交通部署案例手冊/2024/悉尼渡輪服務

渡輪介紹

概述和特點

渡輪是一種通常用於在水體上運輸乘客和/或車輛的船舶。它們有各種尺寸，並用於不同的目的，從短途運送乘客的小型船到長途運送乘客和車輛的大型船。提供有關渡輪及其在水邊城市和島嶼公共交通系統中作用的資訊。連線遙遠地點的連線，例如跨越地中海等水體，通常被稱為渡輪服務，其中一些服務可容納車輛。

據信，早期人類利用圓木或其他漂浮物穿越水體，這本質上是渡輪的概念。渡輪已被各種有水道國家使用，儘管其他交通方式取得了進步，但渡輪已在許多國家運營了兩個多世紀。

根據歷史記載，約翰·史蒂文斯建立的“朱莉安娜”號被認為是第一艘蒸汽動力渡輪。它於 1811 年開始在紐約和新澤西州霍博肯之間運營，挑戰了利文斯頓在該地區的壟斷地位。

根據技術，一種由蒸汽推進的船舶是蒸汽船，有時也稱為蒸汽機。這些船舶通常能夠穿越海洋，並由蒸汽機驅動，蒸汽機利用槳輪或螺旋槳來為其推進提供動力。

渡輪的優勢

蒸汽船對風向的依賴性較小。即使在帆船的情況下，航運也一直具有固有的優勢，因為大型船舶在水面上相對容易操控。

全球渡輪市場

渡輪在世界各地的多條航線上運營，總計數百個選擇。歐洲的渡輪服務集中度很高，尤其是在兩個主要市場：北歐和波羅的海地區，以及整個地中海地區。希臘的國內渡輪業務擁有連線多個島嶼的龐大交通網路，是世界上最大的渡輪業務之一。日本在交通運輸中高度依賴渡輪。北美主要的渡輪市場位於美國和加拿大之間的太平洋邊界。南美和非洲的渡輪業務非常有限。紅海有渡輪交通。由於其適宜渡輪的群島，亞洲的菲律賓擁有大量的渡輪交通。印度尼西亞的渡輪行業最初經歷了快速擴張，但由於廉價航空公司的激烈競爭，遇到了挫折。香港和新加坡是高速渡輪的重要市場。在中國，渤海地區現代渡輪的數量正在不斷增加。

渡輪的發明、市場和政策

渡輪發明之前

槳輪通常用作這些早期船舶的主要推進方式。在理想情況下，它是向前移動的有效方法，但在其他情況下卻有很大的缺點。槳輪在特定深度最有效，但由於額外重量導致船舶深度發生任何變化都會導致槳輪潛入更深處，從而導致效能大幅下降。

渡輪的發明（螺旋推進）

使遠洋蒸汽船變得實用的關鍵進步是從使用槳輪到使用螺旋槳作為推進方式的轉變。由於螺旋槳無論在什麼深度執行都能保持穩定效率，因此蒸汽船迅速流行起來。由於尺寸和體積較小，並且完全浸沒，因此它不太容易受到損壞。為槳輪蒸汽機提供動力的發動機的汽缸位於軸下方，軸位於水線以上。第一個螺旋槳安裝在詹姆斯·瓦特在伯明翰工廠建造的早期蒸汽機上。 這臺發動機是一種水動力螺旋槳，瓦特通常被認為發明了這項技術。

早期市場發展

即使在那個時候，悉尼不足的公共交通系統也是人們普遍的抱怨。儘管計劃為四到五個小時的行程，但從悉尼到帕拉馬塔的船程通常需要長達十二個小時，並且在一個有記錄的案例中，它花費了不到十四個小時。

傑克遜港的深水港口使悉尼迅速成為西南太平洋地區的主要海港。隨著殖民地的擴張和人們向北、西和南遷移，沿海航運應運而生，為該城市提供食品和工業原材料，並促進貨物轉運到其他地區。

像巴爾曼、派蒙特和莫特萊克這樣的郊區圍繞著水邊工業興起。這些位於悉尼的西郊。直到 1880 年代，大約 80% 的悉尼人居住在距離悉尼港步行幾分鐘的地方。

在最繁忙的時間，伍盧穆盧灣有 11 個泊位，其中 4 個是碼頭的一部分。它的主要目的是讓澳大利亞的羊毛產品離開該國。

政策的作用

當政府在 1803 年起草法律時，需要船隻防水並配備四支槳，以便任何人都可以“如果他們願意”幫助船伕。此外，船隻必須攜帶桅杆和帆。這種情況一直持續到 1831 年。這種政府幹預最終成為未來船舶安全的基石。水上交通的重要性非常重要。港口和流入港口的河流是早期活動的中心，儘管政府法規和資源有限，但私營企業還是挺身而出。政府在交通管制方面的作用一直持續到今天。然而，政府運營的交通工具與私人運營的交通工具之間的競爭也開始增長。

