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企業防災(四):列車防災,乘客安全擺第一

陳妤寧
・2014/08/02 ・3389字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 551 ・八年級

採訪編輯 / 陳妤寧

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

台灣高鐵公司之災害告警系統示意圖。(圖片來源:台灣高鐵公司)
台灣高鐵公司之災害告警系統示意圖。(圖片來源:台灣高鐵公司)

2010 年的甲仙地震是高鐵營運以來遭遇的一大嚴峻考驗。高鐵沿線佈置的地震儀一偵測到四級以上震度(地動加速度大於 40 gal),系統便自動執行列車停車。這個過程雖然僅需兩秒左右,但每台列車從啟動煞車到完全靜止所需要的時間,則和當時的列車行駛速度有關聯。

究竟什麼是天然災害告警系統(DWS)?除了即時偵測之外,高鐵平日有未雨稠繆的措施嗎?面對旅客抱怨延誤時,高鐵仍選擇暫停行駛的考量為何?本篇專訪邀請到了台灣高鐵營運安全室的蘇文傑經理、以及行控中心的任以永副主任,為我們深入淺出解答這些問題。

天然災害告警系統,二十四小時即時偵測

天然災害告警系統 DWS 是 Disaster Warning System 的縮寫,台灣高鐵倚靠這套系統即時偵測地震、邊坡滑動、落石、異物入侵、強風、豪雨、洪水等各種災害。當佈置在高鐵沿線的偵測器探測到異常情形,便會立即將資訊回傳到行控中心。行控中心有如高鐵的大腦,接收外部偵測資訊後,對各場站和各列車做出決策,如停駛或降速運轉、啟動檢修或疏散措施等等。災害告警系統具自我檢測功能,當任何異常或是故障時,行控中心會即時收到警訊,並派出維修人員出動檢修。

因應不同災害的性質,DWS 啟動警訊的標準和方式也有不同。地震、邊坡滑動、落石、異物入侵屬於立即性的破壞力,例如隧道出口上方的道路事故導致車輛摔落軌道等突發狀況。強風、豪雨、洪水等漸變型災害,則是透過監測風速、雨量(時雨量和二十四小時雨量)、河川水位的變化-如河川水位是否已達可能破壞橋樑結構的標準-來判斷啟動何種級別的預警。

高鐵在沿線建立了獨立於中央氣象局的51個地震偵測器,一旦偵測到地表加速度超過安全值(40gal,約為四級地震),即透過號誌系統通知列車立即停車,降低列車出軌或翻覆的危險。如巡檢確認設備無受損,則以「分段提速」配合「動搖測試」來恢復正常行駛。

未雨綢繆,因地制宜

天災發生的瞬間固然要爭取應變時間,但平日的「減災」預防性工作也是高鐵每日的業務內容之一。除了突發狀況的即時監測,高鐵也和氣象資訊顧問服務公司合作,針對高鐵沿線區段整合更多劇烈性天氣的預測資訊。例如反聖嬰年的乾旱現象、沿線潮位估計等上中下游的資訊整合與預警等等。

以災害歷史而言,工程必須依據不同地點的地質做出調整。「高鐵全長345公里,每個路段的土木結構是依據推算950年才會發生一次的大地震之震度來設計,其耐震係數可承受七級以內的震度,軌道旁也配有防出軌牆來防止翻覆。」營運安全室的蘇文傑經理表示。

而高鐵的內部基礎配備都有兩套甚至四套來相互支援運作,就如同人體中的腎,在任一套設備發生故障時,其他套可發揮備援功能,維持系統的正常運作。

另外,氣候條件對於電子元件的影響也非常大,例如鋼軌和電車線的材質都會熱脹冷縮,因此高鐵行控中心24小時監測環境溫度是否超過檢修標準值。由於產地國家和進口國家的氣候條件差異,高鐵公司在進口元件時,就會要求原廠針對台灣的氣候加強抗熱抗潮的能力。「就像如果你買歐洲產的車,總會覺得它的冷氣不夠強;溫帶國家生產的設備到了台灣溫熱潮溼的環境,也需要設計得更為抗熱抗潮才行。」行控中心任以永副主任和我們分享高鐵七年運營下來的維修改良經驗,發現梅雨季和元件汰換率的確有正相關的關係,因此一方面以「預防性保養」加強吸濕抗潮的工作、另一方面也要求原廠持續強化元件的抗潮力,「密封式元件」即為改良後的方式之一。

