臺灣載運旅客總量已突破 12 億人次的鐵道網絡,顯示軌道交通不僅已成為臺灣現代城鎮發展不可或缺的交通基礎建設,因而政府積極推「軌道產業本土化」與「智慧運輸系統升級」,以資通訊技術、人工智慧 (AI) 等先進科技提升安全監控、營運韌性、維修效能及服務品質。
為加速臺灣軌道交通產業智慧化的腳步,中華軌道車輛工業發展協會與四零四科技(Moxa)於今(16)日共同舉辦「接軌國際 智啟未來─通訊賦能智慧軌道發展論壇」,邀請軌道運輸領域重量級主管機關、營運業者、專家學者及知名業者,共同探討資通訊技術所需數據及傳輸的標準,與新一代列車通訊網路國際標準接軌的進程,以及人工智慧(AI)、5G 等尖端通訊技術賦能車載系統、車對地無線應用智慧化與軌道資訊安全之研發成果。

交通部鐵道局局長楊正君於論壇中表示,軌道產業本土化及智慧化為鐵道產業發展重點,而交通部鐵道局自 2021 年起推動鐵道產業研發補助計畫也有不錯的成效,不但整合國內學研機構的研究能量與產業界的專業和實務經驗,提升鐵道次系統的自主技術能力,而研發成果也將用在國內建設,例如列車控制及監視系統(TCMS)研發計畫,以及今年也有更多補助計畫助國內鐵路與捷運機構規劃智慧鐵道及建置雲平台,藉此推動鐵道數位轉型,提升行車安全、服務品質及營運維修應變效能,並可帶動未來鐵道技術開發及應用創新,建構產業供應鏈。另外,去年頒布的智慧鐵道系統通訊技術規範,推動臺灣鐵道系統智慧化,解決標準化不足的問題,並可為鐵道興建與營運機構提供一致的標準與指引。
軌道智慧化首重「整合」與「升級」,並高度仰賴通訊網路和傳輸功能,被視為現代化列車運轉中樞核心的 TCMS,透過列車通訊網路(TCN)連接牽引、煞車、集電設備、車門、空調等列車子系統,進行監控、診斷與記錄,以保障列車正常運轉行駛。因此本土自主研發、生產製造與應用的 TCMS 成為軌道系統智慧化及本土化的關鍵項目,以期解決 TCMS 智慧化在採購、建設和營運階段面臨的挑戰,包括次系統缺乏詳細資通訊技術規範、列車數據整合的複雜性,以及資料標準格式化的挑戰。
國立臺北科技大學智慧鐵道產業人才學院研發中心專任研究員范剛維在論壇中,說明交通部鐵道局今年推動臺灣自主研發的 TCMS 系統之研發進程,這個基於 IEC 61375 標準的新一代列車通訊架構設計已完成,並採用 Moxa 硬體,完全符合 IRIS、EN 50155 和 IEC 62443 和鐵道品質管理、確保可靠性和網路安全認證,不僅可無縫整合舊系統的子系統,更運用 Wi-Fi 及 5G 無線通訊技術,配置安全網路閘道器以確保列車與基礎設施之間的安全通訊,並導入智慧鐵道之相關技術,例如可透過數位分身平台進行虛擬驗證加速開發;導入大數據和AI演算法實現智慧驅動的預測性維修和更多全新智慧應用。
隨著 AI 技術的快速演進,軌道交通產業也加速推動 AI 強化市場應用—尤其運用 AI 優化次世代無線通訊於安全控制之應用。Moxa 無線通訊研發資深經理李少華表示,雖然 AI 技術目前在軌道交通領域的需求仍在定義中,但軌道無線通訊對 AI 的需求明確,因相較於更高的頻寬,市場更需能面對異常能即時應變的能力。藉助 AI 在無線通訊維運關鍵挹注智慧化決策,協調頻道、負載與漫遊策略,提升整體效能;遇到異常預警時,將多個異常訊號聚合為主要事件,實現關聯分析,避免告警碎片化;透過 AI 模型,自動辨識網路流量類別,並動態調整優先順序與頻寬分配。
而台灣軌道智慧化的轉型典範,臺鐵總經理馮輝昇在論壇中給了最佳詮釋。馮總經理從軌道運輸將扮演經濟發展和淨零社會的重要角色,數位轉型的推動,以及提升安全與效率等面向分析臺灣的軌道社會將要來臨。透過整合全國軌道運輸網絡,大幅提升以鐡路為骨幹之公共運輸使用率。在運輸效率上,也朝智慧通訊提升安全和便捷度,未來台鐵將結合高鐵,擴大一日生活圈之 6 小時環島鐵路網為目標。他更強調,軌道運輸的智慧轉型,將可藉由多元通訊為架構之行車控制系統計畫以達到即時通訊、連續監控、精準定位,以及車載號誌四大目標,並可結合智慧鐵道雲平台 SOPHIA 連結行控中心各系統、車輛系統、道旁設備監控、橋梁監控、電力線控、平交道安全防護、場站與旅運服務自動化及預防性維修等系統,提升數據分析管理能力,並優化安全管理。
這次智慧軌道發展論壇匯聚了交通部、鐵道局、臺鐵、阿爾斯通運輸 (Alstom Transport)、現代樂鐵(Hyundai Rotem)、神通資訊、雲界數位創新等生態系業者,以及學研專家一起研討鐵道車載通訊市場趨勢及最新技術發展,並吸引了 250 名與會者,分別來自中央與地方交通主管機關、鐵道營運及工程單位、軌道系統整合商、軌道車輛製造商,軌道設計規劃公司以及鐵道相關工程學研機構與驗證中心,探討高效穩定的通訊技術與資料運算如何推進未來的智慧列車控制與管理、即時監控與多系統整合,共創智慧軌道運輸數位轉型典範,加速實現智慧軌道運輸。