拜託！不要坐我旁邊！

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！

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）。

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？

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。

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。

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。

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）。

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！

作者：Christopher Breggren，為都會攝影師、部落客兼攝影助理，現居紐約市。

美國身陷於眾多社會問題之中，例如肥胖與健康隱憂、交通堵塞與家庭相處時間減少、孤立的市中心等。我們必須反思這些現象從何而來，又該如何改變。去年夏天在歐洲居住三個月後，我確信其他美國民眾若前往其他國家，一定常驚嘆當地生活品質之高，尤其若對比仰賴汽車、毫無生氣的美國城市，差異更加顯著。美國社會之所以變得既依賴汽車又不健康，原因在於早期讓汽車主導城市發展，又缺乏維繫街車與單車文化的制衡機制，後者在一九三零年代之前，其實普遍存在於各個人口破萬的美國城市。阿姆斯特丹、哥本哈根等許多歐洲城市均已成為典範，以單車做為主要工具，重建城市交通均衡與永續。

單車的經濟效應與健康益處

丹麥由納稅人支持全民健保制度，再加上眾人皆知騎單車對健康有益，故健保機構大力鼓吹與投資單車建設。一項研究指出，成人若騎單車上下班，死亡率可降低三成。哥本哈根市政府估計，每年醫療成本可節省上億美元，還不包括勞工健康、提高產能對社會的助益，此外亦可減少道路維護費用與塞車情況。哥本哈根興建單車專用道時，平均每英里單側約200萬美元，五年後即可攤平成本；經濟衝擊研究估算，每騎乘單車一英里，社會淨收益為21美元，同樣距離若改為開車，淨虧損為12美元，這項數據包括公部門節約經費與增加私部門經濟活動。

單車通勤與都會永續

今日哥本哈根單車通勤族人口比全美總和還多，且單程平均距離為3.5英里。過去30年間，哥本哈根市逐漸減少汽車停車位與道路面積，做為單車建設空間；荷蘭單車文化盛行程度或許是全球之最，「荷蘭單車大使館」為公私合作機構，善用荷蘭著名的都會運輸模式，因應全球都市化趨勢與城市振興需求，向世界各大企業與政府領袖推廣都市行動力精神，以及宣傳永續原則對運輸解決方案的重要性。荷蘭社會親身體驗到單車對社會的種種好處，包括居民更健康、城市更適合居住、道路更安全、空氣更清新、交通更順暢、社會交流更頻繁、經濟更活絡。

單車是可行交通方式

美國若希望依循法規興建基礎設施，讓單車成為可行的交通方式，必須將單車騎士視為一般民眾，而非次文化的一部分。丹麥顧問公司Copenhagenize時常建議其他城市，如何透過行為及行銷活動，為單車及都市行動力創造正面形象，他們主張藉由建立「完全街道」，讓城市更適合居住，美國有個非政府組織也以「完全街道」為名，為美國城市帶來些許進步。

改善都市紋理、重建市區活力

城市所獲的州政府與聯邦政府經費持續萎縮，街上不見人潮，何處安置新人口也成問題，故領導人必須尋找永續發展模式，但其實只要觀察阿姆斯特丹與哥本哈根的熱門觀光景點，即可找到高價值方案。兩地和許多美國城市相同，可發展的腹地面積有限，美國有些城市縱然幅員廣闊，可是若要維繫長期活動，唯有集中發展現有區域。今日單身民眾與年輕家庭希望城市生活更具意義，能夠在安全的市區街道上步行或騎單車，也鄰近商家、娛樂及都會設施。從荷蘭經驗可見，城市裡若設有適當及廣泛的路徑，許多人其實願意培養騎單車習慣；光是單車，便足以開啟美國智慧成長之門，也不必犧牲人們對汽車的迷戀。

本文其他語言版本： 英語

轉載自This Big City 城事

作者：Drew Reed（網路媒體製作人兼社區運動人士，專注於永續運輸，現居阿根廷首都）

過去我很難涉足舊金山，因為生於南加州，我代表著舊金山民眾很難忍受的幾件事，例如溫室氣體、中央高速公路、未設分類垃圾桶的咖啡店等，不過近期相較於南加州的呆瓜，Google公車更讓他們覺得刺眼。

這幾年來，網路公司Google分階段引進豪華巴士服務，方便旗下年輕、時髦的程式設計師從舊金山住家前往總部上班，Facebook、Apple等矽谷企業也陸續跟進。

這些巴士與公營MUNI的灰褐色公車完全不同，除了車身既高大又潔白，還佩備遮光玻璃、柔軟座椅、行動無線網路，卻與舊金山經濟困境形成強烈對比，引來各方批判。批評者不滿這些巴士占據許多空間，也常長時間停在一般公車站前，更象徵當地貧富差距不斷擴大。

類似情緒蘊釀多時，終於在去年底引爆，舊金山民眾群起抗議，更抬棺擋住一輛Google巴士，棺材兩側寫著「平價住宅」字樣；而在同樣受影響的歐克蘭地區，抗議群眾更進一步，拿石塊砸破Google巴士窗戶。

