تاریخچه حمل و نقل همگانی

با بزرگ شدن شهرها، حل مشکلات حمل و نقل برای شهرهای در حال رشد اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرد و منجر به تلاش های زیادی برای ابداع روش‌های جدید به منظور حمل و نقل مسافران شد. تلاش‌های متعددی با شکست مواجه شدند، اما تلاش‌های موفق، تأثیرات مستقیم و بسیار مهمی بر شهرها داشتند که در این مقاله مرور مختصری بر تاریخچه آنها خواهیم داشت.

کالسکه‌های اتوبوسی که با اسب کشیده می‌شدند

کالسکه‌هایی که برای سفرهای درون شهری انتخاب شده بودند، برای اولین بار در حدود سال 1600 در لندن ظاهر شدند. در سال 1634، صاحبان این درشکه‌‍‌‌های کرایه‌ای، اجازه تردد در خیابان‌ها را گرفتند و تا سال 1694، 700 درشکه‌ی کرایه‌ای دارای مجوز در لندن وجود داشت. این نوع از حمل‌ونقل، بعنوان پدر تاکسی‌های مدرن، در سال 1612 در پاریس به‌عنوان کالسکه یا درشکه چهارچرخه‌ کرایه‌ای معرفی شد.

در سال 1662، خدمات کالسکه‌های عمومی در مسیرهای ثابت در پاریس معرفی شد. بلز پاسکال یکی از محرکان این طرح بود. هر وسیله نقلیه دارای صندلی‌هایی برای هشت مسافر بود و خدمات در پنج مسیر ارائه می‌شد. اما این گونه‌ها به معنای محدود کلمه، «عمومی» بودند و فقط ثروتمندان می توانستند از آنها استفاده کنند و حتی در مقررات آنها ذکر شده بود که همه به جز “بورژوازی و افراد شایسته” را از کالسکه‌های پاسکال محروم می‌کرد؛ و تا قرن نوزدهم نیز شرایطی به وجود نیامد که سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی در مقیاس بزرگ و برای بخش‌های بزرگی از مردم در دسترس باشد.

کالسکه‌های اتوبوسی که با اسب کشیده می‌شدند، در واقع اتاقکی بلند روی چرخ‌ها بودند که به دلیل ظرفیت بالاتر مسافر، از نمونه‌های اولیه کالسکه‌ متمایز بودند. این وسایل نقلیه در اوایل سال 1798 در اطراف لندن فعالیت می‌کردند، اما در فرانسه بود که نامی را به دست آوردند که با آن به طور کلی شناخته می‌شدند. استانیسلاوس بودری، اولین سرویس درون شهری این گونه را در سال 1826 در نانت تأسیس کرد و در سال 1828، بودری مجوز رسمی برای بکارگیری 100 وسیله نقلیه جدید در 10 مسیر ثابت در پاریس را  به دست آورد.

در سال 1829، جورج شیلیبر، همین سرویس را در لندن راه‌اندازی کرد. وسایل نقلیه او بزرگتر از آنهایی بود که در پاریس کار می کردند و بجای 14 مسافر (که ظرفیت سرویس‌های پاریس بود)، 20 مسافر را حمل می کردند و به جای دو اسب نیز با سه اسب کشیده می‌شدند.

اولین نوع از سرویس کالسکه‌های اتوبوسی در ایالات متحده، در شهر نیویورک بود؛ جایی که در سال 1827 آبراهام بروور با یک وسیله نقلیه 12 نفره روباز به نام The Accommodation در برادوی فعالیت خود را آغاز کرد. طی هشت سال، این شهر بیش از 100 کالسکه اتوبوسی داشت.

طی 20 سال، سرویس‌ کالسکه اتوبوسی در شهرهای دیگر آمریکا و اروپا راه‌اندازی شد. در ادامه به برخی از آنها اشاره شده است.

• فیلادلفیا (در سال 1831)،
• بوستون (1835)،
• بالتیمور (1844)
• پراگ (1829)،
• لیورپول (1831)،
• بوداپست (1832)،
• بیرمنگام (1834)،
• سنت پترزبورگ (1835)،
• لیون (1837)،
• لیدز (1839)،
• برلین (1837)،
• درسدن (1838)،
• هانوفر (1852)،
• لایپزیک (1860)
• مونیخ  (1861)

نقطه قوت بزرگ کالسکه‌های اتوبوسی، انعطاف پذیری عملیاتی آنها بود، و این ویژگی همراه با بهبود تدریجی وضعیت خیابان‌های شهری، آنها را به فرمانده بی‌بدیل حمل و نقل شهری در اواسط قرن نوزدهم تبدیل کرد. این کالسکه‌ها در برخی شهرهای اروپایی در مواجهه با گونه‌های ریلی با کارایی بالاتر نیز با موفقیت به کار خود ادامه دادند تا اینکه سرانجام در دهه اول قرن بیستم اتوبوس‌های موتوری جایگزین آنها شدند.

