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打造最隹化智慧交通系统
稳定+高整合

【作者: 王明德】2017年11月17日 星期五

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智慧交通系统是工业电脑的重要应用,由於交通系统对於效能的需求,并不如稳定性与强固性等要求来得迫切,因此相当适合工业电脑厂商切入;此外,相对於消费的电子产品环境,设置於智慧交通控制的电子产品所面临的环境往往更为严苛,因此交通控制的产品规格甚至比工业规格更高,因此通常系统整合厂商都会与工业电脑业者合作,采用高规格电子零组件,来完成其目标。


严苛环境 挑战设计能力

交通是相当复杂的系统,包括路囗与道路、车辆与驾驶、车辆与设备,以及车辆与车辆、驾驶人与驾驶人等不同元素的整合,从这些沟通连结的组合,让资讯的整合分享跨界,是使交通产业「智慧化」的重要历程。


要达成交通安全的目标,第一件事就是让资讯的整合,在资讯的被有效利用的情况下,智慧交通的目标才能完整的被呈现;另一方面,也是资讯的安全性问题,由於交通涉及人身安全,要确保安全的存在,资讯被安全应用同时不被干扰的课题,也是其重点,因此如何兼顾资讯整合的透明度,与资讯安全的保护度,会是智慧交通资讯有效应用两方拉扯的重点。


分析交通领域与其他应用项目,与对工业电脑规格需求,其实有满大的不同。仔细分析,智慧交通系统基本上可以分成「严苛环境」与「长时间运作」两大面向。


交通建设绝大多数的设备,必须24小时暴露在户外,而户外严苛的环境,绝非室内可以比拟。以高速公路为例,一部架於路边的测速器,必须面对白天太阳的高温、路上的灰尘、车辆行驶的震动、寒暑的高低温差,即便是位於轨道系统中的列车号志,也要抵挡列车行驶的强震、多尘与油污,这些情况都对交通设备带来严苛的挑战。


长时运作 稳定性是重点考量

除了环境恶劣外,交通系统的另一要求是稳定的长时间运作,通常铁路与机场的营业时间至少都有18小时,公路更是24小时不中断。在倚赖交通设施甚深的情况下,若在尖峰时刻,高速公路上的收费系统故障,或地铁售票、机场航班系统故障,势必产生相当的不便与困扰。因此,长时性与稳定性是智慧交通系统的基本要求。



图1 : 感测是车辆智慧化的重要技术,透过此一技术,车辆可以与其他车辆或道路上的交通设施链结,提供或交换资讯,让行车更便利。Beacom(Source:BBC)
图1 : 感测是车辆智慧化的重要技术,透过此一技术,车辆可以与其他车辆或道路上的交通设施链结,提供或交换资讯,让行车更便利。Beacom(Source:BBC)

此一领域,工业电脑的产品分类有两种,一是置於车上,用来作为车队管理的车载电脑,二是属於基础建设的各类自动化架构,包括地铁、公路等系统应用设备,不过不管是车载或交通系统使用的电脑,都必须符合其环境要件。


由於传统电脑多是以「空调室」为其设定的使用环境而做的设计,工业单板电脑可能可以在稍复杂的环境中「生存」,但这些环境的严苛性还比不上交通系统所处的空间,交通系统环境的干扰,一般工业等级的设备可能就无法负荷的,更别说是物理性的破坏。


更尴尬的问题,在於智慧交通系统所使用的设备,与一般电脑产品的使用模式完全不同,对於一般资讯产业的想法,电脑产品是「娇弱」的,必需依照特定程序开、关机,才能确保系统的安全,但对交通系统却完全不一样,以车载电脑举例,常是汽车引擎关闭,电脑也就跟着断电,这种「冲击性」的使用模式,对车载电脑的寿命也是一大冲击,这当然不能叫使用者立即改变使用习惯,但如何将这类冲击降到最低,这是设计交通系统设备的严格考验。


坚固连结 不因震动停摆

此外,由於交通系统设备均靠「连结」进行监控、管理及通讯,加上整个系统无法直接辨识设备的连结是否完好,因此「坚固的连结」也成为交通设备一个思考点,由於在交通产业电脑的使用上,设备长时间放在震动或冲击的环境底下,接线连结的完整性是必须需考虑的,因为接线的环境或许难以辨识是否完整,甚至即使发现也不易排除,透过专门设计的连接装置确保完整性,在硬体防护上可以做到最基本的保护,这是在交通系统设备硬体安全防护的第一优先考量。


同样的,由於交通系统亦要求即时性的反应,也无法将所有资讯传至後端中控中心作决策後,再将指令下达到第一线,因此在现场的电脑必须有能力进行逻辑演算,「分散式控制」的规划,也成为智慧交通系统重要的一环,在第一线的设备作出决策後,只要将其发出的指令回传後端即可。在不同环境上所使用的系统,基本上在其需求差异性也有不同的设备要求。


但基本在智慧交通系统角度上,设备的「环境耐受度」则是最基本要求,不管是放在车辆上或系统上,绝对并非是可以随时检修的状态,因此如何维护最隹的稳定运作,绝对是最优先的课题。江国华、蔡明轩与陈良丰都同意,包括宽温控、电源不稳定的保护,以及针对外在环境的干扰防护等,都是交通系统设备必须考量的优先条件。


以车载电脑为例,长时间的「震动环境」就是与传统工业电脑完全不同,像是风扇在长时间的震动下,使用寿命绝对会缩短;甚或是以记忆体的敏感度,其装设也无法以传统工业电脑的思惟来规画,而必须考量特殊的设计,因为在行进的环境中,绝对不可能毫无震动,因此抗震的机制,也是交通系统设备所必须考量的一项环结。


视使用者规划系统


图2 : 智慧交通将结合大数据、云端、物联网,串起所有数据。(Source:Siemens)
图2 : 智慧交通将结合大数据、云端、物联网,串起所有数据。(Source:Siemens)

此外,在资讯处理,大量化的资讯储存备份与即时分析,对智慧交通系统设备也是一项考验,一般来说,这些工作在传统工业电脑上都可以达到,但在环境更严苛的条件下,如何能持续进行高效能运算,这才是智慧交通系统应用的真正价值。


除此之外,大多数的交通系统设备,都需要与「使用人」沟通的桥梁,因此显示设备也是智慧交通系统的一项重点。包括用路讯息提供、车辆使用状况以及安全控制显示等,甚或是车上的娱乐,显示设备的重要性也必须注意,许多数位内容厂商,都认为车载娱乐的内容提供,将会是未来重要的商业模式,目前已有工业电脑厂商跨入发展,例如艾讯近来与中华电信在台北市公车进行整合3G系统与广告资讯的专案合作,提供车辆行动通讯的特定广告资讯,就是智慧交通所创造商机的重要例子。


目前产业电脑的发展基本上已趋於成熟,相关的应用技术多能因应,如何让智慧交通系统的功能完整,则是看规画者或使用者的需求而定,绝对不是单纯的追求效能极大化,而是按需求的配置最适化,这完全取决市场的态度,稳定性才是第一要件。


针对未来发展,智慧交通系统所带来的商机相当庞大,而其所使用的技术也都相当成熟,多家厂商都同意,在发展瓶颈不会是技术而是厂商的想像力、整合力与执行力,谁能够充分利用现有技术,整合出具有最高附加价值的系统,谁就能在这场波商机中获取最大利益。


**刊头图片(Source: Siemens)


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