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以「人」為本的科技-智慧車載聯網系統

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/28 ・2182字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 537 ・八年級
相關標籤: 運輸系統 (1)

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文\王昱夫

下班時刻,結束一天疲倦、剛走出公司的我,拖著步伐緩緩走向公車站牌,五分鐘,五分鐘,再五分鐘,今天好像等了特別久,我的焦躁和怒氣隨著等待逐漸升溫(雖然今天的天氣頗冷),為什麼這些大眾交通工具的排班不能夠再更人性化一點呢?總是照著僵化的時刻表,遇上交通打結時刻卻又無法變通?常常,一部公車不是擠滿了人,就是空空如也,無視人的需求,固執地執行著任務。

過去100多年來,汽車產業發展,由強調動力,到電子制控,都是從「車」的觀點在面對消費者,卻時常忽略了「人」才是使用者的重要事實。資策會智通所開發的「智慧車載聯網系統」便因應此問題而生,以「需求反應式運輸系統」及「行車診斷」兩大功能,將車輛建構成智慧型的互動場域,試圖從使用者的角度出發,使車輛去幫助「人」解決問題!

資策會何副執行長與我們介紹智慧車載系統的理念和技術。
資策會何副執行長與我們介紹智慧車載系統的理念和技術。

資策會的智慧車載聯網系統主要分為兩部分:

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  1. 需求反應式運輸系統:

搭乘公車或是客運之類大眾交通工具最常遇到的問題,就是班次不彈性,無法在第一時間因應某地搭車人數調整班次時間,這種情形在一些比較偏鄉地區或者大型工業區內部的接駁車更是常見。需求反應式運輸系統便是針對這樣的問題提出的解決之道,這套系統可以收集並依據乘車人員的動態需求,經由電腦優化計算後進行自動化派車服務。

乘客可以事先下載app或透過網路平台預約車輛,該需求資訊會被上傳至雲端主機,運用多參數優化演算法進行排程(優化的參數包含「等車時間」、「乘車人數」、「地點」、「循環路徑」⋯⋯等等,其目標可以由派車公司配合其策略進行設定),依據排程結果電腦便可自動化派車,達到優化目標。舉例來說:我今天在下班前先用app預約乘車,我的預約、地點、時間即上傳至電腦與其他人的乘車資訊一起計算,系統若是以優化等待時間為最大目標,便會統整各預約資訊,找出最恰當的派車路線和派車時間,將結果發送給派車業者進行派車,達到讓每個等車人的等待時間最小化目標。

這項技術目前已經被運用到台中市工業區的「藍光一號」公車,在工業區內的接駁車以「總等車時間」為優化目標,提供區內乘客最有效率的運輸服務。另外,新北市的復康巴士,也應用此技術成為全國第一個使用e化智慧排班系統的城市,在成果上,需求反應式運輸系統讓整體復康巴士的「共乘率」優化了近50%,有效提高了復康巴士的使用效率,增加新北市共10萬名以上身障業者搭乘復康巴士的機會。

從使用者的角度出發,需求反應式運輸系統提供了更即時、更因應「人」需求的服務;從業者的角度來看,這項技術也讓派車變得更有效率,節省了不必要的成本、能源浪費(若是一班車的共乘率低,自然提高成本),對雙方都是極有利的!

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  1. 行車診斷應用:

與需求反應式運輸系統相比,行車診斷是從另一種角度去試圖滿足駕駛人的需求。當我們在開車時,車體本身的各類資訊,如引擎轉速、引擎溫度、胎壓⋯⋯等等,除了少數會顯示於儀表板上外,有很多細節其實是被隱藏起來的(其實過多資訊對一般駕駛人而言也無法分析,不如藏起來不要干擾駕駛)。

行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。
行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。

行車診斷應用技術建立了一套雲端車況的大數據資料庫,在車輛發動期間,系統會自動上傳車體資料給雲端,並且比對資料庫中的故障訊息(內建超過3000種以上情形),進行車況診斷(對不同廠牌不同年份的車款都有建檔進行分析),如此一來,便可透過顯示器告訴駕駛人,車子哪裡目前可能出現了故障,即使在沒有故障的時候,也可以由電腦針對駕駛人習慣提出建議,改善車體不良的運轉狀況。

行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。
行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。

想像一下,今天可能開車開到一半突然拋錨了,行車診斷系統就會根據剛剛上傳的車體資料進行分析,再回饋給駕駛人,告訴我們是哪部分出了問題,以及該如何修理,若無法直些修理,系統也會自動化通知車廠,方便進行維修事前準備;或者另一種情況,駕駛者太常急踩油門又急煞車,導致耗油量異常快速,行車診斷應用系統也會在過程中提醒駕駛人,避免對車體造成更大的負擔。

另外,除了分析車況,整個監控系統還包括了對路況的偵測與警告,當前方有異常路況發生,系統便會將警告資訊上傳雲端,同步通知該路線上的後方車輛,對預防車禍發生將是很大的幫助。

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智慧車載系統研發團隊。
智慧車載系統研發團隊。

「我們就是希望車輛的設計可以更與ICT產業做結合,提高對『人』的需求的重視啊!」開發團隊告訴我們。工業革命、資訊革命兩者的結合,或許正是落實在智慧車載聯網系統之上,在未來,我們與車將擁有更加密切的關係,如同夥伴,與我們一起成長,適應環境,並不是人去配合車子,而是車子來體現人的需求,一切回歸至人的需求面上,讓開車這件事,變得智慧變得不一樣。

導航影音資訊可同步至手機。
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更多資訊請參考解密科技寶藏

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創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
81 篇文章 ・ 3 位粉絲
由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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