运输部署案例集/2020/明尼苏达有轨电车
有轨电车在世界公共交通的兴起中发挥了重要作用,并在现代交通组合中继续展现其存在。它由弗兰克·朱利安·斯普拉格于 1888 年发明,在美国弗吉尼亚州里士满首次出现,在那里安装了 19 公里的线路,到 1917 年引发了全国范围内的轨道网络,总长超过 72,000 公里(美国国家历史博物馆,2020 年)。有轨电车作为工业化美国中型城镇和城市的公共交通先驱技术之一,在汽车使用之前就已成为工程奇迹,在世纪之交为数百万美国人服务。
有轨电车被定义为一种公共交通工具,其最明显的特征是利用城市街道上的轨道。它由车厢、轮对(铁路运输方式中典型的车轮-轴组合)和电气滑行杆组成,有轨电车行驶在嵌入道路中的两条轨道上,与其他交通方式并行。有轨电车的动力来自“滑行杆”,滑行杆是一个竖立的杆,它与一组架空线接触以为车辆供电。有轨电车通常由这些架空线提供电力,但早期型号是马拉的,甚至由道路上的一条狭缝供电,该狭缝下方有一根电缆在轨道下方运行(美国公共交通协会,2019 年)。
这种布置催生了它的俗称“无轨电车”,但有轨电车在欧洲也被称为“电车”。尽管上述名称是与有轨电车同义的,但有轨电车仍然常被误认为是“轻轨”。它们的特征存在一些技术差异,这些差异对于有轨电车模式至关重要;(NACTO,2012 年)(Whelan 和 Kornrumpf,2014 年)(美国公共交通协会,2019 年)
技术 | 有轨电车 | 轻轨 |
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供电方式 | 架空横跨线 | 悬挂线 |
电机类型 | 斯普拉格固定式电动机 | 重型直流/交流牵引电机 |
电机速度容量 | 最大 10-20 公里/小时 | 最大 30-40 公里/小时 |
建造材料 | 早期型号使用木材以保持轻量化,后期型号由薄钢板制成,以增强强度,同时重量增加最小。 | 大多数型号由高规格钢材和更坚固的部件制成,以增强强度,因为尺寸更大、速度更快、乘客更多。 |
行驶距离 | 小于 16 公里 | 大于 16 公里 |
车厢尺寸 | 120 名乘客,每小时大约运送 1440 名乘客 | 500 名乘客,每小时大约运送 12000 名乘客 |
机动性 | 最小半径 >20 米 | 最小半径 >26 米 |
与当时的其他交通方式相比,有轨电车具有一些优势,并且在发明之初为用户带来了许多社会效益。有轨电车是在美国工业化兴起(1876 年至 1900 年)期间引入社会的,这种新型交通方式成为全国城市繁荣的催化剂。有轨电车通常被称为“步行时代”,行人只有步行和马拉交通工具两种选择,进行市内出行。有轨电车提供了一种更快的市内交通方式,缩短了目的地时间、减少了能量消耗,并在出行时提高了舒适度。此外,有轨电车减少了密集市中心周围的步行流量和马拉的马车/四轮马车,鼓励通勤者离开街道和道路,乘坐有轨电车。这不仅最大程度地减少了车辆事故的可能性,而且减少了城市拥堵。(Nguyen-Phuoc、Currie、De Gruyter 和 Young,2017 年)。
除了个人出行速度的重大提升外,有轨电车的最大优势是它使人们能够在更短的时间内走更远的距离。最值得注意的是,有轨电车引发了郊区社区与市中心的城际连接。这促进了郊区蔓延和城市中心的扩张;这些线路周围建起了社区,改善了住房供应,为工作提供了新的机会,并为休闲活动和社交提供了更便捷的通道。(美国国家历史博物馆,2020 年)
