軌道建設智慧化、國產化推動的問題與挑戰 

軌道建設智慧化、國產化推動的問題與挑戰 
在「2021智慧軌道運輸發展論壇」中,特別安排了「軌道建設智慧化、國產化推動的問題與挑戰」專家座談,來自鐵道局、台鐵局、中科院、神通資訊、中華大學5位專家,進行了專業而精彩的論述。本文特摘錄精華,以饗讀者。
(圖片右起依序為)中華大學智慧運輸暨軌道系統發展研究中心執行長 張辰秋、交通部鐵道局副局長 楊正君、台灣鐵路管理局副局長 馮輝昇、神通資訊董事長 蘇亮、中科院軍民通用中心副主任 吳玉龍。 
 
「軌道建設智慧化、國產化推動的問題與挑戰」專家座談由中華大學智慧運輸暨軌道系統發展研究中心執行長張辰秋擔任主持人,邀請到主導政策的交通部鐵道局副局長楊正君、營運機構代表台灣鐵路管理局副局長馮輝昇、國家級研究單位中科院軍民通用中心副主任吳玉龍以及國產廠商代表神通資訊董事長蘇亮等4位貴賓分別就:智慧軌道建設對雲、網、端的技術規範要求,新舊系統整合介接格式的標準化,軌道建設及維運國產化遭遇到的問題,如何與國際接軌、鼓勵產業界投入⋯等議題,進行精彩對談。
 
Q:因應政府推動智慧鐵道,交通部鐵道局針對新建單位所提供的建設指引中,通訊協定與專案設備的需求應該注意哪些事項?
A:交通部鐵道局副局長 楊正君

現在發展中的智慧鐵道相關技術與標準,最重要的兩個部分是雲平台建置以及資訊有效模組化應用管理。但是鐵道系統數位建設過程中的難題在於,許多既有的應用系統本來就掌握許多數據,但其中有許多數據尚未IoT化,因此無法將數據分享出來,造成跨系統數據無法匯流、彙整(不完整)的現象;未來新建的鐵道系統,尤其是核心機電標(車輛、號誌、通訊、電力、行控等)都希望
透過標準通訊協定將資料上傳到雲端數據平台。而目前智慧化過程中遇到的最大困難,是鐵道系統多數為封閉系統,如要解決數據上傳雲端、達到資訊匯流共享,就必須用國家隊的力量來克服。
 
另外,有鑑於台灣資通訊技術發達,通過IoT建置可以讓鐵道系統的運作、維修與管理更有效率,此部分不管新系統或舊系統都可以做到端的標準開放,要求送出的資料通訊協定要有一定標準,未來新建案端的建設要納入考量。舉例鐵道局目前的規劃案,任何一條新的鐵道系統建設,對於營運與維修需求都應該納入IoT建置,同時要有一致性的標準思維與規範;未來數位建設過程都應參考鐵道局制定的標準,智慧化方面有基礎性幫助,不會落入單一的個別數位建設。
 
Q:對於行之百年的營運單位∼台灣鐵路管理局,對智慧鐵道的需求與規範是什麼?
A:台鐵局副局長 馮輝昇

台鐵的限速備援系統是現階段最需優先解決的問題﹐車輛的加減速要如何控制?目前雖然委託中科院執行,但過程中受到海外原廠專利限制,中科院也只能處理部分問題而無法全面解決;此也是政府在推動鐵道產業最大的困境!而政府機構受限於嚴格的法令規範,雖然產業界有成熟技術,但礙於法令無法與產業直接合作;依據產創條例、推動在地化與研究創新就需要有中介的角色來協助。
 
另一方面,鐵道建設要先有標準化、資訊化、再到數位化最後才能智慧化,但是台鐵內部實際碰到的問題是百年台鐵有許多標準作業流程(SOP),但每一分支機關的SOP與表格都不統一,因此在普悠瑪事件後已全力推動標準化作業。而標準化的第二步是要完全資訊化,才能統整各系統的作業資訊;唯有資訊化後才能走向真正的數位轉型,全面從單機系統到網路系統,最後才能導入AI與大數據分析。
 
