交通部署案例手册/2021/田纳西州
有轨电车，也称为电车，是一种用于本地公共交通的轨道车辆。美国第一个有轨电车系统是在 1830 年代引入的，当时是用马拉的，尽管在后来的几十年里，大多数系统都是由架空线供电的电力有轨电车。 [1]
有轨电车系统的适应性提高了城市交通的机动性，因为自 19 世纪初以来，城市人口增长，对市区短途旅行的需求也随之增加。这种模式在特定市中心区域内运行，为没有马车或四轮马车的人提供了一种方便地前往最繁忙区域和主要商业中心的交通方式，无论是为了工作还是休闲，都可以享受有轨电车服务。 [2] [3]
有轨电车系统在相对较低的成本和促进定义明确的城市环境方面也更有利。 [2] 与行驶到郊区的固定轻轨相比，有轨电车仅在市区街道上运行，因此基础设施成本要低得多，并且可以与固定轻轨完美结合。乘客可以乘坐轻轨前往市区，然后乘坐有轨电车在市区内探索。 [1]
在电力有轨电车出现之前，马拉公共汽车和缆车是美国城市的两大主要交通方式。
马拉公共汽车，或称马拉电车，用于在特定路线运输少量乘客，早在 1820 年代就开始在纽约市运营。 [4] 它们从 1832 年开始在纽约市的固定轨道系统上运行，为乘客提供了稳定的速度，很快其他城市也效仿。 [5] 然而，由于其高昂的成本（喂养和更换马匹）以及监管不力，这种运输方式在 1880 年代后期开始衰落。 [4]
缆车是在上述时间左右被采用，以取代马拉公共汽车，因为需要减少马匹，并且易于从轨道上清除粪便或积雪。 [5] 它们首先在加利福尼亚州旧金山引入，被证明非常适合山区路线；然而，这些缆车只能以恒定速度运行，而且经常由于缆绳损坏而发生故障，很容易造成交通拥堵。从 1900 年代开始，电力有轨电车几乎取代了美国所有的缆车。 [6]
电力有轨电车的发明依赖于之前的交通方式，例如马拉公共汽车和电力产品。
托马斯·爱迪生发明的电网对于电力有轨电车的发明至关重要。电力，即电力，通过电缆传输到汽车。 [7] 电力有轨电车在其他方面也优于马拉电车，包括使用钢而不是木材制造汽车，以及车轮数量翻倍（从 4 个车轮增加到 8 个车轮），从而提高了耐用性，并且载客量也大大增加。 [6]
最初，轨道不是实现电力运输的必要条件，因为后来出现了橡胶轮胎和电力无轨电车，尽管电池对于实现脱离电网的电力运输至关重要。宾夕法尼亚州费城是美国最早尝试使用电池动力无轨电车（有轨电车）的州之一，时间是在 1880 年代初期。 [7]
田纳西州是美国东南部的州，主要的大都市区是纳什维尔、孟菲斯、诺克斯维尔和查塔努加。 [8] 田纳西州的有轨电车时代始于 1870 年代后期，当时该州的四个主要城市开始采用有轨电车作为交通方式。最初，这些大多是城际铁路，由骡子牵引。 [9]
在田纳西州最大的城市纳什维尔，第一家有轨电车公司是南纳什维尔街铁路公司，该公司从 1866 年开始运营骡拉电车。这座城市从 1880 年代后期开始运营电力有轨电车，由纳什维尔铁路公司和坎伯兰电力照明和动力公司运营。纳什维尔市场的一个共同特点是，自有轨电车在那里引入以来，所有有轨电车公司都是私营的。除了这些公司之外，纳什维尔-加拉廷城际铁路公司和纳什维尔-弗兰克林城际铁路公司还通过有轨电车连接了纳什维尔都会区及其周边地区。 [10]
与纳什维尔的改变类似，城际交通在整个州变得容易获得，越来越多的田纳西州居民，特别是中产阶级或工人阶级群体，将自己的住所搬到了距离工作地点或活动中心更远的郊区。这导致了住宅郊区的兴起，这可以看作是交通发展带来的影响。 [9]
自有轨电车系统在田纳西州城市引入以来，政策对该系统的开发产生了重大影响。
