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月票吃到飽讓乘客賺了,那為什麼捷運公司不會虧本?

活躍星系核_96
・2018/10/26 ・2520字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

  • 文/李品賢
出現了吃到飽月票,捷運公司為何不會虧錢?source:Chi-Hung Lin@Flickr

今年 (2018) 四月份台北捷運推出定價 1280 元、30 日吃到飽「公共運輸定期票」,只要買了這種套票,就能夠享有一個月公車、捷運任你搭。但是值得買嗎?想必每一個人購買前一定都想過這個問題,讓我們做個簡單的計算:假設一人每天花 NT 64 搭乘捷運,乘上 22 個工作天(這裡假設某人只需要搭捷工作,休息日待在家裡),我們得出總數 NT 1408,高於最新月票NT 1280。

但如果真的讓我們省到錢,那麼台北捷運又如何賺得到錢?這看似「虧損」的決策是如何出現的?

或許我們可以嘗試的回到 1990 年,看看德國國鐵的例子。

九零年代的德國,因為太少人願意搭乘火車,德國國鐵 (Deutsche Bahn) 曾經遭遇經營危機。當時多數人選擇以自家車作為他們主要的交通工具,當時的平均油價是每公里 $0.1,火車的票價卻是每公里 $0.16。最簡單的舉例換算,如果我需要到 500 公里遠的地方,我必須要支付 $80 的火車票錢,然而自己開車卻只需要 $50 的油錢;而且這個價差會隨著距離而增大。

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雖然降低票價或許是一個方法,但基於火車的成本考量,將票價降低至每公里 $0.1 元和自家車做市場競爭,仍然是個非常不可行的方案。

搭乘鐵路的成本比起開車來得高,是德國國鐵一開始虧損的原因。圖/Pixabay

凸顯效應,讓我們在經濟考量上受到變動成本的影響

德國國鐵採用了一些策略解決這個問題。首先,他們運用了心理學上的凸顯效應 (salience effect) (Kahneman & Thaler, 2006),在變動成本  (variable cost) 和固定成本 (fixed cost) 間做變化。 (Simon, 2015)[1]

甚麼是凸顯效應?就是人們的注意力,特別容易受到變動成本所吸引,而較容易忽視固定成本。(Kahneman & Thaler, 2006) 延用上一個開車的例子,油錢是變動成本,而車子的保險、保修是固定成本。德國國鐵因而發明了第一個類似悠遊卡的 BahnCard 50,持有這張卡搭火車可以享有 5 折的優惠(降低了變動成本),而這張 BahnCard 50 的年費是 $140(固定成本)[2]。 這項變動間接地導致火車較容易被注意到的變動成本降低到每公里 $0.08,小於車子的變動成本(油錢) $0.1。消費者因而發現這項 50% 的優惠更誘人,因為原先的價格每公里需要花 $ 0.16,但用了這張卡後, 每公里只需要 $0.08。

此策略一出,搭火車因此成為更多人的工作通勤選擇。

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50%的折扣,讓人們更有意願選擇搭乘鐵路。圖/Pixabay

隱沒成本誤區和厭惡損失,讓我們盡可能的花用手上的月票

除了凸顯效應,隱沒成本誤區 (sunk cost fallacy) 和厭惡損失 (loss aversion) 也是和 BahnCard 50 有關連的心理學技巧 。

所謂的隱沒成本誤區 (Arkes & Blumer, 1985) 指的是,當人們一但把錢花了出去,就容易產生較強的使用慾望。例如,當你繳了年費之後,為了不要浪費,我們會督促自己要常常上健身房健身,這就是隱沒成本誤區造成的心理效應。但人們容易受到隱沒成本的影響,時常忘了考慮機會成本 (Thaler, 1999)。在理性的經濟行為中,我們希望機會成本最小化,如此一來決策中所犧牲的利益才會降到最低。

另一方面,心理學上的厭惡損失也是我們將注意力放在隱沒成本誤區的原因。厭惡損失相關的實驗證明了,同樣的金額,相對於賺得金額,受試者對於「失去」更加有感 。(Sokol-Hessner et al., 2009) 而根據 Kahneman (2011)的研究,當人們為未來做選擇時,他們常常直覺判斷是否能接受可能發生的虧損。人們更容易注意到未來可能性的虧損,而非投資可能的獲利,因此人們更有可能選擇規避虧損,而非最大化獲利的機會。

讓我們回到德國國鐵的故事,人們在買了 BahnCard 50 後具有較強的慾望想回本,所以他們想當然地並會盡量完整地利用這個「資源」。對比那些沒有買年卡的那些人,年費部分的沉沒成本則給了消費者「愈多次搭乘火車則省愈多錢,愈少錢浪費在這張卡上」的想法。

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厭惡損失,讓我們買了月票之後會盡可得的搭乘。圖/Pixabay

作為政策的推動者,應當好好考量人們是否購買的變動成本

總結來說,德國國鐵發行 BahnCard 50 是如何使其財政起死回春呢?一項 2003 年的研究調查 (Simon, 2015) 顯示出大部分的消費者認為他們省了 50% 的火車票;然而實際上大部分的人平均只省了 30% 的交通費。換句話說,德國國鐵只犧牲了 30% 的利潤,就讓消費者以為他們省了 50% 的車票。說實話,這的確是一門好生意!最終,隨著總使用者增加、收入的增加,德國國鐵成功地度過了債務危機,對於德國國鐵和消費者來說,這也是了雙贏的局面。

最後,我們回到關於台北捷運的新月票政策的討論,以筆者的觀點來說,這項新政策對於整個城市的交通狀況會有所改善,也絕對行得通。唯一的隱患在於捷運月票的定價,在最終決定票價之前,政策執行必須將影響搭乘捷運意願的因素都考慮進去,才是這項政策成功與否的重要關鍵。

註解

  • [1] 常見的變動成本像是原料的費用,原料成本會隨市場價錢波動;而固定成本則是租金的支出,比較不容易增加或減少。
  • [2] 類似的行為像是提前預繳健身房的年費,之後每一次來健身房就不需要額外付費。
  • Arkes, H. R., & Blumer, C. (1985). The psychology of sunk cost. Organizational behavior and human decision processes35, 124-140.
  • Kahneman, D. (2011). Thinking, fast and slow. Macmillan.
  • Kahneman, D., & Thaler, R. (2006). Anomalies: Utility maximisation and experienced utility. Journal of Economic Perspectives, 20, 221–234.
  • Sokol-Hessner, P., Hsu, M., Curley, N. G., Delgado, M. R., Camerer, C. F., & Phelps, E. A. (2009). Thinking like a trader selectively reduces individuals’ loss aversion. Proceedings of the National Academy of Sciences106, 5035-5040.
  • Simon, H. (2015). Confessions of the pricing man: How price affects everything. Springer.
  • Thaler, R. H. (1999). Mental accounting matters. Journal of Behavioral decision making12, 183.
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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