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運用科技來預防「致命的錯誤」

李杰翰
・2014/02/18 ・1881字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 532 ・七年級
2013年12月1日紐約「大都會北方鐵路」出軌意外。(圖片來源:Flickr用戶NTSBgov)
2013年12月1日紐約「大都會北方鐵路」出軌意外。(圖片來源:Flickr用戶NTSBgov)

通勤生活,在現代社會已成為生活必須,然而平日習以為常的一切,卻可能被突如其來的天災影響。在台灣,經常被形容「不堪一擊」的蘇花高與中橫,豪雨的阻斷往往會打擊到東部觀光業。而世界各地都有類似前例:2013年9月,日本關東地區出現氣候異常現象,連日的大雨造成多處淹水,甚至波及以準時聞名的東京地鐵,因雷電影響而造成罕見的連續誤點;遠在南美洲,智利火山灰前年的大規模飄散,就已經讓阿根廷甚至澳洲等地的大批航班取消,不僅打亂旅客行程,也造成航空公司嚴重的經濟損失。

我們經常為天然災害提早防範,但人為疏失或許才是經常被忽略的隱性危機。最近一件引發關注的大眾交通事故出現於2013年12月1日,紐約的「大都會北方鐵路」(Metro-North Commuter Railroad Company)發生火車出軌意外,八節中的六節車廂在大轉彎時脫離軌道,造成四人死亡、六十多人受傷的慘劇。駕駛表示當時他正在打嗑睡,直到列車脫軌後五秒才開始剎車。「大都會北方鐵路」是往返於紐約中央車站與康乃狄克州的通勤鐵路,這是該公司自1982年營運以來首次發生致命車禍。

摩菲定理(Murphy’s Law)指的就是「凡是可能會出錯的事,必定會出錯。」因此諸如此類的交通事故可能永無止息的一天。但是我們若將其視為面對天然災害一般,利用縝密的事前準備、新的發明科技,或許能在不久的將來幫助我們防患於未然、降低事故發生的可能性。

機場跑道狀態燈(Runway status lights)

雖說飛機的任務是翱翔於天際,但許多致命意外卻是發生在地面跑道。美國國家運輸安全委員會(National Transportation Safety Board,NTSB)指出,2006年在肯塔基州萊辛頓市的機場,正是由於駕駛以錯誤跑道起飛而造成49人死亡;2008年在全美面積最大的丹佛國際機場(Denver International Airport),一架飛機正要飛離跑道時突然起火,造成數十位乘客與機組人員受傷。

如果在機場滑行道的地面安裝「跑道狀態燈」,可以同時告知飛行員和停機坪的地勤人員跑道的安全性,避免上述悲劇重演。就像平常十字路口的交通號誌與紅綠燈一樣,能適時更改號誌顏色與安全資訊以供識別,只不過飛機的狀況較為複雜,需要特殊演算法來進行號誌管理,因此目前尚未普及,但是美國聯邦航空總署(Federal Aviation Administration, FAA)已經打算在2017年之前為全美17座機場安裝此系統。

主動列車控制系統(Positive train control,PTC)

鐵路與航空一樣深受信任,但駕駛們一瞬間的疲勞、渙散、分心等人為因素,往往是釀成巨災的原因。2008年加州查茨沃斯(Chatsworth)的一起25人死亡車禍,僅僅是因為列車操作員低頭看了一下手機簡訊,而沒看到一閃而過的紅色指示燈。

一般簡稱為PTC的「主動列車控制系統」,在進入車站或是急轉彎等關鍵路段時,能適時抹消人為的錯誤操作,取代駕駛員而拿回主控權。PTC仰賴無線訊號如GPS(Global Positioning System,全球衛星定位系統)、列車內建電腦與制動系統,以此來感知列車位置、協調車距、控制岔道與傳送速度資訊。