ترامواهایی که با اسب کشیده می‌شدند

در اینجا فناوری هدایت ریلی اولین کاربرد شهری خود را به طور خاص پیدا کرد. مقاومت غلتشی کم ترامواهای اسب‌کش مزایای بسیاری را برای آن نسبت به کالسکه‌ها ایجاد کرد. اولین “راه آهن خیابانی” با اسب در نیویورک در سال 1832 افتتاح شد. این اولین استفاده از وسایل نقلیه ریلی برای حمل و نقل شهری، خطی بود که از هارلم به منهتن می‌رفت.

وسایل نقلیه ای که در ابتدا مورد استفاده قرار گرفتند مانند کالسکه‌های بزرگ بودند. آنها سه کوپه داشتند که هر کدام 10 مسافر را در خود جای می‌دادند و 30 نفر دیگر نیز روی پشت بام می‌نشستند. آلفونس لوبات، مهندس فرانسوی، اولین خط ترامواهای کشیده شده با اسب با ریل شیاردار را در سال 1852 در نیویورک ساخت. در سال 1853، لوبات یک تراموای اسب‌کش را در پاریس افتتاح کرد.

توسعه تراموای اسبی در اروپا در طول دهه 1870 بسیار سریع پیش رفت. به عنوان مثال، شبکه‌های تراموا در بیش از 16 شهر آلمان در آن دوره ساخته شد. به دلیل کارایی بالاتر، ترامواها می‌توانستند سرویس‌هایی با کرایه کمتر نسبت به اتوبوس‌های اسب‌کش داشته باشند، و از همین رو توانستند بسیاری از افراد طبقه کارگر را که قبلاً توانایی پرداخت کرایه هیچ نوع از حمل و نقل شهری را نداشتند، جذب کنند. دو تراموای دو طبقه‌ی کشیده شده با اسب در پاریس در عکس زیر نشان داده شده است.

با این وجود، تأثیر ترامواهای کشیده شده با اسب بر زندگی شهری در ایالات متحده بیشتر از اروپا بود. شهرهای بزرگ و کوچک آمریکا خطوط تراموا را در تمام خیابان‌های اصلی خود داشتند. در شمال آمریکا، ترامواها نقش مهمی در رونق مسکن در حومه شهر پس از جنگ داخلی داشتند. توسعه تراموا در آمریکا نسبت به اروپا در معرض محدودیت‌های رسمی کمتری بود و همچنین تفاوت‌های مهمی در شرایط فیزیکی وجود داشت.

در اروپا، ترامواها و اتوبوس‌ها می‌توانستند مکمل یکدیگر باشند، زیرا در اکثر شهرهای قدیمی اروپا، یک سلسله مراتب تقریباً دو سطحی از خیابان‌ها وجود داشت: خیابان‌های باریک و پیچ در پیچ قرون وسطایی، که در آن اتوبوس‌های اسب‌کش حرف اول را می‌زدند، و بلوارهای عریض ساخته شده در قرن هجدهم و نوزدهم، که ترامواهای اسب‌کش مزایای بیشتری داشتند. از سوی دیگر، شبکه منظم خیابان‌های عریض و مستقیم که مشخصه شهرهای آمریکا است، مزیت رقابتی اتوبوس‌های اسب‌کش را به حداقل می‌رساند و به همین دلیل ترامواها به جای آنکه مکمل آنها باشند، جایگزین آنها در ایالات متحده شدند.

وسایل نقلیه‌ای که برای کشش خود به اسب‌ها وابسته بودند، دامنه عملیاتی محدودی داشتند، همچنین هزینه‌های مربوط به خرید، تغذیه و اسطبل اسب‌ها، که بخش بزرگی از هزینه کلی عملیات حمل و نقل را تشکیل می داد، زیاد بود. اسب ها به سرعت توسط کار خیابانی فرسوده ‌می‌شدند و آسیب‌پذیری آنها در برابر بیماری‌ها به شکل چشمگیری در سال 1872 نشان داده شد، زمانی که هزاران اسب در شرق ایالات متحده در همه‌گیری بزرگ آنفلوانزای اسبی مردند.

فناوری های حمل و نقل خیابانی قبل از سال 1880

جستجو برای جایگزینی مکانیکی برای اسب‌ها در ابتدا بر منبع اصلی قدرت، یعنی موتور بخار متمرکز شد. بین سالهای 1821 تا 1840 تعدادی واگن بخار در انگلستان ساخته شد، اما این وسایل نقلیه، سنگین، کند، پر سر و صدا و دست و پا گیر بودند و از تعداد معدودی که فراتر از مرحله آزمایش فنی توسعه یافتند، هیچ یک به موفقیت کافی برای جذب سرمایه‌گذاری بیشتر دست نیافتند.

برای مثال، بین سال‌های 1833 و 1836، والتر هنکاک خدمات منظمی را با اتوبوس‌های بخار با 14 و 22 صندلی در لندن انجام داد، اما این وسایل نقلیه تعداد کمی از مسافران را از اتوبوس‌های اسب‌کشی که در همان مسیر کار می‌کرد، جذب خود ‌کردند که منجر به شکست تجاری این سرمایه‌گذاری شد. پیشرفت‌ها در فناوری موتور بخار در اواخر قرن منجر به افزایش علاقه به بخار به عنوان منبع نیرو برای وسایل نقلیه خیابانی شد و در طول دهه 1870 چندین مدل از ترامواهای بخار وارد تولید تجاری شدند. در برخی موارد، یک لوکوموتیو بخار کوچک با هدایت ریلی، یک تراموای معمولی بدون نیرو را می‌کشید.

