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規範解說 第二章智慧鐵道系統規劃（1／2）；原PDF第38–44頁。
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¶ 智慧鐵道系統資訊與通訊技術規範｜原檔第38頁
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第二章 智慧鐵道系統之規劃 C2.1 系統架構 本節說明智慧鐵道為雲、網、端之系統架構，如圖 C2.1-1 所示。德國、日本等 先進國家建置之資訊平台可實現數據儲存分析整合運用，歸類此類功能為雲平 台，其可儲存彙整之資料，並根據獲得的數值進行推算或預測，可結合大數據 與 AI 運算技術以達到數據分析的成效。各國在數據匯集及傳送至雲平台時所 使用的各項協定，可傳送使用者選定之連結層標準通訊協定與資料封裝格式， 歸類此類功能為通訊網路，藉由此功能可實現雲平台與端設備的資料交換，未 來營運機構可遵循既有的各項協定。國外建置之感測器可實現數據擷取，歸類 此功能為端設備，可進行資料收集，並透過網路上傳至雲平台，或交由邊緣伺 服器直接進行邊緣運算即時呈現結果，此功能適合營運機構未來廣泛部署以蒐 集資料。 德國、日本等先進國家之智慧鐵道架構由雲、網、端構成，此架構分類明確、 易於擴充與維護，並透過上述架構發展出各式智慧運用，提升鐵道營運維修效 能，其國外智慧鐵道具備鐵道雲平台及統一的資料格式與標準通訊協定，具有 易整合數據、無須額外訂定規格，提升服務品質、減少人力成本等優勢，其發 展趨勢符合我國智慧鐵道發展需求，適合做為我國智慧鐵道發展方向之參考， 因此建議參採國外實務之雲、網、端架構，作為後續我國智慧鐵道之發展架構， 並制定統一的資料格式與標準通訊協定，藉此實現端網雲之間的交換。 EN50126[C2.1-1]主要規範整體傳統鐵道領域系統的可靠度、可用度、可維修度 及安全性（RAMS），營運機構發展新設智慧化項目應基於傳統鐵道領域的應用 系統，將雲、網、端系統架構之技術標準與國內資安法[C2.1-2]規範納入其功能 要求，滿足智慧鐵道之系統要求。透過開放式網路平台，以資料連結框架技術 交換資訊，讓數位化資料能夠由下而上進行傳送要求，並依共通資料交換格式， 讓資訊可以跨系統進行水平垂直整合，滿足系統開放，不受限特定廠商的作業 要求。 營運技術(OT)系統，相對應用於企業內的 IT（Information Technology）系統， 營運技術(OT)系統使用軟硬體來監控營運設備，以作為營運及安全控制的一種 實現方式。由於 OT 系統必須在隔離和獨立的網路中執行，因此，在鐵道領域 中，OT 相關系統多為專業且獨立運作的系統。 依據雲、網、端及系統整合架構，國內 ICT 產業已具備發展智慧鐵道雲、網、 C-6
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端系統架構發展之能量以及系統整合管理之能力。依據本規範之規定，有助於 智慧鐵道環境之建立，以及國內廠商在智慧鐵道產業的加速發展。 雲 SaaS 雲平台 PaaS IaaS 資料匯流排 標準通訊協定 網 5G/4G/Wi-Fi 5G/4G/Wi-Fi 鐵路/電信 基地台 通訊網路 傳輸網路 數位建設( IoT、邊緣運算…) 聲音 … 電流 電壓 溫度 濕度 影像 位移 端 行車 號誌 電力 電訊 … TCMS PIDS AFCS 控制 聯鎖 監控 系統 場站設備 票務系統 監視器 列車設備 號誌設備 軌道偵測 橋梁邊坡 圖 C2.1-1 智慧鐵道系統架構示意圖 C2.2 系統資訊整合 對於傳統鐵道領域的應用系統或擴充的新增智慧化應用項目、設備或系統更新 作業需求，以外部技術方式不侵入影響系統運作的方法轉換為共同標準資料格 式，達成智慧鐵道資訊整合之要求。 智慧鐵道系統基礎資訊，其可透過智慧鐵道 CDM 架構表與搜尋工具查閱對應 應用項目之資料表進行調查表填寫。SRX 以一致的資料格式進行資料交換，可 避免因原建置廠商特定格式而影響後續擴充，使資料易於整理與利用，實現資 料的水平與垂直整合，其具備彈性、資料格式之一致性、成本效益高、易於擴 充、節省傳輸頻寬的優點，藉此達成系統傳輸效益最佳化，進而增進智慧鐵道 發展。 C-7
