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規範解說 第一章總則;原PDF第33–37頁。
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¶ 智慧鐵道系統資訊與通訊技術規範|原檔第33頁
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第一章 總則 C1.1 法令依據 明定本技術規範之法律依據,包括: C1.1.1 鐵路法第十九條[C1.1-1]說明鐵路建築及車輛製造之技術規範,由交通 部定之。 C1.1.2 大眾捷運法第二十四之二條[C1.1-2]說明大眾捷運系統建設及車輛製 造之技術規範,由中央主管機關定之。 C1.2 適用範圍 C1.2.1 說明鐵道營運機構導入智慧化技術與鐵道興建機構興建智慧鐵道系統 之注意事項。 C1.2.2 鐵路法之國營鐵路、地方營、民營及專用鐵路之營運機構及大眾捷運法 之捷運系統之營運機構,辦理既有改建及新建之智慧鐵道系統作業時, 應依據本技術規範辦理。鐵道營運機構已營運中既有智慧鐵道系統,最 初考量各鐵道既有系統特性,採用不同之基礎技術、工具、方法各自獨 立建置與運作,未規劃納入跨系統水平垂直資訊整合功能,因此,不需 適用本規範。 C1.3 一般說明 C1.3.1 說明本技術規範之目標。依循本規範辦理鐵道興建/營運機構智慧鐵道系 統之規劃、設計、建置作業,提供鐵道雲、營運機構雲及端設備之間共 通資訊交換的標準,且為了滿足智慧鐵道系統未來不受限特定廠商功能 技術,以利未來系統彈性擴充之長期持續發展,本技術規範採開放性、 通用性之產業標準或國際標準訂定。 C1.3.2 說明智慧鐵道系統建置、發展過程,對於鐵道興建/營運機構進行系統規 劃、功能要求與通訊界面建立應依循本規範辦理,並指引應參照之章節。 C1.3.3 說明智慧鐵道之建置規劃及導入智慧化應用建置資訊基礎設施(雲平台) 之效益。同一營運機構所屬管轄營運路線分支線,基於同一營運機構管 理之營運路線規模、車輛數量、及智慧化應用數量,作為判斷此營運機 構是否應建置「資訊基礎設施(雲平台) 」依據,將蒐集標準資料轉換為 即時資訊與分析資料,以滿足營運機構業務發展。對於營運路線規模小、 C-1
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僅需少量智慧化應用如林鐵、糖鐵,可依自身整體發展需求考量,決定 是否建置雲平台。 C1.3.4 說明各相關規範間之使用優先順序,以本規範為最優先,地方政府與執 行機關採購/招標規範次之,系統廠商技術規範再次之,設備/設施產品規 範更次之,資安規範仍依據行政院頒布之資安規範優先辦理。 C1.4 名詞解釋 C1.4.1 說明本技術規範所稱智慧鐵道系統之定義。 C1.4.2 說明本技術規範所適用之鐵道營運機構。 1. 鐵路法第一章第二條說明鐵路機構指以鐵路營運為業務之公營機 構,或以鐵路之興建或營運為業務之民營機構。 2. 大眾捷運法第二十五條營運機構之設置及其工作說明中央主管機 關建設之大眾捷運系統,由中央主管機關指定地方主管機關設立營 運機構或經甄選後許可民間投資籌設營運機構營運。地方主管機關 建設之大眾捷運系統,由地方主管機關設立營運機構或經甄選後許 可民間投資籌設營運機構營運。 C1.4.3 說明本技術規範所適用之鐵道興建機構。 1. 鐵路法第一章第二條說明鐵路機構指以鐵路營運為業務之公營機 構,或以鐵路之興建或營運為業務之民營機構。 2. 大眾捷運法第十三條工程建設機構之設立說明中央或地方主管機 關為建設大眾捷運系統,得設立工程建設機構,依核定之大眾捷運 系統路網計畫,負責設計、施工。大眾捷運系統之建設,中央或地 方主管機關得委任、委託其他機關辦理或甄選民間機構投資建設, 並擔任工程建設機構。 C1.4.4 說明本規範所稱鐵道系統數位化程度之定義,根據國際地鐵標竿聯盟 (Community of Metros, CoMET) [C1.4.4-1] 2019 研究結論定義鐵路系統 所應用系統數位化程度,分類出初始級、發展級、中階級、進階級、專 業級等 5 階級數位化程度狀態,有關詳細評估方式說明,請參照表 C2.3.3- 1 數位化程度評估量表。 C1.4.5 說 明 本 規 範 所 稱 雲 平台 之 定 義 。 根 據 美 國 國 家 標 準 暨 技 術 研 究 院 (National Institute of Standards and Technology,NIST) [C1.4.5-1]定義對於 雲端運算架構應具備可依需求自行呼叫服務 (On-demand Self-service)、 C-2
