ICT 相關領域研究與應用課題

一、智慧空間基礎建設的 ICT 課題

若由基礎建設架構角度，探討物聯網與雲端運算下的智慧建築 APPs (應用服 務)開發-包含公部門服務平台與民間服務平台相關課題，可以發現：

以台南智慧城市開發計畫為例，依據 3-3 生活實驗場域建構，在「九份子永 續生態低碳社區」所擬建構的智慧生態低碳社區目標為以綠能、低碳、智慧、

服務四大主軸為核心。就所規劃的服務腳本，包括：智慧便捷交通服務、智 慧安全防災服務、節能永續電動租賃服務以及智慧健康照護服務。

其中有關智慧便捷交通服務以及智慧安全防災服務兩個腳本在實作上所 用到的資通訊技術，或多或少在其他的案場均有所實作的案例。但必須指出 的是，隨著物聯網(IOT)以及雲端運算的概念被提出後，對於過往的資訊運用 產生了不同的詮釋。在物聯網的架構中，每一個物件均可透過網際網路與其 他物件進行溝通與交換資訊(M2M)；而雲端運算的精神則是訴求透過網際網 路的連結以提供一個分散式服務的架構。因此，原有傳統專屬系統式的硬體 設計與應用軟體建構模式需要重新思考，以便提供系統更大的彈性與強度。

假設候車亭內的各種物件(例如監視器、廣播系統等)均具有區域連網能 力(例如透過 WiFi 無線網路)，而候車亭(亦是一個物件)可以透過 3G 或是 WiMAX 等無線寬頻通訊網路連接上網際網路或是透過通訊距離較短的 WiFi 無線網路與附近的無線區域網路形成多跳網路。在此架構下，當知道某一個 物件的辨識碼後，不管在實體位置上相距多遠，即可透過適當的網路路由繞 送直接進行呼叫並互動。例如在候車亭內具連網能力的廣播系統可以透過亭 內的 WiFi 無線網路與監視器系統以及收音系統進行互動，以便依據亭內等候 的乘客人數以及背景吵雜度調整廣播的音量；而在緊急狀況時，廣播系統可 以由岸邊防災系統中的溪水位無線感知器直接驅動或是由後端指揮中心進行

緊急播音服務。

根據葡萄牙北部佩雷德斯(Paredes)的生態城市「普蘭尼特谷（PlanIT Valley）」的建造評估，此一預計入住 22.5 萬居民的智慧低碳生態城市，在 環境中所佈建的感測器一天將產生約 5PB 的資料量（1PB 相當於 1024TB）。

若需有效的處理這些資料並提供即時服務(資料的蒐集可能跨不同屬性的系 統來源，而所提供的應用服務亦可能統整不同屬性系統的產出)；加上根據長 期所累積的資料進行更複雜的各式資料探勘運用，所需處理的資料數量以及 計算能力將極為可觀，這絕非目前傳統資訊系統設計所能滿足。或許透過雲 端運算概念所組成的分散式服務架構才有辦法達成此一目標。

在此架構下，所獲得的效益包括：

[1] 更大的跨系統整合彈性：以往的系統發展因為負責的單位不同，系統建 置的目的以及架構也不同，因此若需進行整合，幾乎是不可能的任務。

而若讓各系統下的物件可以透過網路直接互動，則在系統整合或是新需 求功能的發展上，將更有彈性與容易建構。

[2] 更強的整體系統可用度：因為物件可以有較多的路徑連結上網際網路，

連網的強度增強，所以失去連繫的機會降低；而同時因為採用雲端運算 的結構，所以提供服務的來源不再是集中式架構，所以可以降低因為某 一硬體伺服器故障或是服務需求暴衝而導致服務中斷的機率。

[3] 較低的維運經費：因為每一個物件均可上網，所以維護廠商可以透過網 路遠端連線設備進行問題釐清與維護，可以減省每次在故障或是軟體更 新時均必須派人至現場的交通與時間成本。

而根據與 ICT 業者的訪談結論，發現智慧型手機的風行確實引發業者的注意，

此一透過行動裝置與環境互動是一個趨勢，值得發展相關的服務與應用。例 如到九份子旅遊的遊客可以透過 app 進行簡單的旅遊規劃後，即可透過當地 的旅遊雲端服務，適時提醒相關的景點導覽、活動訊息、交通接駁資訊等，

