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鐵道數位化轉型之旅全面啟動
 

【作者: Christian Marez】   2021年06月07日 星期一

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受到人工智慧啟發的應用技術,將有助於創建更安全、更智慧及更友善乘客的鐵道網絡。


鐵道是交通系統永續之重要骨幹。放眼世界,透過鐵道運輸的古老概念,仍然是大眾與物資的主要運輸及流通方式。


不可諱言,鐵道交通持續發展且歷久不衰,全球鐵道客運市場據估計在2024年會成長至2,520億美元,而鐵道貨運同時將達到1,140億美元的市場規模。從環境保護的角度而言,十分樂見鐵道交通的持續發展:就城市捷運系統顯示,其人均能源效率較汽車運輸高出7倍之多,而高鐵製造的汙染也低於航空運輸3.4倍。因此,當全球人口持續增長和都市化的趨勢不變之下,鐵路交通注定會成為更加重要的運輸解決方案。


迎向未來需求

鐵路營運改革迫在眉睫,特別是如何實施更具預測性的維護方法,可在問題擴大之前察覺並加以警示。

然而,如何保有鐵道與其他交通方式之間的競爭力,仍有若干挑戰。過去,全球鐵道產業相對保守,多數仰賴經年累月的可靠技術,然而隨著科技的演進,智慧型手機問世以來,乘客希冀更好的搭乘經驗,要求服務改善,例如希望有快速穩定的車載Wi-Fi、更加便利的電子票證服務和即時的車次更新。


鐵路營運業者對於如何能更有效率地管理老舊複雜的基礎設施,也經常陷入苦戰。改革迫在眉睫,特別是如何實施更具預測性的維護方法,可在問題擴大之前察覺並加以警示。這類策略被視為是提升營運獲利的關鍵,也提供了重新投資設備的機會。


COVID-19新冠肺炎疫情又為這些複雜的難題再增挑戰。當全國性封鎖解除後,乘車人數可望回升,屆時需另外關注消毒衛生和社交距離問題。車輛和鐵道安全一直都是鐵道運輸首要考量,如今關切的角度更加多面向。


科技領航

如果鐵道交通在更長遠的未來重要性不減,那顯然,現在該做好準備。為了因應許多新增的挑戰,鐵道產業正朝向數位轉型,提供更智慧的解決方案滿足乘客需求。一些新的科技趨勢,例如物聯網、5G多接取邊緣運算、AI人工智慧、大數據、區塊鏈等,正以更加創新的方式結合入列,從各個環節驅動鐵道運輸的改變。


AI對於鐵道的數位轉型尤其關鍵。智慧感測器的使用以及無所不在的網路連結,意味著鐵道系統將給營運業者帶來愈來愈多數據資料,AI將會被運用來分析資料並帶來價值,使營運業者能更快作出決策,甚至在適合的時機自動做出判斷反應。


唯有搭載AI, 才能透過數據分析和雲端科技的幫助,以提升乘客體驗、鐵道營運、資產維護、運輸安全,最終獲致乘客滿意度提升、營收增加及降低成本。


數位化開始行動

落實於實際的應用情境來看,從乘客踏入車站的那一刻起,感測系統將自動啟動口罩與體溫偵測,如有不符規定或有潛在健康狀況者,系統會提醒車站人員注意。同時,乘客可使用非接觸式的自動感應酒精消毒機加強手部衛生,入站也可透過非接觸式的交通電子票證和行李安檢機,以手機感應自動付費。


乘客導引也可透過數位化進行升級。感測器和視覺系統可運用在人數統計,方便隨時更新機動性的電子看板,可自動調整以反應最新人流。同樣地,乘客資訊系統反應能力和更新速度都能更加同步,讓乘客欲上車時可即時了解各車廂擁擠程度。更進步的WiFi和5G提供車站和車上低延遲的網路連結,讓乘客不論洽公或休閒都無拘無束。


此外,對於列車駕駛員亦可獲取高度便利性。感測器可應用於高風險設施,例如車門、集電弓、輪組,用於偵測異常情況,以避免不正常損害或故障。此外,安裝於車體下方之感測器可在列車行進時偵測鐵道狀況;透過這些設施健康資訊的提供,列車駕駛可全面監控狀況,減少意外錯誤。同時,透過障礙物與入侵偵測系統能監測鐵道旁或介於鐵道間之碎石、動物、人、或車輛,立即對警示駕駛員或發動立即的自動化反應。


列車自動防護是另一個令人振奮的數位化成效。現今的作法是, 將鐵路軌道分成多個區塊範圍,在各區內分裝地面偵測,隨時監測列車是否已駛入範圍內,接著會發出訊號通知來車該區塊是否安全可入。但這樣的系統仍無法判別列車的確切位置,將會影響列車的準點率。


現今,隨著AI科技的進步支撐起更自動化的列車操作─根據鐵路運輸容量、天氣狀況、時刻表規劃等一串因素,計算出最佳行駛速度和軌跡,支援車廂訊號發送和列車速度控制系統,達成列車自動駕駛。AI影像分析可三角測量列車的確切位置,回報給列車控制系統和鐵路上的其他列車。這些進步的定位系統可允許列車行駛更加密集,進而增加鐵路運輸容量、減少運輸瓶頸。


最後,全鐵道網都有影像安全監控。邊緣AI影像分析可將傳統CCTV閉路電視系統轉換成即時監控系統,偵測列車上或車站內的可疑活動,發現破壞列車的行為,或是偵測乘客的逃票行為。這些自動功能讓營運人員無需時時監看影像,減輕員工負擔及提升工作安排效率。


結盟的力量

鐵道公司可透過四步驟開啟改革:評估並定義未來、產生計畫、從小處著手並迅速行動、分享學習收獲並重複四步驟過程。

毫無疑問,在鐵道運輸上,數位化與AI應用潛力無窮。然而,營運者的挑戰在於如何將這類創新以更具成本效益和成效帶入市場,這有賴於高性能的網路連結、資料運算和AI科技無縫結合─-特別是在環境惡劣的戶外環境,包括溫度和振動之類的因素都會接踵而來。


鐵道整合業者和營運商必須與能處理鐵道特殊環境特性、有信賴的科技業者合作將是最佳答案。設備除了要具備客製化能力與強固性之外,還可適用且符合世界安全標準。系統供應商必須能提供更長期使用的解決方案及技術支援,並能透過軟體設計服務提供附加價值以加速產品上市。


策略性的夥伴關係可以提供經過印證的能力,使上述成真,例如凌華科技與英特爾已合作開發出適用於鐵道的產品,讓鐵道組織機關得以將營運數位化,並且開發邊緣AI應用,善用數據資料所帶來的價值。


鐵道公司可透過四步驟開啟改革:評估並定義未來、產生計畫、從小處著手並迅速行動、分享學習收獲並重複四步驟過程。


如此這般,藉由得到夥伴關係的力量,鐵道公司可以快速有效地開始著手鐵道數位化,造福所有人。


(本文作者Christian Marez為凌華科技網路通訊暨公共建設事業處鐵道交通資深業務開發經理)


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