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企業防災(二):智慧防災,訊息傳遞不停歇

李杰翰
・2014/08/02 ・2636字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

esav

 

作者:李杰翰 | 國立臺灣大學地理環境資源學系

災害來臨的時刻,台灣鋪天蓋地的電訊網路成為安定人心的力量,一通電話、一封簡訊,就能聯繫身處各地的家人朋友。這次專訪邀請到中華電信石木標總經理,為我們解釋在災害發生時,中華電信如何維護電信服務的品質,以及在預警簡訊與智慧防災技術的推動成果。

電信技術不斷線 海纜故障別害怕

天災發生時,當務之急是災區的對外聯絡。除了透過災區僅存的固網通信外,仍可運用無線通信技術,例如微波、行動電話及衛星通信進行聯絡,尤其是後兩者具備高度機動性,可以在最短時間內進行警告通報以避免災害擴大,並提升救難能量。

「海底通訊電纜」負責跨國電信傳輸,是以絕緣材料包裹、鋪設在海底的導線。海纜故障可能有以下原因。在自然因素方面,包括海水腐蝕、生物侵蝕、海底濁流、地震引起的海底土石變化等,均可能造成海纜磨損或拉斷;在人為因素方面,包括船舶下錨、起錨、捕魚、採集砂石、疏浚工程及其他直接碰觸到海底的作業,也有可能損壞或拉斷海纜。

如有以上情況發生,中華電信會先確認海纜故障的範圍。由於在規劃海纜通信網路時,不論是語音、企業客戶或網際網路等各方面,均採取「多重路由」及相互支援方式佈建。因此當小範圍海纜發生故障時,工程師會透過平時準備好的「雙路由」及自動支援機制,迅速將故障電路切換至「保護路由」以避免服務中斷;或透過適當的電路調度支援,讓通信網路迅速恢復正常運作。

如果短期內發生多條海纜故障,上述方式無法完全因應時,將啟動緊急應變計劃:總經理立即召集成立緊急應變措揮中心,連絡國內外電信機構,進行電路調度與支援恢復作業。除優先支援國防、飛安、金融等重要電路外,也會同時啟動企業客服、語音服務及網際網路等電路調度來支援。

莫拉克風災 災區設備搶救全面啟動

2009年莫拉克颱風重創大高雄地區,甲仙、那瑪夏、六龜、桃源、茂林等鄉鎮電信設備損失慘重,中華電信採取了緊急應變措施。他們在全國最易罹災地區,擁有高度機動性及越野功能之救災搶修車8部,在必要時火速進行搶救。無論是設備、傳輸或電力供應,中華電信在這些地區均有「超乎規格」的資源投入,以達到「多重迴路」、「複式涵蓋」、「備用電力超過24小時」等多重支援的方式,確保網路可靠度。

為確保高危險地區的通訊品質,中華電信也結合其他電信業者,以共構方式,建置具備光纖、微波、衛星等設施,組成高抗災通信平臺。第1期的高雄「那瑪夏區」在2010年6月先行完工。第2期,茂林區、桃源區、六龜區、杉林區、鳳山區等5處也於2011年1月建設完成。

細胞廣播 地震預警收得到

2011年發生的311大地震中,我們見識到日本運用行動通訊傳遞地震速報的成效。其簡訊是透過強制的「細胞廣播」來發送,在台灣是否也有類似的技術呢?

其實關於科學數據的發布,還是要仰賴政府相關單位的提供與整理,電信業者主要是扮演提供傳播平台的媒介。以日本的例子來看,在法律層面,日本政府為了推動緊急地震速報服務,公部門積極修訂氣象業務法等相關法令,制定整體政策,以做為公部門與電信業者界定權責的法源依據。

而在技術層面,日本參考國際標準的細胞廣播技術(Cell Broadcast System,CBS),大幅修訂CBS傳送流程及參數等技術規格,制定日本特有的地震海嘯警報系統(Earthquake Tsunami Warning System,CBS)。一般市售手機並沒有支援這個服務,目前支援手機多為客製化的日系品牌,故他國較難採行這種方法。

考量國情不同,台灣在未來將視4G網路功能與手機的搭配,推出與日本類似的細胞廣播服務。2009年發生莫拉克颱風後,中華電信立即研發類似CBS功能的「災害緊急應變訊息通報系統」,並於2010年開放服務。此系統可針對指定區域內的手機及市話發佈緊急訊息,通知民眾採取防範措施或即時撤離。