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C2.3 智慧化應用需求 C2.3.1 智慧化應用特徵 說明對於傳統鐵道領域的應用系統或擴充的新增智慧化應用項目、設備 或系統更新作業需求所應具備之特徵。因應鐵道系統特性，在有大量人 力需求、重複性高、具標準流程的維護保養、異常處理與經營管理作業 等巨量資料分析，應為數位轉型之重點，鐵道運輸的發展經由傳統機械 人力控制，逐步發展至現在的電力化與數位、電腦自動控制，並朝智慧 鐵道運輸目標前進。讓各鐵道營運機構可以發展出符合自身智慧化營運 需求特色的雲平台，且其各項上層營運子系統至現場終端設備，依標準 規範形成智慧鐵道環境，並將標準資料整合至營運機構雲平台，建立發 展各項可跨系統整合之智慧化應用發展項目。 C2.3.2 整體評估需求 營運機構因系統營運、路線不同之差異，各營運機構應整體考量自身鐵 道系統所需之智慧化應用，並以「提升營運安全、效率、可靠度或旅客 服務」、「發展預防性或預測性維護」、「強化經營管理與決策效能」、「建 設系統平台及數位基礎建設」等面向進行評估為辦理原則。 C2.3.3 盤點數位化程度 發展智慧鐵道之基礎需求為可分析處理之數位資訊，鐵道營運機構應透 過盤點作業瞭解自身鐵道設施或系統內部資料之數位化情形，以符合本 規範對於數位化程度的基本需求。如存在未數位化之類比資料，應規劃相 關作業轉換成數位資料，方可滿足智慧化應用處理使用，以利智慧鐵道發 展，參考國際地鐵標竿聯盟(Community of Metros, CoMET) 2019 研究報 告提出針對地鐵系統自我評估數位化程度的 5 階量表如下表 C2.3.3-1。 表 C2.3.3-1 數位化程度評估量表 數位化程度 級別 說明 Beginner 主要資料為類比資料，但是營運機構還沒有意識到或提出要進行資 Level 0 料數位化，或者根本不知道該如何數位化。 初始級 目前個別系統項目已計劃和/或實施以滿足某些需求。營運機構已 經了解主要資料數位化對系統的重要性，而且已經著手開始進行規 Developing Level 1 劃個別系統數位化的發展舉措(Digital initiatives planned)，但沒有應 發展級 用 到 其 他 系 統 中 ， 也 沒 有 研 擬 全 面 性 的 數 位 化 策 略 (Digital Strategies)。 C-8
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營運機構已經了解主要資料的問題、影響和價值，並引入數位化工 Intermediate 具已達到系統一體化需求(System integration)，延伸進行多個訂製化 Level 2 中階級 IT系統(Multiple customised IT Systems)主要資料數位化的實際場域 應用。 營運機構制定了一套適用於各系統的主要資料管理的數位化實踐 Advanced 策略(Transformative initiatives)，包含資料的申請、審查、蒐集、分 Level 3 進階級 析 等 制 定 了 明 確 的 步 驟 或 規 範 ， 並 著 重 於 數 據 整 合 (Data consolidation)的強化。讓系統成為具有集中輸入的集成 IT 系統。 持續優化主要資料管理數位化的規範與過程，並應用到所有系統的 Expert 實 際 場 域 應 用 ， 讓 常 用 的 資 料 可 以 即 時 取 用 (Real-time data Level 4 專業級 commonly used)，且需要具備可動態調整的服務功能(Dynamically adjust service)，以達到可以預測未來數位化需求的目標。 C2.3.4 應用系統需求調查 參考工業互聯網聯盟 (IIC) 的工業物聯網參考架構(Industrial Internet Reference Architecture，IIRA) [C2.3.4-1]，其通過分析各種 IIoT 用例， 定義 IIoT 系統的四大面：業務面、功能面、使用面和實施面。這四個觀 點構成了解決 IIoT 系統問題的基礎，並可根據需求定義額外的視點用 以擴展面向，以滿足特定需求。 鐵道營運機構發展智慧鐵道應用，應檢視其運轉作業可加值之情形，並 調查其業務面、功能面、使用面、實施面及應用面之探討調查，以產出 符合實務需求之應用項目。 1. 業務面：調查鐵道營運機構對於整體系統的願景、價值與目標的實現。 如技術規範提供鐵道雲與桃捷雲資訊交換的標準，桃捷雲則依據標 準收集各個子系統資訊送至鐵道雲，並回饋其可行性或窒礙難行之 處至每年度標準規範研討會議進行檢視，而雲平台將所收集標準資 料轉換為鐵道局即時需求資訊，並回饋其是否滿足鐵道營運機構對 於整體系統的願景、價值與目標的實現等業務發展。 2. 功能面：調查鐵道營運機構對於業務單位使用者預期系統可實現的 功能，包含功能組件、結構與相互關係，以及與系統間的交互關係， 讓這些功能可以支援整體系統的使用與應用，並需要進一步調查整 體系統與基本系統功能如何對應才可以實現既定目標。如桃捷「列車 數據擷取─車載系統」以側錄擷取資料的方式，調查是否可滿足智慧 鐵道系統未來不受限特定廠商功能技術就能取得資料，以利未來系 統垂直水平擴充之長期持續發展。 C-9
