什麼是物聯網鐵路？
數百年以來，鐵路一直是世界各地人民的重要運輸方式。鐵路不但是工業革命的基石，也扮演著社會繁榮與創新不可或缺的要角。
在新冠毅情肆虐過後，如何透過安全的新管道重振經濟成為了政府當局刻不容緩的任務，此外，市民日新月異的消費需求、市區人口爆炸問題、以及環保理念的推行，再一次讓鐵路成為了眾所矚目的焦點。
為了應對這些挑戰，同時奠定未來發展的基礎，許多深謀遠慮的政府與鐵路營運商都有意透過智慧型物聯網技術實現鐵路現代化。
連線鐵路的技術
適用於鐵路系統的物聯網智慧裝置種類繁多，例如震動和溫度感測器、車輛與車站監視器、數位標示牌、機器學習資料庫、安全系統等等。統合上述智慧裝置，鐵路營運商就能透過單一的端對端解決方案達成下列目標：
- 將資料轉化為行動方針。透過邊緣運算在資料收集點附近完成處理及分析，實現近乎即時的決策與危機應對。這種低延遲的運算能力有助於達成鐵路障礙物偵測識別、動態數位標示牌、互動式多媒體資訊站、乘客流量監控等功能。
- 將現有系統的價值最大化。消弭 IT/OT 的分歧並促進合流，整合資訊科技 (IT) 與營運技術 (OT)，掌握整個鐵路系統的資料並加以利用、統整與分析。這些新資訊能夠簡化業務流程、產生深入解析、推動創新的解決方案與服務，並減少停機時間。
- 邁向成功的未來。深度學習與 AI 等技術差異化因素能夠幫助營運商為未來發展打下堅實的地基，並在各種運輸模式的競爭中取得優勢。AI 可用於預測班次誤點，無需建造新的站台就能提高運載量，另一方面，深度學習則可以精準監控乘客流量，為車站規劃與營運決策提供分析資料。
物聯網鐵路的優勢
透過物聯網技術，鐵路營運商不但能為大眾提供高效、安全且便捷的智慧型連線鐵路，還能為自己創造下列優勢：
- 提升效率：壅塞與過多的人流會導致營運效率低下。透過搭載深度學習與 AI 技術的電腦視覺，營運商就能監控乘客流量並收集進階分析所需的資料，根據現場情況調動人手並制定安全決策。
- 減少停機時間：感測器、攝影機、車載電腦等設備可即時監控車隊的異常狀況，減少停機時間、預測維修保養，並排定維修時間以維持列車的良好狀態。
- 強化安全性：當電腦視覺與人工智慧攝影機檢測到液體外洩、火災、煙霧或意外的風險時，會自動發出安全警示。此外，這也可以用於協尋走失的兒童，或是偵測誤入輸送帶、在手扶梯上摔倒、跌落軌道及進入禁區的人。
- 提升乘客滿意度：物聯網技術為營運商開啟了無限可能，協助您打造各式各樣符合乘客需求的解決方案與服務。舉例而言，您可以透過快捷的資料收集與分析功能，為每一位乘客量身打造專屬路線，也可以在車上提供穩定強大的 Wi-Fi，讓乘客自在享受不斷線的旅程。
物聯網鐵路的使用案例
全球各地的鐵路營運商都致力於透過物聯網解決方案，打造智慧化的連線鐵路。從進階分析應用程式，到數位標示牌與預測性維護，五花八門的物聯網技術融入了既有與新建的鐵路系統。下列是目前最常見的物聯網使用案例：
預測性維護
預測性維護是一種經濟實惠的安全與效率管理工具。從被動維修轉向預測性維護，能讓營運商在停機發生前迅速採取措施，奠定持續進步的基礎。它能利用智慧感測器、機器視覺攝影機與控制器，收集軌道、火車頭、各節車廂與其他設備的資料，提供自動化的即時監控報告。此外，還能透過邊緣運算技術降低傳輸延遲，在收集點實現近乎即時的資料分析，一旦發現問題就立刻傳送警示。無論雲端或邊緣裝置，都能運用機器學習技術深入研究過去的設備故障事件，並預測未來停機與維護需求的可能性。這些模型可以持續訓練，逐步提高預測的準確度。預測性維護的終極目標是賦予營運商下列能力：
- 規劃並安排維護週期。
- 將服務時間表最佳化。
- 盡量減少停機與故障。
有了精準的維修時間表，故障發生率也會隨之降低，讓鐵路營運商省去高昂的維修成本，並延長軌道、車廂及其他設備的使用壽命。而由於鐵路變得更加穩定且智慧，乘客也能享受到更優質的乘車體驗。
安全感測器
保障乘客與工作人員的安全，是營運商的第一要務。其中一種方式是在運輸系統中廣泛設置安全感測器。
在剎車、車輪等關鍵零件也可以增設感測器的數量，隨時提醒駕駛員注意異常狀況。此外，也可以透過電腦視覺解決方案建立自動化的月台及車門控制系統，並偵測是否有乘客不慎滑落。
資產追蹤
每一天，鐵路營運所牽涉的資產量幾乎無以數計，包括軌道、設備、車站，以及行李等乘客的所有物。要想全面確保安全與效率，就必須隨時掌握所有資產的去向。電腦視覺技術能夠即時追蹤各項設施的情況，進而縮短火車的閒置時間並提升營運效率。
乘客流量
營運商所面臨的最大挑戰之一，就是將乘客從出發地轉移至目的地。交通壅塞、人潮過量以及不法行為的風險，都會降低效率、減少收益，最終導致乘客的滿意度下滑。因此，營運商可以選擇在車站與列車上安裝攝影機，透過電腦視覺技術實施深度學習及 AI 人流分析，進而改善決策與車站規劃的流程。
改善乘客體驗
