運輸部署案例集/州際公路系統的生命週期

州際公路系統是 Dwight D. Eisenhower 於 1956 年 6 月 29 日授權的區域間高速公路網路。 該網路連線了大都市區、地標和工業區，併為國防系統提供了機動性。 州際公路網為運輸、旅行和國防提供了高效路線。它導致了旅行時間和貨運成本的下降。憑藉這種連通性，美國已成為超級高速公路的領先者，擁有超過 47,000 英里的道路。

S 型曲線建模州際公路系統的誕生、增長和成熟

S 型曲線用於模擬運輸方式的生命週期。它描繪了該方式的誕生、增長和成熟。

州際公路系統的生命週期

下面描繪的 S 型曲線模型顯示了州際公路系統的里程。它從大於零的點開始，因為鋪砌的區域間道路在 1956 年之前就存在。隨著 1956 年聯邦援助公路法的頒佈，州際公路的名稱得以實施。這種名稱被賦予了許多現有的道路。無法從道路資料中以有意義的方式提取現有的區域間道路里程。

方法

S 型曲線模型遵循公式 S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中

• K=飽和點
• b=常數
• t=年
• t0=拐點，代表 1/2 K

使用這種方法，S 型曲線被證明是一個很好的擬合，R^2 為 0.91。R^2 是用於估計該曲線迴歸擬合優度的指標。K 估計僅略高於現有網路，為 48,500 英里，這是由於道路增長放緩以及聯邦政府將重點轉向維護。T0，里程為 24,250 英里的點，確定為 1922 年，這是根據增長模式向後推算的。由於資料從 t0 之後開始，因此只顯示了 S 曲線的頂部。
資料收集自聯邦公路管理局提供的《公路統計》出版物

州際公路系統之前

第一次世界大戰時期

20 世紀初的長途貨物運輸主要依靠鐵路運輸。 第一次世界大戰增加了美國對歐洲商品的需求。由於鐵路達到最大運力，經銷商轉向半卡車運輸，以便將貨物運往港口。由於重型貨物在全美各地的道路上運輸，道路迅速惡化。鑑於此，伍德羅·威爾遜總統簽署了 1916 年聯邦援助公路法。這增加了對公路的聯邦資金，為農村郵政道路提供了資金，併為公共土地上的道路撥款。

大蕭條和第二次世界大戰

富蘭克林·德拉諾·羅斯福成立了國家區域間公路委員會，以探索區域間公路系統。隨著 1929 年股市崩盤以及伴隨大蕭條而來的失業，1916 年聯邦援助公路法進行了修正。從 1931 年到 1933 年，每年在道路建設和改善上花費了 1.25 億美元。

珍珠港事件後，美國加入了第二次世界大戰，聯邦政府的重點轉移到了戰爭策略上。1944 年戰爭結束後，羅斯福簽署了 1944 年聯邦援助公路法，該法授權指定 40,000 英里的區域間網路，但未為建設更多道路里程提供資金。

這些時期汽車的增長

隨著移動裝配線和可互換零件的出現，個人汽車變得對美國人來說負擔得起，因此在 1920 年代和 1930 年代，需求增長。 第二次世界大戰後，郊區化快速發展，郊區公共交通狀況不佳，對汽車的需求，然後是道路的需求，激增。

州際公路系統的誕生和增長

艾森豪威爾的靈感

1919 年，德懷特·D·艾森豪威爾率領一支車隊從華盛頓特區前往舊金山，以展示美國的“防禦機動性”。 車隊平均每天行駛 58 英里（每小時約 5 英里），由於崎嶇泥濘的道路、事故和社交活動而速度緩慢。 然後，艾森豪威爾在二戰期間體驗了德國高速公路的優越道路；並目睹了軍隊士兵和物資的順暢流動。這兩件事影響了艾森豪威爾未來實施的政策。