悉尼的渡輪

誕生 (1831-1876)

歐洲人對悉尼的早期殖民化催生了悉尼港渡輪服務。沿著帕拉馬塔河的農業定居點由從悉尼到帕拉馬塔執行的緩慢且不規則的船隻提供服務。在 1855 年悉尼 - 帕拉馬塔鐵路連線線開通之前，河流被人們、郵件和商店所利用。

即使在 1855 年悉尼 - 帕拉馬塔鐵路開通之後，渡輪服務仍然是沿著帕拉馬塔河交通的關鍵，因為它們主要服務於港口南部的城鎮。

為了維持商業活動，被稱為“第一艘渡輪”的羅斯希爾郵輪被建立起來，並在悉尼灣和帕拉馬塔的農業社群之間架起了一座橋樑。這艘船往返旅行需要一週。

1830 年代，前囚犯比利·布魯在悉尼開設了第一條定期跨港划艇，從道斯角到布魯斯角。1831 年，遠洋蒸汽機船“索菲亞·簡”抵達悉尼，它有時用於沿海貿易和在帕拉馬塔河上拖曳到紐卡斯爾。

1833 年，一家澳大利亞運輸公司成立。Surprise 號是澳大利亞第一艘建造的明輪蒸汽機船，它配備了 12 馬力 (8.9 千瓦) 的發動機，於 1834 年開始定期前往帕拉馬塔。在那個時期，船伕經常使用維護不善的帕拉馬塔路線。

隨著旅遊業的增長，亨利·吉爾伯特·史密斯在 1855 年租用了 Brothers 號，開辦了悉尼和曼利之間的第一條定期航班。

增長 (1876-1914)

• 悉尼渡輪服務的增長

1890 年代，托馬斯·亨利運營著 New Era 號和 Birkenhead 號渡輪，當時巴爾曼 - 約翰斯頓灣地區出現了渡輪船隻的繁榮。人口增長也對渡輪業的增長起著重要作用。在 1851 年至 1891 年之間，大悉尼地區的人口從大約 54,000 人猛增至 96,000 人，然後又猛增至 383,000 人。悉尼在整個新南威爾士州的人口份額也從 1851 年的 28% 上升到 1891 年的 34%。

• 私營部門和公共部門在渡輪業發展中的作用

在此期間，渡輪業的增長受到政府和私人因素的影響。就私營部門而言，它負責提供渡輪服務，並且對於渡輪行業的開發至關重要。托馬斯·薩特克利夫·莫特和船長羅恩特里在莫特灣開展的大規模工程和船舶修理活動推動了巴爾曼地區的改進。隨著人們遷入該地區，渡輪業的就業機會隨之而來。

關於公共部門，採取了措施以確保渡輪服務作為一種公共交通方式可以獲得並可用。當引入電車和渡輪之間的平穩銜接時，公共交通的使用頻率更高。1880 年代後期，電車到達了厄斯金街碼頭，該地點成為往返於帕拉馬塔和巴爾曼的電車和渡輪服務的中心。

• 渡輪業發展政策

通行費可以用作設施發展資金，但高通行費會導致使用者的不滿。當局通常實施票價監管，以防止壟斷行為併為乘客提供經濟實惠的價格。在南威爾士州和維多利亞州之間，懷馬渡輪橫跨休姆堰，在十三分鐘內行駛半公里。農場車輛和牲畜卡車代表附近的農業社群運過堰，它由道路和交通管理局 (RTA) 直接管理。最初，渡輪使用者必須支付通行費，通行費根據步行、乘坐馬車或騎馬而有所不同。但是，當渡輪服務由維多利亞州和新南威爾士州的州政府以及託旺郡議會共同支援時，通行費制度在 1908 年被取消。 通行費取消後，使用渡輪的人數增加。

