交通部署案例集/2018/電報 (1870-1970)

美國電報系統

定性分析

摘要

將S型曲線與實際收集的資料進行比較時，可以看出電報的初始誕生階段由於其利基市場和預期的潛力而高於預期。這兩個模型中的成長階段都十分簡潔。然而，隨後的成熟階段被縮短，並隨之開始了衰退階段，因為更好的通訊技術的開發使電報過時。儘管如此，如果沒有電報在它們自身的成長階段的助力，現今的技術和商業活動不可能如此突出。

引言

電報是一種早期的通訊系統，最初在美國實施，它允許透過電線脈衝電流來幾乎瞬時地傳輸編碼資訊（通常以摩爾斯電碼的形式）。

與同一時期開發的許多其他發明一樣，電報被一家獨家經銷商（西聯匯款公司）利用，並在其成熟階段為許多當前的技術、企業和流程鋪平了道路。

然而，電報的標準化是短暫的，就像許多其他技術手段一樣，它們受到“產品生命週期”（PLC）的限制。

PLC 包含三個主要階段，包括“誕生”階段、“成長”階段和“成熟”階段。如果產品最終變得過時，PLC 也可能包括“衰退”階段，在這種情況下，電報就屬於此類。

誕生：這一階段包括從概念化到產品的開發；新市場允許輕鬆地壟斷和獲得專利。
成長：產品的成功導致銷售和需求的增加；這一階段包括最大的利潤和產品的曝光率。
成熟：產品已經標準化，導致市場和分銷渠道建立完善。在這個階段，產品的收入仍然在增加，但速度較慢。

技術特徵

當用“鍵”（一個像按鈕一樣的物理裝置）“斷開”透過（單根）電線傳輸的電流（由電池產生）時，中斷將在接收站被接收，並使用電磁鐵檢測，然後資訊將使用某種訊號（例如，書面符號或噪音）呈現出來，使接收者能夠破譯編碼資訊。

摩爾斯電碼是使用電報傳送資訊的一種流行格式。“點”和“劃”或短促和稍長的聲音對應一個字母。按照順序組合，透過使用電脈衝可以傳送整個資訊；例如，“SOS”被編碼為（… - …）。

前身

在人們普遍理解的現代電報開發之前，人們使用視覺訊號在遠距離傳輸資訊，這些訊號也是編碼的。煙霧、鼓聲和鏡子只是早期通訊系統中的一些例子。然而，環境因素；例如，天氣極大地影響了通訊質量。

此外，動物被用來將資訊從一個人傳遞給另一個人。“信鴿”和“驛馬快遞”是美國使用動物傳遞系統的著名例子。然而，用於傳遞郵件的動物速度相對較慢（使用馬匹行駛 2900 公里大約需要 10 天）^[8]，不可預測，而且維護成本高昂。

繼任者

電報的實施也促進了許多用於通訊和運輸的現代技術的成長和適應。

一個例子是電報如何幫助建立美國的鐵路系統。電報和鐵路系統形成了“共生”關係。由於火車協調依賴於電報並使用電報進行通訊。電報反過來利用鐵路建立的網路來進一步增強其通訊潛力。

美國電報和鐵路系統的結合減少了事故的數量，並保持了旅行的一致性，因此導致了美國鐵路建設的加速。

這是因為，當鐵路網路擴充套件時，單線軌道仍然可以執行，因為電報允許從一個終端到另一個終端傳輸時間表、延誤和佔用情況，從而消除了實施“雙軌”軌道或優先考慮某些火車而不是其他火車的必要性，從而導致延誤和不滿。

股票交易所和發展中的企業也從電報中受益，這將在成熟部分進一步解釋。

時間線


年份	事件
1791	克勞德·夏佩開發了最早的“遠寫”（電報的意思）形式之一。他使用時鐘、密碼本、彩色面板和望遠鏡傳送長達 16.1 公里的資訊。他使用塔和機械臂進一步擴充套件了他的網路。
1838	摩爾斯電報專利獲批。
1846	從紐約到華盛頓的線路建成，成為第一條商業電報線路。
1851	電報和火車鐵路整合在一起。
1857	簽署了“六國條約”。
1876	電話專利授予亞歷山大·格雷厄姆·貝爾。
1924	AT&T 開發了電傳打字機系統。
1970	電報開始從通訊行業中淘汰，因為更好的通訊技術允許在家裡傳送資訊，而無需編碼和解碼。