最初，市政府对私人有轨电车公司几乎没有监管。然而，在 1885 年，该州第二大城市孟菲斯爆发了一场为期 20 天的罢工，这场罢工旨在为有轨电车工人争取更高的收入，最终导致马拉有轨电车成为该地区的主要大众交通选择。 [9]
此次事件的成功引发了田纳西州其他城市类似的罢工。最初，有轨电车工人分别在各自区域内组建了工会。不久之后，他们将工会改组为美国街车和电力铁路员工联合会（A.A.S. & E.R.E. of A.）的地方分会，该联合会成立于 1892 年。[9][11] 这一运动是必要的，因为在运输需求增长初期，街车运输工人的待遇并不好，但对他们运输更多城市通勤者的需求却在不断增长。[12]
增长阶段
[edit | edit source]田纳西州有轨电车的发展过程主要包括引入马车和向电动有轨电车过渡。阿拉巴马州的蒙哥马利和弗吉尼亚州的里士满等少数城市在 1886 年率先使用了电动有轨电车。虽然不是美国最早的城市之一，但纳什维尔和查塔努加在几年后很快转向了电力有轨电车，之后是诺克斯维尔和孟菲斯在 1890 年代。[9]
由于存在各种运营此类业务的公司，电动有轨电车的市场在一定程度上是竞争性的。这种竞争对社会产生了负面影响。例如，1897 年，诺克斯维尔的两家铁路公司之间甚至发生了身体冲突，需要武装警察才能平息冲突。[13]
尽管如此，电动有轨电车仍在蓬勃发展，随后是电力生产行业（即公用事业公司）的增长。例如，查塔努加电力铁路公司、查塔努加电力公司和查塔努加铁路快速运输公司合并为一家垄断公司，即该市的查塔努加铁路和电力公司。该公司后来发展成为一家全州公司 - 田纳西电力和照明公司（TEPCO），该公司还在 1900 年代初兼并了纳什维尔铁路和电力公司。[9]
成熟阶段和衰退阶段
[edit | edit source]田纳西州的有轨电车系统在 1910 年代进入成熟阶段，其总长度约为 480 英里。[14] 尽管如此，有轨电车的后增长阶段很快面临着不可避免的社会和经济原因带来的挑战。20 世纪初，田纳西州的主要大都市区，包括纳什维尔、孟菲斯、查塔努加和诺克斯维尔，发生了几起罢工，这加速了有轨电车被公共汽车取代的速度。[9]
除了劳工运动之外，公共汽车和私人汽车等新兴运输方式也在有轨电车消亡中发挥了重要作用。与（电动）有轨电车不同，公共汽车的运营更简单、成本更低，因为它们不需要建造铁路，而且可以通过建造更多公交车站轻松扩展服务路线。至于私人汽车，它们为市民提供了按照自己的节奏和任何时间到达目的地的选择和自由。[15] 因此，从 1930 年代开始，包括田纳西州在内的美国许多地区的有轨电车系统开始消失。[9]
定量分析
[edit | edit source]可以使用观察到的历史数据对整个有轨电车系统的生命周期进行统计分析，以确定上述每个时期（诞生期、增长期、成熟期和衰退期）的日期和时间。原始数据提取自麦格劳交通目录。[14]
公式选择
[edit | edit source]在此分析中，使用了三参数 S 型逻辑函数
S(t) = Smax/[1+exp(-b(t-t0)]
其中
S(t) = status measure (in this case it is the length of the streetcar system in miles), t = time (in years), t0 = inflection time (year when half of Smax is obtained), Smax = saturation status level (in this case it is the maximum length of the streetcar system recorded), b = a coefficient to be evaluated.