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廣泛的網路存取 (Broad Network Access)、具共用資源池 (Resource Pool)、 快速彈性的部署(Rapid Elasticity)、可量測之服務 (Measured Service)五項 特性,並依據雲端服務供應方式,分類出基礎架構即服務 (IaaS)、平台 即服務 (PaaS)、軟體即服務 (SaaS) 等三種主要型式,應符合本規範第 3.1.1 節之雲平台整體架構規定。 C1.4.6 說明本規範所稱通訊網路之定義。本規範在通訊網路部分不另訂標準而 是遵循原通訊協定之標準,並根據工業物聯網[C1.4.6-1]所使用的通訊協 定架構,制定了開放且利於擴充的智慧鐵道標準規範,透過全國統一的 標準資料與通訊協定,導入新建或更新的鐵路系統,以逐步打破資訊封 閉之情況,如圖 C1.4.6-1。邊緣端點與監控端點對應鐵道機構雲平台的 溝通以及鐵道營運機構雲平台對應交通部智慧鐵道雲平台的溝通皆須 遵從標準通訊協定,而標準通訊協定包含了資料連結框架與通訊網路, 其中資訊連結框架參照了工業物聯網通訊協定架構之資訊交換技術標 準,而通訊網路則不限定使用何種技術,因此邊緣端點與監控端點的資 料在經由標準通訊協定傳送至鐵道營運機構雲平台時,其通訊網路的選 擇將不受限制,工業物聯網通訊協定架構應符合本規範第 3.2.1 節之網 路架構規定。 A:資訊連結框架 交通部 Web DDS oneM2M OPC UA 智慧鐵道雲平台 services A DDSI-RTPS CoAP MQTT HTTPS OPC UA Bin 標準 通訊協定 UDP TCP 鐵道營運機構雲平台 A 資訊匯流排 B:開放網路 IP/TCN ⚫ 有線、無線網路 B ⚫ 租用、專屬 IMS 3GPP Session Control & Management 標準 GSM-R Inter- NSS/TETRA working ERC 通訊協定 監控端點 邊緣端點 3GPP Core GSM-R LTE 5G Fixed WiFi Satellite BSS/TETRA RAN Network IP based Air interface 圖 C1.4.6-1 工業物聯網之通訊協定架構應用於智慧鐵道系統 IP 是在 TCP/IP 協定套組中網路層(Network Layer)的主要協定,任務僅 僅是根據源主機和目的主機的位址來傳送資料。為此目的,IP 定義了定 址方法和資料包的封裝結構,包括 IPv4 與 IPv6。 C-3
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C1.4.7 說明本規範所稱端設備之定義,包含邊緣伺服器、端控制器及感測器等 三種類型,透過通訊網路與雲平台介接,如圖 C1.4.7-1。依據歐洲邊緣 運算聯盟(European Edge Computing Consortium Europe,ECCE) [C1.4.7- 1]、開放邊緣運算(Open Edge Computing,OEC)聯盟[C1.4.7-2]、開放霧 (OpenFog)聯盟[C1.4.7-3]等共同相關參考架構之定義,邊緣計算是在靠 近物或資料來源頭的網路邊緣側,融合網路、計算、儲存、應用核心能 力的開放平台,就近提供邊緣智慧服務,滿足各系統數位化在快速聯接、 即時業務、資料優化、應用智慧、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。 