優點

與它的前輩相比，電報允許以可靠且廉價的方式從源頭到接收方傳遞資訊。它還創造了許多工作機會（就像 19 世紀的許多發明一樣），從熟練的操作員、翻譯員和維修工那裡獲得。

例如，從紐約市到克利夫蘭的旅行時間平均為 2 周^[1]（使用馬匹傳遞資訊），而使用電報則允許幾乎瞬時地傳遞資訊。

在它們自身的誕生和成長階段，允許企業、股票交易所和鐵路系統大幅擴張。

缺點

然而，使用電報傳送的資訊必須簡短且編碼，這意味著接收者需要了解如何解碼資訊；此外，傳送的資訊往往缺乏個人風格和情感。

誤解很常見，由於網路的複雜性而加劇，因為試圖從新發明系統中獲得收入的公司數量超過了允許進行健康競爭和可靠服務的可接受閾值。

市場

如前所述，電報創造的利基市場被許多公司利用，這些公司都在努力獲取收入。隨後，許多不同公司擁有的線路相互疊加，導致訊息要從一個電報站傳遞到位於不同地區的另一個電報站，需要經過 5 到 6 條線路，這使得價格被不合理地抬高。

制定了政策和政府協議，將大量獨立的、規模相對較小的公司合併成一個單一組織。

電報的階段

誕生：1844 年 - 1870 年

在第一條電報資訊傳送之前，電報本身被認為是一種發明，但實際上它是一種創新。因為組成電報所需的元件是在之前發明的，其中包括路易吉·伽伐尼（1786 年）和亞歷山德羅·伏特（1800 年）等人的發明，僅舉幾例。

莫爾斯獲得了美國政府的專利（1838 年）。然而，莫爾斯注意到他無法獨自繼續創新。因此，他後來將專利分割並與其他四名成員建立了合作伙伴關係。商業事宜由阿莫斯·肯德爾負責；而倫納德·蓋爾和阿爾弗雷德·維爾幫助莫爾斯進一步開發了電報，史密斯則獲得了美國政府的資助。因此，可以得出結論，專利抑制了創新過程。

在創新的誕生階段，許多公司相互競爭，並希望與他們認為有利的公司建立合作伙伴關係。這種競爭是為了透過強制整合的政策將公司合併在一起。

此外，在電報的誕生階段，由於電報網路的複雜性和許多公司都在試圖獲利，誤解很常見；電報公司也不對誤解負責。因此，再次制定了政策來解決這個問題。

總之，在 1853 年至 1857 年之間，簽署了“六國條約” ^[2]，將規模較小的公司根據其所在地區合併為六個大型組織。隨著進展的繼續，這些組織繼續相互合併，直到 1866 年西聯公司主導了市場，成為最後一家人電報通訊公司。

從這裡開始，增長時期開始。

增長：1871 年 - 1930 年

在這個階段，西聯公司主導了市場領域（80%-90%）。使用電報傳輸的資訊量大幅增加，導致同期每條資訊的平均成本下降，從 1.09 美元下降到 0.30 美元 ^[2]。換句話說，隨著產量的增加，成本水平成比例下降，換句話說就是規模經濟。