此外，港口的發展對於渡輪業的進步至關重要。當鼠疫在 1900 年逼近悉尼時，市議會因其在公共衛生緊急事件和加劇鼠患問題的角色而受到批評。州政府對岩石和米勒斯角的貧民窟進行了翻新，並接管了市議會的衛生部門。新成立的悉尼港信託基金獲得了對這些地區的管理權。這種政策和社會氛圍導致了碼頭的重建。

成熟 (1915-1946)

在成熟階段，發展包括交通方式的穩定和建立，或規模經濟的擴大。除了曼利渡輪服務和一些小型發射服務之外，悉尼渡輪有限公司在 1920 年代幾乎壟斷了悉尼港渡輪服務。除了收購大多數其他渡輪公司及其資產外，它還成為世界上最大的渡輪服務，在船舶數量和利用率方面均居首位。

為了滿足對跨港渡輪服務不斷增長的需求，悉尼渡輪有限公司推出了 Kuttabul 號和 Koompartoo 號，它們是悉尼港上容量最大的渡輪，前往米爾森角。在整個 1920 年代，悉尼渡輪滿足了跨港服務的空前高需求。

• 競爭市場

擁有壟斷地位的悉尼渡輪有限公司面臨著來自其他交通方式的競爭。由於鐵路和公路的競爭，他們在 1928 年停止提供跨帕拉馬塔河的格萊茲維爾以外的服務。

悉尼海港大橋於 1932 年 3 月 19 日開通。這直接導致每年乘客數量從 4000 萬下降到 1400 萬。 悉尼渡輪服務僅在米爾森角地區提供。在大橋開通後的前兩週內，以前在道斯角和布魯斯角之間以及在班尼隆角和米爾森角之間提供的車輛渡輪服務也被終止。

• 嘗試適應模式變化的市場

“曼利”號以其有限的寬度而聞名，這使得渡輪的調動變得困難且耗時。為了進一步解決這個問題，1922 年，第一艘雙端螺旋槳蒸汽渡輪，即“曼利”號（II）問世。它位於新南威爾士州的巴爾曼，由楊氏父子公司和弗萊徹公司建造。前往曼利的航程在 22 分鐘內完成，這是傳統渡輪至今無法超越的紀錄。該紀錄是在 1922 年創造的。

為了現代化其船隊，並與為渡輪設計的柴油發動機引入相結合，“切爾姆斯福德夫人”號從蒸汽動力轉換為柴油動力。由於其兩衝程五缸發動機，Gardner 柴油機能夠產生 190 馬力（141 千瓦）的功率，並達到 10.3 節的速度。其他四艘“夫人級”渡輪以及 Karingal 號和 Karabah 號的改造發生在 1930 年代。這是因為在大橋建成後的幾十年裡，渡輪公司通常無法購買新船。

• 重新發明

在此期間，推出了超越簡單運輸方式的新服務，提供當時前所未有的功能。1929 年，印度總督下令建造一艘新船，為服務體驗帶來了全新的奢華和速度。這些特別的船隻也是第一艘包括室內游泳池的班輪公司（P&O）船隻。所有三艘船隻的推進系統都由大型電動機組成，這些電動機由渦輪電力蒸汽輪機驅動。“斯特拉思”號班輪在設計、受歡迎程度和服務方面優於“印度總督”號。它們擁有與“印度總督”號相同的奢華和速度，後者能夠從英國到孟買完成旅程，沒有任何干擾。

衰退（1947-1975）

自 1946 年以來，悉尼渡輪服務開始衰落。渡輪公司缺乏足夠的資金購買新船，因此計劃透過將船隻改造成柴油動力來提高效率。然而，改造過程產生了鉅額成本，幾乎導致公司破產。說服政府接管渡輪服務的嘗試也失敗了。

陷入困境的悉尼渡輪有限公司於 1951 年被新南威爾士州政府以 25,000 英鎊的價格收購。政府購買了悉尼港口運輸委員會擁有的資產，包括 15 艘渡輪和巴爾曼工廠。悉尼港和曼利輪船公司負責運營和維護。

• 1951 年政府的政策

作為對悉尼渡輪有限公司停止渡輪運營的決定的回應，政府頒佈了《悉尼港口運輸法》（1951 年第 11 號法）。根據該法案，悉尼港口運輸公司於 1951 年 7 月成立，其成員包括財政部副秘書、政府運輸專員和海事服務局局長。 儘管該委員會控制著設施和船隻，但它沒有處理人員招聘或其他運營職責。這種最低限度的參與方式表明，政府在專業事項方面的缺乏經驗，因為到 1974 年，政府被迫直接控制和管理幾乎所有悉尼渡輪。