除了電子元件之外,在高鐵列車座椅的人因工程上,高鐵以95%台灣男性、5%的台灣女性的平均身高為標準進行設計;同時納入安全逃生的考量,座位前後距以及走道寬皆為60公分寬;而即便是椅套等車廂內的佈置用品,也必須符合國際防火規範中的耐燃、低煙、無毒等標準,將火災時可能造成的傷害降到最低。

三十六計,「失效自趨安全(fail-safe)」為上策。

「失效自趨安全(fail-safe)」原則強調當列車核心機電系統(車輛、號誌、電力、通訊)發生危機時,暫停原本的列車運行作業來確保平安。例如一旦偵測到邊坡滑動、或是轉轍器故障,災害告警系統會立即通知受影響區域的列車停車,並阻止其他列車進入該區域,否則容易發生出軌意外。蘇文傑經理說:「既然功能失效,最重要的就是先暫停功能的運作,以免釀成更大的災害。」面對因列車減速或暫停行駛而引起的延誤,旅客容易心生不滿,但高鐵堅持在確認安全檢查無誤之前,決不會以「且戰且走」的方式貿然發車,並希望能從每一次的故障事件中找出根本原因,避免引發其他故障事件或是未來再犯。

以2010年高雄甲仙地震後的營運搶通為例,當天高鐵在 40 分鐘內決定先恢復台中到台北的區段營運;而受影響較重的台中到左營區段,在隔日才恢復「單線雙向」通車,意即受損較為嚴重的下行路段暫時共用上行軌道;於四天後恢復「雙線雙向」通車,但部分區段仍然要求限速行駛。整個恢復營運的過程可謂是「步步為營」。

高鐵列車速度快、運量大,從「企業風險管理」的角度來說,短視的偷工減料或是疏於檢修,只會在未來釀成更大的災害、使企業付出更巨大的成本。不僅是對內部設備保養的重視,自然環境的保護、政治環境的穩定到頭來都會反過來影響一個企業。蘇文傑經理表示,例如這次在越南發生的排華事件,若企業對外界危機的觸角不夠敏銳,就無法預先做出應變措施。

因此,安全可謂是高鐵最審慎也最重視的第一考量。而在旅客服務的課題上,高鐵則持續加強「溝通」的任務。除了務求第一線服務人員隨時掌握狀況、也開始強化車站電子看板和手機App的資訊直接推播。任以永副主任說:「如果高鐵將無法按時刻表準時營運,我們會第一時間請台鐵、高捷、北捷、和公路總局一併發佈高鐵延誤資訊,盡量讓旅客抵達高鐵站之前就能夠及早評估其他替代交通方式。」

跨縣市的防救災方針

對於高鐵而言,除了自然災害之外,各種人為突發狀況也都可能演變為災害,諸如毒化物或爆裂物攻擊、偷剪電纜、菜網飄落等各種情況無所不包。而高鐵全長345公里,A縣市所發生的突發狀況,B縣市也必須即時因應。為了突破跨縣市的各種救災協調問題,高鐵自美國引進了災害現場指揮體系(Incident Command System,ICS)。

「美國在1970年代時因為冬季森林大火乾燒,火勢蔓延到跨州的規模,因此發展出了這套體系,以突破行政上的屬地主義。」蘇文傑經理表示,高鐵據此制定了「台灣高速鐵路交通事故整體防救災應變計畫」,和11個縣市以及地方警消、醫救等外援單位簽訂相互支援協定。在疏散作業方面,高鐵公司也和92家客運業者合作,在緊急逃生出口安排接駁巴士,負責將疏散旅客送到附近最近的鐵公路轉運站。