此外，由於西聯公司收購了所有剩餘的電報公司，傳輸質量得到了極大提高。西聯公司將誤解、線路故障和無法訪問的責任都列為優先事項。

因此，質量的提高和成本的降低導致需求相應增加，進而導致規模經濟的增加。這是因為，質量、成本和需求等因素之間的關係形成了彼此之間的反饋迴圈。

質量的提高導致需求增加（正-正反饋迴圈），成本的降低也導致需求增加（負-負反饋迴圈），隨後需求的增加又增加了規模經濟（正反饋迴圈）。

西聯公司面臨的主要問題是來自同樣大型的電報公司的競爭，或者更有效地傳輸資訊的新的技術，換句話說，就是成熟和衰退階段。

成熟：1931 年 - 1945 年

在成熟階段，收入趨於穩定，產品改進和創新變得有風險，因為如果改進效果不佳，先前建立的規模經濟可能會減弱。

處理技術成熟階段，基本上有三種策略，包括：

逃逸：本質上是利用研發來逃逸或推遲成熟階段。
適應：對規模經濟進行微調，足以抵制競爭和市場
接受：當技術成熟階段被認為無法避免時

“長線”電話（或“會說話的電報”）的發展，允許在更遠的距離上傳輸非編碼通訊，導致 20 世紀從電報完全過渡到電話通訊。

儘管有許多嘗試改進電報，從改進裝置質量到減少傳輸訊號所需的線路數量，簡化加密，但它都無法與 AT&T 這家巨頭相提並論，因此接受了電報的成熟和明顯的衰落。

衰退：1950 年 - 以後

電報的衰落髮生在 1930 年之後，並持續下降，直到 20 世紀初被完全淘汰。然而，電報促進了企業和現有技術的發展；因此，如果沒有電報及其通訊潛力，今天常見的生產方式將不存在，或者不會像現在這樣建立在堅實的基礎上。

例如，冷藏和電報使屠宰的牲畜能夠保持“新鮮”，與運輸活畜相比，運輸成本降低了一半。電報還促進了股票交易的增長，因為市場嚴重依賴於資訊交流，因此，當通訊變得瞬時時，投資增加了。

定量分析

使用 Microsoft Excel 和求解器應用程式，對從歷史日期獲得的資料進行了迴歸分析，這些資料收集並發表在書籍中，包括“美國曆史統計”和“1852 年 12 月 1 日人口普查主管報告”。這些書提供了 1870 年至 1970 年期間透過電報傳輸的訊息處理數量 ^[2]。（如下表所示）。

日期	處理的訊息
1870	9,158,000
1880	29,216,000
1890	55,879,000
1900	63,168,000
1910	75,135,000
1920	155,884,000
1930	211,971,000
1940	191,645,000
1945	236,169,000
1950	178,904,000
1960	124,319,000
1970	69,679,000

根據迴歸分析計算出的 S 形曲線，代表了電報的預測生命週期，如圖 2 所示。藍線代表迴歸分析預測的處理訊息數量，將其與獲得的原始（實際）資料（紅色）進行對比繪製。拐點代表從誕生階段（正：快速增長）過渡到成熟階段（負：增長放緩），並且可以在增長階段找到。

S 形曲線是使用三引數邏輯模型生成的。

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]
S(t)：是狀態度量。
t：是時間（通常以年為單位），
tnought：是拐點時間（達到 1/2 K 的年份），
K：是飽和狀態水平（估計值）
b：是係數（估計值）

首先假設 K 的變數，但必須滿足以下規則：初始 K 值必須大於或等於資料中收集的最大飽和值（236169000），因為在數學上，負值無法使用對數函式求解，也不能使公式的分母等於零。

以最小二乘迴歸值需要儘可能接近但不超過 1 為目標，使用求解器獲得 K 值 282x10^6 (282161400.558516)，以及相應的 b 和 tnought 值分別為 0.089908 和 1921。（如下表所示）。

變數	值
K	282200000
tnought	1921
b	0.0899
RSQ	0.9541

實際上，K 值代表系統的飽和度，在本例中，是 S 形曲線預測的處理訊息的最大容量數量，tnought 是拐點時間（1921 年），此時增長速度減緩，但仍在增長。

當將預測的 S 形曲線與收集的原始資料進行比較時，電報的實際生命週期包含與預測日期不符的時期，如以下表格所示。

電報的實際階段		電報的預測階段
階段	日期（年）	階段	日期
誕生	1844 - 1870	誕生	1844 - 1890
增長	1871 - 1930	增長	1891 - 1940
成熟	1931 - 1945	成熟	1941 年 - 以後
衰退	1950 年 - 以後	衰退	-