過去數十年間，鐵路已從傳統機械驅動的運輸系統，轉變為以數據主導的複雜平台。都市化、乘客期望提升、更嚴格的安全法規與減碳目標，促使營運單位推動數位化轉型。
這項轉變不僅需要更智慧的軟／硬體整合與更快的網路，也需要能在車載／行控中心實現低延遲AI運算、提供流暢的車對地通訊，並在嚴苛環境中穩定運作的工業級運算設備。
（右圖取材自123RF）
提升軌道運營效益，融合AI運算已成趨勢
綜觀歐洲、北美、東亞等地的軌道運營商發展，AI運算技術早已被應用於軌道交通的場域中進而提升運營效率、準確率與乘客體驗，具體的應用包含：
- 軌道異物偵測：北歐的軌道運營商將AI與LiDAR整合，用以偵測軌道上的異物，例如倒樹或是誤闖的野生動物。透過即時的影像辨識與警示，讓車控電腦能主動採取防護措施，保護軌道並提升安全性。
- 預防性維護：英國的軌道運營商在軌道沿線部署感測器，搭配AI進行預防性維護。這些感測器能監控設備狀態並預測潛在故障，在異常即將發生前安排維修，確保營運更順暢並降低因意外被迫停機的狀況。
- 提升班次準確度：東日本軌道運營商運用AI演算法優化列車時刻，將歷史績效、旅客流量與當前路況等資料納入分析。藉由即時與歷史數據的結合，系統能動態調整時刻來減少延誤並提升班次準確度。
從雲端到邊緣：AI落地軌道場域的挑戰
隨著AI從雲端機房走向列車應用，軌道交通對硬體的需求已不再僅是單純的算力堆疊。要讓AI演算法在高速移動的列車上穩定運行，必須克服實驗室環境與真實軌道場域之間的巨大鴻溝。
一、商用硬體vs.軌道專用硬體
一般商用AI硬體通常運行於恆溫、恆濕且電源穩定的機房環境中，側重於極致的峰值算力。然而，軌道交通屬於任務關鍵型（Mission-Critical）應用，硬體必須將「可靠度」與「耐用性」置於首位。不同於商用設備可隨時停機維護，車載AI系統一旦上路，就必須在長達數十年的生命週期中，面對頻繁的震動、極端的溫差以及不穩定的供電，任何一次當機都可能影響行車安全或導致高昂的營運損失。
二、AI導入軌道環境的3大技術門檻
將高算力AI部署至列車環境，面臨著物理限制與環境耐受度的嚴峻挑戰，包括：
- 散熱與SWaP限制（Size, Weight, and Power）：AI運算需要強大的GPU或加速卡，這會產生驚人熱量。然而，列車設備空間狹小且多塵，往往無法使用風扇散熱（易吸入粉塵導致故障），如何在密閉無風扇機殼內解決高功耗散熱問題是一大難題。
- 嚴苛的震動與衝擊：列車行駛中的持續震動以及過彎、煞車時的瞬間衝擊，容易導致傳統硬體的金屬接點鬆脫或硬碟損壞。
- 複雜的電磁與電源環境：列車啟動與制動時會產生巨大的電壓波動與突波，若硬體缺乏完善的電源隔離與保護設計，晶片極易燒毀。
以「強固型設計」重新定義車載AI運算
針對上述挑戰，凌華科技憑藉超過25年的軌道電腦設計經驗，採取了軟硬整合的解決策略來克服困難：
- 無風扇散熱工藝：透過散熱機構設計，成功將NVIDIA高效能GPU與Intel處理器整合於無風扇機箱中 ，確保在無氣流環境下仍能全速運算不降頻。
- 符合國際鐵道標準：從電路板佈局到機殼結構，全系列產品嚴格遵循EN50155、EN45545（防火）與EN61373（抗震）標準 ，並採用M12強固型連接器，確保在高震動環境下訊號連接依然穩如磐石。
- 異構運算與模組化彈性：結合CPU、GPU的異構運算架構以處理低延遲任務，同時利用 CompactPCI等模組化設計，讓運營商能根據不同國家的法規與應用需求（如5G、WiFi 6擴充）靈活配置，解決了跨國營運與長期維護的相容性問題。
強固型AI運算平台助力智慧軌道應用
凌華科技擁有豐富的模組與運算平台以回應產業不斷發展的AI需求，提供符合EN50155鐵道標準的硬體、高擴充性模組與策略夥伴整合服務，將AI效能從行控中心延伸至車載邊緣。例如：
無風扇車載AI運算平台
專為鐵路智慧化設計，整合NVIDIA®高效能GPU與Intel®第13代處理器，採無風扇散熱並符合EN50155、EN45545等嚴苛鐵道標準。其強大算力可完美支援LiDAR軌道異物偵測與即時安全警示，確保在震動與極端溫差環境下的穩定運作。(了解更多：
AVA-7200無風扇車載AI 運算平台)
5G車對地車載閘道器
作為車載系統與地端的溝通橋樑，提供彈性的Intel或ARM處理器選項與M12強固型連接器。系統支援5G/Wi-Fi 6及最多4張SIM卡切換，特別適用於跨國運輸場景，確保車地通訊與乘客資訊系統（PIDS）數據傳輸不中斷。(了解更多：
AVA-1000 5G 車對地車載閘道器)
CompactPCI & CompactPCI Serial模組
具備完整的標準產品，包含3U & 6U刀鋒式伺服器、電源模組以及周邊卡，具備-40°C～85°C寬溫運作能力，結合高擴充性與備援設計，能滿足行控中心對資料處理穩定性與長期維護的要求。(了解更多：
CompactPCI架構模組)
乘客資訊顯示系統（PIDS）
可即時提供停靠站資訊、抵達時間、服務異動及緊急公告，確保穩定可靠的顯示效能。系統符合EN50155鐵道標準，並與AUO（友達光電）合作導入可客製化的先進顯示技術，具備優異的可視性與耐用性，能滿足各類交通運輸場域的應用需求。
(了解更多：ARD系列乘客資訊顯示系統)
結語
凌華科技持續深耕智慧軌道交通領域，透過邊緣AI平台、強固型運算模組與車載通訊解決方案，將AI真正落地於車載應用。從軌道異物偵測到乘客資訊同步，不僅提升了營運效率，更以安全與乘客體驗為核心，為全球鐵路運營商打造更智慧、更可靠的交通環境。
更多資訊請造訪凌華科技軌道交通應用解決方案頁面。