تخمین زده شده است که در زمان‌های مختلف ممکن است 2500 تراموا بخار در اروپا و 700 تراموا در ایالات متحده وجود داشته باشد، اما تنها بخشی از آنها به عنوان وسایل نقلیه حمل و نقل درون شهری استفاده می شدند و بیشتر آنها به عنوان راه آهن سبک برون شهری به کار گرفته می‌شدند زیرا ترامواهای بخار پر سر و صدا و کثیف بودند و از این رو مورد پسند مردم و مقامات شهرداری نبودند.

یک راه حل مبتکرانه برای حل این مشکلات، موتور بخار بدون آتش که از بخار تحت فشار تولید شده در یک دیگ بخار ثابت در یک مخزن مرکزی استفاده می‌کرد، بود. دیگر هیچ دیگ بخاری برای خود لوکوموتیو مورد نیاز نبود و از همین رو مشکل دود، جرقه و خاکستر از بین رفت و وزن لوکوموتیو کاهش یافت. این سیستم اولین بار در سال 1873 در نیواورلئان آزمایش شد و توسط لئون فرانک، مهندس فرانسوی به کمال رسید.

لوکوموتیوهای بدون آتش فرانک در چندین خط در حومه پاریس و در تعدادی از شهرهای استانی فرانسه در اواخر دهه 1870 و اوایل دهه 1880 به کار گرفته شدند. این موتورها تا سال 1905 در لیون در حال جا به جایی ترامواها بودند؛ اما این موتورها یک مشکل بزرگ داشتند: برد عملیاتی معمولی آنها (که 15 کیلومتربود)، به شدت توسط رویدادهای غیرمعمول مانند ازدحام خیابان‌ها یا مسدود شدن مسیرها کاهش می‌یافت و آنها را در هر نقطه از خط بدون بخار رها می‌کرد.

تراموا

اولین تراموای خیابانی جهان با کابل در سال 1873 در خیابانی در سانفرانسیسکو افتتاح شد. اندرو هالیدی، تولید کننده طناب و کابل، مخترع این پروژه بود. این سیستم شامل یک کابل سیمی کنفی بود که توسط یک موتور بخار ثابت هدایت می‌شد، یک تله‌کابین که روی ریل، با یک دستگاه گیره نصب شده روی آن و یک راننده حرکت می‌کرد.

از چند جهت، سیستم هالیدی به وضوح نسبت به تراموای اسب‌کش برتری داشت: تمیز بود، هزینه‌های جاری بسیار پایینی داشت و حتی با بارگیری کامل مسافر می‌توانست با سرعت بالایی (تا 15 کیلومتر در ساعت) حرکت کند. در طول دهه 1880 ترامواهای کابلی در بسیاری از مسیرهای شهری نصب شدند. اما تا سال 1890 سیستم تراموای الکتریکی (ترولی) بعنوان جایگزینی ارزان و عملی برای کشش کابلی ارائه شد.

در سال 1879، زینمس و هالسکه در شرکت زیمنس ، یک راه‌آهن برقی نمایشی برای نمایشگاه تجاری برلین ساختند و دو سال بعد، اولین خط تراموای برقی در جهان توسط همان شرکت راه‌اندازی شد. در سال 1880 زیمنس و هالسکه کالسکه‌های کوچک تماسی را امتحان کردند که روی چرخ‌های شیاردار در امتداد یک جفت سیم در بالای سرشان در یک خط آزمایشی در شارلوتنبورگ حرکت می‌کردند. اما در آمریکا بود که توسعه فنی واقعاً مثمر ثمری در فناوری تراموا  قرار بود رخ دهد.

در حالی که زیمنس با اختراعات خود اولین تراموا عملیاتی را در آلمان ساخت، یکی دیگر از نابغه‌های کشش الکتریکی در ایالات متحده اختراعات متعددی انجام داد که مشکلات اولیه را برطرف می‌کرد و تراموا را به وسیله ای کاربردی و کارآمد تبدیل کرد. فرانک اسپراگ (1857-1934)، افسر سابق نیروی دریایی آمریکا که با ادیسون در برخی از آزمایش‌های راه‌آهن برقی او کار کرده بود، شرکت راه‌آهن و موتور الکتریکی اسپراگ را در سال 1884 راه‌اندازی کرد.

اسپراگ و همکارش یک سیستم تولید و توزیع برق را طراحی کردند که می توانست از پس شرایط اوج تقاضا بربیاید، آنها همچنین واگن برقی را کامل کردند و برای راندن ترامواها نیز از موتورهای سنگین اسپراگ استفاده کردند که قادر به مقاومت در برابر افزایش ناگهانی جریان بود. کنترل سرعت توسط مدارگزینی سری/ موازی و رئوستاهای سنگین انجام شد. این کار یک پایه فنی مناسب برای صنعت تراموا در آمریکا ایجاد کرد.