美國的「鐵路安全改善法案」(Rail Safety Improvement Act,RSIA)要求包括「大都會北方鐵路」在內的各大鐵路公司在2015年以前裝設PTC系統,但該法案並沒有提供財務支援,使得鐵路公司的投資無法涵蓋其經濟效益而引起反彈,至今兩方仍在協調當中。

公路汽車防撞科技(Vehicle collision avoidance technologies)

美國國家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,NHTSA)指出,大約28%的公路意外屬於「追尾碰撞」(rear-end collisions)、23%是車子自行駛離道路造成。如果某些科技能幫助人們注意這兩種情況,就有可能避免一半以上的車禍。

美國國家運輸安全委員會(National Transportation Safety Board,NTSB)為行車安全科技列出了建議名單,像是限速技術(speed-limiting technology)、車道偏離預警系統(lane-departure warning systems)、輪胎壓力監測技術(tire-pressure–monitoring technologies)、前向碰撞預警系統(forward-collision–warning systems)、自動巡航控制系統(adaptive cruise control)、自動剎車和電子穩定控制系統(automatic braking and electronic stability control systems)等。現在的許多汽車已經備有以上安全裝置,讓駕駛人更有保障。

旅客的生命是交通運輸這一行最珍視的價值,造型、速度與舒適度皆在其次,而日新月異的運輸防災科技正是保護我們在上學與上班途中免於煩惱的隱形幫手。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」 執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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李杰翰
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國立台灣大學地理環境資源學系學士。曾實習於鼎漢國際工程顧問公司。 2014年錄取東京工業大學《YSEP 青年科學家交換計畫》,現於該校「環境與交通工學」領域研究室潛心向學。


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數位時代下,台灣 5G 專網該如何發展——專訪國家通訊傳播委員會孫雅麗委員

科技大觀園_96
・2022/01/25 ・3829字 ・閱讀時間約 7 分鐘

5G 是近幾年最熱門的話題,隨著行政院第一階段的商用頻譜釋照,五大電信商在 2020 年 6 月陸續開通 5G 服務,臺灣也正式宣告邁入 5G 時代,但其實這一切都只是 5G 發展的第一步。許多企業早已將目光焦點轉向即將開放申請的 5G 企業專網,究竟什麼是 5G 專網?5G 專網的魅力又在哪?

究竟什麼是 5G 專網?圖/pixabay

5G 究竟厲害在哪?

5G,全稱為第五代行動通訊技術(5th generation mobile networks),是人們熟悉的 2G、3G、4G 一路演化而來最新行動通訊技術的統稱,具備大頻寬、低延遲、高速率三大特性,不只是能夠帶來更好的網路體驗,它更是帶來數位轉型的驅動力。

儘管被視為劃時代的革新,但許多人都表示使用 5G 手機的體驗感受並不明顯,認為僅僅只是比 4G 快一些,甚至會笑稱最有感的是「帳單」,難以理解為什麼全球媒體或企業對 5G 抱有如此高的期待,但其實這與大眾對 5G 的誤解有關。

國家通訊傳播委員會(NCC)孫雅麗委員解釋, 5G 網路在臺灣可以分成兩種,第一種是由電信商提供的公眾行動寬頻網路,也就是一般大眾都可以申請使用到的網路服務,另一種則是企業 5G 網路,有兩種選擇:一是公眾行動網路業者利用其公眾行動網路頻段提供企業 5G 網路服務。或是,企業可以申請專用頻率,自行建置專屬完全獨立運作的「行動寬頻專用電信網路」,也就是經常聽到的專頻專網或 5G 專網(5G private network)。

之所以特別區分兩者,是因為 5G 的出現對一般民眾及企業的影響程度差異很大。孫雅麗解釋,5G 的目的不只是服務一般大眾,以部署完全的人口涵蓋率到都會區與偏遠地區為目標,對於一般人來說,傳輸速度的提升很可能只是讓影片載入快上一兩秒,但對於企業而言,大頻寬、低延遲的基礎通訊基磐能夠保障物聯網智能化應用的傳輸需求與高可靠性,進而促使在垂直應用場域上做出創新。

