在全球各地，科技與營建工程的深度融合，加上持續加速的都市化與工業發展，共同推動了各國積極構建更高效能的公共運輸系統。特別是輕軌系統，由於其建置成本相對較低、所需時間較短，因而獲得了公部門與民間企業的大量投資，尤其在二線城市及衛星城市中更為顯著。
在規劃地面輕軌系統的基礎建設時，運輸機構面臨來自自然環境及人為因素的多重挑戰，相較於地下系統，這些挑戰更為顯著。輕軌車輛常與其他地面交通工具及行人共用路權，因此必須嚴格遵守安全距離規範。此外，運輸機構亦需妥善規劃現有道路交叉口，並建造高架橋及地下道等設施，以確保行車順暢。一套優質的運輸管理系統，應具備高度整合性，能與其他軌道基礎設施及環境無縫銜接，從而降低後續鐵路線的建置與營運成本。更重要的是，系統需具備智慧化管理功能，如電源監控及維護需求預測等，以實現成本節省及減少停機時間的目標。
儘管科技已突飛猛進，足以支援全自動化的地鐵系統，但地面輕軌的自動化進程仍面臨挑戰。奧地利自動化列車專家 Burkhard Stadlman 教授指出：
「...在一般傳統鐵道線路上，例如存在道路平交道且軌道沿線未設有圍籬的環境下，我們距離實現真正的無人駕駛列車仍有相當距離...這類系統需要極為精密的障礙物偵測及頂尖的安全系統，以應對各種複雜多變的天候條件。」[1]
為了確保行車安全，在全自動化技術被證實對乘客及外部環境完全無風險之前，列車仍需配備駕駛員，負責操作列車及監控周遭狀況。NEXCOM 行動運算解決方案事業群於 2020 年將此項技術應用於澳洲及中國的多個鐵路專案，透過整合 AI 功能至其運輸系統中，以期提升公共安全及促進自主技術的發展。
系統需求：一套全面的運輸管理系統需要哪些要素？
駕駛員需要一套安全、有效且最新的運輸管理系統，以便安全地在目的地之間運送乘客。理想情況下，該系統應包含四個關鍵元件：AI 賦能的運算平台、通訊網路、一流的影像擷取設備和聯網駕駛輔助系統（C-DAS）。以人體系統為例，將運算平台視為身體本身，通訊網路視為嘴巴，影像擷取設備視為眼睛，C-DAS 則為身體的「靈魂」。
運算平台是運輸管理系統的核心，扮演不可或缺的角色，它不僅是所有其他元件運作的樞紐，更負責執行複雜的數據分析。影像擷取設備和光達（LIDAR）與平台的電腦視覺及人工智慧（AI）功能緊密協作，共同完成異物辨識任務，精準區分車輛、行人及交通號誌等。具體而言，4K 高解析度攝影機負責擷取清晰的影像畫面，而光達感測器則透過發射脈衝雷射光，精確測量物體距離。此外，一套可靠且高速的通訊網路負責將即時數據傳輸至控制中心和列車駕駛員，並將相關資料上傳至雲端，以供文件記錄及深度分析之用。
最終，聯網駕駛輔助系統（C-DAS）建置於運算平台上，並利用通訊網路及影像/光達元件所提供的即時資訊，持續監控道路狀況，辨識潛在風險，並立即向駕駛員及中央控制中心發出警告及警報，以有效預防事故發生。透過與整個輕軌網路的「聯網」，C-DAS 與軌道網路的交通管理系統（TMS）緊密協同運作，TMS 負責控制網路中所有車輛的路線、時間及移動，引導每位駕駛員不僅安全操作，更能有效提升營運效率，避免不必要的停車、節約能源、減少車輛磨損，並有效預防事故及營運事件的發生。[2]
輕軌聯網駕駛輔助系統（C-DAS）
解決方案：採用 NEXCOM ATC 8010-7DF 之輕軌聯網駕駛輔助系統 (C-DAS)
為了解決上述各種疑慮，NEXCOM 已向全球多個人口稠密城市的系統整合商，推出其頂尖的 AI 強化運算平台 ATC 8010-7DF。此平台能與第三方硬體、軟體及聯網駕駛輔助系統（C-DAS）完美整合，將既有不完善的輕軌系統，升級為更可靠、安全、技術先進且完全整合的解決方案。ATC 8010-7DF 的核心優勢在於其卓越的 AI 分析能力，透過內建的 NVIDIA GTX 1080 MXM GPU，能提供頂尖的圖形效能，輕鬆應對即時 AI 視覺運算的需求。該平台設計精巧，適用於狹小空間，且易於擴充升級。在輕軌網路複雜的交通環境中，它更能精準區分各種車輛及異物，並即時判斷其與列車的相對距離，有效提升行車安全。
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。
基於 Intel 第九代 Core CPU 的先進車載資通訊電腦，確保了高速穩定的資料處理能力。NEXCOM 提供兩組配置為 RAID 0、1、5 及 10 的外接式 SSD，搭配兩組 mSATA 硬碟，不僅確保重要資料的安全性，更提供充足的儲存空間。在當今科技快速發展的時代，傳統設備面臨汰換需求，資料傳輸速度亦大幅提升。為此，使用者可放心使用我們內建的 5G WWAN 模組，其支援 GPS 定位功能，能將即時資訊快速上傳至鐵路系統的智慧控制中心，以利路況監控及分析。控制中心可藉此輕鬆掌控十字路口、主線轉轍器及機廠的交通狀況。
結論：輕軌系統的成功，預示其將持續蓬勃發展
輕軌基礎建設已成為解決都市交通問題的熱門環保方案。將 NEXCOM ATC 8010-7DF 的先進 AI 與物件辨識技術導入輕軌系統，已被證實能顯著提升整體安全與精準度。透過 5G WWAN 模組，結合第三方高解析度 PoE 攝影機與光達，能與 ATC 8010-7DF 無縫連接，打造全方位整合的智慧型聯網駕駛輔助系統（C-DAS）。此系統的導入，讓政府得以在新興城市快速建構低成本的輕軌網絡，兼顧速度與安全。輕軌系統不僅大幅提升運輸量，更利用專用路權增加載客數，有效紓解地面交通擁堵。
NEXCOM 致力於透過尖端、安全可靠的解決方案，為智慧運輸產業帶來革命性的變革。為滿足運輸產業客戶的多樣化需求，NEXCOM 提供一系列 AI 賦能的智慧運輸管理解決方案。若您對我們的產品或服務有進一步的興趣，歡迎隨時聯絡我們的行動運算解決方案事業群，我們將竭誠為您服務。
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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).
