墨爾本郊區鐵路

技術

現代郊區（或都市）鐵路網路是經濟動脈，連線著世界各地許多城市的中央商務區及其郊區的工人。世界各地郊區鐵路的部署與城市的發展同時發生，並對城市蔓延做出了重大貢獻。郊區鐵路網路對都市區有利，因為它們可以在比其他交通工具（如電車和公共汽車）更長的距離和更高的運力下執行。

墨爾本郊區鐵路網路，正式名稱為墨爾本地鐵列車，只是世界各地眾多郊區鐵路網路中的一個例子，這些網路旨在連線其城市的中央商務區和周邊郊區。如今，該網路在 998 公里的鐵路軌道上運營著 226 列電力火車（墨爾本地鐵列車，2024 年）。

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  墨爾本地鐵列車網路地圖
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  墨爾本南十字星車站的 X'Trapolis 地鐵列車

客運鐵路的起源

墨爾本郊區鐵路網路作為一種交通方式的發展可以歸因於幾起先前的事件。雖然以下事件沒有發生在墨爾本，而是在現代英國，但每一項都引入了構成早期和現代墨爾本郊區鐵路網路的技術組成部分。它們如下所示

1. 客運鐵路系統的部署 - 牡蠣嘴鐵路

牡蠣嘴鐵路是第一條投入運營的客運鐵路，於 1807 年開始運營（Shaw-Taylor & You，2018 年）。這項服務連線了斯旺西和牡蠣嘴，由馬匹拉動鐵路貨車。

2. 機車的部署 - 斯托克頓和達靈頓鐵路

斯托克頓和達靈頓鐵路於 1825 年開通，雖然是為運輸貨物而建造的，而不是為運輸乘客而建造的，但它是第一條使用蒸汽機車的鐵路（Shaw-Taylor & You，2018 年）。這條鐵路的開通是未來立即發展更多機車牽引鐵路的催化劑（Darroch，2014 年）。

3. 機車牽引客運鐵路系統的部署 - 利物浦至曼徹斯特鐵路

利物浦至曼徹斯特鐵路於 1930 年開通，被廣泛認為是第一條投入運營的機車牽引客運鐵路服務（Shaw-Taylor & You，2018 年）。喬治·史蒂芬遜的“火箭”號機車是第一輛用於鐵路的機車，能夠達到近 50 公里/小時（30 英里/小時）（Shaw-Taylor & You，2018 年）。

4. 地下都市鐵路的部署 - 倫敦地鐵

倫敦的都市鐵路見證了世界上第一條地下鐵路於 1863 年開通，連線了繁忙的倫敦車站帕丁頓和法靈頓（Darroch，2014 年）。地鐵的開通很快促使其他城市建造並運營自己的地下鐵路。墨爾本，像全球許多其他城市一樣，也將地下鐵路服務納入其網路。

如上所述，在軌道上部署客運交通、將機車引入鐵路、將兩者結合起來以及引入地下鐵路，這些都促成了墨爾本採用的郊區鐵路系統。

背景

鐵路之前

墨爾本市於 1835 年建立在菲利普港灣，比其第一條蒸汽鐵路投入運營早 19 年。墨爾本是由來自塔斯馬尼亞的農民和牧場工人建立的，他們尋求更多的土地用於農業（墨爾本市記錄和檔案處，1997 年）。在該市建立和其第一條鐵路開通之間的短暫時間裡，新建立的城市及其周邊地區的交通主要依靠步行、馬車或其他動物拉動的運輸方式，以及透過菲利普港灣的船隻。隨著位於桑德里奇（現在的墨爾本港）的港口在 1840 年代經歷了進出口量的增長，從港口到城市及其周邊地區的貨物和人員運輸變得越來越重要（Harrigan，1954 年）。

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  菲利普港灣地圖

步行交通和動物拉車的侷限性

雖然墨爾本和桑德里奇之間的距離可以步行到達，但步行是一種非常不受歡迎的交通方式，尤其是在惡劣天氣條件下，以及對攜帶行李和貨物的人來說。此外，動物牽引的貨車和手推車最終在運送乘客或貨物方面的能力有限，無法滿足桑德里奇港口和城市之間的運輸需求。馬車通常令人不快、緩慢、不可靠，並且隨著時間的推移，對道路造成了嚴重的損壞。正是這些侷限性以及對運輸需求的增加，使得速度更快、運載能力更高的機車牽引鐵路成為一種受歡迎的替代方案。

