运输部署案例集/2023/曼彻斯特轻轨
曼彻斯特是英国主要的城市之一，拥有悠久的交通历史。本文的主题是曼彻斯特有轨电车生命周期。历史上，曼彻斯特市拥有繁忙的有轨电车系统，其历史可以追溯到 1902 年到 1949 年。这段历史包括从用马拉的有轨电车替换为电力有轨电车，再到公交车和私人汽车取代有轨电车。[1]
最后一次有轨电车运行是在 1949 年结束，之后有轨电车从曼彻斯特市消失。曼彻斯特市此后一直面临着交通连接需要改善的问题。该问题在 1960 年被提出，项目在 1982 年启动。最终，在 1992 年，一条 19 英里的有轨电车线路开通，连接了 26 个车站，并取代了两条火车线路。[3] 当地人称这个有轨电车系统为 Metrolink。
Metrolink 是英国曼彻斯特地区的有轨电车系统，它使用了传统有轨电车的基本技术特点。在技术方面，它包括线路、车队、有轨电车站台、供电系统和车辆段。[5] 用于 Metrolink 系统的车队是庞巴迪 M5000，双向有轨电车，这意味着车辆可以双向行驶。在路线设计方面，轨道系统由双线组成，允许两辆有轨电车在相反方向上彼此相邻行驶。Metrolink 车站大部分是从旧火车站改造的。这条线上将提供多个进出站口。[3] Metrolink 的供电系统由可持续电力供应。这种电力是由水力发电产生的。[6] Metrolink 的主要优势包括
· 提供高效可靠的城市交通服务。充足的车站可以满足乘客对快速和频繁交通服务的需要。
· Metrolink 系统使用可持续电力，减少了碳排放。
· Metrolink 扩展的线路和服务允许更多区域连接起来，支持城市的发展和增长。
Metrolink 的主要市场是曼彻斯特地区的居民和游客。此外，该系统还为周边地区提供了重要的交通服务，使居民更容易到达曼彻斯特市中心。
如前所述，Metrolink 的大部分是在旧火车系统上发展起来的。在 Metrolink 出现之前，曼彻斯特的城市交通系统主要由公交车和火车组成。公交车在交通拥堵的情况下无法提供有效的交通服务。与此同时，火车受到限制，因为它们拥有固定且不方便的停靠路线，这使得乘客无法在火车附近下车。在 1977 年之前，曼彻斯特的主要问题是原始火车系统的连接不良。市议会曾提议通过挖掘隧道来让火车通行，但由于成本原因被放弃。[7] 此外，随着人口和城市的增长，对快速便捷交通的需求也在不断增长。因此，交通市场已经从拥堵、绕行和单一的公交车-火车系统发展到快速可靠的交通服务。对于政府层级而言，相对低成本的轻轨选择和旧火车轨道的改造应运而生。与公交车相比，Metrolink 提供了更高的速度和更大的运载空间，以及比火车更方便的上下车车站。此外，气候变化和不断提高的环境意识激发了人们对更加环保、低碳交通方式的兴趣。这对后来 Metrolink 耗电系统产生了影响，该系统完全由水力发电提供能源。
Metrolink 将不同类型的技术专长结合在一起。该系统的设计涵盖了电力系统、轨道铺设技术、信号技术、时间表系统和车队设计。[8] 有轨电车通过接触网供电，高压电能被转换为低压电能，用于供应有轨电车。有轨电车需要铺设合适的轨道，以确保轨道上的稳定性和安全性。在有轨电车进入车站之前需要信号，并发出声音和视觉警报。在考虑乘客需求和运行速度后，需要一个时间表，以便乘客查看每辆有轨电车的到达时间。在电力有轨电车发明之前，轨道交通是由轨道马拉的有轨电车提供的。[9] 马拉的有轨电车已经变成了现代有轨电车的形状。它拥有轨道系统、标志、路线和时间表。早期的有轨电车以马拉的有轨电车为基础，改进了轨道系统，并添加了电力系统。随着电气化的进步和无轨技术的开发，现代 Metrolink 比上个世纪的有轨电车系统在速度、能效和科学管理方法方面取得了改进。
Metrolink 早期的市场细分是由于曼彻斯特的两个主要火车站是经过很长时间建造的，因此导致了周围城市与市中心之间的交通连接不良。并且城市地区没有明确的交通路线。仅仅依靠公交车无法满足不断增长的人口和城市发展需求。因此，最初的市场细分是城市内部通勤和出行需求。
增强的功能旨在更好地服务于现有市场，并反映在现有车厢环境的升级中。随着车载空调的发明和安装，它将为乘客提供更加舒适的乘坐体验。还有更加合理的座位安排，例如为残疾人增加座位。此外，时间表是根据人员流动设置的。在早晚高峰通勤时段增加有轨电车数量，并改善线路覆盖范围。功能增强在市场发展中发挥作用，以提高乘客满意度。通过保持乘客对 Metrolink 的需求和满意度，可以维持公司运营和升级所需的资金。
功能发现意味着服务于新的市场。随着对旅游和跨城市商业的需求增加，Metrolink 添加了旅游路线和业务扩展项目，为城市的经济和旅游发展做出了贡献。“现在每个人都在曼彻斯特购物。”曼彻斯特大学的亚辛女士说。“这不是为了运输而运输；这与我们在大曼彻斯特如何创造经济增长有关，”大曼彻斯特交通局首席执行官乔恩·拉蒙特说。[3]