在交通選擇族繁不及備載的今日，鐵路也必須跟上時代的腳步，提供更加流暢、舒適的乘車體驗，以確保乘客未來會繼續將火車當成旅遊的首選。我們可以善用數位標示牌、連結網路的多媒體資訊站、5G 及其他物聯網技術，讓乘客隨時掌握最新資訊，並且在乘車過程中享受各式娛樂，打造豐富精彩的旅程。
數位標示牌與連線式多媒體資訊站
數位標示牌及連線式多媒體資訊站不但智慧、便捷，還能輕鬆翻轉乘客的旅行體驗。其功能包括發車與行車資訊的即時更新；個人化優惠及數位廣告；透過乘車掃描器快速查詢發車時間、站台資訊、步行速度等；還可以估算人潮，制定最佳的行進路線。配合智慧感測器、攝影機與加速器，多媒體資訊站的功能將會大幅增加，除了能回應非觸控手勢，還能在車站發生火災等緊急事故時自動觸發安全警示。通常而言，若接受廣告商與零售商的付費投放，就能吸引乘客並增加收益，攤平資訊站與數位標示牌的營運成本。
為了方便乘客隨時掌握抵達時間與其他異動，聖地牙哥都會運輸系統和 Cisco and Davra Networks 合作採用以 Intel® 結構為基礎的解決方案，將列車上的定位資料匯入邊緣智慧系統進行即時處理。如此一來就能謹慎評估各項變數，隨時更新車站與列車數位標示牌上的時間資訊。
連線功能
受益於 5G 技術的全球普及，營運商能夠為所有站內人員提供品質更好的 Wi-Fi 體驗。搭載 5G 基礎架構的車站能夠透過站內的多媒體資訊站，為乘客提供 5G Wi-Fi。這能提升下載速度、降低延遲，並實現便捷的資料分享。如果想要進一步強化車內 Wi-Fi 的訊號，還可以加裝無線網路伺服器，讓乘客在車上也能享有與家中同等的速度與穩定度。
為了提供乘客不間斷的車上 Wi-Fi 娛樂節目，雷塔恩 (RhB) 鐵路公司在旗下的冰川快線及伯連納快線皆引進了 Advantech Passengera 平台。該平台的主機為符合鐵路標準的 Advantech 車上伺服器，搭載 Intel® 技術，並配備進階天線系統。喜歡欣賞風景的乘客可以沿途透過智慧型手機或平板電腦，觀看特製的景觀影片或收聽導覽錄音檔。此外，該平台還能收集重要的客群統計資料，供營運商精準推廣促銷活動，並製作出更優質的內容以提高瀏覽次數。
智慧票務系統實現收費流程自動化
借助感應器信標、邊緣運算、AI 與雲端技術，此後售票機前將不再大排長龍。該系統可以利用站台或列車上的感測器，在乘客通過時自動偵測特定的手機應用程式並收取正確的票價。這種方法可謂一舉數得，不僅方便乘客與營運商作業，還能簡化後端計費與收益管理，並統計使用者的行為模式以利長期規劃。
適用於鐵路的 Intel® 技術
Intel 的技術組合、多年專業經驗、專家團隊，以及精益求精的合作夥伴生態系統都是成功發展未來鐵路不可或缺的要素。我們的專家將提供專業指引與支援，一步步帶您實現智慧物聯網鐵路的理想藍圖。
Intel® 發行版 OpenVINO™ 工具組、Intel® Media SDK 與 Intel® oneAPI 等軟體工具能夠加速鐵路應用程式的上市時間，讓開發者在通用架構之中發揮最大效益。
我們提供全方位的影片產品，內含 Intel® 處理器、Intel® Optane™ 技術，以及 Intel® Vision 加速器等智慧型鐵路所需的關鍵硬體技術。此外，我們所有的硬體產品都配備重要的嵌入式技術，例如功能安全標準、時效性網路與 Intel vPro® 平台技術。
除了過人的技術、產品與架構之外，我們還與各式各樣的生態系統合作夥伴密切配合。來自世界各地的合作夥伴將與我們攜手推動開發進程，打造出兼顧效能與產值的最佳解決方案。
連線鐵路解決方案
Intel 生態系統合作夥伴提供隨買即用的解決方案，讓您輕鬆打造智慧型鐵路。進一步探索能夠立即使用的解決方案，為您解決迫在眉睫的鐵路營運問題：
- Cisco Connected Rail 整合資料中心、有線與無線網路、安全機制與軟體技術，彙總至單一的融合式網路解決方案，實現運輸機構的現代化。
- Klas TRX R6 連線運輸解決方案提供開放式的架構模型，簡化列車、車站與大型運輸系統的連線方式。TRX 平台結合了執行 KlasOS KlasKeel 的軟硬體解決方案，讓您能在經過頻寬最佳化的單一託管式平台操作各種應用程式。
- 至於 Zotera Radius Gateway 則是部署於邊緣，更加安全的平台，為您將營運技術 (OT) 與資訊科技 (IT) 整合至單一的系統。透過 Zotera 閘道，您就能在站台現場統一收集、處理、分析及儲存資料，並做出更加精準的判斷。
開啟鐵路新時代
Intel 持續不懈的創新精神，不僅為政府當局與營運商開創了令人嘆為觀止的全新視野，更提供完善的解決方案，實際改善鐵路乘車體驗、強化安全保障、落實預測性維護，並打造無線輝煌的未來。憑藉強大的技術底蘊、多年的專業知識、精益求精的合作夥伴生態系統，Intel 已經準備好引領鐵路產業駛向新的時代。