發明

蒸汽機車的發明及其在英國斯托克頓和達靈頓以及利物浦到曼徹斯特鐵路上的應用，促進了墨爾本郊區鐵路網路的發展（如第一節所述）。蒸汽機車使用煤炭作為熱能來源，加熱水並將其轉化為蒸汽，這種蒸汽儲存在鍋爐中，導致壓力升高。高壓蒸汽透過推動與曲柄機構相連的活塞來驅動機車的車輪，從而產生所需的旋轉運動（巴瑟斯特鐵路博物館，未註明日期）。

墨爾本郊區鐵路的部署將在其早期發展中看到運輸方式的改進。1868年永久採用鋼輪和鋼軌，摒棄了英國常見的鐵軌，顯著提高了機車和軌道基礎設施的耐用性（哈里根，1954）。

早期市場發展

建造澳大利亞第一條蒸汽機車鐵路，連線墨爾本市和桑德里奇（現在的墨爾本港），是由於桑德里奇地區工業活動的增長以及進出港口的船舶流量的增加。英國鐵路的成功促使墨爾本的許多企業家開始調查在該市建造自己的鐵路服務。這導致了 1851 年 12 月 7 日舉行的第一次鐵路企業家公開會議（哈里根，1954）。雖然這場會議引起了潛在利益相關者對鐵路服務的興趣，但淘金熱對該市人口和經濟的影響是巨大的，直到 1952 年 8 月，墨爾本和霍布森灣鐵路公司成立，才對鐵路服務採取了明確的行動。W.S 肖恩西隨後於 1952 年 8 月 17 日被任命為首席工程師，1953 年 1 月 20 日，鐵路線路建設獲得正式批准，並通過了公司法（李，2007）。墨爾本到桑德里奇鐵路於 1854 年 9 月 12 日正式開通。

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  墨爾本和霍布森灣鐵路公司使用的第一臺機車
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  桑德里奇的鐵路碼頭

墨爾本和霍布森灣鐵路公司第一條線路運營的第一年取得了成功，股東獲得了 8% 的股息，墨爾本和桑德里奇之間的運輸能力顯著提高（哈里根，1954）。這一成功促使人們開始調查建造更多鐵路線路和建立更多鐵路公司。墨爾本到桑德里奇鐵路開通後，市場對鐵路的胃口反映在 1857 年 5 月開通的通往聖基爾達的支線，以及隨後由聖基爾達和布萊頓鐵路公司延伸至布萊頓的線路，以及墨爾本和郊區鐵路公司從王子橋延伸至霍索恩和溫莎的線路（迪，2006；李，2007）。

政策的作用

在維多利亞郊區鐵路網路的萌芽階段，一些關鍵的政策塑造了其設計和客流量。

軌距政策

1852 年 W.S 肖恩西被任命為首席工程師後，在墨爾本-桑德里奇鐵路開通之前，需要決定鐵路線路的軌距寬度。肖恩西建議該公司採用寬軌系統，軌道間距為 1600 毫米（5 英尺 3 英寸），與悉尼鐵路公司採用的軌道軌距相同（李，2007）。肖恩西認為，澳大利亞應該採用標準化的軌道軌距，以利於未來大陸鐵路的發展，因此希望與新南威爾士州已經決定的軌距保持一致。值得注意的是，悉尼將在 1855 年改變其決定，並將其第一條鐵路採用 1435 毫米的標準軌距（沃德羅普，2022）。這種政策的影響今天仍然可見，墨爾本仍然使用寬軌系統，而悉尼則使用標準軌距系統。

建造車票

為了提高其服務的客流量，聯合公司於 1865 年 10 月開始向那些在布萊頓和埃爾斯特維克沿鐵路走廊建造房屋的人發放“建造車票”（哈里根，1954）。這項政策為人們建造房屋並居住在這些鐵路走廊沿線創造了動力，從而增加了從這些地區到城市的客流量。

