近代西方城市交通簡史（二）電力與軌道1880-1920
近代西方城市交通簡史（三）私家車的崛起 - 形形色色的交通 - 知乎專欄
19世紀末，因為馬車的極大發展，西方的主要城市都飽受交通事故和馬糞的困擾，隨著城市越來越不宜居，人們亟需一種新的城市交通。
首先出現的是纜車（Cable car）。去過舊金山旅遊的人，應該見過它。除了頭頂沒有電線以外，它長得跟後來的有軌電車其實很像，下面也有兩道像軌道一樣的東西。如下圖：
不過也許你聽說這個名字的時候會有點奇怪，為什麼這個東西也叫纜車，難道纜車不應該是下面這個樣子嗎
其實，舊金山這種纜車，既沒有真正的軌道，也不用電。其原理就跟渡江纜車或登山纜車一樣，是由動力（早期為蒸汽，現代纜車則多為電力）驅動一個不斷移動的線纜迴路，而車輛則固定在線纜上。不過，與登山纜車不同的是，路面纜車可以鬆開抓鉤，從而實現停車。
其實1830年代纜車就已經出現，在英國的礦井中用以運輸礦車。但纜車作為城市交通的應用卻要到40年後。加州淘金熱時期，專門為舊金山地區礦井製造纜車的商人Andews S. Hallidie從（那時正是）首先想到在城市運用纜車，就在舊金山的Clay Street Hill修建了一條1公里長的纜車線路。這條線路由蒸汽機驅動，時速在10-20公里每小時之間，在1873年投入運營。其商業上的成功很快吸引了其他商人投入競爭。從1877年到1880年，舊金山又修建了4條纜車線路。
纜車在舊金山大獲成功的最重要原因是纜車爬坡遠比軌道馬車容易。但很快在平地上纜車也得到運用。1882年，芝加哥市為了解決馬車軌道在冬季雪天缺少附著力的問題，也建設了一條纜車線路。很快，纜車風靡全美。到1893年，美國整個北方和西海岸已經有30個城市建設了總長近500公里的纜車。其中，以舊金山的85公里為最長，其次是芝加哥和堪薩斯城。在歐洲、澳大利亞和紐西蘭，纜車也得到了應用。
與軌道馬車相比，纜車的運營成本更低，也比較穩定可靠。但纜車的初始投資卻很大，而且因為車輛運行依賴一個線纜迴路，一旦一條線路出了故障，整條線路都要停運，而且需要幾個小時才能恢復運轉。纜車的不完美使得人們轉而尋求更好的解決方案。
第一位是德國人維爾納·馮·西門子，也就是今天世界主要軌道運輸供應商之一西門子公司的創始人。他在1879年的一場工業博覽會上展示了這種新技術，並在1881年開始運營一條柏林郊區的路面電車線路。
另一位則是美國發明家愛迪生，為了推廣電力，他在1880年展示了他在門羅公園建設的路面電車。
（不過，第一條電車線路卻是俄國人Fyodor Pirotsky在1880年也在聖彼得堡建設的，只不過這條線路的影響沒有西門子和愛迪生的大）
西門子和愛迪生的設計都採用了軌道供電的設計。但這種設計卻有重大的安全隱患。這之後的幾年裡，各地新建的電車線路嘗試了很多不同的供電設計，包括用木頭包裹的地下電纜，第三軌，以及兩條架空電纜等。到1883年，由西門子公司發明的一條過頂電線結合集電弓的設計首次在一條奧地利的線路中得到應用，從此逐漸成為路面電車的標準設計。
相對於馬車，路面電車更快（時速達到15-25公里），更可靠，同時成本也更低（到19世紀末，美國路面電車的平均票價只要5美分，合今天的1.35美元）。到1902年，美國97%的城市軌道都進行了電氣化改裝，從運行馬車轉而運行電車，在1902年一年內，美國有78億人次乘坐了路面電車。到1907年，全美的路面電車軌道總長超過了55000公里。到1912年，在美國所有1萬人以上的城鎮中，平均每人每年乘坐252次路面電車，路面電車成為真正意義上的大眾交通（mass transit）。在1912年，甚至有一批官員一路搭路面電車從紐約到了波士頓。在1880年到1920年間，路面電車的生意極為火熱，有時兩家公司的軌道甚至只隔一個街區。
