交通部署案例集/2019/悉尼火车
本维基教科书页面对悉尼火车进行了定性和定量评估。它还包含了悉尼火车在其诞生、增长和发展、成熟以及增长阶段再生过程中的生命周期分析。最终，一个三参数逻辑函数和S曲线模型基于悉尼火车网络的年度乘客出行次数提供了预测。
悉尼火车是一个郊区客运铁路网络，自1855年以来，它覆盖了超过815公里长的铁路轨道和178个车站，服务于澳大利亚悉尼市。[1] 悉尼火车每周运营超过22,200班列，运送大约130万乘客，迄今为止已为超过230亿乘客提供服务。[1] 目前，悉尼火车由新南威尔士州交通管理局控制和运营。
- 经济效益 - 目前，悉尼火车每年为经济贡献约260亿澳元，约占澳大利亚经济的1.6%。[2] 悉尼火车也是最节能的交通方式之一，因为一条火车线路每小时可以运送50,000人，而高速公路车道每小时只能运送2500人。[3] 实际上，每乘客公里产生的温室气体排放量比汽车低五倍。[3] 悉尼火车网络的便捷性与房产价值的上升之间也存在直接关系。这反过来又帮助政府在房产买卖时收取更多税款，从而增加税收收入。[3]
- 社会效益 - 悉尼火车在社会包容方面发挥着重要作用。通过改善网络的便捷性，它使低收入者、老年人和失业者（他们有社会孤立的风险）能够进行社会互动。[3] 这反过来又促进了整个社会结构。它提供的另一个社会效益是平等获取就业和服务的机会。[3]
悉尼火车的主要市场包括大悉尼地区的居民。目前，悉尼人口约为550万，预计到2027年将达到600万，到2037年将达到700万，与伦敦的现有人口相当。[4][5] 悉尼火车计划在适应人口增长的同时，提供可靠高效的火车服务。
- 水上运输 - 1788年到1888年之间，人们在海上行驶的距离比陆地上行驶的距离更远。再加上将食物和人员运往杰克逊港的需求不断增长，导致了当地水上运输行业的诞生。[6] 1789年底，第一艘帆船（罗斯山邮船）被建造起来，用于沿帕拉马塔河在悉尼湾和罗斯山（现为帕拉马塔）之间运送乘客和物资。几乎同时，这艘船被加入了新的船只，它们在1789年到1833年之间在帕拉马塔河上提供定期划桨和帆船渡轮服务。[span>6] 在1790年代初期，殖民者设想建造更大船只的动力，因为他们发现了在巴斯海峡群岛附近捕获海湾鲸鱼用于贸易的机会。这个全新的海湾鲸鱼行业吸引了外国船队前往霍巴特镇，该镇成为在南大洋捕获鲸鱼的外国人的重要港口。因此，外国人在造船方面带来了专业知识，为当地船匠提供了建造更大船只的技能。[6] 据报道，1812年到1825年之间，在塔斯马尼亚码头附近建造了445艘船只，将货物运往新南威尔士州。随着时间的推移，船只的尺寸不断增大，使其能够抵达新西兰等更远的岛屿。随着1821年到1837年之间新技术的引入，包括索菲亚·简、威廉四世和詹姆斯·瓦特在内的蒸汽船被引入澳大利亚水域。[6] 到1890年代，蒸汽船开始涉足国际水域进行商品贸易。水上运输的局限性在于水域中存在大量的船只，这迫使殖民者考虑将货物运输的交通转移到其他运输方式。
- 陆地运输 - 与水上运输不同，陆地运输逊色且完全是新的。然而，殖民者克服了地形的困难，在道路建设方法方面取得了快速发展。[span>6] 殖民地的道路主要被罪犯使用，罪犯被用作牲畜来运送货物和为雇主拉运手推车。殖民者花费了很长时间从海外进口更多资源，因为他们对罪犯驱动的拉运手推车感到满意。然而，1800年牛车和1860年箱式货车的引入，为使用罪犯进行货物运输提供了一种替代方式。[span>6] 不过，这也存在局限性，例如，由于缺乏制动器，这些货车难以在崎岖的道路上行驶。驴和骆驼在19世纪也广泛用于货车。1855年铁路的引入，开始成为货物和人员的主要运输方式。[span>6]
以下表格数据显示了悉尼火车网络在其 162 年的使用寿命（即 1855 年至 2017 年）期间，乘客年客运量的变化。[1][7]需要注意的是，在 1959-1960 年之前，数据是基于 5 年间隔，中间年份采用插值法估算。 1960 年及以后的所有数据都是每年报告的，数据点都是官方数据。
| 年份 | 年乘客出行量 (百万) |
预测年乘客出行量 (百万) |
|---|---|---|
| 1855 | 0 | 4.2 |
| 1856 | 0 | 4.3 |
| 1857 | 0 | 4.5 |
| 1858 | 0 | 4.7 |
| 1859 | 0 | 4.9 |
| 1860 | 0 | 5.1 |
| 1861 | 0 | 5.3 |
| 1862 | 0 | 5.5 |
| 1863 | 0 | 5.7 |
| 1864 | 0 | 5.9 |
| 1865 | 0 | 6.1 |
| 1866 | 0 | 6.4 |
| 1867 | 0 | 6.6 |
| 1868 | 0 | 6.9 |
| 1869 | 0 | 7.2 |
| 1870 | 0 | 7.5 |
| 1871 | 1 | 7.8 |
| 1872 | 1 | 8.1 |
| 1873 | 2 | 8.4 |
| 1874 | 2 | 8.7 |
| 1875 | 3 | 9.1 |
| 1876 | 3.3 | 9.4 |
| 1877 | 3.7 | 9.8 |
| 1878 | 4.1 | 10.2 |
| 1879 | 4.5 | 10.6 |
| 1880 | 5 | 11.0 |
| 1881 | 5.3 | 11.5 |
| 1882 | 5.7 | 11.9 |
| 1883 | 6.1 | 12.4 |