在科技持續推陳出新下,全球早已邁入數位時代,各大企業無不積極進行數位轉型,而現在談論的數位轉型也已經不再是早年將文件電子化、網路化或聯繫起全球各地人群,而是更進一步的萬物聯網(Internet of Everythings , IoE)。但要達成 IoE ,即時資料收集傳輸、大數據分析、AI 技術導入就是必須的,而 5G 正是實現這一切的關鍵使能技術(Enabling Technology)。

以智慧工廠為例,指出過去工廠多得仰賴老師傅操作及品管瑕疵,但在引進自動化及智能物聯網後,現在可以利用高解析攝影機監控生產線,將即時影像送至後臺交由 AI 系統協助產品瑕疵分析,而要傳送高解析度影像就得需要高寬頻,自動化品管控制流程更需要低延遲與高可靠性的即時傳輸網路,這也是為什麼企業在數位升級與轉型,將 5G 專網基礎通訊網路建設鋪進企業如此重要。

引進自動化及智能物聯網後,更需要低延遲與高可靠性的即時傳輸網路。圖/pixabay

孫雅麗認為,5G 不只是提供更大傳輸通路的水管,而是一促使轉型的驅動力,讓企業能夠重新審視自己的商業模式,思考如何可以運用 5G 技術與專網的建立最佳化現有作業流程,同時也可能激發創意,創造出全新商業模式。這點對公領域的機關單位來說也是相同的;孫雅麗透露,行政院也有在討論 5G 專網可能為公眾利益帶來什麼幫助,包含防救災、配合無人機監控非法砂石盜採、非法水庫傾倒垃圾等都是可能的潛在用途。

儘管如此看好 5G 專網帶來的全新進化,孫雅麗也強調,5G 專網帶來的改變將是全面的,要不要採用對企業來說是相當重大的決定。就像房屋重新設計裝潢一樣,企業必須審慎評估所欲達成的願景、目標與效益,這是決定是否要擁抱 5G 專網的一項重要功課。畢竟,對企業而言這是一項重要的決策與措施,預計開放後也將會先在有限區域內進行場域實驗後才會全面展開行動導入。而能讓大眾真正體會到 5G 優勢的殺手級應用更可能早一些在遊戲產業中出現。

以最近熱門的元宇宙(Metaverse)話題為例,事實上這項概念早在 1992 年的科幻小說中就被提出,2003 年也出現類似的虛擬世界概念遊戲「第二人生」(Second Life),然而當時設備運算能力不夠、網路頻寬不足以支撐,在使用者無法深入體驗下自然無法引起迴響。反觀現今頻寬已足夠還可以保證低延遲,在晶片持續發展下,只需要幾個晶片便可以達成當年需要幾千萬才能達成的高效能運算,突然之間虛擬世界的想法似乎變得可行。

「所以我們才會說,一切看似水到渠成了。」

5G 專網管理辦法

為了加速建構國內 5G 專網基礎環境,NCC 已陸續開放 PoB (Proof of Business)及 PoC (Proof of Concept) 場域驗證,預計將於 2021 至 2022 年間釋出 4.8-4.9 GHz 頻段共 100MHz 頻寬供企業申請執照,以「專網專頻」方式獨立運作。攸關 5G 發展的《電信管理法》也已在 2020 年7月1日施行,針對 5G 企業專網運作的《行動寬頻專用電信網路設置使用管理辦法》NCC 目前也正加緊研擬中。

孫雅麗解釋,有時候科技往前走不見得法規跟得上,為維護公共利益,「適法性」就變得非常重要,以專用網路為例。過去僅提供軍事、產學研等特殊需求申請使用,多僅針對使用期限與範圍進行規範,但現在 5G 專網開放給一般企業申請使用,自然需要新法規才能更妥適地規管。不僅是臺灣,德國、日本、英國、法國、南韓及香港也都早已制定 5G 專網管理政策與法規,而 NCC 在制定專法上也有參考各國的監管辦法,但實際作法仍會依據臺灣環境背景進行調整。