从前身模型中借鉴的政策是，1984 年成立的铁路研究小组通过借鉴其他城市的经验，从他们的有轨电车模型中吸取教训，为 Metrolink 的发展提供信息。该提案基于北美和欧洲大陆现有的轻轨系统。[11] 政府早期分阶段建设 Metrolink 交通网络的计划反映了创新政策。由于需要超过 10 亿英镑的巨额资金投入。政府要求建设计划的赞助人在早期阶段支付部分成本。合同条款允许每个阶段的招标被新的运营商和建造商取代。[12] 这种政策也是一项政府嵌入式政策，它吸引了社会资本的投资和支持。Metrolink 的第一阶段由私人承包商设计、建造和运营。在诞生阶段，政策的某些要素可能会被锁定。例如，有轨电车的停车和升级必须符合《残疾人歧视法》和《铁路车辆无障碍准则》。
在 Metrolink 的发展中，公众扮演着驱动者的角色；私营部门在维护系统方面发挥作用。Metrolink 自 1992 年开始运营，旨在解决公共出行和城市发展问题。Metrolink 始终根据乘客的出行需求以及政府部门将城市与周边城市连接起来的总体期望，不断扩展和更新。私营部门参与资金投资、技术支持和建设，以及完工后的运营和维护。这是因为分段交付政策的影响导致 Metrolink 系统的每个阶段都由不同的私营部门运营。这样做的好处是提供了更多更好的选择。这也导致 Metrolink 不断升级，这往往会导致私营公司之间展开竞争。
在 Metrolink 增长和发展阶段出现的主要政策问题之一是系统扩展的资金来源。Metrolink 的发展分为三个阶段。2000 年，估计成本为 4.29 亿英镑，但到 2002 年，估计成本已达 8.2 亿英镑。解决方案是将第 3 阶段项目拆分为两个较小的阶段，第一阶段 5.2 亿英镑的投资已于 2006 年获得保证；第二阶段的资金批准于 2008 年通过。[12]
日益增长的环境问题导致人们更加重视推广 Metrolink 等可持续交通方式。因此，政府出台了各种政策来支持公共交通的发展，例如创建交通机构和为可持续交通提供资金。这就是 Metrolink 的电力消耗现在完全来自水电的原因。
Metrolink 在其增长和发展阶段取得成功是由于公私部门的合作。政策环境也在系统发展中发挥关键作用，政策支持 Metrolink 等可持续交通方式的发展。
发展成熟阶段包括服务扩展、服务质量提升以及新车队的引进。服务扩展包括乘客数量的增加，例如，不再仅仅是曼彻斯特及其周边城市的居民，还有游客和商务人士。服务质量的提升包括提供照护座椅，方便老年人以及残疾人出行。
如前所述，政府的财政限制可能阻碍了 Metrolink 的资金流和扩展计划。准备资金和竞标社会资金可能需要大量时间，并且经常会延迟解决该地区特定区域升级或扩展线路的需要。
成熟阶段出现的全球性健康紧急事件是 COVID-19。一些封锁政策包括限制人员数量和控制人员之间的距离，限制每辆电车上的乘客数量。这导致乘客需求大于供应，并在短时间内催生了乘客的非依赖性。向更便捷的出行方式转变。
在机遇方面，Metrolink 可以考虑开发行业特定服务。例如，对于快速服务，Metrolink 可以设置每个区域的特定快速点，货物通过电车快速运送。这样做的好处是减少了汽车传统陆地运输的碳排放，并转向更可持续的能源来源。缩短交货时间，旨在实现当天内完成的同城交货。
从 1992 年到 2021 年，每年曼彻斯特 Metrolink 的乘客统计数据都可以在英国政府的《大不列颠交通统计》中找到。[13] 为了根据原始数据预测乘客数量，使用了以下公式。
S(t) = 第 t 年的预测系统规模
t0 = 中点（拐点）年
K = 需要确定的最终市场规模
T = 年份
a = 需要拟合的模型参数
由于公式中 a、t0 和 K 的值未知，因此使用线性回归来预测这些值。
X = 年份
乘客 = 使用 Metrolink 的乘客数量
2020 年和 2021 年的数据显示出急剧下降，因为出现了 COVID-19。因此，这两年从分析中删除，并获得了以下结果
表 1 结果汇总
| 摘要 | |
| S_max | 55000 |
| b | 0.09428 |
| R(平方) | 0.86068 |
| t0 | 2009.95 |
根据曼彻斯特 Metrolink 在英国的历史发展，其生命周期分析可以分为以下四个阶段：
· 诞生阶段（1992-1999 年）
项目的诞生阶段以 1992 年曼彻斯特 Metrolink 的完工为标志。在这个阶段，Metrolink 面临着一系列问题，包括资金、技术和政策问题。因此，乘客数量每年并没有显著增加。
· 增长发展阶段（2000-2010 年）
从 2000 年开始，Metrolink 进入了一个快速增长和发展的阶段。在这个阶段，Metrolink 推出了新的路线和服务，并扩展了现有路线，同时保持了高客流量。
· 成熟阶段（2010-2019 年）
随着 Metrolink 系统步入成熟，它开始根据政策环境进行升级，以确保其客流量保持稳定。现有路线继续扩展，一些较旧的设施和车辆进行了更新。此外，Metrolink 积极探索新技术和服务，以更好地满足客户不断变化的需求。因此，在这个阶段，乘客数量的增长非常显著。
· 下滑阶段（2019-2021 年）
2020 年 COVID-19 出现后，Metrolink 进入了下滑阶段。由于各种限制性政策措施，Metrolink 的乘客数量大幅下降。此外，Metrolink 需要采取额外的措施来确保其安全和卫生标准。