因為Google巴士轉移多數舊金山民眾的目光，讓我找到前往當地的絕佳時機，我一抵達市區，才剛走出Mission區的捷運站，就見到一輛往南方行駛的Google巴士。

我向北走在Valencia街時，決定走進路過的一家書店，是棟非常典型的舊金山百年建築，天花板挑高，還有兩層貌似維多利亞風格的公寓，門前陳列著新舊書籍，入口上方掛著一輛單車，店名也很特別：摺角書店。

我隨口詢問收銀員，對Google巴士何看法，她的陽光態度頓時黯淡，沉默了一會，開口時面無表情，「他們正在摧毀城市，讓一般民眾更難住在此處」，不過她也承認，市民面對的危險絕不僅止於此，「舊金山一向都很繁忙，許多人都對Google巴士不滿，但我不會讓此事影響生活，還是每天騎單車上下班」。

儘管許多人心有同感，若將舊金山房價上揚的責任，全都歸咎於Google巴士，似乎也不盡公允，雖然加州大學柏克萊分校一位前研究生的論文指出，Google公車站與高房價之間確實為正相關，但還有許多其他因素。此外，Google巴士也有正面效益，包括減少高速公路車流量、降低碳排放量、改善塞車問題，或許也由此可見，舊金山在大眾運輸方面多麼先進，即使搭乘公車，仍然顯得不夠進步。

目前當地已有若干解決方案，官員提議向Google巴士收取每個公車站一美元費用（反對者認為金額太低）；Google增加往來公司的渡輪，而且渡輪上當然也提供無線網路訊號。

不過此事核心問題不僅攸關舊金山，也涉及整個灣區，舊金山人口約82.5萬，在灣區710萬居民僅占11.5%，但Google與Facebook的員工人數卻高度集中於舊金山（以及歐克蘭），因此足以建立巴士路線。喜劇演員Emily Heller在《舊金山週報》的一篇文章，或許最能道出問題重點：「我和許多灣區居民一樣，出外旅行時，都自稱住在舊金山，但其實我從小生長在阿拉梅達地區一間美麗的老房子內；自稱住在舊金山並非為了便宜行事…阿拉梅達因為位置鄰近又無趣，因此總活在舊金山的陰影中」。換言之，在灣區工作的民眾心目中，舊金山是居住地首選。

原因在於舊金山受盛名所累，一九五零年代時，多數美國城市紛紛放棄街車，也夷平社區改建高速公路，但舊金山保留數條重要街車路線（今日由市政單位經營），並且阻止高速公路肆無忌憚地發展。今日舊金山已成都市規劃政策典範，受到規劃界人士青睞，然而灣區其他城市卻沒這麼幸運，例如海瓦德、弗利蒙特、康科德等地均深受人口擴張政策影響，發展歷程更近似於洛杉磯等美國大城。

富裕的Google員工不願住在灣區其他郊區，紛紛湧入舊金山，其實正是世界各地許多規劃人員希望透過政策達成的目標，但這種現象也是個警訊，儘管步行建設、無障礙環境、公共空間等都市規劃原則都有助打造社區活力，將左右城市成敗，可是這些社區不能專屬於少數富有族群。當11%的人口居住在規劃完善的城市，而其他民眾居住地深受人口擴張政策影響，就會發生目前情況，Google巴士只是反映出大眾多麼渴望社區充滿活力。

摺頁書店為舊金山相關書籍設置專區，包括馬克吐溫與已故記者凱因（Herb Caen）的引言錄、希區考克在舊金山拍攝多部電影的攝影集，也有不少近期著作，例如卡米亞（Gary Kamiya）的《舊金山的49個風景》。其中有本書格外吸引我：《無盡城市：舊金山地圖集》，由土生土長的舊金山居民索尼（Rebecca Solnit）彙編而成，她曾獲獎無數，大概足以放滿整家書店；書中詳細且近距離地重新想像舊金山許多社區，也歌頌許多居民在此生活的軌跡。

這本書內容出於對城市的熱愛，但卻很難複製到許多消沉的灣區城市，且舊金山部分元素也難在附近其他城市重現，例如歷史、高低起伏的山丘、大橋的壯麗景色、時常繚繞橋邊的雲霧等。不過在舊金山的成功經驗中，也有些規劃元素能夠沿用至他處，例如適合步行的社區、便利的轉運系統、為數眾多的公園等，若能應用在其他灣區城市，應可分散Google巴士希望服務的通勤需求。

要將舊金山的成功經驗拓展到其他灣區城市並不容易，得投入數十年間，且其他城市的政治文化若與舊金山大不相同，又欠缺大眾支持，將會更加困難，不過從Google巴士爭議中，更可看出良好規劃對於各地多麼重要，絕不僅限於單一城市的都會區。

若期望海瓦德、康科德等地能吸引世界級人才前來，如馬克吐溫、希區考克等人，或許只是奢求，但若規劃妥當，這些城市有朝一日也能建立鮮明的都市社區文化，支持如摺頁書店的商家生存，或許也能吸引部分富有的Google員工移居，不過在此之前，Google巴士還是會繼續橫行舊金山街頭，也讓南加州居民如我造訪時，心情更加輕鬆。

本文其他語言版本： 英語

轉載自This Big City 城事