增長

政府收購聯合公司

墨爾本到桑德里奇線的開通，以及通往聖基爾達和布萊頓的延伸線，以及通往霍索恩和溫莎的線路，墨爾本和霍布森灣聯合鐵路公司收購了其競爭對手的服務，到 1865 年，他們運營著所有 26 公里的軌道。到 1870 年，聯合公司每天運營超過 240 班列車。1872 年，維多利亞州政府以 1,320,820 英鎊的價格收購了聯合公司的股份（哈里根，1954）。新合併的鐵路網路在 19 世紀 80 年代得到了顯著發展，成為一個輻射系統，將城市連線到各個方向的周邊郊區。

引入鐵路機車

墨爾本郊區鐵路的增長時期見證了鐵路技術的進步，以及乘客服務的隨後改進。第一輛鐵路機車於 1883 年 5 月投入使用，將一個包含垂直鍋爐和發動機的發動機艙與一個可容納 40 名乘客的客車廂結合在一起。這些機車在費爾菲爾德到奧克利以及埃森登到布羅德米德奧的線路運營，直到 19 世紀 90 年代後期退役（哈里根，1954）。

新的弗林德斯街車站的建設

19 世紀後期鐵路網路的快速擴張導致到達墨爾本市的每日列車服務數量大幅增加。到 1900 年，很明顯，最初為墨爾本-桑德里奇鐵路建造的弗林德斯街車站已經無法滿足繼續擴張所需的容量。1900 年 5 月，維多利亞州鐵路官員詹姆斯·法賽特和 H.P.C 阿什沃斯組成的“綠燈”辛迪加被選中，為弗林德斯街提供新的車站設計（李，2007）。這個大型的法國文藝復興風格的車站在 1909 年建成，並於 1910 年正式開通，成為墨爾本市的主要車站（維多利亞鐵路，1965）。

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  弗林德斯街車站開通

郊區鐵路的電氣化

鐵路的電氣化最初於 1896 年由通用電氣公司的 A.W 瓊斯提出。C.H. 梅茲於 1907 年被任命進一步調查墨爾本郊區線路的電氣化，並提出到 1912 年對 200 公里（124 英里）的軌道進行電氣化，耗資 2,227,000 英鎊（哈里根，1954）。梅茲的最初計劃並沒有得到多少行動，1911 年，維多利亞州政府要求更新計劃，其中成本增加到 3,991,000 英鎊（哈里根，1954）。

墨爾本的第一個鐵路發電站建於 1913 年的紐波特，發電能力為 60,000 千瓦。第一次世界大戰使電氣化計劃延誤，第一臺發電機於 1918 年投入運營。直到 1919 年，第一條電氣化線路才開始運營。到 1923 年 4 月，郊區鐵路網隨著海德堡和埃爾瑟姆之間最後一階段的開通而實現電氣化（維多利亞鐵路，1965）。該專案完工時的成本已上升至 6,270,000 英鎊（哈里根，1954）。當時，墨爾本擁有世界上最龐大的電氣化鐵路網路之一。

郊區鐵路的電氣化取得了巨大成功。乘客可以享受更快、更安靜、更平穩的鐵路服務，成本更低，這極大地促進了 1920 年代和 1930 年代的客流量增長（哈里根，1954）。鐵路網的電氣化將郊區鐵路帶入了現代化時代，可以認為是該系統增長階段的結束。

成熟期

到 1949 年，墨爾本郊區鐵路網的客流量已增長至當年 1.82 億人次，相比之下，1919 年電氣化運營開始時為 1.23 億人次（沃德羅普，2022）。然而，兩個主要因素導致 1940 年代和 1950 年代該網路的使用量迅速下降。

客流量下降 - 汽車的普及

私人汽車極大地改變了墨爾本人在 1940 年代後的出行方式（李，2007）。使用汽車從家到工作變得司空見慣，從家到墨爾本市以外的工作地點的出行次數顯著增加。郊區鐵路過去和現在都存在著作為放射狀網路的弊端，其設計主要是為了將乘客從郊區運送到市區。因此，前往其他郊區工作出行次數的增加以及汽車的便利性在 20 世紀中後期客流量下降中發揮了重要作用（沃德羅普，2022）。