交通部 雲 智慧鐵道雲平台 標準 通訊協定 鐵道營運機構雲平台 資料匯流排 標準 ⚫ 有線、無線網路 網 通訊協定 ⚫ 租用、專屬 本技術規範要求端設備範圍,包含 邊緣伺服器、端控制器及感測器 發布 發布 發布 邊雲 感測器 協作 端控 端控 端控 端控 端控 端控 端控 端控 端控 端控 邊緣伺服器 端控 制器 制器 制器 制器 制器 制器 制器 制器 制器 制器 制器 端 資料通道 行車 號誌 電力 電訊 中央 列車 列車資 平交道 收費 具IP網路通訊 控制 聯鎖 監控 系統 監控 資訊 訊顯示 監控 溫度 運算,可直接 電壓 聲音 溫度 電流 影像 界接雲平台 依既設系統運作模式,透過控制器整 僅基礎偵測 合或自身系統轉換標準通訊協定 功能感測器 圖 C1.4.7-1 端設備三種型態架構示意圖 邊緣伺服器可分攤雲平台處理工作、加速現場反應,其負責雲端與數量 眾多之感測器設備的溝通,因此必須以具備邊雲協作運算之資訊儲存、 運算交換等功能的系統框架,並經雲平台進行統一管理。邊緣伺服器以 「邊雲協作」為核心能力發展方向,邊雲協作須包含應用協作、服務協 作與資源協作等運算功能,應符合本規範第 3.3.1 節之邊緣伺服器基本 需求、第 3.3.2 節之邊緣伺服器管理功能、第 3.3.3 節之邊雲協作運作功 能、第 3.3.4 節之邊緣伺服器資安規範的規定。 端控制器負責介接各式感測器或控制設備,端控制器通常做為簡易感測 設備之電氣訊號轉換、解析及建立通訊界面,例如: 設備加裝訊號擷取 卡與訊號傳輸設備,端控制器收集設備資料,再將相關訊號透過標準通 C-4
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訊協定與格式送至雲平台;或設備加裝攝影機或是麥克風收音等監測設 備,將控制台儀表數字或聲音拍攝下來,再利用影像或語音辨識技術解 析影像或聲音進行轉換,收集設備資料,再將相關訊號透過標準通訊協 定與格式送至雲平台。端控制器也作為通訊閘道器,負責轉換通訊協定, 例如:僅轉換成 JSON 標準通訊協定與格式傳送至雲平台功能。 感測器在物聯網架構中是扮演偵測物件、讀取操作狀態資訊的重要的角 色,被監測的實體物件透過感測器偵測將受監測的物件狀態轉變成數位 資料型態,同時利用多個不同的感測器模組偵測同一物件時,可收集受 測物件更多元的狀態資料如電壓、電流、位置、速度、溫度、溼度、壓 力、影像、聲音、震動等狀態,此外,在物聯網中感知層的感測器都必 須具備物聯網通訊能力,將感測數據透過感測裝置本身的通訊能力蒐集 到伺服器中進行分析處理,進而形成後續的智慧管理應用,達到物聯網 服務與管理目的。 端控制器及感測器的應用面向相當多元,而應用於鐵道物聯網之感測器 應具有連續偵測與監控、即時通訊或精準定位等功能,滿足不同鐵道營 運維修應用需求。感測器設備搭配核心系統與非核心系統端設備類別, 核心系統因指定功能要求,須選用符合鐵道相關標準之端設備,非核心 系統則依營運機構需求選用合適之端設備,以達到快速部署應用需求。 依照應用服務或場景之需求被設置在需要受監測的設備上如列車、軌道、 月臺、橋梁、隧道、場站設備等,因此在鐵道系統的應用場景中感測器 的分布範圍非常廣泛,應符合本規範第 3.3.5 節之感測器設備基本需求 與第 3.3.6 節之感測器設備資安規範的規定。 C1.4.8 說明本規範所稱智慧鐵道資料交換之定義。使用 SRX 以一致的資料格 式進行資料交換與資料封裝。資料交換格式採用 CDM 架構,並根據交 換資料性質分為動態資料與靜態資料,資料封裝以 JSON 格式,並制定 資料封裝與管理流程,營運機構透過本制定流程提交申請表單供鐵道局 審查管理,統一資料交換格式與資料交換規則,應符合本規範第 4.1 節 之資料交換需求與第 4.2 節之智慧鐵道資料交換的規定進行資料交換。 C-5
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來源:交通部《智慧鐵道系統資訊與通訊技術規範》,113年9月30日。依交通部政府網站資料開放宣告註明出處;本站分章與導覽整理不代表發布機關認可或背書。查核日期:2026年8月31日。