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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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臺日共同研發 建立預警通報系統

胡湘湘

氣候變遷、地球暖化的情況日益嚴重,借助發展快速的資通訊科技,可以為降低災變傷害盡一份心。有鑑於此,工研院與日本富士通研究所共同研發完成適用於防災系統的自律型感測網路技術,透過無線感測器架構的感測網路,進行大範圍的監測資訊的收集,將有助於啟動即時預警系統,減少災害的發生。

近幾年來,臺灣的生態危機中,土石流災害有後來居上之勢,每逢颱風豪雨之前,水土保持局所發布的土石流紅色警戒區,總是特別引人注目。一旦暴發土石流,災情也特別嚴重。觀察例年來的土石流災害,最可怕之處乃在毫無預兆,民眾在猝不及防之下,往往走避不及,遂造成生命財產的重大損失。

機器成本高 大規模防災監測行動困難

工研院指出,類似土石流等自然災害在世界各地不斷地發生,已引起各國的關注。但因雷射等監測機器的高成本或維修的考量,目前的減災及防災系統實際所能進行的監測範圍仍然受到相當大的限制。

為突破現狀,工研院及富士通研究所共同進行自律型感測網路技術防災系統研發,透過許多的無線感測器所架構出的感測網路,來進行大範圍的監測資訊的收集。 最重要的是,即使其中一部分感測器電力不足或發生故障,整套系統仍然可以繼續正常運作。感測系統也特別鎖定在邊坡滑動或土石災害的領域,布建減災及防災實驗系統,進行場域實驗。

工研院進一步表示,為因應颱風洪水等自然災害的發生,現階段已有不少防災、減災相關技術的研發,例如:為監測邊坡滑動等,所進行的地質資訊收集或預測的分析手法中,目前已有雷射監測、或是將高精準度的傾斜量測器,埋入邊坡等的監測分析技術,在這些既有方法中,除了監測機器本身的價格昂貴之外,配線、布建、或電池更換等也耗時耗力,通常也僅能侷限於一個區塊進行災害監測,較難以做到大範圍的廣泛預測資訊的收集。

為達成大範圍資訊收集的目標,工研院及富士通研究所共同開發一個系統,能讓許多個能自行發電的感測器透過無線相連結,經由自律型物聯網(M2M)感測網路,在可能發生崩塌的地點進行資訊收集。

挾雙方優勢 臺日共同研發自律型感測網路技術

根據臺日雙方技術優勢,工研院與日本富士通各自分工,工研院負責感測器、通訊網路、無線軟體及能源控制的研發工作,將許多個無線感測器布建在易於發生崩塌的地點,透過通訊網路將收集到的邊坡資訊傳輸給遠端伺服器,並與臺灣當地土木專家團隊協力進行資訊的判讀。同時,工研院也導入自有的太陽能天線的技術,使整套系統的通訊與維運更具效率。

富士通則負責自律管理軟體技術開發的部分,包含遠端控制、克服感測器間通訊障礙相關技術,透過嵌入式軟體、分散處理技術,當無線通訊間產生雜訊,或是其中一個感測器故障,周圍感測器仍能正常通訊的機制,以適應惡劣環境。

工研院強調,合作中充分融合雙方的技術,共同開發自律型感測網路技術,不只可以應用在防災、減災系統的資訊收集及分析,未來可望應用於不同的領域。 透過臺日雙方合作,在防災系統上有重大突破點,往後若能順利商轉,提供給中央及地方政府等機構,將可有效運用所蒐集的巨量資料進行分析,建立預警通報系統,對於保障居民的生命財產安全,將有相當大的貢獻。

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