با این پیشرفت‌ها، طول مسیرهای تراموایی در اروپا  در بین سال‌های 1890 تا 1910 افزایشی سه برابری یافت که با عنوان “انقلاب تراموا” شناخته می‌شود. یک تراموا معمولی اروپایی با کشنده مربوط به آن دوره در عکس زیر نشان داده شده است.

در آغاز قرن بیستم و با اختراع فناوری‌های مکانیزه عملیاتی، پیشرفت‌های اساسی در حمل و نقل به دست آمد و سیستم‌های تراموا در اکثر شهرهای بزرگ و متوسط مورد استفاده قرار گرفتند. با این حال، این تنها آغاز پیشرفتی بود که قرار بود در دهه‌های بعدی دنبال شود. وسایل نقلیه تراموا و زیرساخت‌ها، بهبود بیشتری یافتند و گونه‌های جدید، به‌ویژه اتوبوس و اتوبوس برقی، اختراع و عملیاتی شدند.

تراموای برقی معمولی، از زمان معرفی آن در اواخر دهه 1880 تا جنگ جهانی اول، یک وسیله نقلیه کوتاه، دو محوره و با بدنه چوبی بود که تا حدود 10 متر طول داشت و تا اواخر دهه 1960  به طور گسترده در بسیاری از شهرهای اروپایی مورد استفاده قرار می‌گرفت.

وسایل نقلیه چهار محوره، به طول 12 تا 16 متر، اولین بار در دهه 1890 ظاهر شدند و در دهه 1920، بر اکثر سیستم‌های حمل و نقل در شهرهای بزرگ جهان تسلط داشتند.

ثبات مالی

علیرغم نقش حیاتی سیستم‌های حمل و نقلی در شهرها و افزایش تعداد مسافران، شرکت‌های حمل و نقل در شهرهای ایالات متحده از موفقیت مالی مستمر یا حتی عملکرد با ثبات مالی معقول دور بودند. رقابت بین شرکت‌های مختلف تراموا در خطوط موازی، مانع دستیابی به بهره‌وری اقتصادی می‌شد. علاوه بر این، هزینه‌های نیروی کار و سایر هزینه‌های عملیاتی در حال افزایش بود، اما نهادهای نظارتی اجازه افزایش متناظر کرایه‌ها را نمی‌دادند و این شرایط منجر به ورشکستگی بسیاری شد و یک بحران مالی گسترده در صنعت حمل و نقل در زمان جنگ جهانی اول رخ داد.

در سال 1919، رئیس جمهور آمریکا وودرو ویلسون، کمیسیون فدرال راه آهن الکتریک را برای مطالعه این مشکل منصوب کرد. گزارش کمیسیون که در سال 1920 ارائه شد، حاوی برخی اظهارات بسیار مترقی در مورد نقش و ماهیت حمل و نقل عمومی و مجموعه‌ای از توصیه‌ها برای بهبود وضعیت آن بود. با این حال، تنها تعدادی از این توصیه ها اجرا شد و افزایش کرایه‌ها نیز تنها باعث بهبود مالی برخی از شرکت‌های حمل و نقل عمومی شد. این شرایط مانع بزرگی برای ارائه خدمات حمل و نقل کارآمد بود که بعداً به جایگزینی تراموا با اتوبوس کمک کرد.

اتوبوس‌های برقی (trolleybus)

در طول دهه 1920 و اوایل دهه 1930، رقابت خودروهای خصوصی تأثیر قابل توجهی بر تراموا سواری در ایالات متحده داشت. خودروها علاوه بر تغییر در گونه سفر انتخابی مسافران، ازدحام ایجاد می‌کردند که مانع از عملیات تراموا شد. خودروهای قدیمی که شتاب کمی داشتند، برای حرکت در ترافیک مختلط مناسب نبودند. برای بهبود عملکرد در خیابان های شلوغ و اجتناب از سرمایه گذاری مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری مسیر، اپراتورهای حمل و نقل شروع به تبدیل خطوط تراموا به اتوبوس‌های برقی (trolleybus) کردند. این نام را به این دلیل به آنها دادند که ویژگی‌های اتوبوس و تراموا را با هم ترکیب می‌کردند. شبیه اتوبوس بودند زیرا به جای ریل روی لاستیک حرکت می‌کردند و شبیه ترموا بودند زیرا با برق کار می‌کردند و به جای داشتن موتورهای احتراق داخلی، نیروی خود را از سیم های سقفی می‌گرفتند.

اتحادیه راه‌آهن الکتریک آمریکا (AERA) در کنفرانس سال ۱۹۲۹ خود نتیجه گرفت که اگر خودروی تراموا قصد حفظ نقش مهم خود را داشته باشد، باید عملکرد، راحتی و تصویر مدرن خود را با رقباش، یعنی اتوبوس، ترولی‌بوس و خودروهای خصوصی، مطابقت دهد. در این کنفرانس، تاسیس یک پروژه برای طراحی کاملاً تازه‌ای از خودروی تراموا که با بهره‌گیری از تکنولوژی روز، اهداف مذکور را دست یابد، به توماس کانوای از دانشگاه پنسیلوانیا محول شد. در کنفرانس سال ۱۹۳۰، اتحادیه AERA پیشنهاد کانوای را برای تاسیس یک کمیته ویژه برای انجام یک پروژه توسعه و پژوهش پذیرفت، که به صورت همکاری بین شرکت‌های حمل و نقل عمومی و سازندگان خودرو، با نام کمیته کنفرانس رئیسان (PCC) فعالیت کند. این پروژه توسط کلارنس هیرشفیلد از شرکت دیترویت ادیسون رهبری شد و یکی از بزرگترین ماجراجویی‌های توسعه در ‌تکنولوژی راه‌آهن را به وجود آورد.

