從端、網、霧、雲的角度,思考智慧軌道未來的發展

網路及資通訊科技的發展持續加速中,1998年推出3G、2008年使用4G、2020年展現5G,目前已經在研發6G。智慧軌道是軌道運輸發展趨勢,交通部成立了「推動5G提升智慧交通服務效能與安全計畫」,除了發展5G智慧交通數位神經中樞、提升交通管理運作績效與服務品質外,最重要的是建立5G智慧軌道運輸及監理環境,期望透過整合各雲、霧、網、端介面標準及設備規範,引領各軌道營運單位,建置5G端、網、霧、雲設備,連結軌道營運雲平台,預計可擴大國內成果到5G產業規模,並持續提升軌道雲平台效益。

我國軌道系統從高鐵(長途快速鐵路)、台鐵(城際鐵路)到捷運(都市鐵路,包括輕軌),未來的智慧化發展必須建立端、網、霧、雲的標準平台,使用一致的原始數據,做到資源共享,我們不但是讓軌道系統逐步達成轉型數位化,更要提升軌道系統的國產化和自主化。

發展構想

一、首先要建構雲平台

智慧軌道整體架構,首先要建構雲平台,雲系統的基礎建置(包括實體機、虛擬機、儲存池、伺服器等),整合資訊,提供雲服務(包括大數據分析及相關的人工智慧分析);另外,善用霧端的邊緣運算,落實在前端進行數據分析處理做好軌道系統的及時決策(Timing Decision)。國內在智慧票證上,提供了電子票證雲(E-Ticketing Cloud)的架構,讓軌道系統車站的前端設備,透過智慧邊緣閘道(Smart Edge Gateway)和雲平台服務(Cloud Service),形成電子票證霧運算系統(E- Tiketing Fog Computing System),不需要隨時連線至後台清分系統(雲端),前端設備先行運算與儲存,此一霧端的邊緣運算,展現出智慧物聯網(Artificial Intelligence of Things, AIoT)的簡約效能。國立交通大學及工業技術研究院結合國內企業合力研發於2021年完成了邊緣運算平台(包括IoT Edge、AI Edge Server及Cloud Edge Server等),創造了完整的雲端服務,提供出更多元且優質的解決方案。

二、「基於5G的開放混和雲服務」是關鍵

在網路部分,我國已經在2020年推出5G,在軌道電信傳輸網路上,傳輸並且善用5G的優勢,研擬出真正好的應用,展現軌道系統的智慧面向,達成降低軌道系統成本及提升運營安全的目標。關鍵是「基於5G的開放混和雲服務」,透過5G網路,有效處理邊緣運算,無縫接軌鐵道局雲(公有雲)及營運公司雲(私有雲),做好軌道系統混和雲的服務。最後,軌道系統經由感測器,蒐集電流、電壓、振動、溫度、影像、音量、…等資訊,傳輸到雲平台展現需要的資訊整合及訊息,做出軌道系統的智慧決策。

溫馨提醒:Web前端開發需要掌握什麼?

Web前端開發很關鍵,因為它是最接近用戶端的,應該從用戶的角度出發,站在用戶的角度思考;前端開發領域涉及多元的技術,同時,要與時俱進。換言之,必須跟上新的技術發展趨勢。所以不論在通訊協定,或者在端設備的整合,都應該考量相容性和整合性。

智慧軌道效益可觀,不容小覷

智慧軌道的智慧化場域,包括行控中心、軌道、列車及車站,另外,巡檢亦是軌道系統的重要工作;我們善用端、網、雲的整合,能監控應用軟體間資訊流程,易於管理,提升整理網路服務品質。同時,資安必須建置成可信任的場域,端設備須尊重行之多年有實績的介面標準,介面標準的選用是開放的並且兼顧資安,雲平台是共享可擴充的網路且必須是安全的,端設備朝向標準化的作業,政府期望訂定雲平台標準、網路通訊標準以及端通訊標準(包括邊緣伺服器標準,以及端物聯網標準)。

綜上所述,智慧軌道系統會朝著智慧安防、智慧營運、智慧能源、智慧乘客服務等方向,提升軌道系統安全、營運效率和乘客服務品質。總體預估在效益上能提升安全80%;IT資源利用率能大於50%;站務人員縮減為80%;車站機房空間節省50%、機櫃空間節省10%;能源使用效率(PUE)小於1.5(國際標準介於1.8~2.1之間),可節省能源30%,預估電費每年節省新台幣1,000萬元。以端、網、雲整合成智慧軌道的效益,非常可觀且不容小覷。

結語

發展國內產業亦能參與的軌道系統標準,除了考量國際列車通訊網路(TCN,Train Communication Network)標準,還要參考國際工業物聯網標準(Industrial Internet of Things, IIoT),提升軌道產業國產化比例,協助各軌道營運單位逐步落實數位化、智慧化的軌道系統。

建置標準雲、網、端的完整系統,從知識管理(Knowledge Management)分享及螺旋式成長的模式,結合產、官、學、研的力量,發展我國軌道系統智慧化產業;讓台灣的高科技軌道系統成為世界的標準,邁向國際舞台,展現我們資通訊科技在軌道智慧化的實力和能力。


資料來源: 張辰秋

發佈日期: 2021/09/27

轉載自 : 全球安防科技網