交通部署案例集/2021/内布拉斯加州有轨电车
1. 描述这种交通工具[有轨电车]。它的主要技术特征、主要优势和主要市场是什么？
有轨电车是一种由电力驱动、在轨道上运行的轻轨交通工具。人们采用架设输电线的方案，解决了供电和安全问题。它通常在街道上运行，载客。不超过五个车厢，轨道和车身占用一定的公共空间。
道路有轨电车的优点主要体现在以下几个方面。
低建造成本
对于中小城市而言，有轨电车是实用且经济的选择。每英里有轨电车线路所需的投资仅为每英里地铁线路的三分之一到二十分之一。
便利的施工
不需要在地下开挖隧道，几乎所有的施工都在路面以上进行。
高安全系数
与其他道路车辆相比，有轨电车具有固定的轨道，因此交通事故发生率远低于马拉车。
高环保性
由于采用电力作为驱动能源，有轨电车不会排放尾气，是一种环保低碳的交通工具[1].
在第一次世界大战之前，有轨电车几乎在美国的每个城市都很繁荣。有轨电车成为人们从城市通勤到郊区的最重要的交通工具。由于票价低廉，它受到中产阶级的青睐。
2. 描述这种交通工具出现之前的情景。当时有哪些其他交通工具？它们的局限性是什么？交通运输市场是如何发展的？这些因素如何激发了人们对新可能性的兴趣？
马拉电车于1832年由银行总裁约翰·梅森首次引入纽约市的包厘街，随后扩展到波士顿、新奥尔良和费城等人口稠密的城市，之后又扩展到巴黎和伦敦，以及后来的美国小镇。这种车厢一次可容纳约30人。其内部结构为敞篷车厢，设有横向座椅、中央通道以及供司机和指挥人员使用的前后平台。此外，还提供全封闭和双层车厢，满足人们的不同需求。
马拉电车的局限性在于其动力不稳定。即使是经过训练的马匹也会发生各种突发事件，无法保证乘客的安全。在19世纪90年代，由于缆车和电力在轨道交通中的广泛应用，马拉电车在美国逐渐消失，在内布拉斯加州的弗里蒙特、雷德克劳德和格兰德岛，分别仅有约6.5、7和1.5英里的线路运营，时间跨度为1894年至1920年[2].
内布拉斯加州位于连接东西部的几条最重要的交通干线上。在州内，东部地区的车流往往流向奥马哈和林肯，以及爱荷华州的南苏城和普拉特河谷的城市[3]。1867年，林肯的首府从普拉特南迁，使其与奥马哈成为主要的地区中心。内布拉斯加州的人口从1890年的约12万人增加到超过100万人。近年来，1898年在密苏里州举办的国际博览会吸引了超过200万人前往奥马哈，繁荣持续了20年。爱荷华州的大部分地区都处于大城市奥马哈的贸易区。该州还运营着几条铁路，在奥马哈和林肯有主要线路。奥马哈是密苏里州商业驳船运输的重要港口[4]。然而，随着人口的增加，人们对交通拥堵的抱怨也随之增多，这也影响了人们的日常生活，因此政府鼓励为一种新的创新引擎提供资金[5]。最终，这些问题促使科学家尝试其他创新的交通方式，例如架空缆索驱动的铁路（也称为电动有轨电车）。
3. 描述该模式/技术的起源。不同类型的技术专长是如何整合在一起的？如何整合？最初的设计在面对早期经验时是如何改变的？描述从最初的技术到主流技术的转变。请记住，技术既包括硬件（物理制品），也包括软件（将制品用于生产运输的方式）。
1834 年，来自佛蒙特州布兰登的铁匠托马斯·戴文波特制造了一台小型电池驱动电机，并用它在一小段轨道上运行了一辆小型汽车。1860 年，一位名叫 G.F. 的美国人在伦敦开设了三条线路，在伯肯黑德开设了一条线路，用于运行有轨电车。他用四个小轮子取代了八个重的轮子，这最终增强了承载能力。1879 年，德国工程师维尔纳·西门子在柏林博览会上首次尝试使用电力驱动轨道车辆[6]。1888 年，在里士满，美国人斯波拉格采用上述方法在几条由马匹牵引的轨道车辆线路改用电动牵引机，这改进了车辆的集电装置、控制系统、电机悬挂方式和行驶模式，最终催生了现代有轨电车[7]。在内布拉斯加州，默瑟在 19 世纪 80 年代以前一直在奥马哈的电车系统上投入巨资，当时的线路延伸至北 36 街和卡明街[8]。
在硬件层面，现代有轨电车经过 70 多年的发展，技术发生了巨大变化。现代轨道 100% 低地板有轨电车具有节能、降噪、环保、投资少、载客量适中、乘坐舒适度好、后期维护成本低等特点。轨道两侧铺设有高度适当的边石，通常起到提供独立路权的作用。当机动车严重堵塞或发生其他事故时，机动车可以越过边石，在有轨电车轨道上行驶。
在软件层面，现代有轨电车与老式有轨电车的一个重要区别在于采用了大量的独立路权。通常，超过 50% 的新建线路拥有独立路权，这减少了冲突干扰，并确保了高速行驶。像林肯和奥马哈这样的许多城市在建设中同时采用了老线路改造与维护和新建线路建设相结合的方式，在客流量大的区域提供新建线路，并合理分配线路或整个网络的服务水平。