悉尼渡輪的生命週期

定量分析

每個運輸系統都有一個壽命週期。這項定量調查定量分析了悉尼渡輪的完整生命週期。首先是增長，然後是成熟，然後是衰退。悉尼渡輪生命週期的階段是根據每年的客流量統計資料確定的。資料來自基礎設施和交通研究經濟局（1900-2013 年） 和新南威爾士州政府年度報告（2013-2023 年） 。然而，由於 1800 年代的乘客使用資料有限，因此分析從 1900 年代開始進行。

利用觀察到的資料，估計了一個三引數邏輯函式。該函式模擬乘客數量，可以透過將其繪製在觀察到的資料上評估其準確性。

• 邏輯函式為

S(t) = S_max/[1+exp(-b(t-t_i)]，

S(t) = 狀態測量（以船上乘客數量為單位）

t = 時間（以年為單位），

t₀ = 拐點時間（獲得一半 S max 的年份），

S_max = 飽和水平（美國客機每年最大乘客容量），

b = 要估計的係數。

• 係數 b 是使用單變數線性迴歸在以下形式的模型中確定的

Y = bX + c

其中

Y=ln(乘客/(S_max-乘客))

X=年份

引數

為了儘可能地擬合模型（R 平方接近 1），在測試中使用了多個 S_max，並透過從大量測試範圍內逐步縮小範圍和進行多次測試來獲得最終的 S_max 值，以確定真實的 S_max 邊界。

迴歸統計結果

迴歸統計結果

1900-2022		1900-1914		1915-1946		1947-1975		1976-1990		1991-2022
S(Max)（百萬）	75	S(Max)（百萬）	52	S(Max)（百萬）	85	S(Max)（百萬）	80	S(Max)（百萬）	80	S(Max)（百萬）	50
b	-0.0152229583114186	b	0.0736979726812061	b	-0.0268845805870114	b	-0.02553913755079	b	0.0520770398967628	b	-0.0257977142887259
T_i	1891.5802540259	T_i	1907.99324007325	T_i	1916.57635850391	T_i	1902.96124539449	T_i	2012.54547070763	T_i	1963.94249494722
多重 R	0.683235607361857	多重 R	0.797870716246689	多重 R	0.515300985182576	多重 R	0.807034519833202	多重 R	0.943062012962958	多重 R	0.235257540196296
R 平方	0.466810895167125	R 平方	0.636597679844004	R 平方	0.265535105330133	R 平方	0.651304716202407	R 平方	0.889365960293747	R 平方	示例
調整後的 R 平方	示例	調整後的 R 平方	示例	調整後的 R 平方	示例	調整後的 R 平方	示例	調整後的 R 平方	示例	調整後的 R 平方	0.0553461102192118
標準誤差	5.62238282781825	標準誤差	2.63743844752949	標準誤差	4.47303329123389	標準誤差	1.5826351344886	標準誤差	0.939370497546718	標準誤差	0.680481297933914
觀測值	122	觀測值	15	觀測值	32	觀測值	29	觀測值	15	觀測值	31

資料結果

圖 1. 每年觀察到的客流量資料，以百萬乘客為單位

分析

1900-2022（總計）

圖 2. 1900 年至 2022 年悉尼渡輪的生命週期

圖 2 顯示了 1900 年至 2022 年悉尼渡輪乘客的實際資料和預測乘客資料。雖然擁有 1830 年的資料會提供更清晰的生命週期，但分析是基於現有資料進行的。如圖 1 所示，渡輪生命週期在 2022 年之前有兩個峰值點。第一個峰值出現在 1931 年，有 4500 萬乘客，隨後由於海港大橋的開通，在 1932 年急劇下降。在 1950 年之後，由於公共交通和私家車的使用增加，經歷了一段下降期，但在 1970 年代，政府接管渡輪服務，並進行投資，渡輪服務出現了復甦。然而，乘客數量此後趨於穩定。第二個峰值下降發生在 2020 年，乘客數量急劇下降至 100 萬，這歸因於 2019 年的 COVID-19 大流行。雖然乘客數量有所恢復，但尚未超過 1900 年代初期的水平。1900 年至 2022 年期間的迴歸結果顯示 R 平方為 0.468，表明迴歸模型的擬合度較低，標準差為 5.6，表明乘客數量存在顯著的短期波動。因此，分析透過將資料分成多個片段來進行。