政策在網路擴充套件中的作用

如果沒有聯邦政府的政策，很難想象州際公路系統的規模會是什麼樣子。20 世紀初的一系列聯邦研究和立法行為導致了公路系統的重大改革，但可以說，1956 年的《聯邦援助公路法》是最重要的一個。1956 年 6 月 29 日，德懷特·D·艾森豪威爾簽署了《1956 年聯邦援助公路法》。 這項資金將透過提高聯邦汽油稅和其他機動車稅來籌集。
這項立法規定了新公路建設成本的 90%。 它制定了全國性的建設標準，對速度和最小行駛車道和寬度進行規範。 其他設計方面包括完全控制的進出口、沒有交通訊號燈或交叉路口，以及等級分離交叉路口。

州際公路對美國某些方面的影響

生活質量

隨著旅行速度的提高，預計地點之間的旅行時間會減少。城市之間的旅行時間減少了 40%。在州際公路建成後，從亞特蘭大到伯明翰的行程縮短了 40%，而芝加哥到明尼阿波利斯的行程時間縮短了 25%。 更難量化的則是選擇增加帶來的益處。美國人現在可以選擇更大的空間區域用於住房、就業、醫療保健和零售。州際公路系統帶來的時間節省使人們能夠花更多時間做他們想做的事，而花在路上往返的時間更少。

安全

州際公路的建設受到嚴格監管。它要求工程能夠保持速度並使用高質量的材料。截至 1996 年，州際公路的事故死亡率比該系統其他部分低近 60%。預計受傷率降低了 70%。從 1957 年到 1996 年，使用公路系統避免的安全相關損失估計為 3680 億美元（1996 年）。

經濟

從 1950 年到 1989 年，全國生產力增長的 25% 可以歸因於公路（州際公路系統加上所有其他城市和農村公路）。 更大的網路提供了更多的人員和貨物流動性，擴充套件了市場和競爭。隨著公路網的改善，半掛車運輸變得與鐵路競爭。在州際公路系統出現之前，半掛車運輸市場主要集中在本地送貨。隨著道路質量的提高，貨運成本下降。隨著貨運成本的降低，半掛車運輸現在與鐵路競爭。這導致了更低的貨運成本和更高的送貨可靠性。

州際公路系統的發展成熟

州際公路系統的建設永久地改變了美國的物理和經濟景觀。聯邦和州政府已將重點從擴張轉移到維護，從道路支出轉移到公共交通專案。更進一步的是，一些地方政府在聯邦政府的支援下，已開始拆除某些元素，以“糾正”建設過程中出現的社會弊病。

系統問題

公路信託基金不再專門用於資助公路。1973 年之後，這些資金被用來支援輕軌、公共交通、公交車道和腳踏車道等其他替代交通方式。 這可能反映出人們對更像國際公共交通系統的公共交通系統的支援不斷增加。
1998 年，《21 世紀交通公平法案》將重建納入了州際公路維護專案中獲准的活動。此前，唯一由聯邦政府資助的活動是鋪面、修復和翻新。 州際公路系統解決了 20 世紀的許多問題，但由於年久失修，現在也面臨著許多需要解決的問題。大部分基礎設施已經超過了其預期壽命。1997 年，州際公路系統上超過 5% 的橋樑被認定為結構缺陷。
主要城市地區的擁堵是一個嚴重的問題。據估計，美國人每年在交通擁堵中浪費 42 億個小時，損失高達 782 億美元。而且情況還在不斷惡化；交通擁堵期間的平均每日車輛行駛里程已從 1995 年的 25.9% 上升到 2004 年的 31.6%，一些地區的增長速度超過了這一數字。
州際公路系統的建設受到高度爭議。由於許多原因，包括環境問題以及建設過程中的種族和社會不平等，這條公路在它分割的社群中很少受歡迎。許多年後，城市已提出拆除這些州際公路的建議。在市長約翰·諾奎斯特大力推動拆除和恢復街道網格之後，威斯康星州密爾沃基市的帕克東高速公路被拆除。 但密爾沃基並不是唯一希望拆除城市高速公路的城市。紐約、波士頓等城市已經用隧道或林蔭大道取代了他們的高速公路系統，納什維爾、克利夫蘭、費城和聖路易斯等城市已在聯邦政府的支援下，討論並計劃拆除他們的城市高速公路。