运输部署案例集/2021/阿肯色州

概述

阿肯色州古董有轨电车

在19世纪80年代之前，城市交通主要以步行、跑步和骑马的方式进行。有轨电车发现自己在骑马和汽车时代之间的过渡时期非常方便，短暂却富有成效的寿命。有轨电车的轨道部分是最重要的，因为它允许严格的方向控制，并且与双缘轮结合使用，由于摩擦力降低，需要更少的力来移动。1883年，阿肯色州引入了有轨电车，它们是由骡子在铁轨上拖拉的，但在10年内，电力有轨电车迅速超过了骡子拉的电车，并在阿肯色州得到广泛使用。阿肯色州有轨电车的中心枢纽是福特史密斯，它带来了许多好处，例如新的道路。^[1]

随着20世纪的曙光降临阿肯色州，有轨电车的使用达到顶峰，它们使人们能够前往主题公园，例如电力公园，并参加棒球比赛。阿肯色州在星期天禁止棒球比赛，因此，当一条通往阿科马棒球场的有轨电车线路首次开通时，估计有1万人当天使用了有轨电车。有轨电车从那时起逐渐衰落，因为主要提供商福特史密斯电力与牵引公司遇到了法律问题，最后是大萧条使有轨电车陷入困境。1933年11月，最后一条有轨电车在福特史密斯进行了最后的运行，福特史密斯曾经被称为阿肯色州有轨电车的主要中心。尽管到1947年阿肯色州仍有一些线路在运营，但州内已经没有有轨电车了。^[2]

过去的交通系统

以前，在阿肯色州的城市中，马拉车主要用于道路上。但是，这种系统不是公共系统，主要只对富裕的家庭开放。即使是没有马车的一匹马也只为上层阶级保留，因为马需要土地。有轨电车是工业革命后为公众生产的第一个主要的交通系统。^[3]

马力有轨电车

第一辆马拉有轨电车于1832年在美国投入使用。这是一种早期的交通工具，允许公众使用，不需要预约。它结合了钢轮和轨道，以实现极低的摩擦力，使马能够拉动比普通马车更多的重量。阿肯色州在1876年至1926年期间使用过马拉马车。该系统的主要缺点是需要马匹。^[4]

马匹在筋疲力尽之前只能拉动有轨电车几个小时。为了维持一个网络，需要使用大量的马匹。除此之外，喂养和稳定它们的成本极其高昂，其一般维护的其他因素也是如此。电力有轨电车迅速超过了马匹，因为它们便宜得多，并且需要更少的物流管理。

马拉有轨电车

技术进步

由于工业革命，城市迅速城市化，对交通的需求不断增加。随着这些城市规模越来越大，人们需要一种交通工具来往于各个地方。有轨电车提供了大量的交通运输，能够利用现有的基础设施，例如最初为马匹和马车建造的道路。虽然一开始使用的是骡子拉动的有轨电车，但电力有轨电车很快被采用，并且效率更高。

蒸汽动力有轨电车

蒸汽动力有轨电车在1888年短暂出现在阿肯色州，但由于其局限性很多，只持续了一年。蒸汽动力有轨电车在电力使用方面 simply weren't efficient，并且由于燃烧煤炭以产生蒸汽，其产生了大量的污染物，降低了城市空气质量。它产生的浓厚烟雾排放使城市整体看起来更糟糕，而且电力发展迅速，阿肯色州的蒸汽动力线路只持续了一年。

蒸汽动力有轨电车

电力有轨电车

虽然电力有轨电车存在于19世纪80年代，但没有基础设施，而且当时的技术还不存在，无法使它们成为现有有轨电车的更优选择。随着电力使用的激增，被视为一种极其通用的东西，采用这种技术是理所当然的。地面电力供应系统允许电力有轨电车由它们所在的轨道供电。在一些地区，这是一种安全隐患，因为人们或宠物会走在轨道上，并受到电击。另一种技术是架空线，它通过地面上的电力线供电。

阿肯色州的第一辆电力有轨电车出现在1896年。它一经推出，以前所有用来移动有轨电车的能源形式就开始迅速被淘汰。电力正成为各种电器的一种动力来源，而且随着电力供应量的增加，其使用起来也更加方便。^[5] 拥有阿肯色州第一批电力有轨电车的公司是

电力有轨电车

市场发展

由于城市内部交通存在巨大空缺，有轨电车迅速普及。交通系统使人口作为一个整体更高效。有轨电车将工作机会从步行范围扩展到更远的地方，因为人们可以用它上下班。在阿肯色州，由于星期天是去教堂的日子，棒球被禁止。当一条有轨电车线路通往位于俄克拉荷马州的阿科马棒球场时。在开通后的第一个星期天，有 10,000 人离开该州前往棒球场。当交通变得可用时，世界变得小得多。电动公园也接待了许多乘坐有轨电车来的游客。企业开始将有轨电车用作配送系统，其中一些有轨电车经过冷藏，运输肉类和其他食品。^[6]

政策制定

阿肯色州复制了重轨的主要政策，并做了一些小的修改。当时的政策允许有轨电车线路由私人运营，但必须符合政府标准。这意味着这种交通系统的费用是固定的，不能更改，以确保没有经济不平等。然而，当有轨电车公司在与汽车竞争中苦苦挣扎时，这一政策将被取消。可以说，这项政策是有轨电车系统的主要杀手，因为当固定票价政策被取消时，为时已晚，有轨电车很快就过时了。5 美分的固定费率没有考虑通货膨胀，因此