在 19 世纪,美国的城市是步行城市。这是因为大多数人口在居住地附近购物和工作。街道上挤满了行人、骑自行车的人、农民的马车、四轮马车和有轨电车(美国国家历史博物馆,2020 年)。随着公共交通的发展,许多城市居民能够走得更远,从而更容易、更有效地去上班、购物和在城里社交。一场席卷全国的技术革命改变了城市街道和人们日常生活的方式。随着未来几十年电力有轨电车系统的不断建设,美国人将看到其交通方式的演变。从马拉的汽车和步行到蒸汽动力汽车,再到电气无轨电车(美国国会图书馆,2020 年)。世纪之交见证了美国成为世界强国,也见证了一个国家工业能力的强大(美国国会图书馆,2020 年)。
1870 年,明尼苏达州的人口为 439,000 人。内战结束后,欧洲移民和定居点达到顶峰,因为农田很有吸引力。在接下来的二十年里,人口数量增加了两倍。北太平洋铁路和圣保罗太平洋铁路为铁路行业提供了许多机会,吸引移民定居明尼苏达州(Lass,1998 年)。据记录,明尼苏达州的圣保罗和明尼阿波利斯(被称为双城)的交通拥堵增长速度在美国位居前列。(Carter,2003 年)
在 1890 年代之前,交通速度很慢。美国的城市街道上挤满了马拉的马车、行人和骑自行车的人。街道的改善使交通流量增加,但交通仍然很慢,因为行人仍然可以随时穿越道路。(美国国家历史博物馆,2020 年)更快的交通方式依赖于昂贵的蓄电池,但效率低下。(Ray,2020 年)。
早期的明尼苏达州马车体积小巧,重量相当于一匹普通马。一辆车可以运送 14 人,最高速度为 6 英里/小时,这也是马匹可以达到的安全速度。马拉车曾经是一种首选的交通方式,但它也存在重大弊端。由于运营成本高昂,线路运营效率不高,员工有时要等几周才能拿到工资,更不用说马匹排泄物带来的气味和健康风险了。维护马车线路的成本非常高,包括马车本身,六匹马,马粮,以及司机和售票员每天 12-16 小时的工资(Cameron,2017)。
1873 年,有轨电车的发明提高了旅行效率。电车由一根循环的钢索拉动,钢索在轨道之间的缝隙中运行,由发电站的蒸汽机驱动的轴带动。这种适应性强的系统使人们能够克服陡峭的山坡。有轨电车运行平稳,但只能以恒定速度运行,因此,如果钢索断裂或卡住,线路上的所有电车都会停运。到 1900 年代初,大多数有轨电车轨道都被电动汽车取代(Ray,2020)。
公众接受了有轨电车的新系统,但人们也对它的安全性提出了质疑。人们担心车轮或闪电会产生飞溅的火花,如果马或司机试图穿过有轨电车轨道可能会触电,雪暴会使电动车无法运行。尽管存在这些质疑,但由于有轨电车的线路越来越受欢迎,明尼阿波利斯和圣保罗快速交通公司在 1902 年将所有马拉车线路改为电力线路(Cameron,2016)。
这些现行交通方式的局限性是如何促使有轨电车的发明的?
[edit | edit source]从 1902 年开始,电动有轨电车在美国取代了马拉车。考虑到有轨电车的现有设计和功能,人们对它进行了逐步改进。为了提高载客量,四轮车被更换为八个重型轮子,木材也被钢材取代。对于一个不断发展的城市来说,拥有一条有轨电车线路至关重要,这样就可以将线路延伸到其他城镇和社区(Ray,2020)。
尽管马拉车和有轨电车系统为居民提供了更大的出行便利,并促进了双城的城市发展,但电动有轨电车对交通运输的发展产生了深远的影响。它使人们能够更快、更远地出行,并成为了美国最优秀的公共交通网络之一(Cameron,For thirty years, electric streetcars ruled Twin Cities streets,2016)。明尼苏达州的公共交通网络的效率一直有待提高。
政策影响
[edit | edit source]明尼苏达州有轨电车系统的开发,得益于各种政策,这些政策促进了有轨电车在全州的推广。许多政策是从先前的铁路行业借鉴而来,但私人业主和地方政府也制定了新的政策来管理有轨电车的发展。
土地开发和土地指定政策 - 有轨电车系统消耗的主要资源是土地。无论是铺设轨道、建造车站,还是建造用于维修的车辆段,有轨电车都需要越来越多的免费土地。明尼苏达州政府和私人投资者看到了这一需求,并借鉴了铁路行业的一些土地指定政策,以获得和锁定土地(Cullingworth & Caves,2013)。