另外值得一提的是，路面電車運營商在擴張過程中也修建了大量的架空電纜，成為了電力應用早期城市的主要供電網路，所以很多電車運營商在售票收入之外，也作為電網公司通過給居民、商戶和工廠供電營收。
下圖為1937年的芝加哥路面電車地圖，總長超過800公里：
在一些城市，敞篷的觀光車，噴水的清潔車和郵政專用的路面電車也被設計出來。甚至夏季還有專門的側邊敞開的車型：
發展中國家的很多城市也建設了路面電車。在中國，西門子公司在1899年在北京修建了第一條有軌電車。此後，香港、天津、上海和大連分別在1904、1906、1908和1909年修建了有軌電車。下圖即為北京永定門至到馬家堡火車站的中國第一條有軌電車：
然而這種有軌電車也有其局限性。因為承繼自軌道馬車，路面電車的軌距較窄（多為1米左右），因為需要跟其他車輛共享路面，也往往沒有枕木和道砟，其速度和載重都受到限制。而蒸汽火車的巨大噪音和高溫蒸汽卻又不適合城市交通。於是，1880年代也出現了一種頻率、速度、運量和停站密度都介於蒸汽火車和路面電車之間，服務於短途城際交通和郊區通勤（類似今天的京津、滬寧、廣深等城際列車）的城際電車（interurban electric railway），通過架空電纜供電，採用標準軌距（1.435米），但只有一節較窄車廂，類似路面電車，以方便城市運行和提高發車密度。在城市內與路面電車通過雙軌距軌道共享路線，與其他車輛混行，在城郊則採用獨立路權，並鋪設枕木和道砟，以更快的速度運行（極速可達100公里）。下圖為芝加哥地區運行的城際電車
第一條城際電車為西門子公司在1883年建設於北愛爾蘭。但城際電車得到最廣泛的流行還是在美國。從1889年Ohio的第一條線路開始，到1916年，全美已經擁有25000公里的城際電車，覆蓋了幾乎整個美國中西部（Midwest）和東北部（Northwest），將農村和城市更方便的連接起來。賓夕法尼亞，俄亥俄，印第安納，密歇根，伊利諾伊等州都分別有3000-5000公里的城際電車軌道。有時這些城際電車也用來運送貨物和郵件。
除了城際列車外，另一個提高運營速度的思路則是火車的地下和高架化。既然蒸汽機車的噪音、高溫蒸汽和操控笨重的特性使得在城市街道上運行火車難以執行，那麼為什麼不將火車與地面的交通和人群分離開來呢？
1863年，第一條地下鐵就這樣在倫敦被建造出來，在加設了排氣裝置的地下隧道中運營由蒸汽機拉動的列車。這條列車也被稱為『下水道火車』，標誌著著名的擁有150年歷史的倫敦地下鐵（London Underground）的開端。1870年，紐約的曼哈頓島上的格林威治街（Greenwich Street）則修建了第一條城市高架鐵路，同樣使用蒸汽驅動。
相比路面電車，地下和高架鐵路因為與路面交通分離，也因更少受到擁堵的困擾而更準時。然而，蒸汽機車牽引的火車在城市交通中卻依然有其短板。一方面，蒸汽的問題雖然有所改善，但依然存在，高溫蒸汽和煤燃燒的廢氣都對城市環境有負面影響。另一方面，蒸汽機車牽引的列車啟動和剎車都沒有電車靈活，也使得蒸汽火車在停站頻率較高的城市內不那麼經濟和高效，儘管蒸汽火車極速較高，卻很難在城市內發揮。1896年，匈牙利的布達佩斯出現了第一條在地下行駛的路面電車，而英國的格拉斯哥則在同年建設了第一條在地下運行的纜車。而紐約在1870年的第一條地鐵則是由氣壓驅動的。
最終成為今天地鐵標準的是倫敦地鐵在1890年首創的以第三軌供電。而第一條市內高架電力鐵路，則是1893年開通的利物浦架空鐵路（Liverpool Overhead Railway）。而因為電動機相對蒸汽機和內燃機布置成本較低，後一條鐵路也得以革命性地採用了動力分散式（即動車組）的設計，三節車廂每一節有單獨的電動機驅動，進一步改善了快速軌道交通（rail rapid transit）的效率。這種系統又在芝加哥1897年建成的高架電力鐵路中得到改進，加裝了總體控制系統.
