Des trains plus ponctuels grâce aux mathématiques

Les CFF s’aident d’algorithmes pour gagner en ponctualité et en efficacité énergétique. Thomas Graffagnino est l’ingénieux créateur du profil de vitesse optimisé vPRO. Portrait d’un mathématicien qui conçoit l’horaire de demain grâce à ses calculs.

Plus de 90% des trains voyageurs des CFF arrivent à l’heure à leur destination, ils circulent conformément à l’horaire. Thomas Graffagnino a conçu les algorithmes qui permettent aux trains de gagner encore davantage en ponctualité. Il fait partie d’une équipe interdisciplinaire de 15 personnes impliquées dans le projet eco2.0. Désormais, le personnel des locomotives peut notamment afficher le profil de vitesse optimisé vPRO: il s’agit de la vitesse recommandée pour arriver à l’heure à la gare suivante, donc ni en avance, ni en retard, si le départ a été ponctuel.

Thomas est mathématicien et travaille depuis vingt ans aux CFF. Il explique: «J’ai conçu les algorithmes qui combinent et optimisent automatiquement les informations de l’horaire à celles de la vitesse.» Le principal défi est d’arriver à calculer suffisamment vite le profil de vitesse optimisé des trains à partir des données existantes. En effet, les mécaniciennes et mécaniciens reçoivent ces informations précises directement dans la cabine de conduite et optent ainsi pour la meilleure stratégie de conduite. Sans ces informations, ils/elles doivent circuler à des vitesses déterminées par leur expérience.

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Circuler de manière ponctuelle et économe en énergie grâce aux algorithmes

Thomas est particulièrement fier de ses algorithmes qui calculent le profil de vitesse optimisé vPRO: «Deux heures avant le départ, les systèmes disposant des données de vitesse optimisée identifient automatiquement les principaux points d’exploitation où les trains circulent en se suivant de près, au risque de se gêner. Prenons par exemple la ligne Berne–Zurich. De tels points d’exploitation se trouvent aux gares de départ, gares terminales et à celle d’Olten. Cela signifie que l’horaire doit y être respecté autant que possible. Ensuite, le système calcule les vitesses recommandées auxquelles le train doit circuler afin de respecter l’horaire, si le départ a été ponctuel.»

Le profil de vitesse optimisé est déterminé en fonction de ces points fixes, des données de l’horaire, du parcours, du matériel roulant utilisé et des chantiers, grâce aux algorithmes de Thomas. Il ajoute: «De cette manière, le train consomme moins de courant. De plus, le mécanicien ou la mécanicienne peut définir plus facilement sa stratégie de conduite à partir de la vitesse recommandée.» Cela demande néanmoins un temps d’adaptation pour le personnel des locomotives. Celui-ci dispose désormais des mêmes informations précises sur l’horaire que le centre d’exploitation en charge de la circulation des trains. L’exploitation pilote réalisée a montré que ce changement vaut le coup. Les trains circulent dorénavant de manière plus ponctuelle et consomment moins d’énergie. C’est pourquoi vPRO a été définitivement introduit en 2020.

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La répartition sur le quai contribue à la ponctualité

Pour développer les algorithmes, il est essentiel de connaître les différents systèmes informatiques, les données qu’ils contiennent, d’où elles proviennent et comment elles circulent. «Mon expérience aux CFF et mes contacts étroits avec le groupe de projet interdisciplinaire m’ont aidé au développement: je me suis régulièrement rendu en cabine de conduite pour comprendre le travail et les besoins du personnel des locomotives du point de vue de l’horaire. Je connais aussi la manière dont est établi l’horaire et les activités du centre d’exploitation», explique le mathématicien de 47 ans.

Et d’ajouter: «Avec le profil de vitesse optimisé, notre système cherche à créer une sorte d’‹onde verte› sur les rails». La clientèle fait ainsi face à moins de retards. «Il n’est toutefois pas encore possible de recourir aux mathématiques pour évaluer le déferlement de passagers sur les quais.» Les voyageurs peuvent contribuer à la ponctualité en se répartissant correctement sur le quai et en empruntant toutes les portes. Ainsi, la montée et la descente sont plus rapides et les heures de départ peuvent être respectées. Thomas Graffagnino espère que «la clientèle ne ressent pas les effets du projet eco2.0. Car je sais alors que les CFF circulent de manière ponctuelle et que mes algorithmes sont corrects.»

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