交通部署案例手冊/2021/田納西州
有軌電車，也稱為電車，是一種用於本地公共交通的軌道車輛。美國第一個有軌電車系統是在 1830 年代引入的，當時是用馬拉的，儘管在後來的幾十年裡，大多數系統都是由架空線供電的電力有軌電車。 [1]
有軌電車系統的適應性提高了城市交通的機動性，因為自 19 世紀初以來，城市人口增長，對市區短途旅行的需求也隨之增加。這種模式在特定市中心區域內執行，為沒有馬車或四輪馬車的人提供了一種方便地前往最繁忙區域和主要商業中心的交通方式，無論是為了工作還是休閒，都可以享受有軌電車服務。 [2] [3]
有軌電車系統在相對較低的成本和促進定義明確的城市環境方面也更有利。 [2] 與行駛到郊區的固定輕軌相比，有軌電車僅在市區街道上執行，因此基礎設施成本要低得多，並且可以與固定輕軌完美結合。乘客可以乘坐輕軌前往市區，然後乘坐有軌電車在市區內探索。 [1]
在電力有軌電車出現之前，馬拉公共汽車和纜車是美國城市的兩大主要交通方式。
馬拉公共汽車，或稱馬拉電車，用於在特定路線運輸少量乘客，早在 1820 年代就開始在紐約市運營。 [4] 它們從 1832 年開始在紐約市的固定軌道系統上執行，為乘客提供了穩定的速度，很快其他城市也效仿。 [5] 然而，由於其高昂的成本（餵養和更換馬匹）以及監管不力，這種運輸方式在 1880 年代後期開始衰落。 [4]
纜車是在上述時間左右被採用，以取代馬拉公共汽車，因為需要減少馬匹，並且易於從軌道上清除糞便或積雪。 [5] 它們首先在加利福尼亞州舊金山引入，被證明非常適合山區路線；然而，這些纜車只能以恆定速度執行，而且經常由於纜繩損壞而發生故障，很容易造成交通擁堵。從 1900 年代開始，電力有軌電車幾乎取代了美國所有的纜車。 [6]
電力有軌電車的發明依賴於之前的交通方式，例如馬拉公共汽車和電力產品。
托馬斯·愛迪生髮明的電網對於電力有軌電車的發明至關重要。電力，即電力，透過電纜傳輸到汽車。 [7] 電力有軌電車在其他方面也優於馬拉電車，包括使用鋼而不是木材製造汽車，以及車輪數量翻倍（從 4 個車輪增加到 8 個車輪），從而提高了耐用性，並且載客量也大大增加。 [6]
最初，軌道不是實現電力運輸的必要條件，因為後來出現了橡膠輪胎和電力無軌電車，儘管電池對於實現脫離電網的電力運輸至關重要。賓夕法尼亞州費城是美國最早嘗試使用電池動力無軌電車（有軌電車）的州之一，時間是在 1880 年代初期。 [7]
田納西州是美國東南部的州，主要的大都市區是納什維爾、孟菲斯、諾克斯維爾和查塔努加。 [8] 田納西州的有軌電車時代始於 1870 年代後期，當時該州的四個主要城市開始採用有軌電車作為交通方式。最初，這些大多是城際鐵路，由騾子牽引。 [9]
在田納西州最大的城市納什維爾，第一家有軌電車公司是南納什維爾街鐵路公司，該公司從 1866 年開始運營騾拉電車。這座城市從 1880 年代後期開始運營電力有軌電車，由納什維爾鐵路公司和坎伯蘭電力照明和動力公司運營。納什維爾市場的一個共同特點是，自有軌電車在那裡引入以來，所有有軌電車公司都是私營的。除了這些公司之外，納什維爾-加拉廷城際鐵路公司和納什維爾-弗蘭克林城際鐵路公司還透過有軌電車連線了納什維爾都會區及其周邊地區。 [10]
與納什維爾的改變類似，城際交通在整個州變得容易獲得，越來越多的田納西州居民，特別是中產階級或工人階級群體，將自己的住所搬到了距離工作地點或活動中心更遠的郊區。這導致了住宅郊區的興起，這可以看作是交通發展帶來的影響。 [9]
自有軌電車系統在田納西州城市引入以來，政策對該系統的開發產生了重大影響。