私人所有制和票价监管政策 - 有轨电车企业私人所有制和垄断的政策意味着,票价不受政府监管,乘客别无选择,只能支付。明尼阿波利斯和圣保罗快速交通公司 (TCRT) 宣称合并了明尼阿波利斯和圣保罗的所有有轨电车交通,这使得他们能够完全控制出行费用,不受政府法规的约束(Cameron,2016)。这反过来形成了一个正反馈循环,为扩展有轨电车网络、维护轨道和升级车辆提供了必要的经济资本。
歧视和隔离政策 - 明尼苏达州有轨电车的诞生,恰逢该州种族主义和歧视最严重的时期(1900 年至 1930 年)。虽然明尼苏达州各地散布着一些非裔美国人社区,但明尼阿波利斯的近北郊区聚集着最多的非裔美国人(Miller,2020)。由于该州的限制性房产政策和契约条款,所有这些少数民族社区都居住在市中心郊外。这迫使私人有轨电车公司将线路延伸到城市边缘,以便“接入”这些人口密集的社区,扩大市场覆盖范围。
市场发展和增长阶段
[edit | edit source]功能增强
[edit | edit source]购物 - 世纪之交,有轨电车在明尼苏达州获得了发展势头,并在市场上迅速普及。明尼阿波利斯和圣保罗是当时最大的城市之一,拥有繁荣的商业区,居民每天都会到那里购买食品和其他必需品(美国国家历史博物馆,2020)。事实上,明尼苏达州(以及美国)的购物和零售行业也都在以惊人的速度增长,吸引了众多游客和居民到商店购物。明尼苏达州的埃迪娜镇几年后开设了第一家室内购物中心,这表明它的商店受到了极大的关注(Meyer,2018)。
工业 - 当时,明尼苏达州的双城:明尼阿波利斯和圣保罗是美国最大的钢铁、面粉磨坊和木材加工业的所在地(Muscato,2020)。这些行业雇佣了数千名工人,有轨电车为这些工人提供了便利的出行方式,帮助他们上下班,前往散布在城市各处的铸造厂、工厂和磨坊。明尼苏达州这些蓬勃发展的行业对有轨电车如此依赖,以至于“在很短一段时间内,电车比电灯更重要,因为只有富人才会在家里使用电灯,而几乎所有蓝领工人都是乘坐电车上下班的”(Whelan & Kornrumpf,2014)。有轨电车的发明确保了工人的准时性,提高了生产力,最终为这些企业带来了更高的收入。
功能发现
[edit | edit source]明尼苏达州城市地区有轨电车的增长也归功于它创造的新机遇和前景。有轨电车系统改变了整个都市区的增长面貌。它塑造了双城的特色和发展轨迹。
营销 - 从 1890 年到 1900 年代初,大约有 53,000 人为双城铁路运输公司工作。有轨电车为企业的繁荣发展创造了机会。在列车员的一天中,最重要的是车站的车库。在这里,人们可以享受理发、男士俱乐部等服务,还有图书馆和台球桌。如果员工具备两种技能,可以同时提供这些设施,他们就会得到报酬。这为企业提供了机会,他们在有轨电车侧面做广告,以在城市及其周边地区获得更多知名度(Diers & Isaacs,2007)。
房地产 - 郊区的出现,得益于人们比以前能够通勤更远的距离。正是由于有轨电车,这些郊区才得以发展,并且很容易被社区所接受。到 19 世纪,社区和郊区开始享受新型的环境,美国人开始过上更加自由的生活,但仍然可以轻松地上下班和购物。
其他郊区的开发,使平民能够从城市搬迁到郊区。由于移民人数众多,居民能够搬迁到更加安静的社区,或者从城市搬到人口密度较低的社区。不同群体之间的分化越来越明显,那些不太富裕的人住在靠近城市的地方,因此不同种族和民族的人开始融合在一起。由于在郊区承担了更多责任,人们的生活方式也发生了改变。花园、院子、房屋的维护保养成为了新的生活现实。步行到商店和工作不再是选择。有轨电车成为了主要的交通方式,男性主要是到城市上班。女性则处于孤立状态,直到 Chevy Chase 土地公司建立了超过 1700 英亩的街道和有轨电车线路,才满足了公众的交通需求(美国国家历史博物馆,2020)。
