自駕巴士應用於都市公共運輸的發展契機

台灣智慧駕駛股份有限公司 黃哲勳

國內客運業長期面臨駕駛員缺工的問題,導致服務班次與路線無法增加,服務時間與空間涵蓋率不足;駕駛員素質不一也造成服務品質不穩定。拆開客運業的18項成本來看,行車人員薪資更占總成本的三分之一以上。隨著自駕巴士陸續於臺北、新北、桃園、臺中、彰化、臺南等地上路進行載客測試,導入自駕巴士營運將可解決目前客運業的困境。

智慧快捷運輸系統,解決客運業駕駛員缺工的困境,並運用自駕巴士的感測與通訊設備,導入AI 技術,加值商業應用。

智慧快捷運輸系統

自動駕駛電動巴士除了單輛車運行以外,亦可由多輛車「無線串聯」組成列車,以跟車模式運行,在指定路線提供類似軌道運輸接駁服務的新型公共運輸系統,本文稱為智慧快捷運輸系統(Autonomous Light Transit, ALT)。ALT具有以下幾個特色:

可提供密集之班次

目前ALT車上配置安全操作員,相較於公車駕駛,安全操作員之門檻較低,故車輛與人員調度上較公車容易。未來技術成熟後自駕巴士進入全自動運行階段,更可延長服務時間。車輛於路線上行駛時,亦可透過精確自駕行為調配,增加車輛行駛效率。在相同車隊規模之情境下,自駕巴士可提供更密集的班次,不僅提升服務水準、也降低業者之營運成本。

車輛編組彈性

ALT「列車」可由1輛車單獨運行,或由多輛車無線串聯,快速因應乘客需求調派車輛,以滿足尖離峰差異化之運輸需求。其優點為離峰時段仍能維持與尖峰時段相同之班距,透過調整列車車輛編組來調節運能,使運輸資源做最有效的配置。

適用多元場域

ALT透過自動駕駛系統及外部感知元件,提供車輛更精確的辨識能力來增加安全性,故依據不同的交通環境,可於A型路權(例如地下或高架專用路)、B型路權(例如公車專用道)及C型路權(混合車道)進行服務,路線可變程度高,適用臺灣多元交通環境場域,也有助於提升公共運輸之空間涵蓋率。

ALT的成本優勢

建置成本

ALT可提供比公車更穩定舒適的運輸品質,其運能也與輕軌電車(Light Rail Transit, LRT)相當。表1彙整ALT與PRT (Personal Rapid Transit)、LRT,以及公車之差異比較,ALT適用之道路環境最多元,建設成本只要LRT的20%,施工期也只要LRT的一半。

表1 ALT與其他公共運輸差異比較

公共運輸型式ALTPRTLRT公車

適用路權

混合路權
部分專用路權
完全專用路權

混合路權
完全專用路權

部分專用路權
完全專用路權

混合路權

導引方式/
控制方式

車上感測器、路側設備/
自動駕駛

導軌感應器/
自動駕駛

軌道、號誌/
手動駕駛

手動駕駛
車輛編組1~N輛(彈性大)1輛1~4輛1輛

運能
(單向/小時)

2,000~12,000人次1,000人次6,000~30,000人次1,500人次

建設成本
(元/公里)

平面:2.7億
高架:6.7億

平面:3.5億
高架:8億

23.2億(高架)N/A
車輛成本(元/輛)1,000萬1,000萬8,000萬500萬
成本項目車輛土建/機電/車輛土建/機電/車輛車輛
施工期2年3年3~5年N/A
舒適度

營運成本

本文參考臺北市政府交通局核定之臺北市聯營公車每公里合理營運成本,並引用交通部運輸研究所「公路公共運輸電動客車經營與運作績效調查」之相關客運業18項成本進行修正。因應自駕巴士特性,「行車人員薪資」以一般公車之40%估計,而自駕巴士需要感測器及相關設施,因此「車輛折舊」以電動公車之120%估計、「各項備折舊」以一般公車之200%估計,自駕巴士之每公里營運總成本約為50.55元。由於行車人員薪資之成本大幅下降,自駕巴士之營運成本較一般公車節省14.2%(臺北市公車2020年之核定成本約為每公里58.91元),未來技術成熟後,車上不必配置安全操作員,自駕巴士之營運成本可再下降為每公里42.04元,較一般公車節省28.6%。

ALT的應用情境

都會區需求強度高的運輸走廊

在需求強度高的地區,例如臺北市的公車專用道,以自駕巴士無線串聯組成ALT列車,提供等同於LRT的服務水準,快速大量運送都會區的旅客。不僅提高服務品質,也延長服務時間,可提供24小時不間斷的公共運輸服務。

新興發展社區

例如新北市淡海新市鎮、桃園市青埔特區等。在都市設計階段就將ALT運輸系統納入規劃,在幹道上以專有路權快速疏運大量旅客,在支道以混合路權深入社區擴大公共運輸服務範圍,以綿密路網將旅客送往聯外運輸節點。新興發展社區因土地使用多元、尖離峰運輸需求差異大,更能顯現出ALT車輛編組彈性的優勢。

鄉村地區

鄉村地區人口老化與外流、缺工問題嚴重,更不易找到公車駕駛。透過預約式的自駕巴士提供基本民行運輸服務,同時也提供智慧物流運送服務。

圖1 ALT服務情境示意圖

ALT的加值應用

高精地圖協作

自駕巴士行駛過程可綜合觀測道路車種、車流量狀態,透過自駕巴士上的MMS相關設備將即時擷取之資料透過5G通訊傳輸大量資料進入行控中心,除即時判斷分析與回應載具外,亦可進行前後期特徵物比對,更新路側之相關圖徵(POI),對於地圖測製提供更多元的方式與更即時更新,實現動態高精地圖(HD Map),提高地圖的資料結構中的附加價值。

智慧鋪面監控

道路鋪面品質關係到行駛車輛安全,道路鋪面的損壞是經長時間輾壓與損耗、日積月累形成的,需要長期檢查其損耗是否達到影響駕駛安全之程度,避免引起突發性的交通事故。然而,傳統道路鋪面檢測皆採取人工方式進行道路鋪面狀況之調查與記錄,耗費大量人力與經費,檢測頻率並不高,難以快速發現鋪面損壞並進行養護。藉由自駕巴士長期而高頻率行駛於同一路段運行同時,大量採集道路鋪面相關大數據,整合高精地圖進而利用AI辨識道路鋪面的損害,並將影響駕駛決策的道路鋪面狀況以及相關之損害資訊,更迅速地於靜態高精地圖上追加屬性,完成高精地圖動態資訊更新之同時,也協助進行道路鋪面之檢測,期能大幅降低道路檢測上之人力與經費成本,提升道路維護的效率。

結論

自駕巴士可有效解決目前客運業缺工的困境,提升公共運輸服務品質。自駕巴士無線串聯成列車的ALT系統可提供同等於LRT的運能與服務水準,卻有成本少、工期短、車輛編組彈性與適用範圍廣等特性,以ALT作為都市與鄉村地區的公共運輸系統,不僅可降低營運成本,同時也擴大公共運輸的時間與空間涵蓋率。此外,自駕巴士配備的感測與通訊設備,配合AI技術,可達成高精地圖協作與智慧鋪面監控的加值應用,未來更可透過車上人流與乘客行為分析創造出更多商業應用。

文章轉載自工業技術研究院電腦與通訊月刊