在全球各地，科技与营建工程的深度融合，加上持续加速的都市化与工业发展，共同推动了各国积极构建更高效能的公共运输系统。特别是轻轨系统，由于其建置成本相对较低、所需时间较短，因而获得了公部门与民间企业的大量投资，尤其在二线城市及卫星城市中更为显著。
在规划地面轻轨系统的基础建设时，运输机构面临来自自然环境及人为因素的多重挑战，相较于地下系统，这些挑战更为显著。轻轨车辆常与其他地面交通工具及行人共享路权，因此必须严格遵守安全距离规范。此外，运输机构亦需妥善规划现有道路交叉口，并建造高架桥及地下道等设施，以确保行车顺畅。一套优质的运输管理系统，应具备高度整合性，能与其他轨道基础设施及环境无缝衔接，从而降低后续铁路线的建置与营运成本。更重要的是，系统需具备智能化管理功能，如电源监控及维护需求预测等，以实现成本节省及减少停机时间的目标。
尽管科技已突飞猛进，足以支持全自动化的地铁系统，但地面轻轨的自动化进程仍面临挑战。奥地利自动化列车专家 Burkhard Stadlman 教授指出：
「...在一般传统铁道线路上，例如存在道路平交道且轨道沿线未设有围篱的环境下，我们距离实现真正的无人驾驶列车仍有相当距离...这类系统需要极为精密的障碍物侦测及顶尖的安全系统，以应对各种复杂多变的天候条件。」[1]
为了确保行车安全，在全自动化技术被证实对乘客及外部环境完全无风险之前，列车仍需配备驾驶员，负责操作列车及监控周遭状况。NEXCOM 行动运算解决方案事业群于 2020 年将此项技术应用于澳洲及中国的多个铁路项目，透过整合 AI 功能至其运输系统中，以期提升公共安全及促进自主技术的发展。
系统需求：一套全面的运输管理系统需要哪些要素？
驾驶员需要一套安全、有效且最新的运输管理系统，以便安全地在目的地之间运送乘客。理想情况下，该系统应包含四个关键组件：AI 赋能的运算平台、通讯网络、一流的影像撷取设备和联网驾驶辅助系统（C-DAS）。以人体系统为例，将运算平台视为身体本身，通讯网络视为嘴巴，影像撷取设备视为眼睛，C-DAS 则为身体的「灵魂」。
运算平台是运输管理系统的核心，扮演不可或缺的角色，它不仅是所有其他组件运作的枢纽，更负责执行复杂的数据分析。影像撷取设备和光达（LIDAR）与平台的计算机视觉及人工智能（AI）功能紧密协作，共同完成异物辨识任务，精准区分车辆、行人及交通号志等。具体而言，4K 高分辨率摄影机负责撷取清晰的影像画面，而光达传感器则透过发射脉冲雷射光，精确测量物体距离。此外，一套可靠且高速的通讯网络负责将实时数据传输至控制中心和列车驾驶员，并将相关数据上传至云端，以供文件记录及深度分析之用。
最终，联网驾驶辅助系统（C-DAS）建置于运算平台上，并利用通讯网络及影像/光达组件所提供的实时信息，持续监控道路状况，辨识潜在风险，并立即向驾驶员及中央控制中心发出警告及警报，以有效预防事故发生。透过与整个轻轨网络的「联网」，C-DAS 与轨道网络的交通管理系统（TMS）紧密协同运作，TMS 负责控制网络中所有车辆的路线、时间及移动，引导每位驾驶员不仅安全操作，更能有效提升营运效率，避免不必要的停车、节约能源、减少车辆磨损，并有效预防事故及营运事件的发生。[2]
輕軌聯網駕駛輔助系統（C-DAS）
解决方案：采用 NEXCOM ATC 8010-7DF 之轻轨联网驾驶辅助系统 (C-DAS)
为了解决上述各种疑虑，NEXCOM 已向全球多个人口稠密城市的系统整合商，推出其顶尖的 AI 强化运算平台 ATC 8010-7DF。此平台能与第三方硬件、软件及联网驾驶辅助系统（C-DAS）完美整合，将既有不完善的轻轨系统，升级为更可靠、安全、技术先进且完全整合的解决方案。ATC 8010-7DF 的核心优势在于其卓越的 AI 分析能力，透过内建的 NVIDIA GTX 1080 MXM GPU，能提供顶尖的图形效能，轻松应对实时 AI 视觉运算的需求。该平台设计精巧，适用于狭小空间，且易于扩充升级。在轻轨网络复杂的交通环境中，它更能精准区分各种车辆及异物，并实时判断其与列车的相对距离，有效提升行车安全。