與路面電車和城際電車不同，地鐵在城市歷史更久，密度更高的歐洲發展的更快。到1908年，倫敦已經建成了今天倫敦地鐵11條線路中的9條：
到了1920年，這9條線路又進一步得到了延長
巴黎地鐵相對倫敦起步更晚，1898年開建，但到1920年，已經完成了9條線，下圖為1920年代初的巴黎地圖，似乎相對比較藝術
而美國也有一座城市因為城市密度高而發展了很多地鐵和高架鐵路——紐約。雖然波士頓是第一個建設電力地鐵的美國城市，但1900年才起步的紐約很快就建成了一個大得多的網路。下圖為紐約1924年的地鐵線路圖，黑線為地下線路，紅線為高架線路：
但整體上，地鐵在美國並不普遍，到二戰前，歐洲已有倫敦、格拉斯哥、巴黎、柏林、雅典、漢堡、馬德里、巴塞羅那、斯德哥爾摩和莫斯科10座城市擁有第三軌供電的地鐵，而美國卻僅有紐約、波士頓、費城三個城市擁有地鐵，芝加哥僅有較大的高架鐵路網路。包括洛杉磯在內的很多美國城市也曾規划了地鐵，但受到汽車普及和大蕭條的影響，在很長時間內都沒有建成。此外，到二戰前，布宜諾斯艾利斯、東京和大阪是僅有的歐洲和北美以外擁有地鐵的城市。
發達的地鐵、路面電車和城際電車網路帶來的更高的移動能力也進一步導致城市的擴張。今天很多人認為美國醜陋的郊區化源於私人汽車的普及，但實際上，北美大規模的郊區化在電車時代就已經開始了。路面電車和城際電車大大高於馬車的速度，使得可乘坐電車通勤的距離遠遠超過北美城市建成區的界限，形成了所謂的電車郊區（streetcar suburb）。今天的洛杉磯以龐大丑陋而擁堵的高速路網、孤立的市郊社區和對不環保也不健康的私人汽車的極度依賴而臭名昭著，然而，這種攤大餅式的城市結構卻是建立在電車公共交通的基礎上的。從1870年到1930年，洛杉磯人口從5萬人增長到124萬人，而這也正是電車統治美國城市交通的時期。下兩圖分別為洛杉磯的路面電車網路（Los Angeles Railway，俗稱yellow car）和城際電車網路(Pacific Electric Railway，俗稱red car)
新的城市形式也反過來改變了電車的運營。原本電車相對馬車已經因為有更高的初始投資（即使相比軌道馬車，路面電車也因軌道標準更高而投資更大），其運營也依附於軌道，壟斷程度已經較高。而隨著電車的發展，電車運營商不再以票價為主要盈利方式——5美分的低票價只用來支持日常的運營，而初始鋪設軌道和購買列車的巨大投資都通過沿線新建社區的房地產經營收回，主要的利潤也來於房地產開發。這種新的商業模式，以及整合城市不同電車線路服務的需求，進一步要求電車運營商擁有更大的網路和更多的資金，也造成了市場的進一步集中。北美很多城市都出現了一個公司通過收購小公司壟斷了電車業務的情況。而這也將為之後電車帝國的崩塌埋下了隱患。
推薦閱讀：