4. 描述早期市场发展。最初的市场利基是什么？功能增强（更好地服务现有市场）和功能发现（服务新市场）在市场发展中扮演了什么角色？
尽管林肯和奥马哈当时是该地区的主要交通枢纽，但它们的地理位置都在该州边界的东端，这意味着只有在密苏里河岸边从事商业和农业的人才能向西行驶到枢纽城镇[9]。因此，在大小城市建设有轨电车加强了城乡居民之间的互动，尤其为农村居民进城提供了便利。它促进了当时城市商业和农村农业的结合和发展。
近年来，外来人口涌入和经济多元化，特别是能源危机、环境污染、土地短缺、交通拥堵等问题，这些问题是由食品加工、机械、化工等行业的发展造成的，迫使内布拉斯加州政府将大容量轨道交通作为发展城市公共交通的重点[10]。由于中小城市无力承担地铁的巨额投资，现代有轨电车应运而生，成为中小城市的需求。
现代有轨电车的广泛应用为奥马哈和道格拉斯的企业提供了一种新的原材料配送和加工方式。有轨电车系统通过固定的行驶路径，将重货物批量运输到各加工厂，降低了货物运输成本和人力资源投入[11]。对于以农业为支柱产业的州来说，可以将有轨电车与铁路结合起来，将农产品运输到批发和零售企业，缩短农产品交易周期，间接促进农业产值增长[12]。
评估政策在诞生阶段的作用。描述是如何借鉴先例模式的政策，以及是如何创新其他政策的。确定嵌入式政策以及政府强制执行或认可的政策。确定在此期间“锁定”的政策。
最初的政策促进了有轨电车的普及和应用。1863 年，亚伯拉罕·林肯总统实际上将奥马哈 - 科恩布拉夫指定为第一条横贯大陆铁路的东部终点，该铁路由奥马哈和科恩布拉夫铁路与桥梁公司运营，该公司后来拥有最长的有轨电车轨道，并运营了该系统数十年[13]。内布拉斯加州于 1867 年加入联邦，尽管奥马哈失去了作为林肯州府的政治地位，但越来越多的铁路通往该市，铁路网促进了企业经济的全面发展。1888 年修建的交通桥连接了奥马哈和科恩布拉夫。次年，两座城市的电车服务建立起来，这极大地促进了密苏里河大都市区的发展[14]。
1873 年，洛杉矶市长授权运营有轨电车线路，这鼓励了其他州的中小型城市拥有自己的有轨电车系统[15]。该法案允许在城市道路上铺设、运营和维护有轨电车线路。从那时起，奥马哈的三家铁路运营商，包括奥马哈和科恩布拉夫有轨电车公司、奥马哈、林肯和比阿特丽斯铁路公司以及奥马哈和南部郊区铁路公司，总共铺设了约 160 英里的线路。与此同时，随着奥马哈和内布拉斯加州等城市的扩张，人们发现自己离家太远，不得不步行，不得不依赖有轨电车系统。这种长途服务和专用路权是人们当时坚持使用这种交通系统的主要原因[16]。
与其他城市类似，在规划和铺设轨道初期，使用架空线存在潜在的安全隐患，并且在小城市，成本无法在短时间内收回，而且也遭到议员们的完全反对。然而，竞争对手急于从竞争对手那里抢占市场份额。这些公司获得了有轨电车营业执照，但在弗里蒙特和格兰德岛等规模有限的城市，由于铺设新轨道和建造电缆的成本过高，仍然采用客车经营模式。
随着奥马哈逐渐成为内布拉斯加州最大的工业城市，运营商不断从政府手中获得多条线路的控制权。为了获得早期巨额投资的保障，作为交易，运营商遵守与市政府的合同，将票价保持在 5 美分不变，直到建设成本收回[17]。
描述该模式的增长情况。公共部门和私营部门在增长中扮演了什么角色？出现了哪些政策问题，以及如何解决？政策环境如何影响这一时期的政策制定。
密苏里河城市群的兴起为城市有轨电车带来了前所未有的发展机遇，但也给政府和运营公司制定政策带来了巨大挑战。随着工业城市的进一步扩张，运营商发现整个城市分布在广阔的区域，这促使他们投资建设线路，延伸到城市的每一个人口稠密区域。与此同时，一些房地产开发商在有轨电车线附近建设郊区，以投资工厂，这促使政府和房地产开发商建立了一种有轨电车导向的土地投资和分割系统，以合理分配城市资源，避免建设过长的有轨电车线路和增加投资成本[18]。
企业家看到了有轨电车接入新开发土地的益处。1902 年，奥马哈和议会布拉夫圣雷公司拥有奥马哈所有有轨电车，并租赁了奥马哈、议会布拉夫和郊区圣雷公司、奥马哈和议会布拉夫铁路和桥梁公司以及东奥马哈圣雷公司，其管辖线路的总长度从 1894 年的 20 英里增加到 1920 年的 163 英里，覆盖了奥马哈、本森、弗洛伦斯和议会布拉夫之间的区域。随着公司实力的增强，该公司对落后的有轨电车线路进行了现代化改造，并不断提高轨道质量，为乘客提供更加舒适和稳定的乘坐条件[19]。
政策环境对政策制定的影响
在第一次世界大战期间，随着物价和运营成本的飙升，有轨电车企业遭受了一定程度的影响，但市政府对有轨电车票价的控制却格外宽松。因此，在政府的支持下，有轨电车公司通过几年时间的票价上涨缓解了经济压力[20]。