《美国残疾人法案》(ADA) 是一项政策，它确保了无法乘坐有轨电车的残疾人仍然可以使用交通系统。这个交通系统与有轨电车线路是分开的，如果他们无法使用有轨电车，他们可以使用一个定制系统，该系统由负责该铁路网络的私人公司根据政策提供。该系统通常沿着线路平行运行。^[7]

1903 年，阿肯色州议会希望通过《有轨电车隔离法》，该法强迫非裔美国人和白人乘客被隔离到“隔离但平等”的有轨电车区域。^[8] 吉姆·克劳是这项法案的幕后推手，但由于没有黑人立法者，阿肯色州议会。这导致了对有轨电车的抵制和非裔美国人领导人的抵制。不仅黑人对这件事感到愤怒，白人也感到愤怒。抗议持续了数周，但这项政策仍然决定了阿肯色州数十年来交通运营的方式。^[9]

定量调查

以下数据摘自麦格劳铁路名录。它包含阿肯色州每个有轨电车组织的城市的轨道里程，按年份排列。使用这些数据和一个 3 参数逻辑函数，可以识别出生、增长和成熟阶段。也可以估计下降。只在一两个数据项中出现的城市已从表格中删除，因为它们作为异常值会对数据产生负面影响。1897 年之前的数据有限，而且保存不佳，因为许多郊区数据缺失。重要的是要注意，有轨电车在那个时代之前就存在。数据没有包括在内，因为它看起来不可能出现高增长后轨道里程缺失的情况。

数据

阿肯色州城市轨道里程

	1897	1898	1899	1900	1901	1902	1903	1904	1905	1906	1907	1908	1909	1910	1911	1912	1913	1914	1917	1918	1919	1920
阿根塔	-	-	-	-	-	-	-	-	-		8	-	4	4.5	5	5	5	5	5	5	5	5
尤里卡温泉	2.5	2.5	2.5	2.5	3	2.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
福特史密斯	8.5	8.5	6	6	6	1.5	4	12	12	20	23	23	23	23	23	25	27	27	33	33	33	33
海伦娜	-		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5.2	5.5	5.5	5.5	5.5
温泉城	11.8	11.8	11.8	11.8	12.8	12.8	12.8	12.8	12.8	10	12.8	12.8	12.8	12.8	13.8	13.8	13.8	13.8	13.8	13.8	13.8	13.8
小石城	19	19	19	19	21	21	22.5	28	33	33	30.417	32	32	32	32	32	32.3	37.28	39.58	39.58	41	41
派恩布拉夫	-	-	-	-	-	6.5	7	8	7	7	7.5	8.5	9.5	9.5	9.5	9	9	9	9.5	9.5	11	10
德克萨斯州阿肯色州	3	4	4	4	4	4	-	10	12	12	12	11	11	11	11	11	11	11	14	14	14	14
沃尔纳特里奇	-	-	-	-	-	-	-	-	1.5	2	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
总计	44.8	45.8	43.3	43.3	46.8	48.3	49.8	74.3	81.8	87.5	99.717	93.3	98.8	99.3	100.8	102.3	104.6	114.78	126.88	126.88	129.8	128.8

S 形曲线估计

为了估计有轨电车在阿肯色州的出生、增长和成熟情况，使用了以下模型：^[10]

$S(t)={\frac {S_{\max }}{1+e^{-b(t-t_{0})}}}$

其中

• $S(t)$ - 预测的轨道里程

• $S_{\max }$ - 最大饱和度
• $t$ - 要估计的年份
• $t_{0}$ - 拐点时间
• $b$ - 估计系数

这些估计使用了麦格劳铁路名录中的数据，并找到了以下参数

$t_{0}$	1903.5
$S_{\max }$	134.88
$b$	0.179599

参数$b$是通过在Excel中使用求解器找到的，通过改变b的值，直到预测的轨道里程与实际轨道里程之间的差值的平均值降至最低。这产生了以下表格。

轨道里程和预测轨道里程

年份	轨道里程	预测轨道里程	差值
1897	44.8	32.01051577	12.78948
1898	45.8	36.59933878	9.200661
1899	43.3	41.58009195	1.719908
1900	43.3	46.91510399	3.615104
1901	46.8	52.54909486	5.749095
1902	48.3	58.41040366	10.1104
1903	49.8	64.41398609	14.61399
1904	74.3	70.46601391	3.833986
1905	81.8	76.46959634	5.330404
1906	87.5	82.33090514	5.169095
1907	99.717	87.96489601	11.7521
1908	93.3	93.29990805	9.19E-05
1909	98.8	98.28066122	0.519339
1910	99.3	102.8694842	3.569484
1911	100.8	107.0459049	6.245905
1912	102.3	110.8049521	8.504952
1913	104.6	114.1546232	9.554623
1914	114.78	117.112969	2.332969
1917	126.88	123.9120322	2.967968
1918	126.88	125.5909366	1.289063
1919	129.8	127.0291282	2.770872
1920	128.8	128.2563934	0.543607

使用这些数据，将两组数据都绘制成图表，得到以下结果。

结论

虽然阿肯色州缺少大量数据，但总体结果似乎相当符合曲线。

使用S型曲线，可以预测阿肯色州的有轨电车网络从1880年开始稳步增长，并在1900年开始快速增长，并在1909年达到成熟。这种增长将在1920年代初开始趋于平缓，可以估计它将在1925年开始下降。尽管缺少数据，但模型似乎相当准确，并且与实际发生的事件相一致。