雖然鐵路安全防護技術不斷進步,但仍有很多事故發生;2017年至2021年之間,美國總共發生681起列車事故,造成人員傷亡與龐大的經濟損失。人工智慧 (AI)、物聯網 (IoT) 及大數據的興起與發展,在AI行為分析、列車診斷以及網路安全等方面為鐵路產業帶來邁入未來列車及鐵路的機會。幾十年來,作為鐵路產業的領先供應商,艾訊提供完整的軌道交通嵌入式解決方案,利用在人工智慧、物聯網和邊緣運算等現場累積的經驗與技術,改善軌道交通的營運及維護作業。
AI駕駛員及乘客行為分析
雖然現今的列車幾乎以半自動的方式操作,但駕駛員的重要性並未因此而降低。駕駛員仍需要隨時關注一切,確保乘客及操作的安全。由於駕駛員是單獨作業,一旦注意力不集中或發生任何緊急醫療情況時,藉由於車上監視應用的人工智慧邊緣運算系統,即可監控並分析駕駛員的活動。例如:若駕駛員倒在地上或注視一個方向超過五秒,即會發出警報提醒駕駛員及控制中心,以評估是否需要啟動緊急程序。同樣的,亦可藉由AI視覺檢測乘客的異常或攻擊行為,確保乘車安全。
在人工智慧驅動系統和應用的智能推動下,軌道交通營運變得更加安全和智能,同時提昇乘客的舒適度。艾訊全新網路影像錄影與安全監控專用無風扇高效能嵌入式車載平台UST510-52B-FL,通過CE (Class A)、FCC與E-Mark國際專業認證,搭載Intel® Xeon®中央處理器 (Coffee Lake),散熱設計功率 (TDP) 達65W,非常適合入門邊緣運算人工智慧應用。 體積小巧,具有高效能圖像處理運算能力,配備2組高達64G的DDR4系統記憶體,透過M.2或mini PCIe插槽有助於進一步提升加速器模組。
由於行為分析系統需求8組PoE介面支援IP照相機,可以部署到多輛汽車上於行駛間即時監控,配備1組支援5G模組的M.2 Key B 3050 插槽,2組支援RAID 0/1功能的熱插拔2.5吋SATA與2組mSATA硬碟機介面。強固機身設計支援零下25°C至高溫70°C寬溫環境操作耐受範圍,以及高達3 Grms的抗振動,可於嚴峻應用領域正常運作。為確保留存意外事件的證據,建議選購網路影像錄影機 (NVR),因此推薦使用艾訊EN 50155認證智慧交通專用模組化嵌入式系統tBOX300-510-FL,配備4組2.5吋可抽拔式SATA硬碟機固定架,並支援Marvell 磁碟陣列RAID 0/1/10功能,提供超大儲存空間以方便備份重要數據。
車載診斷和預測性維護
為確保乘坐安全,我們不能只依靠機械技師或技術人員進行日常維護。隨著各種傳感器 (如聲音感應器) 和物聯網的發展,我們導入預測性維護,檢測可能即將發生的故障或需要維護。透過訊號和數據分析,列車營運業者可以透過軟體一目瞭然轉向架或車軸的狀態,並儘快解決問題。需豐富I/O介面的閘道器,以便透過多種協定的感應器獲取數據。由於閘道器整合數據並傳輸到中央管理系統,因此可以加速辨識問題的位置和類型。
艾訊迷你型智能車載系統tBOX110-APL-VT通過CE、FCC國際專業認證,符合ISO 7637-2標準,搭載Intel Atom® x5-E3940中央處理器 (Apollo Lake),擁有豐富多元的I/O介面。儘管體積小,卻仍配備2組 CANBus介面與2組支援RS-232/422/485的COM埠,提供高速模式的參數傳輸,沒有任何延遲;除2組LAN埠,還有2組mini PCIe 插槽和外部SIM 卡插槽,以實現無線連接。為擴充更多外接設備,另有2組高速USB 3.0埠與6-in/2-out DIO介面,方便收集多組數位化訊號,成為經濟高效的物聯網閘道器。
物聯網閘道器專用無風扇嵌入式車載平台採DIN-rail導軌和壁掛彈性安裝方式,非常適合安裝於空間受限的車廂內。除收集數據外,當發生緊急情況時,駕駛員還可以利用乘客訊息系統 (PIS) 發出警告或疏散通知。為確保能在充滿挑戰的嚴峻環境穩定可靠地運作,支援零下40°C至高溫70°C寬溫操作,讓鐵路伴隨旅客到達世界上最遙遠的地方。
鐵路網路安全
輪車車輛感應器、設備和系統也涵蓋在營運技術 (OT) 的範圍內;由於營運技術 (OT) 與資訊技術 (IT) 融合提供數據,並由邊緣獲得詳細的見解。因此OT 易暴露於物聯網環境並面臨網路攻擊的威脅,鐵路及相關系統在世界各地受到攻擊,造成混亂與虛假資訊。為了防止列車發生故障,安裝網路安全平台在列車中設置防火牆以保護中央控制單元等系統,可能是一個極有用的解決方案。防火牆可以分割OT與IT網路,並過濾未知數據包。
艾訊EN 50155智慧交通專用8埠PoE模組化嵌入式系統tBOX500-510-FL已被多個系統整合商客戶選擇,擁有可擴充性被視為硬體防火牆。搭載第7代Intel® Core™ i7/i5/i3中央處理器,提供2組增值模組 (VAM) 插槽,客戶可依應用選擇符合需求的模組,滿足系統日後擴充的靈活性。為建構軌道交通網路安全解決方案,建議在系統中安裝兩組I/O擴充模組VAM708。每個模組都有4個M12 A-coded的GbE區域網路埠,即每組擁有2個模組的系統將有4對旁路。這些模組不僅提供多個區域網路埠以整合來自各種板載設備的訊號,還支援LAN bypass以確保功能,即使在系統停機時,也能保持防火牆與整個管理系統的工作。再者,艾訊提供支援CANBus、PoE或串列等功能的模組,使日後部署更加靈活。
確保軌道交通安全需要在不同方面進行大量的準備工作。在網路安全、人工智慧和診斷等系統,都需要具有不同功能的多樣化應用平台。由於所有系統都完美整合並協調運作,帶給旅客一個安全無虞的旅程。