描述该模式成熟阶段的发展情况。描述适应模式变化的市场、竞争条件和政策价值的尝试。描述“锁定”如何制约这些适应。确定您所看到的任何“重新发明”该模式的机会，以便它能更好地满足当今和未来的需求。
有轨电车的成熟期很短，它被公共交通系统和私家车取代。奥马哈的大多数运营公司，例如奥马哈桥梁公司和议会布拉夫铁路公司，由于市场份额减少，在 1901 年被奥马哈和议会布拉夫有轨电车公司合并，该公司由古尔登·W·沃特尔斯整合[21]。后来，他将奥马哈牵引公司更名为奥马哈牵引公司[22]。尽管在收购之前拥有超过 160 英里的线路，但在 19 世纪末，奥马哈地区实际上只有不到 10 英里的线路在运营。从 19 世纪末到 20 世纪初，拥有有轨电车线路的城市人口几乎翻了一番。随着汽车在市场上的流行，人们、汽车、马匹和轨道在市中心共存，有轨电车系统的增长速度开始放缓。
真正的问题在于有轨电车运营公司与政府签署的协议。有轨电车运营公司对汽车驾驶让步。即使业务被占用，他们仍然需要给汽车驾驶提供补贴。许多运营公司不得不更换廉价的公共汽车，将通勤者运送到线路末端的生产车间。最终，政府同意采取行动允许有轨电车运营商提高票价。但内布拉斯加州和联邦政府都更倾向于投资道路，主要是因为汽车和公共汽车具有更大的灵活性和实用性，也能满足奥马哈人民的喜好和态度。
最终，由于汽车数量的急剧增加和城市道路功能的逐渐转变，票价的上涨很可能成为压倒骆驼的最后一根稻草，这使得公司面临严重的财务危机，宣布关闭有轨电车线路。1952 年，奥马哈的有轨电车服务停止运营，随后奥马哈牵引公司更名为奥马哈公交公司[23]。
自 1970 年代以来，人们在享受汽车带来的无与伦比的便利性的同时，也注意到随之而来的能源危机、交通拥堵和生态环境的破坏，这使得公共交通成为社会可持续发展的最佳选择。由于公共交通无法完全满足出行需求，一些中小城市的地下鉄建设成本效益过低，现代有轨电车系统重新进入人们的视野。
现代有轨电车系统不仅保留了传统的有轨电车运行可靠、舒适的优点，而且还发展了其环保节能的特点。有轨电车有几种类型，例如形式上的专用轨道有轨电车、与铁路共用轨道的有轨电车和用于货运的有轨电车，它们应用于不同的领域和场景。在线路建设过程中，将新建线路与废弃铁路的改造相结合，更新有轨电车线路。这种方法极大地降低了成本，并提供了按需的线路网络服务[24]。
本文记录了 1894 年至 1920 年间，奥马哈和议会布拉夫街铁路公司 (Omaha & Council Bluffs St. Ry. Co) 在内布拉斯加州拥有的有轨电车系统长度（英里），数据来自麦格劳电气铁路手册——美国街铁路投资的“红色书籍”。表 1 展示了每年实际的轨道长度及其预测。
| 年份 | 实际轨道长度（英里） | 预测轨道长度（英里） |
|---|---|---|
| 1894 | 45.5 | 78.471 |
| 1897 | 117 | 94.407 |
| 1898 | 117 | 99.565 |
| 1899 | 117 | 104.577 |
| 1900 | 117 | 109.410 |
| 1901 | 117 | 114.032 |
| 1902 | 117 | 118.422 |
| 1903 | 90.5 | 122.561 |
| 1904 | 126.95 | 126.439 |
| 1905 | 126.95 | 130.048 |
| 1906 | 132.9 | 133.388 |
| 1907 | 140 | 136.463 |
| 1908 | 140 | 139.281 |
| 1909 | 140 | 141.849 |
| 1910 | 140 | 144.183 |
| 1911 | 150 | 146.294 |
| 1912 | 120 | 148.197 |
| 1913 | 120 | 149.908 |
| 1914 | 159 | 151.443 |
| 1917 | 163.34 | 155.129 |
| 1918 | 163.34 | 156.099 |
| 1919 | 162.66 | 156.959 |
| 1920 | 162.66 | 157.722 |
| 变量 | 值 |
|---|---|
| Smax | 163.4 |
| b | 0.130897 |
| R平方 | 0.5498 |
| ti | 1894.604 |
根据图表，可以将生命周期划分为三个阶段：
诞生阶段：1894-1902 年
增长阶段：1902-1911 年
