背景介绍
香港拥有现代化且高效率的交通系统，它就像是城市的血脉，每天运送着数以百万计的乘客。这个备受全球瞩目和赞誉的铁路系统，凭借着其惊人的准时性和可靠度，成为城市交通的典范。
更将不同的小区紧密相连，融合了住宅区、商业中心和独特的文化景观，充分展现了其作为基础建设骨干的重要性。
肩负着维系这座都市脉动的重大责任，确保铁路基础设施和日常营运皆保持最高水平的安全性，对于持续推动这座城市至关重要。
面临的挑战
各类型的交通基础措施，无论是高速公路、铁路或地铁皆面临着确保正常营运及维护效率的同时，实现24小时不间断的安全监控的挑战。如何在提升安全性且在成本控制间取得平衡，这对任何一个交通运输机构而言，都是一项艰巨的任务。
就日常营运安全问题来看，人工检测耗时又耗力且准确性偏低。效率只有机器检测的十分之一。
同时，恶劣的天气如台风暴雨、天色昏暗，皆会让人工检测变的更加复杂且危险。近年来，香港的暴雨事件越加频繁。在过去几十年中，每小时降雨量的纪录曾多次被打破，这使得有效监控运行轨道的安全性更加困难。例如，暴雨过后的植被入侵或铁轨移位等都可能导致脱轨事故，造成人员伤亡。因为未能实时侦测到这些问题，而造成每年数百起的事故屡见不鲜，临时的停止营运也让年港铁平均营运时间损失高达300小时。
除此之外，原先部署的传统摄影机缺乏深度感知能力难以实现精准监测；气象卫星也有精准度不足的问题，且受天气及卫星可用性等影响；空中监测所费不赀，除了需要有一定经验的飞行驾驶员外也存在着领空管制等问题。
解决方案
先进运算及 AI 是未来的主要发展方向之一，其涵盖影像优化处理、机器学习、深度学习等任务以及应用于防撞等安全领域的机器视觉及对象辨识。作为 NVIDIA 合作伙伴之一的新汉集团，携手香港空间智慧公司 Kodifly（其为 NVIDIA Inception 合作伙伴），为香港铁路公司部署智能铁路基础设施监控系统（IRIS），实现高效且安全的设施管理。
新汉集团推出的 ATC 3750-A6CR 是一款高效能的 Edge AI 车载计算机， 搭载 NVIDIA Jetson AGX Orin™ 模块，通过 PoE LAN 端口连接高分辨率摄影机和光学雷达（LiDAR）传感器，作为机器视觉的影像和点云数据（Point Cloud Data）输入来源。
此外，新汉更提供了 NEXCOM Accelerator Linux（NAL）的整合软件服务，内建 NVIDIA JetPack™ 5.1.1 软件开发工具包、Ubuntu 20.04、 MCU 函式库和客制化 I/O 驱动程序。透过 API、程序代码范例和 I/O 驱动程序，赋予了开发人员对硬件和 NVIDIA® Jetson™模块高效的控制能力，为加速客户的 APP 开发提供了解决方案。NAL 稳定的软件架构有助于软件厂商撷取列车信息并开发程序接口，满足本项目的要求且与 ATC 3750 无缝介接。
基础设施监控系统（IRIS）由 SpatialSense（三维空间感知核心技术）所驱动，可安装在列车上的光学雷达（LiDAR）或摄影机扫描仪镜头上，对铁路进行扫描，同时捕捉细节并创建数字孪生（Digital Twins）。透过软件对铁路路线进行分析，识别入侵物、障碍物或生长过剩的植被等会造成营运中断的潜在危机。疑物的确切位置被标记在应用程序的 3D 地图上，控制中心人员可实时查看警示并采取行动，如移除树木或修复铁轨，以免意外事故的发生。铁路营运商也能利用该解决方案进行维护规划及故障排除，以达到防范未然目的。
智能铁路基础设施系统（IRIS）四大运作原理
此外，这种车载计算机装置还能透过结合光学雷达、IP 摄影机或毫米波雷达传感器以实现实时全方位监控。它提供了多项关键功能，包含辅助驾驶、智动控制、防撞保护、乘客流量统计、交通号志辨识、轨道监测、车站监控，甚至可以针对驾驶员的生理状况进行匿名检测，大幅提升铁道交通安全。
ATC 3750-A6CR Edge A 车载计算机提供 VTK PWA 系列的电源隔离选配套件以实现全面电源防护功能。更通过了 EN 50155 认证，同时配备了 M12 X 编码的连接头设计，以防止脱落。同时 ATC 3750-A6CR 更为恶劣作业环境条件而生，不仅提供被动散热功能，更可以搭载风扇套件，以实现主动混和式冷却，在宽温度的环境下维持正常运作。其强大的数据处理能力、高效运算及出色的网络联机功能，有助于实时检测行进路线上的障碍物，以降低碰撞的可能性。
新汉集团的产品在开放式环境扮演不可或缺的角色，能够及时侦测并消除视野盲点、防范动物或植物入侵等突发状况，最大程度的避免了事故损失、人员伤亡及行车延误等状况，实现安全无虞的高效交通运输。
解决方案优势
· 提高检测效率，降低不可抗力风险影响
传统公共运输维护作业时常受到天气、人力等不可控因素影响，导致营运成本增加、作业效率低落。透过引进AI解决方案,可大幅降低外在因素影响,有效提升检测效率,节省庞大营运开支。
· 精准探测，提高侦测准确性
与传统的光学传感器相比，光学雷达能以更高的精度测量目标物的距离、位置和形状，并透过发射多向雷射，在更广的范围内收集数据。对于铁路行驶期间，如何精准判读树木位置与外围障碍物是否会入侵轨道至关重要，光学雷达所提供的高精度探测功能可提供更精确的预测及数据分析。
· 预防维修，大幅降低维护成本
根据公共交通网络和美国联邦铁路管理局的估计，未来五年香港将投入约 650 亿美元作为铁路维护和更新。透过人工智能解决方案可实现预防性维修，大幅减少维修支出。
本文所介绍的智能运输解决方案整合了新汉集团的 ATC 3750-A6CR Edge A 车载计算机及 Kodifly 智能铁路基础设施系统（IRIS），将彻底改变交通运输产业。此高効、低成本及安全的解决方案已获得多个垂直市场领域所采用并为创新技术树立新标竿。