| 1884 | 6.5 | 12.9 |
| 1885 | 7 | 13.4 |
| 1886 | 7.4 | 13.9 |
| 1887 | 7.7 | 14.4 |
| 1888 | 8.1 | 15.0 |
| 1889 | 8.6 | 15.6 |
| 1890 | 9 | 16.2 |
| 1891 | 9.5 | 16.8 |
| 1892 | 10.1 | 17.5 |
| 1893 | 10.7 | 18.2 |
| 1894 | 11.3 | 18.9 |
| 1895 | 12 | 19.6 |
| 1896 | 13 | 20.3 |
| 1897 | 14.1 | 21.1 |
| 1898 | 15.3 | 21.9 |
| 1899 | 16.6 | 22.8 |
| 1900 | 18 | 23.7 |
| 1901 | 19.9 | 24.6 |
| 1902 | 22.1 | 25.5 |
| 1903 | 24.5 | 26.5 |
| 1904 | 27.1 | 27.5 |
| 1905 | 30 | 28.5 |
| 1906 | 32.2 | 29.6 |
| 1907 | 34.6 | 30.7 |
| 1908 | 37.2 | 31.9 |
| 1909 | 40 | 33.1 |
| 1910 | 43 | 34.3 |
| 1911 | 48.3 | 35.6 |
| 1912 | 54.3 | 36.9 |
| 1913 | 61 | 38.3 |
| 1914 | 68.3 | 39.7 |
| 1915 | 77 | 41.1 |
| 1916 | 81.6 | 42.6 |
| 1917 | 86.5 | 44.2 |
| 1918 | 91.7 | 45.8 |
| 1919 | 97.2 | 47.5 |
| 1920 | 103 | 49.2 |
| 1921 | 105.8 | 50.9 |
| 1922 | 108.8 | 52.8 |
| 1923 | 111.8 | 54.6 |
| 1924 | 114.8 | 56.6 |
| 1925 | 118 | 58.6 |
| 1926 | 121.4 | 60.6 |
| 1927 | 124.9 | 62.7 |
| 1928 | 128.5 | 64.9 |
| 1929 | 132.2 | 67.1 |
| 1930 | 136 | 69.4 |
| 1931 | 138.7 | 71.8 |
| 1932 | 141.4 | 74.2 |
| 1933 | 144.2 | 76.7 |
| 1934 | 147.1 | 79.2 |
| 1935 | 150 | 81.9 |
| 1936 | 153.8 | 84.6 |
| 1937 | 157.7 | 87.3 |
| 1938 | 161.7 | 90.1 |
| 1939 | 165.8 | 93.0 |
| 1940 | 170 | 96.0 |
| 1941 | 180.4 | 99.0 |
| 1942 | 191.5 | 102.1 |
| 1943 | 203.3 | 105.3 |
| 1944 | 215.8 | 108.5 |
| 1945 | 229 | 111.8 |
| 1946 | 232.1 | 115.2 |
| 1947 | 235.3 | 118.6 |
| 1948 | 238.5 | 122.1 |
| 1949 | 241.7 | 125.7 |
| 1950 | 245 | 129.3 |
| 1951 | 249.1 | 133.0 |
| 1952 | 253.2 | 136.7 |
| 1953 | 257.4 | 140.5 |
| 1954 | 261.7 | 144.4 |
| 1955 | 266 | 148.3 |
| 1956 | 263.5 | 152.3 |
| 1957 | 260.9 | 156.3 |
| 1958 | 258.4 | 160.4 |
| 1959 | 256 | 164.5 |
| 1960 | 252.5 | 168.6 |
| 1961 | 252.7 | 172.8 |
| 1962 | 257.8 | 177.1 |
| 1963 | 263.8 | 181.4 |
| 1964 | 261.7 | 185.7 |
| 1965 | 257.6 | 190.0 |
| 1966 | 255.3 | 194.4 |
| 1967 | 253.3 | 198.8 |
| 1968 | 248.5 | 203.2 |
| 1969 | 252.6 | 207.6 |
| 1970 | 254.8 | 212.0 |
| 1971 | 230.7 | 216.5 |
| 1972 | 201.2 | 221.0 |
| 1973 | 198.5 | 225.4 |
| 1974 | 190.9 | 229.9 |
| 1975 | 179.5 | 234.3 |
| 1976 | 181.1 | 238.8 |
| 1977 | 180 | 243.2 |
| 1978 | 179 | 247.6 |
| 1979 | 204.9 | 252.1 |
| 1980 | 207.8 | 256.4 |
| 1981 | 216 | 260.8 |
| 1982 | 202.9 | 265.1 |
| 1983 | 198.9 | 269.4 |