新的配送系统 - 有轨电车的发明,为明尼苏达州地区的企业带来了新的配送系统。和许多大城市一样,居民经常光顾几个大型市场购买日常必需品。铁路系统为企业提供了将货物从畜牧场运送到市场摊位或地区经销商的途径,农民能够将农产品运送到批发商和零售商,由于这些配送系统,全国性的广告达到了顶峰,品牌由于得到认可,成为了家喻户晓的名字(美国国家历史博物馆,2020)。
从1910年到1930年代,有轨电车统治着明尼苏达州的街道。这种交通方式在1922年达到顶峰,当时全州铺设了超过850公里的有轨电车轨道,运行着1021辆有轨电车(Prosser & Hofsommer, 2007)。
在1920年之后的几十年里,电动有轨电车和无轨电车逐渐被淘汰。在政府和企业政策的影响下,有轨电车系统的局限性越来越大,消费者选择转向其他交通方式,比如公交和汽车。新的公交系统开始于1910年代。通勤者认为这种新型交通方式很豪华,因为它的现代感和舒适度。与有轨电车相比,公交车的运营成本更低,并且在时间安排上更加灵活。交通公司认为公交车更有利可图。像通用汽车和固特异轮胎橡胶公司这样的知名企业对该系统的设计感兴趣,并鼓励将有轨电车转换为公交运输网络。
除了公交系统之外,美国人还选择了汽车,这是另一种对居民社会环境有意义的发展。汽车成为全国主要的通勤方式。考虑到其价格实惠,而且越来越多的人能够购买和使用汽车,汽车成为首选。1962年,最后一辆有轨电车在华盛顿特区运行(美国国家历史博物馆,2020)。
- 美国公共交通协会。(2019)。什么是无轨电车?缅因州肯尼邦克波特:海滨无轨电车博物馆。
- Cameron, L. (2016)。三十年来,电动有轨电车统治着双城街道。MNOPEDIA。
- Cameron, L. (2017)。圣保罗和明尼阿波利斯有轨电车公司的马车。MNOPEDIA。
- Carter, J. M. (2003)。明尼苏达州:名为阴谋的有轨电车。有轨电车与城市交通。
- Cullingworth, J. B., & Caves, R. (2013)。美国规划:政策、问题和流程。Routledge。
- Diers, J. W., & Isaacs, A. (2007)。双城有轨电车。明尼苏达州:明尼苏达出版社。
- Lass, W. (1998)。明尼苏达州:历史。纽约:诺顿公司。
- 美国国会图书馆。(2020)。美国工业的崛起。美国国会图书馆。
- 美国国会图书馆。(2020)。城市生活:纽约早期电影,1898年至1906年。美国国会图书馆。
- Meyer, S. (2018)。零售商店的历史与演变:从夫妻店到网上商店。大商业。
- Miller, G. (2020)。当明尼阿波利斯进行种族隔离时。城市实验室。
- Muscato, C. (2020)。1900年代明尼苏达州的工业化与城市化。Study.com。
- NACTO。(2012)。有轨电车和轻轨特点。
- 美国国家历史博物馆。(2020)。无轨电车和日常生活。华盛顿特区:贝林中心。
- Nguyen-Phuoc, D., Currie, G., De Gruyter, C., & Young, W. (2017)。墨尔本有轨电车运营对交通拥堵的净影响。交通研究记录,1-9。
- Prosser, R., & Hofsommer, D. L. (2007)。通往北极星的铁路。明尼阿波利斯:明尼苏达大学出版社。
- Ray, M. (2020)。有轨电车。不列颠百科全书。
- Whelan, M., & Kornrumpf, W. (2014)。无轨电车、轻轨和地铁。爱迪生技术中心。