客流量下降 - 工業行動

20 世紀中葉，維多利亞州的工會運動影響力顯著增強。墨爾本郊區鐵路工會運動採取的工業行動極大地破壞了公眾對該運輸系統的信心（李，2007）。與此同時，鐵路網的狀況急劇惡化，擁擠的列車和糟糕的基礎設施導致服務頻繁中斷，乘客感到不舒服。工會運動針對工資和工作條件等問題採取的若干工業行動導致系統頻繁中斷。下面列出了一些主要的中斷事件：

1. 1947 年 4 月：紐波特發電站的工業行動導致服務中斷 23 天。
3. 1949 年 6 月至 8 月：煤炭罷工使工作日列車服務減半，週末列車停運 6 周。
5. 1950 年 10 月至 12 月：工業罷工導致列車服務停運 55 天。

以上是 1940 年代和 1950 年代發生在鐵路網上的許多工業罷工的三個例子，這些罷工被認為是 1949 年至 1951 年間年客流量下降 20% 的原因（李，2007）。工業糾紛一直持續到 1970 年代。服務持續中斷導致墨爾本人對該網路缺乏信心，並進一步促進了汽車的使用。

拯救鐵路網 - 新列車和市區環線

到 1978 年，墨爾本 88% 的出行方式為汽車，同年火車年客流量下降至 9430 萬人次。到 1983 年，該網路每年虧損 2.86 億澳元。為了阻止鐵路客流量下降，維多利亞州政府下令生產 300 輛 Comeng（聯邦工程）鐵路客車，這些客車將在丹德農當地製造（李，2007）。這些列車將配備自動門，空調，並使用改進的材料，旨在降低其生命週期內的運營和維護成本。這些客車於 1981 年投入運營，並取得了成功，為乘客提供了更舒適、更可靠的旅程。因此，1985 年又訂購了 270 輛客車（李，2007）。

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  Comeng 列車於 1981 年投入運營（截至 2024 年仍在運營）。

維多利亞州政府採取的另一項舉措是建設市區環線隧道。直到 1980 年代，墨爾本市僅由弗林德斯街和斯賓塞街（現為南十字星）兩個主要車站提供服務。從這兩個車站，乘客通常需要換乘電車、公共汽車或步行前往工作地點。墨爾本地下鐵路環線法案於 1971 年 1 月透過，併成立了墨爾本地下鐵路環線管理局（李，2007；米斯，2008）。該管理局負責監督環繞城市建造的四條隧道的建設，這些隧道在弗拉格斯塔夫、墨爾本中央和議會設有新的地下車站。環線系統於 1981 年 1 月開通，提高了所有郊區線路的運力，在市區提供了新的車站位置，並減輕了弗林德斯街和斯賓塞街車站的壓力（米斯，2008）。新列車和車站為 21 世紀客流量的恢復發揮了重要作用。

拯救鐵路網 - 其他政策

在 1970 年代和 1990 年代之間，制定了一些政策試圖恢復網路上的客流量。1976 年 11 月，所有服務都禁止吸菸，並同時試行了多式聯運票務，旨在使服務更舒適，票務更簡單。1983 年 7 月的《運輸法》將鐵路網、電車網和公共汽車網合併到一個名為“墨爾本交通”的新組織下，以進一步提高所有交通方式的可靠性並簡化票務（李，2007）。在 1983 年至 1989 年之間，郊區鐵路網以及電車和公共汽車共享相同的車票和車輛塗裝。1996 年引入了電子售票機，進一步簡化了票務流程，加快了交易速度，旨在吸引更多客流量。