例如2010年的凡那比颱風來襲時,該系統首次在高雄那瑪夏、甲仙、杉林等易致災區發佈行動簡訊和市話語音通報服務,此次颱風該區無一傷亡;蘇花、中橫及南迴公路等坍方危急時,也會有用路人避難的通知;311大地震時,政府也藉由此系統,發布台灣有史以來第一次的海嘯警報簡訊。

智慧防災 雲端監測整合巨量資料

智慧聯網是人與物、物與物之間透過網路連結的智慧生活應用服務。未來若能在防災工作中導入智慧聯網,就可以產生一個連接眾多感測器(Sensor)的平台,並在各感測器之間進行大規模資訊交換,進一步發展更迅速的監測、控制、查詢的功能。將智慧聯網應用在防災服務上,首先要大規模的佈設環境監控的感測器,並確保感知器可以穩定且精確的將監測數據回傳。數據回傳需要穩定又快速的網路建設,因此在不易施工的偏遠地區,甚至要透過2G、3G等無線通訊模組將監測數據回傳。

大量的監測數據及監視影像回傳後,需要能處理巨量資料的「雲端資源池」,並透過跨機關的數據共享,協助防災主管機關進行應變分析以提升決策效率;當防災主管機關決定應變策略後,需立即以各種管道將訊息通報民眾。

而中華電信在智慧防災領域上的拓展,以「eSAV雲端監測平台」最具代表性。eSAV是emergency Sensor Alert Video surveillance Platform 的縮寫,包括監測、緊急通報、資料儲存與分享的功能。中華電信的監測設備整合了視訊、水位、雨量及地震儀等專業設備。而緊急通報除了常見的市話、手機語音簡訊外,亦提供低頻廣播。資料交換方面,以中華電信的雲端機房和橫跨各地的備援機制,提供最安全的儲存與管理服務。

eSAV平台的應用願景是實現巨量資料運算及橫向分享。資料交換平台可與政府各防災監測部門洽接,整合所有必需的資訊,提供各部門資料交換的單一窗口。

透過這次專訪,我們不但了解了中華電信如何在災害發生時排除內部設備故障,更認識到電信在未來防救災領域無限大的拓展空間。無論在資訊的收集端和通報端,中華電信具備了整合上的優勢能力,在「防災監測」和「救災通訊」方面的發展值得關注。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

企業防災系列專題:

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李杰翰
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國立台灣大學地理環境資源學系學士。曾實習於鼎漢國際工程顧問公司。 2014年錄取東京工業大學《YSEP 青年科學家交換計畫》,現於該校「環境與交通工學」領域研究室潛心向學。

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用這劑補好新冠預防保護力!免疫功能低下病患防疫新解方—長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022 年美、法、英、澳及歐盟等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
帕克斯洛維德
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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地震預警比你想得更複雜!ft. 氣象局地震測報中心主任陳國昌【科科聊聊 EP.56】
PanSci_96
・2021/09/14 ・764字 ・閱讀時間約 1 分鐘

地震來時,除了收「國家級警報」簡訊外,更該遵守趴下、掩護、穩住這三項避難原則!不過,你知道隱藏在地震背後的「地震預警系統」是什麼嗎?就讓我們說給你聽!

  • 00:37 臺灣一年的地震有幾個?
  • 03:34 地震測報中心平時的工作內容是什麼?
  • 07:50 即時站是什麼?
  • 14:29 會透過觀察動物行為來研究地震嗎?
  • 16:48 氣象局在地震預警系統上做了許多努力
  • 23:56 透過人工電腦可以比較好達到預測嗎?
  • 25:10 日本與中國的研究
  • 29:30 臺灣選用建材的改變
  • 32:21 地震預警時間有可能再提前嗎?
  • 40:49 新計畫的效果如何
  • 41:25 理想中的地震預警秒數
  • 50:57 小地震準大地震不準?
  • 53:57 地震測報中心的願景是什麼?
  • 58:36 地震來時該做什麼?

*2021 年「國家防災日」將在 9 月 17 日舉辦,藉由災防告警訊息服務(PWS),於當天早上 9:21 進行「地震速報」測試;9:25 進行「海嘯警報」測試,科夥伴們收到簡訊請不要驚慌,記得遵照「趴下、掩護、穩住」的基本原則,配合演練進行唷!