1900-1914（增長）

圖 3. 1900 年至 1914 年悉尼渡輪的生命週期

圖 3 展示了 1900 年至 1914 年的渡輪乘客真實資料和預測乘客資料。 “b” 的正值表示正斜率，與之前的總圖（1900 年至 2022 年）相比，R 平方值顯著提高至 0.636。標準誤差也顯著下降至 2.6。雖然預測資料和實際資料的曲線圖之間存在差異，但仍然可以辨別趨勢方向，與整個時期的資料相比，總體上有所改善（圖 1）。考慮到歷史背景，悉尼早期的 1900 年代的渡輪服務仍然是人口快速增長期間的重要公共交通工具，正如資料所顯示的增長階段所示。

1915-1946（成熟期）

圖.4 1915 年至 1946 年悉尼渡輪生命週期

圖 4 展示了 1915 年至 1946 年的渡輪乘客資料和預測乘客資料。 “b” 的值為 -0.026，表示負斜率，R 平方值急劇下降至 0.265，表明迴歸模型的擬合度顯著降低。標準誤差也顯著增加至 4.7。1931 年，渡輪使用量達到峰值 520,000 人次，但 1932 年，隨著海港大橋的開通，渡輪使用量驟降至 200,000 人次。雖然到 1946 年渡輪使用量有所回升，但考慮到這一時期“b” 的負值，可以推斷這是一個成熟階段，標誌著達到峰值後進入低增長階段。

1947-1975（下降期）

圖 5. 1947 年至 1975 年悉尼渡輪生命週期

圖 5 展示了 1946 年至 1975 年的渡輪乘客資料和預測乘客資料。 “b” 的值為 -0.025，表示負斜率，R 平方值再次提高至 0.65，表明迴歸模型的擬合度有所改善。標準誤差也顯著下降至 1.58。從 1940 年代後期開始，由於經濟大蕭條和戰爭的困難，許多渡輪服務要麼被用於戰爭努力，要麼被縮減或暫停。儘管在 1950 年代嘗試過渡到柴油發動機，並推出了像 Manly III 這樣的優質服務，顯著縮短了旅行時間，但需求難以恢復。在 1960 年代，隨著該地區港口住房開發的進行，前往 Neutral Bay、Cremorne 和 Mosman 的服務經歷了適度增長，導致乘客需求略有增加。儘管透過引入新技術和快速優質服務提高了效率，但渡輪需求從 1946 年到 1975 年下降。這一時期可以看作是下降階段。

1976 年至今（重新增長期）

圖.6 1976 年至 1990 年悉尼渡輪生命週期

圖 6 展示了 1976 年至 1990 年的渡輪乘客資料和預測乘客資料。 “b” 的值已變回正值 0.052，R 平方值顯著提高至 0.88，使其成為所有迴歸模型中最準確的模型。標準誤差也大幅下降至 0.938，表明圖表之間非常匹配。

在 1980 年代，首屆大型渡輪比賽作為悉尼節的一部分舉行，併成為年度活動，現在每年澳大利亞日都會舉行。此外，在這個時期引入了新的“Freshwater 級”的 Manly 渡輪，這是在海港執行的最大渡輪。這一時期可以看作是復興階段，標誌著政府組織變革、新事件以及現代化渡輪的引入。

1991-2022（穩定期）

圖 7. 1991 年至 2022 年悉尼渡輪生命週期

圖 7 展示了 1991 年至 2022 年的渡輪乘客資料和預測乘客資料。 “b” 的值已變回負值 0.025，R 平方值顯著下降至 0.05，使其成為所有迴歸模型中最低的。然而，儘管 R 平方值很低，但標準誤差卻最低，為 0.68。這種差異可以歸因於 2020 年由於 COVID-19 大流行的影響而急劇下降。由於大流行的影響，對渡輪的需求急劇下降，2022 年後需求逐漸恢復。然而，需求已穩定在一致的水平，略有波動，表明穩定階段和疫情後輕微下降。

結論

圖.8 悉尼渡輪的生命週期

圖 8 展示了透過迴歸分析獲得的悉尼渡輪生命週期的階段，透過迴歸分析評估實際資料與預測資料的準確性。在某些情況下，分析整個持續時間會導致 R 平方值顯著下降。然而，將資料分割成不同的時間段有助於提高這一點。一個限制是無法包含“出生”階段，因為無法獲取悉尼渡輪資料。如果將來有更多資料可用，則有必要重新審視分析幷包含此階段。