محصول این پروژه، خودروی PCC (که در عکس زیر مشخص است) در بسیاری از جنبه‌ها پیشرفته‌تر از هر گونه تراموای قبلی بود. این خودرو، به لطف کنترل برقی غیرمستقیم پیشرانش و همچنین سیستم ترمزش، توانایی سرعت گیری و توقف سریع را، با آرامش بسیار بالا داشت که تا سال 1940 حدود 1100 وسیله تا سال 1952 حدود 6000 اتومبیل PCC در ایالات متحده تولید شد.

رقابت

خودروی PCC به بهبود موقعیت رقابتی سیستم‌های حمل و نقل در مقابل خودروهای شخصی کمک کرد، اما در غیاب پیشرفت‌های دیگر، به‌ویژه ارائه حق عبور جداگانه که حمایت مقامات شهری برای آن در دسترس نبود، ماشین PCC قادر به حفظ ثبات طولانی مدت نقش حمل و نقلی خود در شهرها نبود. در بسیاری از شهرها به جای ارائه اولویت و حداکثر تفکیک ممکن، «ترکیب» حمل و نقل با ترافیک خودرو مطلوب در نظر گرفته شد.

یکی دیگر از نیروهای اصلی در این حذف تراموا، کنسرسیوم خطوط ملی شهر بود. خطوط ملی شهر توسط شرکت جنرال موتورز (GMC)، فایر استون و شرکت نفت اسو سازماندهی شد، که هدف مشترک آنها جایگزینی سیستم‌های ریلی برقی با وسایل نقلیه بزرگراهی (اتوبوس و خودرو) بود که محصولات آنها (اتوبوس، اتومبیل، لاستیک) را خریداری می‌کردند. به همین منظور، تعمیر و نگهداری و مدرنیزه شدن آنها کاهش یافت و سپس اعلام شد ترامواها یک حالت حمل و نقل منسوخ هستند و اتوبوس‌ها به عنوان وسایل نقلیه “مدرن” و “انعطاف پذیر” با مزایای بسیار معرفی شدند. معایب آنها، مانند این واقعیت که آنها وسایل نقلیه کوچکتر و با راحتی کمتر همراه با ویژگی های دینامیکی و محیطی پایین‌تر بودند نادیده گرفته شد. حذف مجازی ترامواها منجر به از دست دادن گسترده مسافران و تضعیف تصویر و نقش حمل و نقل در شهرهای ایالات متحده شد. در بریتانیا و فرانسه نیز، اپراتورهای حمل و نقل با بسیاری از مشکلاتی که در ایالات متحده ظاهر شد، مواجه بودند.

پیشرفت قاطع فناوری و کاربردهای تراموا در دهه 1950، یعنی زمانی که سازنده آلمانی، دواگ (DUWAG) ، مدل جدیدی از خودروهای مفصلی یا خودروهای آکاردئونی (مانند عکس زیر) را تولید کرد، بسیار برتر از همه خودروهای مفصلی قبلی، از جمله مدل‌های اروپایی و آمریکایی بود. کاربرد گسترده این خودروها و متعاقب آن به‌روزرسانی شبکه‌های تراموا، از طریق ارائه حق تقدم مجزا، اولویت‌بندی، و سایر پیشرفت‌های تکنولوژیکی و سازمانی، منجر به ایجاد راه‌آهن سبک در طول دهه‌های 1960 و 1970 شد. حمل و نقل ریلی سبک یا LRT ، یک سیستم ریلی است که از نظر عملکرد، بیشتر شبیه به حمل و نقل سریع است تا ترامواهایی که در ترافیک خیابانی مختلط کار می‌کردند.

به دنبال رهبری اکثر شهرهای آلمان، توسعه LRT از دهه 1970 منجر به نوآوری های مداوم شد: معرفی قطارهای دو تا چهار واگنه در خطوطی که از حق عبور جداگانه در خیابان ها، تونل‌ها و سازه‌های هوایی استفاده می‌کنند؛ ساخت وسایل نقلیه با ارتفاع کم به منظور راحتی سوار شدن و خدمات رسانی بهتر به مسافران؛ و بهره برداری در خطوط راه آهن بین شهری. با این تنوع،LRT  نقش اصلی یک گونه حمل و نقل با کیفیت بالا و جذاب را در بسیاری از شهرهای جهان به دست آورد.