以協助旅客可以更舒適便利與專注的進行深度之旅。

二、智慧生活 App 的 ICT 課題

若要探討智慧建築中合乎使用情境需求(context-aware) 的空間介面設計相關 課題，需透過應用服務情境腳本撰寫，探討互動關係下對應的技術層面需求，

以形成資通訊(ICT)領域創新研究方向與課題建議，以下茲就智慧城市、智慧 社區與智慧住家三種空間尺度關係，提出對應的 App 應用服務腳本案例如 下：

[1] 智慧城市公共服務平台 App 應用腳本設計：

以台南智慧城市開發計畫為例 [29]，依據章節 3-3 生活實驗場域建構，進入

「九份子永續生態低碳社區」旅遊前，先根據當地「旅遊雲」所提供的建議 景點或商店進行選擇。當選擇好所有要去的景點及商店後，透過旅遊雲端計 算規畫出這些景點及商店(知名小吃、特色產品、住宿點等)的到訪先後順序 以及串連這些點的交通路徑(整合「旅遊雲」及「交通雲」)。而交通路徑規 畫包括可以在哪裡搭乘低碳接駁公車(並即時顯示目前公車到站的時間與狀 況)、下車站提醒、可以租用電動車的商店地點、在騎乘電動車若遇到電力不 足時可以顯示最近有可用電池交換的據點(「能源雲」)、最後旅遊結束時可 以歸還電動車的商店地點以及接駁公車搭乘地點及到站時間。

[2] 智慧社區公共空間智慧化物業管理平台 App 應用腳本設計：

根據訪談 ICT 業者的結果，發現在整個的智慧化空間佈建中，各資通訊次領 域相當多且雜，所考量的專業角度差異極大。例如牽涉到生命安全的議題，

則有線網路做為資料傳輸的骨幹會優於無線網路；當考量到影音資料傳輸時，

發展已逾 30 年以上的傳統 TCP/IP 通訊協定是否合宜；而原有封閉自成一格 的自動控制範疇內的設備如何透過網路進行整合，以形成 IOT 架構，仍沒有 定論；相對於有線網路的基礎建設，無線網路不管在建構的過程或是後續的 維運，均有較高的難度與不確定性。暫時撇開這些基礎建設的技術考量，若

單就使用者與社區管理之間的互動關係進行討論，在現行的社會生活中，社 區是最接近人民生活的場域，因此如何藉由資訊科技的協助，讓社區的管理 與服務更能融入社區居民的日常生活，也是智慧生活中一個值得探討的「有 感」議題。以往有關對於社區的管理，在實體上均被侷限在管理室內進行集 中式管理。例如整個社區的監視器只能在管理室受到監控、有無信件包裹等 也必須到管理室查詢、至於整個社區的用電以及安全狀況等，則更不是住戶 隨時可以掌握的資訊。更有甚者，若是管理室的電腦故障，則所有的資料可 能付諸流水。因此基於管理、安全以及全體參與的考量，社區管理所產生的 資訊流極適合建置於社區私有雲端系統中，供社區住戶隨時可以掌握與查 詢。

透過 App 可以到「社區私有雲」查詢(或是由雲端系統主動通知)是否有 郵件、包裹或是送洗送修物件提取訊息、最新的社區公告、社區活動預告及 公共設施預約狀況、友人來訪未遇等通知以及公共區域監視器即時影像監看；

或是透過社區私有雲端系統申請協助代收或轉交物件、公寓維修或清掃等服 務安排。而所有歷史資訊、簽收資料等均儲存在「社區私有雲」中，以備日 後查詢。

[3] 智慧空間之燈光空調音響情境及節能管理平台 App 應用腳本設計：

在安全安心、健康照護、節能永續、舒適便利等需求中，隨著全球能源短缺 以及環境破壞所產生的氣候異常現象，身體力行以達節能永續的目標漸受重 視。根據與 ICT 業者的訪談結論，發現節能在現階段是推動智慧建築一個很 大的誘因。ICT 技術在建築節能所扮演的角色主要由自動量測、控制及智慧 化決策三方面所組成。而為了能進行自動量測及控制，物聯網概念是值得導 入的架構技術；而透過分析、決策技術提供智慧化的服務功能則可藉由雲端 運算完成。

透過 App 的應用，可以讓智慧型手機化身為萬用遙控器，不僅可以控制室內 的燈光、空調或是音響等設備外，也可以透過情境模式設定，同時改變多於 一個的設備狀態；也可以隨時監控屋內各種設備的耗電狀況，並與之前的歷 史資料進行比對；而當外出時，可透過 App 的協助確認家中各種電器的運作 狀況，適時關閉多餘的耗電。