成熟阶段：1911-1920 年
本文记录了 1907 年至 1920 年间，奥马哈和南方郊区铁路公司 (Omaha & Southern Interurban Ry.Co) 在内布拉斯加州拥有的有轨电车系统长度（英里），数据来自麦格劳电气铁路手册——美国街铁路投资的“红色书籍”。表 3 展示了每年实际的轨道长度及其预测。
| 年份 | 实际轨道长度（英里） | 预测轨道长度（英里） |
|---|---|---|
| 1907 | 6 | 6.073 |
| 1908 | 6.75 | 6.234 |
| 1909 | 6.5 | 6.381 |
| 1910 | 6.5 | 6.514 |
| 1911 | 6.5 | 6.635 |
| 1914 | 6.12 | 6.927 |
| 1917 | 7.25 | 7.132 |
| 1918 | 7.25 | 7.186 |
| 1919 | 6.12 | 7.233 |
| 1920 | 7.5 | 7.274 |
| 变量 | 值 |
|---|---|
| Smax | 7.56 |
| b | 0.140724 |
| R平方 | 0.390812 |
| ti | 1897.002 |
根据图表，可以将生命周期划分为三个阶段：
诞生阶段：1907-1911 年
增长阶段：1911-1918 年
成熟阶段：1918-1920 年
本文记录了 1899 年至 1920 年间，林肯牵引公司在内布拉斯加州拥有的有轨电车系统长度（英里），数据来自麦格劳电气铁路手册——美国街铁路投资的“红色书籍”。表 5 展示了每年实际的轨道长度及其预测。
| 年份 | 实际轨道长度（英里） | 预测轨道长度（英里） |
|---|---|---|
| 1899 | 55 | 52.244 |
| 1900 | 55 | 52.609 |
| 1901 | 55 | 52.966 |
| 1902 | 55 | 53.314 |
| 1903 | 55 | 53.653 |
| 1904 | 55 | 53.983 |
| 1905 | 55 | 54.305 |
| 1906 | 55 | 54.618 |
| 1907 | 55 | 54.924 |
| 1908 | 39 | 55.220 |
| 1909 | 41 | 55.509 |
| 1917 | 62 | 57.543 |
| 1918 | 60 | 57.765 |
| 1919 | 64 | 57.981 |
| 1920 | 64 | 58.189 |
| 变量 | 值 |
|---|---|
| Smax | 64.1 |
| b | 0.038278 |
| R平方 | 0.067161 |
| ti | 1860.255 |
根据图表，可以将生命周期划分为三个阶段：
诞生阶段：1899-1907 年
增长阶段：1907-1917 年
成熟阶段：1917-1920 年
本文记录了 1907 年至 1920 年间，奥马哈和南方郊区铁路公司 (Omaha & Southern Interurban Ry.Co) 在内布拉斯加州拥有的有轨电车系统长度（英里），数据来自麦格劳电气铁路手册——美国街铁路投资的“红色书籍”。表 7 展示了每年实际的轨道长度及其预测。
| 年份 | 实际轨道长度（英里） | 预测轨道长度（英里） |
|---|---|---|
| 1907 | 7.3 | 7.27 |
| 1908 | 7.3 | 7.3 |
| 1909 | 7.3 | 7.33 |
| 1910 | 7 | 7.35 |
| 1911 | 7.5 | 7.37 |
| 1912 | 7.5 | 7.39 |
| 1913 | 7.5 | 7.40 |
| 1914 | 7.5 | 7.42 |
| 1917 | 7.5 | 7.45 |
| 1918 | 7.5 | 7.46 |
| 1919 | 7.5 | 7.46 |
| 1920 | 7.5 | 7.47 |
| 变量 | 值 |
|---|---|
| Smax | 7.51 |
| b | 0.276929 |
| R平方 | 0.560995 |
| ti | 1893.23818 |
根据图表，可以将生命周期划分为三个阶段：
诞生阶段：1907-1910 年
增长阶段：1910-1911 年
成熟阶段：1911-1920 年
S(t) = Smax/[1+exp(-b(t-ti)]
其中
- S(t) 是状态指标，例如乘客公里数
- t 是时间，通常以年为单位