اتوبوس

نیکلاوس اتو، مهندس آلمانی، در سال 1876 اختراعی بسیار مهم داشت. او اولین موتور احتراق داخلی (ICE)  چهار زمانه عملیاتی را ساخت که بر روی مخلوط گاز-هوا یا نفت-هوا کار می‌کرد که کاربردهای صنعتی گسترده ای پیدا کردند. گوتلیب دایملر (1834-1900) با درک اینکه بسیاری از کاربردها، به ویژه برای نیروی محرکه وسایل نقلیه، به یک واحد قدرت نسبتاً سبک نیاز دارد، یک موتور پرسرعت سبک وزن را در سال 1883 طراحی کرد. سه سال بعد، مهمترین رویداد در توسعه حمل و نقل بزرگراهی مدرن رخ داد: کارل بنز (1844-1929)، در آلمان، اولین خودرو را ساخت. در اواخر دهه 1890، خودروهای بنزینی به تعداد قابل توجهی در آلمان، فرانسه و بریتانیا تولید شدند، اما اولین وسایل نقلیه حمل و نقل همگانی با موتور احتراق داخلی، یعنی اتوبوس‌ها، در سال 1900 توسعه یافتند.

اختراع دیگری که بعدها اهمیت بالایی برای اتوبوس‌ها پیدا کرد، در طول دهه 1890 رخ داد: رودولف دیزل (1858-1913)، که او نیز یک مهندس آلمانی بود، یک موتور اشتعال تراکمی با سرعت بالا را اختراع کرد. این موتور که به نام مخترع آن نامگذاری شد، در ابتدا بسیار سنگین بود و تاثیر سریعی بر توسعه اتوبوس‌های موتوری نداشت، اما پس از تغییرات متعدد طراحی طی حدود چهار دهه، کارایی آن بسیار بهبود یافت و موتور دیزلی به تدریج به پیشرانه‌ی مخصوص اتوبوس‌ها تبدیل شد.

پس از سال 1899، اولین اتوبوس‌های بنزینی در انگلستان معرفی شدند و تا سال 1911، تمام صاحبان اتوبوس‌های لندن اتوبوس‌های اسب‌کش خود را با اتوبوس‌های موتوردار جایگزین کردند. در سال 1910، چندین تولید کننده بریتانیایی تولید اتوبوس‌های جدیدی را آغاز کردند که وزن سبک‌تر، قابلیت اطمینان بیشتر و هزینه کمتری نسبت به مدل‌های پیشین خود داشتند. ایمنی خودروها نیز با اتخاذ سیستم‌های ترمز چهار چرخ افزایش یافت. تایرهای بادی که برای اولین بار در سال 1888 برای دوچرخه و در سال 1900 برای اتومبیل استفاده شد، برای اولین بار در حدود سال 1920 برای وسایل نقلیه سنگین از جمله اتوبوس استفاده شد.

در ایالات متحده، اولین شهری که تبدیل اتوبوس‌های اسب‌کش به اتوبوس‌های موتوردار را آغاز کرد، نیویورک بود. بین سال‌های 1905 تا 1908، تنها شرکت اتوبوس اسب‌کش باقی مانده در شهر، کل ناوگان وسایل نقلیه اسب‌کش خود را با 35 اتوبوس موتوردار دو طبقه جایگزین کرد.

جیتنی

ظهور مینی‌بوس‌هایی که مسیر مشخصی را بصورت کرایه‌ای طی می‌کردند و جیتنی (jitney) نام گرفتند، در بسیاری از شهرها در حدود سال 1914 ، انگیزه بیشتری به توسعه اتوبوس‌ها در ایالات متحده داد. اولین اتوبوس جیتنی بدنه‌ای موقت و جعبه مانند داشت که روی شاسی کامیون سبک نصب شده بود. جیتنی‌ها که اولین بار در سال 1914 در لس‌آنجلس ظاهر شدند، طی 5 سال در بسیاری از شهرهای آمریکا شکوفا شدند و به طور آشفته ای نه تنها با ترامواها، که در بین خود نیز رقابت کردند. از آنجایی که برخی از شرکت‌های دارنده جیتنی متوجه شدند که استفاده از اتوبوس به جای وسایل نقلیه کوچک مزایای اقتصادی و عملیاتی بیشتری را برای خطوط اصلی خدمات آنها به همراه دارد، آنها خطوط جیتنی را به خطوط اتوبوس معمولی تبدیل کردند.

پیشرفت تکنولوژی

در دهه 1930 در اروپا، به ویژه در بریتانیا، توجهات به انتقال هیدرولیک به جای محرک الکتریکی متمرکز بود. همچنین اولین اتوبوس‌های آمریکایی مجهز به گیربکس هیدرولیک در سال 1939 در شهر نیویورک معرفی شدند. در همین حال اتوبوس‌ها بسیار بزرگتر شده بودند. ظرفیت رایج صندلی‌های اتوبوس که در سال 1912، 16 صندلی برای تک طبقه و 34 برای دو طبقه بود، تا سال 1939 تقریباً دو برابر شده بود. به دنبال تبدیل گسترده تراموا و واگن برقی به اتوبوس در بین سال‌های 1945 تا 1965، اتوبوس ها به حالت غالب حمل و نقل خیابانی در اکثر شهرهای ایالات متحده تبدیل شدند.