「考慮到外援單位的人員流動,我們持續辦理講習和演習,務求外援單位能夠熟悉救災流程以及現場指揮權如何進行轉移。」諸如列車出軌、電車線掉落、軌道破損等情境都需列入演練科目,而各單位之間在救災現場也有許多細節必須注意,例如消防灑水之前,必須先向行控中心確認電車線是否已經斷電,否則25000伏特的高壓電一旦藉由水柱導電,將對救援人員本身造成危險。

從災害管理的角度而言,風險不可能「等於零」,只能盡全力將之「趨近於零」;天災的發生是必然,而人造設備不可能無堅不摧。我們應該要做的,是透過平日的經營、在災害發生時將損傷降到最低。交通運輸系統是現代都市人每日仰賴的重要角色,一旦延誤便會對大量乘客甚至企業造成影響,也因為如此,承擔災害的責任格外重大。台灣高鐵屬於較「年輕」的運輸系統,設備在減災抗災的規格上更為先進,同時也承擔社會更多的期許和監督。(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:

相關標籤: 災害告警系統
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陳妤寧
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熱愛將知識拆解為簡單易懂的文字,喜歡把一件事的正反觀點都挖出來思考,希望用社會科學的視角創造更宏觀的視野。


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「血液病理診斷」導入 AI 應用,輔助醫師快速精準判讀、減輕負荷量

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/01/17 ・2491字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣諾華 協助刊登,審定編號 TW2201057472。

  • 作者/許君咏

我們想讓你知道:

被喻為困難診斷疾病的骨髓增生性腫瘤,難在哪裡?由於「病理切片判讀」很難找出「兇手」,因此,林口長庚醫院與台灣諾華及雲象科技合作,將 AI 運用於血液病理診斷,有望幫助醫生進行快狠準的判讀,可以減少經驗多寡限制,以及減輕醫生的判讀的負荷量,更重要的是,為病患做出正確的診斷,幫助及早進行治療。

在血液癌症的診斷中,病理切片是必要條件之一,例如骨髓增生性腫瘤(myeloproliferative neoplasm,簡稱 MPN),因為種類繁多,臨床症狀、病理變化及突變特徵重疊性高,過去需仰賴經驗豐富的臨床血液科及血液病理科醫師人工鑑定,然而對抗血液腫瘤就如同與時間賽跑,若無法立即提供判讀結果,延誤了治療時機,將影響病患存活率。

「骨髓增生性腫瘤」到底是什麼?

骨髓增生性腫瘤(MPN),以前稱為骨髓增生性疾病,是一組以一個或多個血細胞(白細胞,紅細胞,血小板和/或纖維細胞)過量產生為特徵的疾病。

首先,骨髓是人類的造血器官,它的重要功能就是產生造血幹細胞,之後這些造血幹細胞透過分化再生成不同的血細胞,例如紅血球、血小板、顆粒球、單核球等。而骨髓增生性腫瘤是一組罕見的血液癌症,會導致骨髓中產生過多的紅血球、白血球、血小板,根據 2016 世界衛生組織的分類,這組疾病中較常見有四類,各有不同的預後及治療方式,包括原發性血小板增多症(ET)、真性紅血球增多症(PV)、原發性骨髓纖維化(PMF),原發性骨髓纖維化又有兩種亞型:早期骨髓纖維化(pre PMF)及顯著骨髓纖維化(overt PMF)。

骨髓增生性腫瘤種類

至於確切的罹病原因目前並不清楚,科學家尚在研究中。林口長庚醫院血液科郭明宗醫師說:「骨髓增生性腫瘤臨床上常見有 3 種基因突變,分別是 JAK2V617,CALR,MPL。不論是後天的基因變異,或是環境因素等皆為可能致病因子,目前在臨床上面臨的最大挑戰不僅是治療,其實從診斷程序挑戰就已經開始。」

難如登天的「病理切片判讀」,究竟要如何找出「兇手」呢?

被喻為困難診斷疾病的骨髓性增生腫瘤,難在哪裡?