台鐵有76個智慧化封閉型子系統,彼此資訊都無發互通,後續橫向資訊匯流排遇到最大問題,是原廠不願意提供通訊協定與標準格式。因此台鐵目前在做的是優先界定目標系統的資訊匯流,包含:安全管理系統、行車控制系統、車輛維修系統、電路維修系統、旅運系統、票務系統等6大系統,確定目標後,要同仁落實執行首要解決他們執行上的問題,再依據鐵道局的鐵道智慧雲及營運單位(台鐵局)的IoT資訊整合平台的架構,根據此架構逐一建構。
 
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台鐵局建構的資訊整合平台要求
  1. 平台要收集哪些資料?必須考量系統的資料來源:舊系統要想辦法請原廠提供原始程式碼(source code),新系統則一定要介接台鐵局的平台,而資料類型要考慮資料量、品質要求⋯等都要標準化。
  2. 平台設計的三大原則:(1)標準化的協定;(2)標準化資料模式;(3)連續式的資料系統投入。
  3. 平台要求:要高過所有基礎設施的類型都能納進來、量身訂作感測器並能介接,最後是OT的資安要求。
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Q:要解決營運單位的痛點就一定要從使用者的立場思考,但該如何著手?就要靠鐵道局所成立的R-Team結合產官學研來協助使用單位建置。但是智慧鐵道平台在推動國產化的過程中,國內外設備如何整合、標準化的因應又為何?
A:中科院軍通中心副主任 吳玉龍

中科院近年在軌道建設上,做的是解決系統上「端」的問題。走智慧化首重「端」點設備要能上雲,而過程中國產設備就要能夠取代原廠設備。目前的狀況是只有單向資訊,也就是端的資料即便送上雲,但因為格式不對無法交換,而造成資料即便可以取得卻無法讀取與使用。
 
如何進行後續維修與更新?60年代起中科院即開始培養逆向工程的工程師來解決業界問題,而國產系統與國外系統如何整合?如何與原廠討論?就以過去軍方的經驗,運用經濟部的「工業合作」來協商技術轉移,把技術轉移到中科院或相對機構的廠商身上是一種辦法。而軌道國產系統與原廠整合的相容性,採購過程必須儘量協商要到相關介面文件,如此才能解決擴充與資料交換的問題。
 
Q:軌道工程施作工期長、物價波動不易掌控,但因缺少物價調整指數將影響國內機電系統廠商的參與,將有礙於國產化的發展。未來政府是否可比照軌道設施工程(土建、水電、環控⋯)列入物價調整指數?另一方面,為了利於設備的相容(尤其是國產品),制定規範該有的注意事項?
A:神通資訊董事長蘇亮
從產業界的角度思考,推動軌道國產化的過程中,應儘快制訂標準讓產業有所依循,而標準制定時很重要的思考是要能接軌國際,也就是國際已有的標準,我們就應該儘可能兼容,如此才有助於企業拓展海外市場。
 
在軌道建設中,每一個子系統都有其智財權,所以當台灣廠商要銜接跨入既有的子系統相對困難,因此異質平台與不同子系統能夠介接就要再架一個平台串接。舉例當年馬特拉撤退後,神通接手要解決原電腦系統當機問題,變通方式是在應用系統的上一層∼OS層做調整,把會產生異常的狀況、在資訊進來前先排除。從資訊角度很多問題是可解的,但最重要的是留意IT問題,從現在科技發展的角度解決問題並不困難,但必須儘快與國際接軌才有助於廠商的全心投入。
 
另外從平台的角度建議,不同平台的資訊彙整與控制可先以人力手動控制解決、再進一步讓不具有安全性的資料由電腦控制,最後再全自動化,如此兼顧系統的安全性又能讓廠商有循序漸進開發的歷程。
 
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業界的心聲
捷運工程施工期都很長,而機電系統常常受到土木工程的進度而影響期程延誤,或是土木工程變更而變更系統,因此站在廠商立場有幾點建議:
1. 簽約時如有任何變更需求,廠商通常必須進行變更施做再談價錢,因此在經費上應該要適度回饋給廠商。
2. 工程延誤所造成的成本上升,經費的調整考量。
3. 在物價調整的部分,原物料、人力成本都在上升,機電系統希望能和土木興建與環控系統一樣能讓廠商有調整的機會。
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