پیشرفت‌های موفقیت‌آمیز دیگری نیز در توسعه اتوبوس‌ها رخ داده است. تنوع طرح‌های وسایل نقلیه با معرفی اتوبوس‌های دو مفصلی (آکاردئونی) و اتوبوس‌های با ارتفاع پایین افزایش یافته است؛ با این حال، مهم‌ترین تغییر، تلاش سازمان‌یافته در بسیاری از شهرها برای هماهنگی بسیاری از پیشرفت‌ها به منظور دستیابی به حمل و نقل اتوبوسی با کیفیت بالا، به نام سامانه اتوبوس تندرو یا BRT بود که این سرویس با اتوبوس‌های مجزا، خطوط ثابت با سرویس‌های مکرر و برنامه مشخص به حالتی با کیفیت بالاتر از اتوبوس‌های معمولی تبدیل شده‌اند. این مفهوم پس از ارتقای موفقیت‌آمیز اتوبوس‌ها در کوریتیبا در برزیل به BRT با امکانات کامل در سال 1982، در آمریکای لاتین محبوبیت یافت. کارایی بالا، هزینه کم و اجرای سریع این سیستم و سازگاری آن با شهرهای مختلف آن را به گونه ای محبوب تبدیل کرد که بسیاری از شهرهای جهان اجرایی شده و نمونه اجرا شده در بوگوتا در کلمبیا از موفق‌ترین و مشهورترین نمونه های آن است.

حمل و نقل همگانی پرسرعت / مترو

به موازات آغاز خدمات حمل و نقل محلی، شهرهای بزرگ شروع به استفاده از فناوری ریلی برای خدمات با سرعت بالاتر در خطوط با حق تقدم به طور جزئی یا کاملاً مجزا کردند. لندن که از ازدحام مزمن خیابان رنج می برد، اولین شهری در جهان بود که یک خط حمل و نقل ریلی با سرعت بالا و کاملا مجزا ساخت.

این خط که متروپولیتن نام داشت، در سال 1863 افتتاح شد و دو پایانه راه آهن را به هم متصل می کرد. تونل آن به طول 6 کیلومتر در امتداد خطوط خیابان‌های موجود تا جایی که امکان داشت ساخته شد. لوکوموتیوهای بخار به کار گرفته شده در این خط دارای دستگاه‌های ویژه‌ای بودند که برای به حداقل رساندن انتشار دود طراحی شده بودند، اما این دستگاه ها هرگز کارآمد نبودند و شکایت‌های زیادی در مورد کیفیت پایین هوا در واگن‌ها و ایستگاه‌ها وجود داشت.

با این وجود، خدمات سریع ارائه شده در خط، تعداد زیادی از مسافران را به خود جذب کرد. متروپولیتن اولین خط از یک سری از خطوط متروی مشابه بود که در طول 30 سال بعد در لندن ساخته شد. در همان لندن هم بود که نوآوری های بزرگ بعدی در فناوری مترو برای اولین بار در خط لندن جنوبی که در سال 1890 افتتاح شد، معرفی شد. این خط از کشش الکتریکی (لوکوموتیوهای الکتریکی کوچک) استفاده می کرد. خط لیورپول به برکنهد که پایانه‌های راه‌آهن این دو شهر را از طریق تونلی در زیر رودخانه مرسی به هم متصل می‌کند، در سال 1886 شروع به کار کرد.

در دهه 1890 متروهایی در چندین شهر اروپایی دیگر ساخته شدند. اولین خط مترو در قاره اروپا در سال 1896 در بوداپست افتتاح شد و متروی ناحیه گلاسکو نیز با یک خط دایره‌ای به طول 5/10 کیلومتر و با 15 ایستگاه، در سال 1897 افتتاح شد. خط گلاسکو تا سال 1926 از کشش کابل استفاده می کرد و پس از آن الکتریکی شد. اولین خط متروی پاریس در سال 1900 افتتاح شد. همچنین خط U-Bahn برلین در سال 1902، Hochbahn  هامبورگ در سال 1912، و Subte بوینس‌آیرس آرژانتین در سال 1914 آغاز بکار کرد. خط ریلی منطقه‌ای برلین (S-Bahn) که در سال 1882 افتتاح شد، دارای بخش‌های مرتفعی در خاکریزها و سازه ها بود. خط متروی هامبورگ که 30 سال بعد افتتاح شد و خطوط چندین شهر اروپایی دیگر نیز همینطور بود؛ با این حال، خطوط مرتفع (که در ارتفاعی بالاتر از سطح خیابان ساخته می‌شدند) در ایالات متحده بسیار بیشتر از اروپا مورد استفاده قرار گرفتند.

برای آشنایی بیشتر با سیستم های مترو در کلان شهر های جهان می توانید به این مقاله رجوع کنید.

