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全球最可靠的地鐵在台灣:國產軌道科技如何出頭天──亞太智慧軌道運輸發展論壇

2019 年 05 月 22 日
  • 文/簡鈺璇

台灣前瞻計畫中投入超過四千億新台幣發展智慧軌道運輸,加上目前正在推動的軌道運輸系統工作,整個台灣擁有二兆新台幣的軌道市場,可以預見軌道科技的龐大應用商機。5 月 8 日「亞太智慧軌道運輸發展論壇」邀請台北捷運、鐵路局、台灣軌道工程顧問及馬來西亞軌道產業夥伴,聚焦軌道建設與系統智慧化,看見台灣在軌道市場的優勢與發展趨勢。

全球最可靠的地鐵:台北捷運近乎零事故的秘密

圖/wikimedia

你曾遇過系統故障而卡在列車車廂的窘境嗎?這種狀況幾乎不可能在台北捷運發生。「每班捷運要繞地球 40 圈才會遇到一次五分鐘的故障!」北捷車輛處處長莊英震在亞太智慧軌道運輸發展論壇上,向國際報告台北捷運最新的營運成績。

國際上常以「每發生一次延誤5分鐘以上事件的平均行駛車廂公里數」,簡稱MKBF來作為衡量地鐵「系統營運可靠度」的指標,MKBF數值越高,代表系統營運可靠度越好,旅客受到行車延誤影響的機會越少。

北捷系統 2015 至 2017 年 MKBF 平均約為 480萬車廂公里,最近再突破紀錄,達到 902萬車廂公里,創下歷年新高,可靠度為 99.998%,是全球最可靠的地鐵之一。

「99.998%是不能再高的成績,要再往上是非常困難的。」莊英震處長坦言,設備用久一定會故障,因此要達到零事故,必須有效預警事故發生,即早將元件汰舊換新,「維修智慧化」便是北捷可靠度獨步全球的原因。

莊英震在會場上連線北捷監控系統,展示正在行駛中的列車狀況。此系統介面雖然簡潔,但監控資訊不少,包括:每輛列車行駛速度、開關門狀況、列車防護系統(ATP)及煞車運作狀況。

圖/pixabay

一旦車輛上任何裝置發生異常,例如:冷氣故障、煞車壓力異常,系統便會以紅色標示警告駕駛員與後端行控中心。除了警示之外,車輛主要系統的迴路狀況也在掌控之內,便於維修人員掌握系統故障的位置,立即排除問題。

北捷將物聯網(IoT)概念運用在車站、車輛和軌道旁的監測上,幾乎所有設備都安裝感測裝置,能夠同步回傳資料給監控中心。車站監控包括車門、自動收費系統和溫濕度;車輛監控則有車軸溫度、空壓機與車輛振動監測等數十個項目;軌道旁監測則以軌道溫度、轉轍器與號誌情況為主。

因為自動監測的關係,北捷能夠迅速掌握設備的狀況,連細節都不放過。莊英震表示,有次在監測系統顯示某捷運車廂關門速度慢了幾秒,工程人員查看後發現是「繼電器」異常,便趕緊修繕,預防事故發生。

「大部分的數位裝置都是台北捷運研發中心自己建置的。」莊英震自豪地說,未來會將監測數據整理、分析,並發展「專家系統」,讓系統主動預防告警,藉此減少維修人力與成本,提升捷運可靠度。

智慧化設計與裝置:提升建設效率與乘車體驗

台灣世曦工程顧問與中興工程顧問是國內兩家在軌道工程上相當有名的公司,前者參與多項日本與台灣 ODA(開發援助計畫)在東南亞的軌道工程;後者則承辦台北捷運、高鐵等國內大型軌道建設的工程設計業務。

兩間公司有如此卓越的成績,所仰賴的「智慧化」設計技術。世曦的資深協理陳幼華說:「我們將工程設計變成選擇題!」世曦自行開發許多工程系統,參數化智慧元件、支撐元件及地質資料庫,並導入各國工程法規參數、各項軌道系統資料,讓工程師不用畫2D圖,直接就能建出符合業主需求的模型。在設計完成後,世曦所開發的系統還能自動檢核工程圖,確認設計無誤才近一步動工。

世曦的資深協理陳幼華。攝影/簡鈺璇

自動化設計的投入提升世曦設計監造的品質與效率,現階段世曦已經爭取到數十件東南亞軌道訂單,包括:吉隆坡的捷運二號線設計監造、雅加達南北線捷運設計、胡志明市捷運一號線軌道設計等,足跡遍及八個國家、十個城市。

陳幼華表示,過往談智慧化都只從硬體設備來思考,世曦將智慧化的概念應用在規劃、設計、興建、營運和維護上,甚至開發工程專案管理系統(PMIS),協助業主或營建工程師,能夠有效管理及執行計畫工作。

中興工程顧問也在設計自動化做足努力,將地質、管線及高架橋等數據資料導入,結合BIM(建築資訊模型)自動化產生軌道模型。除了著重在軌道設計外,車站設計也是中興的強項,以「人」和「環境」為本的設計概念,打造兼顧實用與建築美學的車站,著名的設計有大安森林捷運站,將陽光與綠意自然融入站內,降低車站對公園的衝擊。

「我們希望車站不僅只是車站,而是能夠幫助乘客實踐美好的城市生活。」中興公司的黃工程師表示,智慧化設計能夠提升乘客的搭乘體驗,相關的裝置包括:人臉辨識閘門系統,不必刷卡即可乘車;閉路電視結合 AI 協助警方追蹤可疑乘客;站體附近的 IoT 路燈,則能裝設網路熱點基地台、空氣品質傳感器與攝影機等,便利民眾生活;手扶梯自動消毒裝置則能提升衛生環境品質。

朝向國產化推動 台灣軌道產業前景看好

圖/wikimedia

台灣鐵路管理局在台灣軌道建設中,扮演舉足輕重的角色,近年積極推動軌道國產化工作,希望能夠建立完善招標與採購平台,媒合台灣優秀企業。

目前台鐵通勤電聯車國產化項目比例為 52%、淡海輕軌為 21.5%,台鐵鐵道局局長胡湘麟表示,這顯示軌道國產化還有努力的空間。目前軌道國產化的問題在於國內技術未充分整合、未完善的工業標準難與國際接軌,以及缺乏專業技術機構協助監理,因此台鐵預計成立「鐵道技術研究及驗證中心」來支援國內鐵道發展。此外,也會設立電子與機械測試場,未來重要軌道設備與零件都要經過驗證,以確保品質。

中華大學教授張辰秋呼應台鐵國產化議題,他表示台灣許多公司的次系統都做得很好,例如:本次參展艾訊公司專精於智慧列車相關的電腦系統、智捷科技公司在無線通訊設備表現卓越等,皆是台灣技術卓越的公司,政府應想辦法整合這些技術,讓台灣的 3C 優勢能夠發揮。


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超純社會組學生,對未知的一切感到好奇,意外掉入科技與科學領域,希望在猛點頭汲取知識的同時,也能將箇中妙趣分享給大家。

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