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3. 使用面：調查鐵道營運機構對於整體系統組件的結構與內外部的交 互關係，這面向主要是為了解決預期系統在使用上可能遭遇的問題， 以規劃預期功能來實現系統基本功能。如傳統應用服務經常以虛擬 機器與實體主機為架構進行運作，且有部分之應用軟體服務對虛擬 機器的使用依賴程度高，易造成數據資料、軟體資源、硬體資源不能 共享、資安難以管理的困境。因此，營運機構以新雲端技術則以「雲 原生」的核心概念進行發展，並以容器化微服務作為運行核心，可以 在使用上達成資源共享、減少各項資源浪費。 4. 實施面：調查實現各類功能面向所需的技術、通訊方案和生命週期過 程等。如台灣高鐵自行研發智慧應用規模日漸擴大，包含營運、維修、 票務、行銷、資訊技術等單位跨部門合作，除了創新各項服務之外， 營運管理方面亦成功突破日本原廠技術限制，多年來陸續推出多項 服務及效率強化機制，逐步達成策略目標，如建置列車 Wi-Fi、發展 列車運行管理系統（Train Operation Management Information System， TOMIS）[C2.3.4-2]、研發電動巡檢機車等，這些案例由實施面來協 調並支持業務面及功能面。 5. 應用面：調查鐵道營運機構整體系統對於營運維修、安全風險與旅客 服務的優化改善。如桃捷於物聯網設備應用方面，利用薄型溫度感測 器偵測車廂溫度，並以車廂內的閉路電視（Closed-Circuit Television， CCTV）攝影機監控車廂擁擠度、利用分析加速感測器資料優化旅客 舒適度，如以薄型溫度感測器可利用偵測數值，自動調整空調運作、 研判車廂環境是否異常等應用。 C2.4 資料交換 C2.4.1 標準資料交換格式 目前我國智慧鐵道推動情況在於各營運機構辦理智慧應用建置作業時 並沒有一致性的標準與要求，各子系統間無共通的資訊管道及溝通模式， 資訊各自獨立運作並缺乏統一的開放標準資訊交換格式內容，難以水平 與垂直整合。制定標準資料交換與封裝格式，以及律定開放網路連結框 架之建議標準，以達到一致性共同標準的智慧鐵道發展環境。 C2.4.2 雲平台間介接 律定交通部鐵道雲平台與鐵道營運機構雲平台、營運機構雲平台與端設 備間及不同應用雲平台間介接時，應有測試方式及作業步驟，並採用標 C-10
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準通訊協定建立通訊界面及進行標準資料交換格式交換資訊。鐵道營運 機構雲平台需依標準 JSON 結構化資料格式[C2.4.2-1]儲存與傳送資料， 鐵道雲平台將蒐集各鐵道營運機構雲平台之必要資料，各鐵道營運機構 資料上傳後，應由鐵道雲平台進行統一管理。如圖 2.4.2-1 為以月台門 為例的標準 JSON 結構化資料格式，包括資料架構編碼及次系統月台門 資料編碼所組成。 圖 2.4.2-1 標準 JSON 結構化資料格式(以月台門為例) 鐵道營運機構與鐵道雲介接流程及作業步驟如下圖 2.4.2-2： 1. 政府網際服務網（GSN）[C2.4.2-2]連線:在連接鐵道雲平台時應使用 GSN VPN 作為資安控制措施並得採用 HTTP 傳輸，如因條件限制無 法建置 GSN VPN 傳輸環境，仍應採 HTTPS 進行加密傳輸。 2. HTTP RESTful API[C2.4.2-3]：使用此協定可依鐵道營運機構雲平台 傳輸資料到鐵道雲平台需求切換不同節點。 3. 主從式架構:鐵道營運機構雲平台與鐵道雲平台可互為主從關係，各 自進行發佈與訂閱，使彼此可以取得所需的資料。 C-11
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圖 2.4.2-2 鐵道營運機構與鐵道雲介接流程及作業步驟 雲平台間介接的驗證工作環境區分為來源雲與鐵道雲兩部分，來源雲應 依據標準資料交換格式自行驗證，鐵道雲則接收自來源雲交換資訊並依 標準資料交換格式進行檢核。 C2.5 通訊標準 本規範採用之工業物聯網建議開放性網路連結框架架構[C2.5-1]如圖 C2.5-1 所 示，應具訂閱分發功能，確保各應用功能軟體、設備間可個別發展，透過統一 的通訊協定，導入新建或更新之鐵道系統。 圖 C2.5-1 工業物聯網架構 在網路層中並無限制可使用之標準，而在連結層中則須採用 IIC 規定之四類訂 閱/分發技術標準： C-12
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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。