal desservies, mais aussi une utilisation plus efficace des ressources. Le cadre que nous avons développé offre une voie aux entreprises de VTC et aux agences réglementaires pour améliorer l'équité et l'inclusivité dans les transports urbains.
Alors que la demande pour les services de VTC continue de croître, il est essentiel de s'assurer que toutes les communautés profitent de ces innovations. En mettant en œuvre les stratégies décrites dans cet article, nous pouvons promouvoir un système de VTC plus juste et accessible pour tous.
Directions de recherche futures
Il reste encore beaucoup de travail à faire dans ce domaine. Les recherches futures devraient explorer l'impact des revenus et des comportements des conducteurs sur l'équité dans les systèmes de VTC. Développer un cadre complet qui prend en compte les besoins des conducteurs, des passagers et de la communauté offrira une approche plus équilibrée pour améliorer les services de VTC.
À mesure que les services de VTC continuent d'évoluer, il est crucial de maintenir un focus sur la responsabilité sociale et de garantir que chaque communauté ait accès à ces options de transport essentielles.
Titre: Fairness-Enhancing Vehicle Rebalancing in the Ride-hailing System
Résumé: The rapid growth of the ride-hailing industry has revolutionized urban transportation worldwide. Despite its benefits, equity concerns arise as underserved communities face limited accessibility to affordable ride-hailing services. A key issue in this context is the vehicle rebalancing problem, where idle vehicles are moved to areas with anticipated demand. Without equitable approaches in demand forecasting and rebalancing strategies, these practices can further deepen existing inequities. In the realm of ride-hailing, three main facets of fairness are recognized: algorithmic fairness, fairness to drivers, and fairness to riders. This paper focuses on enhancing both algorithmic and rider fairness through a novel vehicle rebalancing method. We introduce an approach that combines a Socio-Aware Spatial-Temporal Graph Convolutional Network (SA-STGCN) for refined demand prediction and a fairness-integrated Matching-Integrated Vehicle Rebalancing (MIVR) model for subsequent vehicle rebalancing. Our methodology is designed to reduce prediction discrepancies and ensure equitable service provision across diverse regions. The effectiveness of our system is evaluated using simulations based on real-world ride-hailing data. The results suggest that our proposed method enhances both accuracy and fairness in forecasting ride-hailing demand, ultimately resulting in more equitable vehicle rebalancing in subsequent operations. Specifically, the algorithm developed in this study effectively reduces the standard deviation and average customer wait times by 6.48% and 0.49%, respectively. This achievement signifies a beneficial outcome for ride-hailing platforms, striking a balance between operational efficiency and fairness.
Auteurs: Xiaotong Guo, Hanyong Xu, Dingyi Zhuang, Yunhan Zheng, Jinhua Zhao
Dernière mise à jour: 2023-12-29 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2401.00093
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.00093
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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