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921起風了

臺灣公共衛生學會_96
・2013/10/07 ・1765字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

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Toami_after_921

今年的9月21日,有些人是沈浸在中秋假期的歡愉氛圍裡,或許有些人正處於玉兔颱風的肆孽恐慌中;但不知有多人還記得在1999年的今天,台灣發生了在二戰後民眾傷亡最嚴重的天災。921大地震,共造成了2,415人死亡,29人失蹤,11,305人受傷,51,711間房屋全倒,53,768間房屋半倒。

二戰,地震!殊不知有沒有人知道,促使日本在二戰前加速其帝國主義思想擴張的重要因素之一,正是1923年9月的關東大地震。關東大地震共造成約14萬多人的死亡,但是有90%是被燒死的。原因是地震發生時,正值中午做飯時間,因而造成40幾萬間房屋被燒毀,東京的大火一連燒了三天三夜,城內85%的房屋毀於一旦。也因此,關東大地震後來被列為世界火災最大的地震。

2013-05-10_115738
日本上個世紀的文壇名家崛辰雄,他的代表作《風起》後來被宮崎駿改編成動畫作品。

關東大地震後,日本最流行的一句話就是:「一切都完了」。日本著名的文學家崛辰雄 (1904~1953) 經歷了關東大地震,這也在他的心裡隱埋下立志創作的種子。那是兩年前的夏天,我們初次相遇的時候,我突然脫口說出一句詩。那之後,我總會在不經意間吟誦-起風了,努力活下去。這是他在著名的小說 《風起》 (1938) 中的名句,是描寫一名藝術家與他重病的情人的故事,小說凝視動盪時代中的生死,充滿細膩的情感,捕捉人的存在價值,因而被收錄在日本中學生國文課本中。

他的另一篇小說《菜穗子》(1941),描繪一名因肺結核而住院的女性病患其悲劇的命運,卻也對於愛具有強烈的渴望與追求。菜穗子的生命雖然短暫且沈重,卻是美麗與堅強的。東大地震後來被列為世界火災最大的地震。

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921災難發生後,很多台灣學者投入了關於921大地震的研究,就像是探討哪種個人因素比較容易在地震中死亡。理論上看來,災難對於健康和社會經濟方面的衝擊應該並非是隨機分佈的,然而這方面的證據是稀少,或說是可遇而不可求。陽明大學的團隊就從健保資料來分析地震罹難者與生存者的差異,發現女性與年長者都是危險的族群,而收入較少者或是農夫也是較危險的族群;此外,有精神障礙、中度肢體殘疾、或是在地震前不久才剛剛住院者,是最為危險的族群。這項研究指出,在台灣的人們因地震而死亡可能與社會經濟地位有關,而地震相關的死亡並非是隨機發生的。[1]

高醫的研究團隊也發現,在台灣因地震而死亡則與地震的強度有直接關係外,房屋的倒塌與否,甚至倒塌的程度也與死亡有關。而房屋的倒塌,不僅與地震的強度有關外,更與劣質的建設、甚至施工的年代有關連。泥磚屋對於抗震的能力是很差的,有47.6%的死亡是發生在泥磚屋內;然而,鋼筋建築物在大地震中的毀損率 (3.8%) 是非常低。因此,除了瞭解個人因素外,改進抗震建築的設計,也是減少地震災害的重點。[2] [3]

窒息和內部出血是地震受害民眾因房屋倒塌而死亡的主要原因。然而,在災後的民眾其疾病的發生就並非是如此的結果。當年陳國東老師也帶領著衛生署應用流行病學專業人員訓練班 (Field Epidemiology Training Program) 在地震發生後期,調查災區民眾在災變一週後的疾病發生情況。發現到在災後階段,災區民眾發生急性呼吸道感染和急性胃腸炎的病例數明顯高於周邊未受影響的縣 市民眾。這些訊息都告知著,不同階段的公共衛生緊急處置系統的設置重點。[4]

當然,更多的學者在災後也投入了心理復健工作,這方面的研究倒是比較多人提及,我們就不再贅言。

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猶記得921那天夜裡,我正還在台大徐州路的研究室裡;斷電了,一切的聯繫都斷了。父親好不容易跟我聯繫上了,他只跟我說道:「不管如何,一定要懂得活下去。」我不知道外面是何等情況,只是覺得一陣茫然。

我想到了法國詩人保羅瓦勒里 (Paul Valery,1871~1945) 的海濱墓園 (Le cimetière marin),試著藉此在法國、日本、與台灣的印象間,交錯吟誦。

Le vent se lève! . . . il faut tenter de vivre! 起風了!…就只有試著活下去一條路!

L’air immense ouvre et referme mon livre, 天邊的氣流翻開又合上我的書,

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La vague en poudre ose jaillir des rocs! 波濤敢於從巉岩口濺沫飛逬!

Envolez-vous, pages tout éblouies! 飛去吧,令人眼花繚亂的書頁!

Rompez, vagues! Rompez d’eaux réjouies 攻裂吧,波浪!用漫天狂瀾來打裂

Ce toit tranquille où picoraient des focs! 這片有白帆啄食的平靜屋頂 !

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研究文獻:

  1. Chou YJ, et al. Who is at risk of death in an earthquake? Am J Epidemiol. 2004; 160:688-95.
  2. Liao YH, et al. Building collapse and human deaths resulting from the Chi-Chi Earthquake in Taiwan, September 1999. Arch Environ Health. 2003;58:572-8.
  3. Liao YH, et al. Deaths related to housing in 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake. Safety Sci. 2005;43:29-37.
  4. Chen KT, et al. The public health response to the Chi-Chi earthquake in Taiwan, 1999. Public Health Rep. 2003;118:493-9.

轉載自台灣衛生公共協會

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臺灣公共衛生學會_96
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本粉絲團原名為2012年公共衛生年會粉絲團,成立於2012年7月30日。其原先目的是,為了宣傳由台灣公共衛生學會、台灣流行病學學會、暨台灣事故傷害預防與安全促進學會,共同於台中中山醫學大學舉辦之2012年聯合年會。在此粉絲團裡,我們提供了粉絲關於公共衛生實務、教學與研究的相關訊息;希望對於大家有所助益,更希望大家能夠將公共衛生的美好分享給更多人。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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