[1] Allen, R., Greaves, P. and Eyre, M. (2018) Lancashire United: The fleet 1900-1981: Buses, trolleybuses, trams, Lancashire United, South Lancs, Bangor Blue. Manchester: Greater Manchester Transport Society, Museum of Transport.
[2] Vickie Scullard. (2019). Manchester Corporation Tramways gallery.
https://www.manchestereveningnews.co.uk/news/nostalgia/gallery/manchester-corporation-tramways-gallery-15670119
[3] Bounds, A., & Wild, J. (2013). Manchester tram system comes of age after 21 years. FT.com.
[4] Museum of Transport Greater Manchester archive. (1992)
https://www.flickr.com/photos/gmts/16678953170
[5] Department of Transport (2022) Light rail and tram statistics, England: Year Ending March 2022, GOV.UK.
https://www.gov.uk/government/statistics/light-rail-and-tram-statistics-england-year-ending-march-2022/light-rail-and-tram-statistics-england-year-ending-march-2022
[6] Adrian, S. (2010) Procurement of hydro-electricity for Metrolink – the greater manchester light rapid transit system., Energy Planning Knowledge Base RSS.
[7] Richard, B. and Martin, D. (2013) INFRA_MANC: Post-war infrastructures of Manchester, Issuu.
[8] Robbins, M. (2000). The Early Years of Electric Traction: Invention, Development, Exploitation. Journal of Transport History, 21(1), 92–101.
https://doi.org/10.7227/TJTH.21.1.6
[9] Schmucki, B. (2012). The Machine in the City: Public Appropriation of the Tramway in Britain and Germany, 1870–1915. Journal of Urban History, 38(6), 1060–1093. https://doi.org/10.1177/0096144211435121
[10] Knowles, R.D. (1996) “Transport impacts of Greater Manchester's Metrolink light rail system,” Journal of Transport Geography, 4(1), pp. 1–14. Available at: https://doi.org/10.1016/0966-6923(95)00034-8.
[11] Ogden, E. and Senior, J.A. (1991) Metrolink: Official Handbook. Glossop: Transport Publishing.
[12] Nimda (2015) Case studies: Metrolink light rail transport, Case Studies: Metrolink Light Rail Transport, Manchester, United Kingdom - BENEFIT Wiki.
http://www.benefit4transport.eu/wiki/index.php?title=Case_Studies%3A_Metrolink_Light_Rail_Transport%2C_Manchester%2C_United_Kingdom
[13] GOV.UK (2022) Passenger journeys on light rail and trams and undergrounds by system: Great Britain - annual from 1983/84