ATC 8010-7DF 經過嚴格的振動與衝擊測試，符合 MIL-STD-810G 軍規標準，且能在 -30°C 至 60°C 的寬廣溫度範圍內穩定運作，足以應對各種嚴苛的工業環境。此外，我們提供八個具備可選 M12 連接器的 PoE 802.3 af/at 連接埠，有效解決鐵路環境中常見的振動問題。PoE 連接埠可為 4K PoE 攝影機提供電源及網路連接，即時記錄並傳輸高解析度影像，同時為光達感測器提供電源及網路連接，精準監控輕軌車輛與周遭物體之間的距離。這些裝置均支援聯網駕駛輔助系統（C-DAS），C-DAS 將這些即時數據與 AI 影像分析及辨識技術整合，精準辨識並警示鐵路沿線 300 公尺範圍內的人員、車輛及異物等潛在風險。駕駛員可根據 C-DAS 的警示，即時調整車速，確保行車安全。
ATC 8010-7DF 经过严格的振动与冲击测试，符合 MIL-STD-810G 军规标准，且能在 -30°C 至 60°C 的宽广温度范围内稳定运作，足以应对各种严苛的工业环境。此外，我们提供八个具备可选 M12 连接器的 PoE 802.3 af/at 端口，有效解决铁路环境中常见的振动问题。PoE 端口可为 4K PoE 摄影机提供电源及网络连接，实时记录并传输高分辨率影像，同时为光达传感器提供电源及网络连接，精准监控轻轨车辆与周遭物体之间的距离。这些装置均支持联网驾驶辅助系统（C-DAS），C-DAS 将这些实时数据与 AI 影像分析及辨识技术整合，精准辨识并警示铁路沿线 300 公尺范围内的人员、车辆及异物等潜在风险。驾驶员可根据 C-DAS 的警示，实时调整车速，确保行车安全。
结论：轻轨系统的成功，预示其将持续蓬勃发展
轻轨基础建设已成为解决都市交通问题的热门环保方案。将 NEXCOM ATC 8010-7DF 的先进 AI 与对象辨识技术导入轻轨系统，已被证实能显著提升整体安全与精准度。透过 5G WWAN 模块，结合第三方高分辨率 PoE 摄影机与光达，能与 ATC 8010-7DF 无缝连接，打造全方位整合的智能型联网驾驶辅助系统（C-DAS）。此系统的导入，让政府得以在新兴城市快速建构低成本的轻轨网络，兼顾速度与安全。轻轨系统不仅大幅提升运输量，更利用专用路权增加载客数，有效纾解地面交通拥堵。
NEXCOM 致力于透过尖端、安全可靠的解决方案，为智慧运输产业带来革命性的变革。为满足运输产业客户的多样化需求，NEXCOM 提供一系列 AI 赋能的智能运输管理解决方案。若您对我们的产品或服务有进一步的兴趣，欢迎随时联络我们的行动运算解决方案事业群，我们将竭诚为您服务。
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參考文獻
[1] T. Cassauwers. “Driverless trains are coming, but what about the workers?” Equal Times. https://www.equaltimes.org/driverless-trains-are-coming-but#.Xs3hAUBuLIW (accessed May 27, 2020).
[2] K. Barrow. “C-DAS: taking driver advisory systems to the next level.” International Railway Journal. https://www.railjournal.com/in_depth/c-das-taking-driver-advisory-systems-to-the-next-level (accessed June 9, 2020).