為鼓勵企業積極採用以促進數位轉型,專用頻譜釋出規劃採審議制,不採公開競標因此沒有名額限制的問題,但管理辦法將針對申請資格、場域範圍、使用管理、網路架構、連接限制、執照年限、資通安全、頻率使用費等各面向進行明確規範,企業可以依照自身需求選擇適合方式發展垂直應用。不同於電信業者提供的 5G 網路全區通行,提供企業申請的 5G 頻段將有特定地理區域限制,如果兩個鄰近企業均申請使用專網服務,將以「和諧共用」的原則進行運作,由兩方協議不互相干擾為主。

由於並非電信業者,依現行制度規定,原則上企業專網將不得連接公眾網路使用,儘管如此,除了廠內的垂直整合,企業智慧化流程都與雲端服務、數據平臺及 AI 工具息息相關,可想而見企業仍有連接雲端服務的需求,孫雅麗表示,企業數位轉型對國家競爭力很重要,目前還在積極了解企業應用態樣與需求,也會持續進行討論,努力在規範與產業需求間取得平衡。

想發展 5G 專網,資安議題是重中之重

在持續發展之際 5G 衍生出的資安議題也不容忽視,NCC 也相當明白這一點。孫雅麗指出,去年電信業者建置 5G 公眾電信網路時,臺灣是全球首見要求行動業者在遞交營運計畫書時就必須附上 5G 資通安全維護計畫的國家,之所以如此,便是希望業者在建置的同時就將資安考量納入規劃,來確保公眾在使用 5G 網路上的安全性。

5G 專網開放後也是相同。NCC 將要求企業在申請執照時同時也得附上資安防護規劃,並做好應變機制,也期盼若發生資安事件能立即通報,然而考量到專網畢竟並不是公眾網路,從政府角度來說還是不會涉入太深,僅會進行必要提醒,資安的責任仍是落在業者本身。

為了支援各種創新應用,5G 核心網路必須具備足夠彈性才能有效支援,也因此是採用開放式以服務為基礎(Service-based Architecture)的系統運營架構,這在帶來極大自由同時也帶來風險。孫雅麗指出,除了對基礎設施的資安防護,企業也必須注意針對用戶設備(UE)的攻擊,一旦終端設備被侵入,很容易形成「地方包圍中央」的局勢影響到位於後端的核心網路,同時近年常見的供應鏈攻擊也是 5G 專網將面臨的一大資安挑戰。

由於 5G 技術運作及維護涉及許多專業,許多公司在架設專網的核心網路時可能會選擇委給專業網路公司進行維運管理,這也將衍生出另一種可信賴廠商與安全供應鏈管理的風險控制議題。孫雅麗認為,隨著 5G 面臨的資安威脅更加複雜化,資安維護將變得越來越重要,企業必須正視專網潛在的資安風險,面對全球供應鏈時代,未來的資安威脅將更頻繁及複雜,可想見未來資安服務公司的需求將會持續提升。

未來資安服務公司的需求將會持續提升。圖/pixabay

除了提醒企業審慎看待潛藏的資安風險,專訪的最後孫雅麗也再次強調了數位轉型的重要性。孫雅麗表示,5G 對各國來說都是重點推動的基礎建設,在與電信業者加速加量建設要求配合下,全臺 22 個縣市中已有超過 10 個縣市涵蓋超過 90%,NCC 未來也持續補助偏鄉建設發展,鼓勵企業發展垂直場域應用來進行數位轉型。

「企業的數位轉型不僅僅關乎到自身,對國家、對產業、對經濟的競爭力都與數位化和創新息息相關。臺灣想跟上世界的腳步企業就必須轉型,政府積極發展推動 5G 的目的也是在於此,而這也是 5G 真正的價值所在。讓我們一起跳到創新的軌跡上(Jump to the next curve)。」

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