为了便于计算，Smax 可以命名为 K。因此，上述公式变为
S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]
其中 K 的值从记录的有轨电车系统最大长度到手动确定的最大值不等。
参数值
[edit | edit source]为每个假设的 K 进行回归分析，大约选择了 20 个不同的值。最终选择的 K 值是使 R 平方结果最接近 1 的值，该值与 S 型函数其他参数的值一起记录在以下表格中。
| 参数 | 选定值 |
|---|---|
| k | 690 |
| b | 0.058723788 |
| t0 | 1907.26876 |
将上述每个参数的值代入逻辑函数，可以预测 1894 年和 1920 年田纳西州所有有轨电车系统的总轨道长度（以英里为单位）。
结果
[edit | edit source]预测数据和实际记录数据列于下表 2 中。第一列表示研究的年份，第二列显示麦格劳交通目录中记录的数据[14]，第三列显示使用 S 型逻辑函数预测的轨道长度。
| 年份 | 总轨道长度 （英里） |
预测轨道长度 （英里） |
|---|---|---|
| 1894 | 312.70 | 217.00092 |
| 1895 | 192.99 | 225.83004 |
| 1896 | 219.71 | 234.84004 |
| 1897 | 246.43 | 244.02054 |
| 1898 | 275.25 | 253.36015 |
| 1899 | 273.15 | 262.84655 |
| 1900 | 260.95 | 272.46649 |
| 1901 | 268.70 | 282.20591 |
| 1902 | 283.95 | 292.04996 |
| 1903 | 283.95 | 301.98311 |
| 1904 | 299.95 | 311.98923 |
| 1905 | 337.25 | 322.05172 |
| 1906 | 302.00 | 332.15358 |
| 1907 | 326.97 | 342.27755 |
| 1908 | 398.50 | 352.40621 |
| 1909 | 404.50 | 362.52211 |
| 1910 | 340.45 | 372.60790 |
| 1911 | 332.70 | 382.64641 |
| 1912 | 308.85 | 392.62082 |
| 1913 | 318.10 | 402.51474 |
| 1914 | 425.95 | 412.31229 |
| 1915 | 442.32 | 421.99825 |
| 1916 | 458.69 | 431.55814 |
| 1917 | 475.06 | 440.97824 |
| 1918 | 476.41 | 450.24574 |
| 1919 | 482.56 | 459.34874 |
| 1920 | 481.27 | 468.27632 |
因此，可以绘制并比较实际生命周期和预测生命周期，如下图 1 所示。橙色线表示从麦格劳电力铁路目录中提取的实际有轨电车长度，而蓝色线表示根据记录的实际数据进行的预测。
模型的解释和讨论
[edit | edit source]尽管绘制的预测轨道长度（图 1）看起来像一条直线，但实际上它说明了田纳西州有轨电车系统的大致生命周期。
从图 1 可以看出，虽然实际有轨电车长度有波动，但预测模型暗示了年份和总有轨电车长度之间存在正相关关系。一个合适的估计是，诞生阶段在 1894 年到 1900 年之间，增长阶段从 1900 年持续到 1915 年，成熟阶段在 1915 年到 1920 年之间。预测线中似乎没有衰退阶段的痕迹。
获得的结果也表明它们与预期相似。有轨电车里程在现实生活中在增加，并且证明与预测结果相似。但是，逻辑模型无法捕捉到最剧烈的增长或下降（例如，1894 年以及大约 1908 年和 1912 年），并且在高峰时期（1919 年）达到了全州有轨电车长度的较低值。然而，这种不准确的程度可能是由于数据提取过程中的手动错误或 K 值范围的选择造成的。
参考文献
[edit | edit source]- ↑ a b 海岸有轨电车博物馆。什么是电车？。于 2021 年 3 月 21 日从 http://www.heritagetrolley.org/artcileBringBackStreetcars4.htm 检索
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- ↑ Zemanek, A. (2017)。美国街头和电力铁路雇员联合会材料，1913-1914。2021 年 3 月 23 日检索自 https://indianahistory.org/wp-content/uploads/amalgamated-association-of-street-and-electric-railway-employees-of-america-materials.pdf
- ↑ Amalgamated Transit Union 工作人员。(1992)。美国联合运输工会历史（第 3 页）。华盛顿特区：美国联合运输工会。
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