| 1984 | 197 | 273.7 |
| 1985 | 214.9 | 277.9 |
| 1986 | 220.6 | 282.1 |
| 1987 | 242.6 | 286.3 |
| 1988 | 246.1 | 290.4 |
| 1989 | 248.4 | 294.5 |
| 1990 | 251.6 | 298.5 |
| 1991 | 243.8 | 302.4 |
| 1992 | 229.8 | 306.3 |
| 1993 | 234.8 | 310.2 |
| 1994 | 249.6 | 314.0 |
| 1995 | 256.4 | 317.7 |
| 1996 | 264.7 | 321.4 |
| 1997 | 266.5 | 325.0 |
| 1998 | 270.5 | 328.5 |
| 1999 | 278.7 | 332.0 |
| 2000 | 293.1 | 335.4 |
| 2001 | 267.1 | 338.8 |
| 2002 | 263.7 | 342.1 |
| 2003 | 263.6 | 345.3 |
| 2004 | 259.9 | 348.5 |
| 2005 | 261.9 | 351.5 |
| 2006 | 269 | 354.6 |
| 2007 | 283.3 | 357.5 |
| 2008 | 292.2 | 360.4 |
| 2009 | 289.1 | 363.2 |
| 2010 | 294.5 | 365.9 |
| 2011 | 303.5 | 368.6 |
| 2012 | 306.2 | 371.2 |
| 2013 | 315.1 | 373.8 |
| 2014 | 326.5 | 376.3 |
| 2015 | 361.1 | 378.7 |
| 2016 | 385.9 | 381.0 |
| 2017 | 405.9 | 383.3 |
上面表格中的数据用于估计三参数逻辑函数，该函数表示为
![{\displaystyle S(t)={\operatorname {K} \! \over \operatorname {1+\exp[-b(t-t{0})]} \!}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8f9194d67149204e8ab9e478a65411926583d79a)
其中
- S(t) = 预测年乘客出行量（百万）
- K = 饱和水平（百万）
- b = 系数
- t = 时间（年）
- t0 = 拐点时间（年）
为了估计参数 K、b 和 t0，使用以下公式的线性回归模型，如下所示
使用 Excel，估计了参数，并在下面总结
| 变量 | 值 |
|---|---|
| K | 450 |
| b | 0.0397 |
| R2 | 0.8273 |
| t0 | 1972.91 |
S 曲线预测，到 2100 年，乘客出行量将达到 4.5 亿次。 S 曲线还有助于确定悉尼火车生命周期中遇到的各个阶段的日期。 这些阶段总结在下面的表格中。 悉尼火车拥有仅次于伦敦的第二昂贵的票务系统，再加上未来项目的引入，如悉尼地铁西北线、悉尼地铁 CBD & 西南线以及帕拉马塔连接线的规划，这些项目将缓解悉尼火车的乘客出行拥堵，并有效减少拥堵。 虽然 S 曲线很好地反映了当前趋势，但有一种可能性是，新技术的引入再加上未来法规的改变（考虑到即将到来的选举），将对未来几年乘客出行量产生重大影响。 虽然 S 曲线可以很好地预测短期内的年乘客出行量，但它没有考虑未来预测中的政策变化和技术创新，因此它不能很好地近似未来预测。
| 阶段 | 年份 |
|---|---|
| 诞生 | 1855 |
| 增长 | 1945 |
| 成熟度 | 1972 |
| 增长再生 | 1987+ |
- ↑ a b c https://www.transport.nsw.gov.au/sites/default/files/media/documents/2017/Train%20Statistics%202014.pdf
- ↑ https://www.transport.nsw.gov.au/projects/environment-and-safety/sydney-trains-environment-and-sustainability/why-rail-travel-a
- ↑ a b c d e https://www.ttf.org.au/wp-content/uploads/2016/06/TTF-The-Benefits-Of-Public-Transport-2010.pdf
- ↑ https://www.abs.gov.au/AUSSTATS/[email protected]/mf/3222.0
- ↑ http://www.population.net.au/sydney-population/
- ↑ a b c d e f g http://www.austehc.unimelb.edu.au/tia/446.html
- ↑ https://www.transport.nsw.gov.au/data-and-research/passenger-travel/all-modes-patronage-historical/all-modes-historical-patronage