مترو در آمریکا

اولین خط مرتفع در شهر نیویورک در امتداد خیابان گرینویچ در اواخر دهه 1860 ساخته شد. خطوط راه‌آهن تقریباً 5/4 متر بالاتر از سطح زمین و در امتداد پیاده‌رو، بر روی سازه‌ای که توسط ستون‌هایی از جنس آهن نرم نگه داشته شده بود، قرار گرفته بود. از سیستم کشش کابل برای اولین بخش این خط که در سال 1868 افتتاح شد، استفاده شد؛ اما با مشکلات جدی عملیاتی مواجه شد. در سال 1871، این خط با موفقیت به کشش بخار تبدیل شد و بعداً در امتداد خیابان نهم به سمت شمال گسترش یافت. در طول دهه‌های 1870 و 1880، سه خط مرتفع دیگر نیز در نیویورک ساخته شد، اما در هر مورد خدمات غیرقابل اعتماد بودند و سر و صدای قطارهای بخار، یک مزاحمت جدی برای مردم بود. همچنین از آنجایی که سازه‌های نگهدارنده، مانع رسیدن نور کافی به پیاده‌روها و ساختمان‌های مجاور می‌شدند، مالکان ساختمان های مجاور اغلب با احداث این خطوط مخالفت می‌کردند.

در سال 1891، یک کمیسیون حمل و نقل سریع که به صورت عمومی تشکیل شده بود، تصمیم گرفت که تسهیلات حمل و نقل سریع (مترو) بیشتری در نیویورک مورد نیاز است و این تسهیلات باید بصورت زیرزمینی ساخته شوند. مشخص بود که هزینه‌های ساخت و ساز برای متروها به طور قابل توجهی بیشتر از خطوط راه‌آهن مرتفع خواهد بود و این نگرانی وجود داشت که تونل زدن در امتداد خیابان‌های شهری ممکن است به طور جدی پایه‌های ساختمان‌های بلند اداری و مسکونی مجاور را تضعیف کند؛ اما خطوط مرتفع برای مقابله با حجم زیاد و فزاینده‌ی ترافیک در شهر کافی نبود و پیشرفت‌های سیستم‌های کشش الکتریکی در دهه قبل از آن، به کمیسیون حمل و نقل نیویورک، جایگزین مفیدی برای کشش بخار معرفی کرده بود.

در سال 1900، پس از یک دوره طولانی مذاکره و برنامه ریزی، ساخت 29 کیلومتر خط مترو، شامل 8 کیلومتر متروی چهار مسیره (اکسپرس و محلی) آغاز شد. اولین بخش از شبکه وسیع متروی نیویورک، به عنوان یک رویداد بزرگ اجتماعی، در سال 1904 برای خدمات‌رسانی به مردم افتتاح شد. خطوط مترو در چندین شهر دیگر آمریکا نیز در اواخر قرن اخیر ساخته شد. اولین خط مرتفع در شیکاگو در سال 1892 با کشش بخار افتتاح شد و در سال 1897، خط با سیستم کنترل چند واحدی (MU) جدیدی که توسط فرانک اسپراگ طراحی شده بود، به عملیات الکتریکی تبدیل شد. خطوط ترانزیت سریع قبلی که با برق کار می‌کردند (مانند خط لندن جنوبی و خط شیکاگو که در سال 1895 افتتاح شده بود) از لوکوموتیوهای برقی و ماشین‌های کشنده استفاده می‌کردند. این سیستم کنترلی جدید، انعطاف پذیری و کارایی بیشتری را در استقرار وسایل نقلیه حمل و نقل سریع فراهم می کرد.

ساخت خطوط حمل و نقل سریع در چندین شهر بزرگ در سه قاره در طول دوره 1890 تا1910  نشان می‌دهد که از پیش نیز نیاز مشخصی برای یک سرویس حمل و نقل با سرعت بالا، ظرفیت بالا و قابلیت اعتماد بالا وجود داشت، با این حال، هزینه های بالای ساخت و ساز، یک محدودیت عمده در توسعه این گونه بود.

جنگ‌های جهانی اول و دوم نیز باعث ایجاد وقفه بزرگی در توسعه حمل و نقل سریع شد. پس از جنگ نیز، شهرهای اروپایی و ژاپنی سرمایه کمی در دسترس داشتند، و در سوی دیگر شهرهای ایالات متحده بر ساخت آزادراه‌ها و سایر تسهیلات برای خودروهای شخصی تمرکز داشتند؛ با این وجود در نهایت، مقامات دولتی و رهبران مدنی شروع به درک این موضوع کردند که ترافیک خودروهای خصوصی جز با افزایش کارایی حمل و نقل همگانی پرسرعت، کاهش نمی‌یابد. شناختن اهمیت حمل و نقل همگانی پرسرعت و افزایش تدریجی منابع مالی، منجر به تسریع مستمر ساخت و ساز شبکه‌های مترو شد. مقیاس این فعالیت از این واقعیت مشهود است که تعداد شهرهای جهان که دارای حمل و نقل همگانی پرسرعت هستند، طی بازه زمانی سال‌های 1955 تا 2006 به پنج برابر (از 20 شهر به بیش از 100 شهر) افزایش یافته است.

اگر از علاقه مندان به سیستم های ریلی هستید، می توانید در اینجا در مورد شبکه قطارهای پر سرعت چین مطالعه کنید.

منبع:

Urban Public Transportation Systems and Technology. Prentice Hall