延伸閱讀:叫醒他的不是鬧鐘,是地震,還有讓預警系統更好的夢想

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102秒內火速發佈!臺灣第一個地震速報系統的誕生──《地震:火環帶上的臺灣》
春山出版
・2019/11/21 ・1654字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 601 ・九年級

  • 作者/林書帆、黃家俊、邱彥瑜、李玟萱、王梵

臺灣速報的優勢:利用即時強震訊號自動定位

「當年,沒有一個國家用即時強震訊號做地震觀測,臺灣是第一個!」吳逸民指出,能在一百零二秒內傳出地震速報的關鍵有二:一是善用「即時強地震觀測訊號」,第二是以此資訊做自動定位,並在短時間內提出預警。

圖/GIPHY

此一轉捩點正是一九九五年。在鄧大量的建議下,強地動觀測網(TSMIP)與中央氣象局地震觀測網(CWBSN)共站的加速度型地震儀,利用了同一條傳輸專線把強震資料同步傳回氣象局,相較於七○年代區域性的強震儀陣列,受限於當時僅能以類比訊號傳輸紀錄,後來拜數位發展之賜,一九九五年的強震資料即能藉由數據專線立即傳回臺北,做到「即時」監測。

以此「即時強地動系統」為骨幹,臺灣的地震測報進入「速報」階段。直到九二一地震,當時全臺已有超過六百三十個自由場強震站,其中具有即時傳輸功能者約有六十個, 蒐集地動訊號後即時傳輸回氣象局。

一九九五年阪神大地震,日本首相村山富市在震後一個多小時才收到地震速報,吳逸民解釋,當時日本震度七以上地震必須由人為判斷,才能發布,而臺灣領先的關鍵就在於以自動化加快速報發展。至於自動定位與預警系統如何做到,得從「B 計畫」的故事講起。

本土 B 計畫勝出

圖/pixabay

當時服務於美國地質調查所的顧問李泓鑑提點臺灣可能有發展地震預警潛力,也成為氣象局一九九四年提出臺灣第一部《氣象白皮書》納入「地震預警」的契機。當年,氣象局啟動第一個地震預警的實驗,由加拿大一間商業公司主導,選在地震活躍的花蓮設立十個測站,資料透過專線匯集至花蓮氣象站做即時處理,並將結果傳至臺北的氣象局本部評估、分析,這也是臺灣地震預警系統發展的雛形,在內部被稱為 A 計畫。

當時,傳輸地震訊號的電話線路尚有一半頻寬容量可使用,中研院地球科學研究所院士鄧大量便建議發展 B 計畫做為備案。B 計畫的基礎技術由李泓鑑提供,執行者就是氣象局內的吳逸民,他們隔著太平洋時差一起工作。

當時 A 計畫與 B 計畫都是藉由撰寫程式讓計算流程自動化,藉由強震紀錄的 P 波與 S 波自動定位,計算地震規模,同時能將地動加速度換算成規模。其中自動定位技術,是 A 計畫與 B 計畫競逐的核心目標。

為了縮短時間,必須利用地震初始震動定出規模,但是如何保有一定的準確度,成為技術上最難以克服的瓶頸,這也讓當時國內外許多學者都不看好臺灣發展預警系統。

與時間賽跑的地震預警。圖/GIPHY

由於 A 計畫測站大多僅分布於花蓮狹長的海岸線地帶,雖然可在十幾秒獲得地震訊息,但定位準確度不理想,震央位置平均誤差達二十二公里,規模誤差也達到○.七個規模單位。吳逸民認為,A 計畫在通訊、展示介面跟軟體程式方面表現不錯,但執行團隊缺乏地震學人才,對於地震核心掌握度不足,以至於重要資訊誤差很大,實用性不高。

一九九五年即時強震資訊的啟用,免除需人工電話撥接的時間,吳逸民主責的 B 計畫順利發展出自動挑選 P 波與 S 波的系統,將發布地震時間縮短至五分鐘。以 B 計畫的成功為基礎,吳逸民馬不停蹄投入預警工作,利用宜蘭、花蓮、南投等地共六十至七十個測站的即時強震訊號建立「花蓮子網」預警系統,由於串連多個地區即時強震訊號,覆蓋性較廣,將定位誤差控制在二十公里內、規模誤差○.三單位內,獲得地震資訊的時間大幅縮短至二十秒。

最終,B 計畫淘汰了受限於商業系統而無法修改的 A 計畫,原有測站都併入 B 計畫,成為臺灣第一個成功的地震速報系統。

——本文摘自泛科學 2019 年 11 月選書《地震:火環帶上的臺灣》,2019 年 10 月,春山出版