TCMS（Train Control & Monitoring System，列車控制及監視系統）用來協調並監控列車運行，保障旅客安全，係運用資通訊科技提升軌道系統的安全與效能。為何研發TCMS系統會成為軌道系統智慧化及在地化的關鍵項目？本文將提綱挈領告訴您。
TCMS（Train Control & Monitoring System，列車控制及監視系統）用來協調並監控列車運行，保障旅客安全。TCMS系統主要包括車載通訊網路、移動通訊網路、車輛控制單元、人機介面（Human Machine Interface, HMI）等系統，係運用資通訊科技（Information Communication Technology, ICT）提升軌道系統的安全與效能。台灣身為全球ICT領銜地位，擁有世界級的資通訊產業實力，在多項領域都拿下世界第一的亮眼成績。所以，台灣研發TCMS未來前景可以預期亦會成為世界頂尖的供應者。
TCMS系統在地化能力盤點
經過和9家台灣廠商討論，對於TCMS系統所需要的HMI（人機介面）、PLC（Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器）、IPC（Industrial Personal Computer，工業電腦）與網通設備的硬體產品，目前的供應能力整理如（表1）。
關於列車通訊傳輸相關設備，可參考「列車端通訊傳輸架構示意圖」（圖1）所示。其中，列車5G路由器（5G Router）、列車無線路由器（Wi-Fi Router）、列車通訊防火牆（Firewall）及列車通訊閘道器（Gateway）均為台灣廠商能提供。
台灣軌道TCMS系統回顧與發展趨勢
目前台灣各營運系統對TCMS系統的稱呼略有不同，例如：台北捷運高運量系統稱為列車監督資訊系統（Train Supervision Information System），桃園機場捷運稱為控制及監視系統（Control & Monitoring System），台中捷運綠線稱為列車管理系統（Train Management System），高雄輕軌及台鐵公司稱為列車控制及監視系統（Train Control & Monitoring System）等。
依台灣軌道運輸之現況，營運中的車輛至今仍以外購為大宗，即便少數新進系統（如淡海輕軌系統）雖然自製比例提高，但TCMS系統仍使用國外系統，除了各項安全法規的要求外，國內至今仍缺乏TCMS系統相關設計與開發經驗。現有TCMS系統在運務、維修、駕駛員等使用者的觀點中仍有待改善的空間。在地化是必然的，政府也期盼開發出國產TCMS通用系統，並且於今（2024）年8月27日公告，將補助上限1億2,300萬元鼓勵廠商進行開發。其系統架構請參閱（圖2）。
TCMS系統在地化的機會和可能性
由國際上軌道系統的發展來看，TCMS系統商各自有不同的設計理念與架構，難以彼此兼容，使得系統在維護或更新時易受限於原廠規格。近年台灣軌道系統新建或更新案，朝向以聯合承攬或建立統一標準的方式進行，提供了TCMS系統在地化的機會和可能性。特歸納結論與建議如下：
- 研發TCMS通用應用產品，有效應用至軌道相關採購案件，且可依不同車輛系統需求進行客製化。
- TCMS系統自主提升，推動軌道機電系統國產化，帶動軌道技術及關聯產業發展。我們期盼在台灣軌道大量建設、整合技術研發之際，也能同步結合產學研各界技術能量，建立軌道系統TCMS自主技術能力，進而帶動產業發展。
- 較早投入營運的台鐵、高鐵及捷運路線均已超過15年，TCMS系統正逐步進入大幅維修和更換階段，以匹配列車30年的設計壽命。列車TCMS系統控制器、顯示螢幕等設備，如繼續採購備品，一方面要接受鉅額的採購費用，另一方面其產品設計老化，並存在停產斷供的風險。台灣列車TCMS均為國際知名廠商提供，對於TCMS系統進行替換，也面臨外商公司配合度、成本高昂、採購成本有限等困難問題。
- TCMS系統為對全車關鍵設備發送控制命令、監測狀態資訊及故障診斷的核心設備，其安全性在列車運行中極為重要，確保列車網路控制系統具有較高的安全性及完整性是列車安全運行的前提條件。
【參考文獻】
- 111年度鐵道產業發展補助計畫-列車控制及監視系統自主技術提升計畫先期規劃與設計，112年度成果報告，交通部鐵道局，2024年。
- 鐵道產業發展補助計畫–列車控制及監視系統自主技術提升計畫工作需求說明書，交通部鐵道局，2024年。
- 國產化列車網路控制系統安全完整性技術應用，軌道機車車輛，第31卷第6期，2011年12月。
- 列車控制與管理系統TCMS(VCU)於列車重置與改造的關鍵應用，HD Techno。
- 工業技術與資訊月刊-376期，工研院，2023年8月14號。