最初，市政府對私人有軌電車公司幾乎沒有監管。然而，在 1885 年，該州第二大城市孟菲斯爆發了一場為期 20 天的罷工，這場罷工旨在為有軌電車工人爭取更高的收入，最終導致馬拉有軌電車成為該地區的主要大眾交通選擇。 [9]
此次事件的成功引發了田納西州其他城市類似的罷工。最初，有軌電車工人分別在各自區域內組建了工會。不久之後，他們將工會改組為美國街車和電力鐵路員工聯合會（A.A.S. & E.R.E. of A.）的地方分會，該聯合會成立於 1892 年。[9][11] 這一運動是必要的，因為在運輸需求增長初期，街車運輸工人的待遇並不好，但對他們運輸更多城市通勤者的需求卻在不斷增長。[12]
增長階段
[edit | edit source]田納西州有軌電車的發展過程主要包括引入馬車和向電動有軌電車過渡。阿拉巴馬州的蒙哥馬利和弗吉尼亞州的里士滿等少數城市在 1886 年率先使用了電動有軌電車。雖然不是美國最早的城市之一，但納什維爾和查塔努加在幾年後很快轉向了電力有軌電車，之後是諾克斯維爾和孟菲斯在 1890 年代。[9]
由於存在各種運營此類業務的公司，電動有軌電車的市場在一定程度上是競爭性的。這種競爭對社會產生了負面影響。例如，1897 年，諾克斯維爾的兩家鐵路公司之間甚至發生了身體衝突，需要武裝警察才能平息衝突。[13]
儘管如此，電動有軌電車仍在蓬勃發展，隨後是電力生產行業（即公用事業公司）的增長。例如，查塔努加電力鐵路公司、查塔努加電力公司和查塔努加鐵路快速運輸公司合併為一家壟斷公司，即該市的查塔努加鐵路和電力公司。該公司後來發展成為一家全州公司 - 田納西電力和照明公司（TEPCO），該公司還在 1900 年代初兼併了納什維爾鐵路和電力公司。[9]
成熟階段和衰退階段
[edit | edit source]田納西州的有軌電車系統在 1910 年代進入成熟階段，其總長度約為 480 英里。[14] 儘管如此，有軌電車的後增長階段很快面臨著不可避免的社會和經濟原因帶來的挑戰。20 世紀初，田納西州的主要大都市區，包括納什維爾、孟菲斯、查塔努加和諾克斯維爾，發生了幾起罷工，這加速了有軌電車被公共汽車取代的速度。[9]
除了勞工運動之外，公共汽車和私人汽車等新興運輸方式也在有軌電車消亡中發揮了重要作用。與（電動）有軌電車不同，公共汽車的運營更簡單、成本更低，因為它們不需要建造鐵路，而且可以透過建造更多公交車站輕鬆擴充套件服務路線。至於私人汽車，它們為市民提供了按照自己的節奏和任何時間到達目的地的選擇和自由。[15] 因此，從 1930 年代開始，包括田納西州在內的美國許多地區的有軌電車系統開始消失。[9]
定量分析
[edit | edit source]可以使用觀察到的歷史資料對整個有軌電車系統的生命週期進行統計分析，以確定上述每個時期（誕生期、增長期、成熟期和衰退期）的日期和時間。原始資料提取自麥格勞交通目錄。[14]
公式選擇
[edit | edit source]在此分析中，使用了三引數 S 型邏輯函式
S(t) = Smax/[1+exp(-b(t-t0)]
其中
S(t) = status measure (in this case it is the length of the streetcar system in miles), t = time (in years), t0 = inflection time (year when half of Smax is obtained), Smax = saturation status level (in this case it is the maximum length of the streetcar system recorded), b = a coefficient to be evaluated.