郭明宗醫師進一步說明,因骨髓性增生腫瘤屬於血液增生性疾病,和其他實體腫瘤不同的是,病患沒有明顯可觸及的腫塊,通常是因為出血、中風、脾腫大等併發症而求診,無法直接看出病因是什麼。這時醫生就像偵探一樣,必須從其他類似的症狀、血液檢查數值等尋找線索,列出可能的疾病名單,而最關鍵的證據除了基因變異之外就是「病理切片判讀」。因此, 2016 年世界衛生組織也將「骨髓切片」列為骨髓增生性腫瘤診斷的必要條件之一。

但最難的部分就在於「病理切片判讀」,林口長庚紀念醫院解剖病理部莊文郁副主任說:「骨髓切片主要是由血液病理次專科醫師進行判讀,而骨髓增生性腫瘤判讀的複雜度遠超乎一般人所能想像,病理醫師必須仔細評估各種造血細胞在顯微鏡下的數量及形態,特別是巨核細胞的形態特徵、數量及空間分布,才能得到精準的診斷。」

莊文郁主任實施病理切片判讀

也就是說,傳統的病理切片裡的血球型態與其他疾病極為相似,需由經驗豐富的醫生判讀,並進行診斷,然而人工判讀的缺點在於,難以取得客觀量化的數據,並且可能會有人為誤差。如前段提及骨髓增生性腫瘤有不同種類,預後和病程進展有極大差異,需要不同的治療策略。郭明宗醫師分享:「早期世界衛生組織尚未明確分類時為例,曾有 20% 的患者原先被診斷為原發性血小板增多症(ET),後續分類後重新診斷為早期骨髓纖維化(pre PMF)。」說明病理切片判讀在診斷上有一定的困難及複雜性。

病理切片耗人又講求經驗怎麼辦?AI 來幫忙!

莊文郁副主任說:「林口長庚每月有近萬個案例、高達上萬筆的病理玻片需要判讀,病理團隊每日皆須面臨龐大且急迫的病例,為了能及早且精準幫助病患確診,已全面將病理玻片數位化,為全台少數完成跨院區病理科數位化的醫療院所,可大大提升判讀方便性。」

這次合作跨界三方,結合不同優勢,林口長庚龐大的病理資料庫,雲象科技的 AI 技術,加上台灣諾華長期投入血液腫瘤研發治療的經驗,共同提升台灣血液腫瘤篩檢量能,幫助病患在進入急性期或惡化前獲得及時診斷及擬定適合的治療策略,延續病患生命並提升生活品質。

血液疾病的診斷與治療相當困難,然而因病患數不如其他器官癌症,故新技術如 AI 較不會第一時間應用在血液疾病上;不過,對血液疾病來說,以形態學為基礎的病理診斷扮演關鍵角色,而型形態辨識正是 AI 在醫療上能有最大發揮空間的面向。

這個概念就像是平常大家將合照上傳社群軟體,平台會透過自動人臉辨識系統,標記照片裡的朋友人名。運用 AI 進行深度學習,辨識骨髓玻片裡的細胞型態、特徵和空間分佈的情形,能夠提供量化且客觀的數據。

莊文郁副主任打趣地說,隨著時代與醫療的進步,AI 技術不僅可以認臉,也可以辨別極度困難與複雜的細胞了!

雲象科技骨髓切片判讀

而台灣諾華在癌症治療領域耕耘已久,諾華腫瘤(台灣)總經理陳喬松說:「身為全球製藥領導者,從第一代標靶治療到目前最新的細基因療法,建立了許多治療創新里程碑。」目前除了利用資料科學發展新興藥品外,諾華爲重新改善患者生活品質,並延長其存活期,亦發展大數據分析及 AI 技術,希冀幫助更多血液腫瘤病患及早診斷、治療,讓血液腫瘤的早期診斷向前邁出一大步。在 AI 的加持下,未來血液病理的發展,或許能夠和近年備受重視的分子和基因診斷攜手合作,更進一步加強疾病診斷與治療品質。

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