拯救鐵路網 - 墨爾本郊區鐵路的私有化

在傑弗裡·肯尼特的自由黨政府領導下，公共交通改革計劃開始對鐵路的大部分運營進行私有化。肯尼特政府做出的重大改變是取消了列車上的乘務員，這減少了網路運營所需的人員，提高了可靠性並降低了成本。在 1997 年發生重大工業罷工後，政府將郊區鐵路私有化，將運營分成兩家公司：山邊鐵路和海邊鐵路（李，2007）。郊區鐵路的私有化旨在提高可靠性，並減少工業行動對網路的影響。自 1997 年以來，墨爾本鐵路網一直存在各種形式的私人運營。截至 2024 年，該網路仍處於私有化狀態，由“墨爾本地鐵列車”運營，這是一家由港鐵、約翰·霍蘭德和 UGL Rail 組成的合資企業（墨爾本地鐵列車，2024；維多利亞州審計長辦公室，2023）。

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  西門子列車上的墨爾本地鐵列車塗裝

定量分析

使用來自多個來源的資訊，包括亞歷克斯·沃德羅普的“兩個系統的傳奇”中的資料，以及維多利亞州政府機構釋出的若干報告（沃德羅普，2022；維多利亞州公共交通，2013；維多利亞州公共交通，2014；維多利亞州公共交通，2012；澳大拉西亞城市公共交通客流量趨勢，2015），對墨爾本地鐵列車網路的年客流量進行了定量分析，並使用三引數邏輯函式進行了定量分析。使用三引數邏輯函式可以識別增長峰值、下降時期和乘客預測。

三引數邏輯函式的方程式如下所示：

S(t)=S_max/(1+e^((-b(t-t_i )) ) )

其中：S(t) 是第 t 年的預測年客流量 S_max 是客流量飽和水平（以千人計） t 是選定的年份 t_i 是拐點時間 b 是估計係數

為了更好地瞭解自 1900 年以來墨爾本郊區鐵路網乘客客流量的波動性，我們建立了兩個模型，一個是在網路電氣化階段（1900-1930 年），另一個是在 1900 年至 2022 年期間的年客流量。正如我們將會看到的那樣，使用 1900 年至 1930 年期間 30 年的資料，鐵路電氣化階段的邏輯曲線擬合效果很好。然而，使用 120 年的資料，由於網路運營期間發生的若干事件，生成的邏輯曲線擬合效果很差。

模型 1（1900-1930 年）

使用 1900-1930 年間的資料構建的模型產生的 R 平方值為 0.945，略低於三引數邏輯函式的可接受閾值 0.95。這意味著 94.5% 的值符合迴歸分析，對於這段時間，邏輯曲線擬合效果很好。

表 1 - 模型 1 的值

變數	值
S_max	246000
b	0.073813684
r^2	0.945552202
t_i	1919.213734

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  模型 1 - 實際乘客與預測乘客（1900-1930 年）

模型 2（1900-2022 年）

使用三引數邏輯函式建立模型，得到一個 R 平方值為 0.222 的值，遠低於普遍接受的 0.95 的閾值。這意味著只有 22.2% 的值符合迴歸。從模型中可以看出，在 122 年的時間裡，每年乘客數量的增長和下降都在波動，在 1949 年和 2019 年出現明顯的區域性峰值。如前所述，網路的電氣化導致 1920 年代客運量大幅增長，而 1970 年代和 1980 年代對網路的升級也導致了客運量大幅增長，直到 2019 年 COVID-19 大流行之前達到全球峰值。這些波動使得使用三引數邏輯函式來擬合數據變得極其困難，這反映在 R 平方值中，這意味著曲線並不十分契合。

此外，該模型還受到以下限制和假設的約束：資料僅從 1900 年開始可用（鐵路服務始於 1854 年）。資料收集方法在 1900 年至 2022 年間發生了變化。資料是從售票和車站入口收集的，因此不包括逃票者。

使用模型二來估計維多利亞郊區鐵路的誕生、增長、成熟和衰退時期被證明是困難的。根據資料，增長期可以估計在 1900 年至 1940 年之間，成熟期在 1940 年至 1970 年之間，衰退期在 1970 年之後。1996 年至 2010 年期間可能被歸類為第二個增長期。

表 2 - 模型 2 值

變數	值
S_max	250000
b	0.01224524
r^2	0.22229096
t_i	1939.13808

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  模型 2 - 實際乘客 vs. 預測乘客（1900-2022）