為了便於計算，Smax 可以命名為 K。因此，上述公式變為
S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]
其中 K 的值從記錄的有軌電車系統最大長度到手動確定的最大值不等。
引數值
[edit | edit source]為每個假設的 K 進行迴歸分析，大約選擇了 20 個不同的值。最終選擇的 K 值是使 R 平方結果最接近 1 的值，該值與 S 型函式其他引數的值一起記錄在以下表格中。
| 引數 | 選定值 |
|---|---|
| k | 690 |
| b | 0.058723788 |
| t0 | 1907.26876 |
將上述每個引數的值代入邏輯函式，可以預測 1894 年和 1920 年田納西州所有有軌電車系統的總軌道長度（以英里為單位）。
結果
[edit | edit source]預測資料和實際記錄資料列於下表 2 中。第一列表示研究的年份，第二列顯示麥格勞交通目錄中記錄的資料[14]，第三列顯示使用 S 型邏輯函式預測的軌道長度。
| 年份 | 總軌道長度 （英里） |
預測軌道長度 （英里） |
|---|---|---|
| 1894 | 312.70 | 217.00092 |
| 1895 | 192.99 | 225.83004 |
| 1896 | 219.71 | 234.84004 |
| 1897 | 246.43 | 244.02054 |
| 1898 | 275.25 | 253.36015 |
| 1899 | 273.15 | 262.84655 |
| 1900 | 260.95 | 272.46649 |
| 1901 | 268.70 | 282.20591 |
| 1902 | 283.95 | 292.04996 |
| 1903 | 283.95 | 301.98311 |
| 1904 | 299.95 | 311.98923 |
| 1905 | 337.25 | 322.05172 |
| 1906 | 302.00 | 332.15358 |
| 1907 | 326.97 | 342.27755 |
| 1908 | 398.50 | 352.40621 |
| 1909 | 404.50 | 362.52211 |
| 1910 | 340.45 | 372.60790 |
| 1911 | 332.70 | 382.64641 |
| 1912 | 308.85 | 392.62082 |
| 1913 | 318.10 | 402.51474 |
| 1914 | 425.95 | 412.31229 |
| 1915 | 442.32 | 421.99825 |
| 1916 | 458.69 | 431.55814 |
| 1917 | 475.06 | 440.97824 |
| 1918 | 476.41 | 450.24574 |
| 1919 | 482.56 | 459.34874 |
| 1920 | 481.27 | 468.27632 |
因此，可以繪製並比較實際生命週期和預測生命週期，如下圖 1 所示。橙色線表示從麥格勞電力鐵路目錄中提取的實際有軌電車長度，而藍色線表示根據記錄的實際資料進行的預測。
模型的解釋和討論
[edit | edit source]儘管繪製的預測軌道長度（圖 1）看起來像一條直線，但實際上它說明了田納西州有軌電車系統的大致生命週期。
從圖 1 可以看出，雖然實際有軌電車長度有波動，但預測模型暗示了年份和總有軌電車長度之間存在正相關關係。一個合適的估計是，誕生階段在 1894 年到 1900 年之間，增長階段從 1900 年持續到 1915 年，成熟階段在 1915 年到 1920 年之間。預測線中似乎沒有衰退階段的痕跡。
獲得的結果也表明它們與預期相似。有軌電車裡程在現實生活中在增加，並且證明與預測結果相似。但是，邏輯模型無法捕捉到最劇烈的增長或下降（例如，1894 年以及大約 1908 年和 1912 年），並且在高峰時期（1919 年）達到了全州有軌電車長度的較低值。然而，這種不準確的程度可能是由於資料提取過程中的手動錯誤或 K 值範圍的選擇造成的。
參考文獻
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- ↑ Amalgamated Transit Union 工作人員。(1992)。美國聯合運輸工會歷史（第 3 頁）。華盛頓特區：美國聯合運輸工會。
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