- ti 是拐点时间，指 Smax 一半值实现的年份
- Smax 是饱和状态水平，指数据中记录的有轨电车系统最大长度
- b 是待估计的系数
[1]https://baike.baidu.com/item/%E6%9C%89%E8%BD%A8%E7%94%B5%E8%BD%A6/2317603?fr=aladdin#3
[2]https://www.britannica.com/technology/horsecar
[3]https://www.britannica.com/place/Nebraska-state/History#ref78836
[4]https://baike.baidu.com/item/%E5%A5%A5%E9%A9%AC%E5%93%88/35621?fr=aladdin#2
[6]https://www.britannica.com/technology/streetcar
[8]http://www.nebraskahistory.org/histpres/reports/omaha_central.pdf
[9]https://www.britannica.com/place/Nebraska-state/History
[10]Brar, Amritbir Kaur (2005). "Transportation Culture and Policies in the US". Economic and Political Weekly 40 (8): 733–736. ISSN 0012-9976. Retrieved 2020-04-01.
[11]http://us.mofcom.gov.cn/aarticle/subject/investguide/lanmufour/201201/20120107934998.html
[12]National Museum of American History. (2020). The Trolley and Daily Life. Washington D.C: Behring Centre.
[13]https://www.britannica.com/place/Omaha-city-Nebraska
[14]1894, 1897-1914, 1917-1920."McGraw Electric Railway Manual". New York: McGraw Publishing Company. Retrieved 2020-03-15.https://www.dropbox.com/sh/gupewt4mpp4djt1/AACLVS4RQN7cw8nfyYlIKOWJa?dl=0
[15]Kelly, J. (2015, Mar 22). All aboard for a ride through D.C. streetcar history. The Washington Post Retrieved from https://www.proquest.com/docview/1664973005
[16]https://humantransit.org/2010/03/streetcars-vs-light-rail-is-there-a-difference.html
[17]https://www.vox.com/2015/5/7/8562007/streetcar-history-demise
[18]https://en.wikipedia.org/wiki/Transportation_in_Omaha#Streets
[19]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_streetcar_systems_in_the_United_States#Nebraska
[20]https://americanhistory.si.edu/america-on-the-move/streetcar-city
[22]Larsen, L.H. and Cottrell, B.J. (1997) The Gate City: A history of Omaha University of Nebraska Press. p 107.
[23]http://www.metroareatransit.com/html/history.html
[24]https://www.metro-magazine.com/blogpost/722658/the-evolution-of-streetcar-technology