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环境监测技术可防害於未然
降低灾害损失
[作者 王明德]   2019年11月13日 星期三 浏览人次: [1107]

全球气候巨变,这几年各类型灾害所造成的损害,规模愈来愈大,以台湾为例,近几年的风灾、土石流,甚至是上个月发生的南方澳断桥事件,这之中的部分事件固然源自於大自然威力,更多则是人谋不臧。然而面对这些灾害,并非无计可施,透过监控技术的事先预警,可以让损害降降至最低。


也会更有保障。



图1 : 台湾一旦发生地震或风灾,就容易造成土石流与其它灾害,对此政府与企业可强化环境监测技术的研发,透过科技的力量,降低灾害损失。 (Source: Claims Journal)
图1 : 台湾一旦发生地震或风灾,就容易造成土石流与其它灾害,对此政府与企业可强化环境监测技术的研发,透过科技的力量,降低灾害损失。 (Source: Claims Journal)

就技术发展层面来看,为预防灾害发生,目前多用监测站在定点进行监测,目前台湾已有侦测土壤的行动式与固定式监测站,分布於包括台北九份、南投神木村等易於发生土石流之处。


因应环境需求 打造完善规格设备

与国外相较,台湾灾害监测的发展时间较短,不过由於具备IT技术,进展仍算快速,虽然目前仍无具体的防灾实例,不过相关单位都已纷纷投入,陆续有一些成绩出来,之前风灾时,在监测站的CCD摄影机,就已拍摄到土石流从头至尾的完整发生过程,对於未来当地的国土安全策略相当有帮助。


由於灾害监测的设备无法标准化,多由负责单位设计整合设备,由於这些防灾设备面临的环境之严苛,远大於任何场所,因此一般的IT产品无法胜任。以简易式土石流观测站为例,这种设备是将摄影机等设备装置在一个简易机箱,在灾害(比如台风)发生前,以人力背至定点摆放进行运作,这类设备必须不靠人力至少自行运作72小时以上,而且必须防水防尘防震。


就此案例来看,防灾设备的要求至少有两个,一是因应环境需求的高强度、稳定规格,二是因应不同设备链结的相容特性。目前台湾工业电脑厂商都可提供相关的自动控制模组,这类型厂商以往专注於工业等级设备发展,在稳定度上已不是问题,此外产品规格也相当齐备,可选择不同工业规格的通讯模组介面,相容性方面已不是问题。


至於在系统建置部分,即便天灾难以阻止,但仍可尽人事的减低灾害,要有效降低灾害因素,可从三大面向进行,一是在最短时间内建置完成、二是打破地域性限制、三是拥有良好的备援机制。


要落实上述三大面向,完善的通讯机制是必要前提,而因应地点特色与功能需求,厂商在有线与无线两种通讯标准均有产品,在布线容易的地域,可选择配备RS-232、RS-485、Ethernet等连接埠的感测控制器;若偏远地区,则可选用M2M遥测方案,利用通讯模组组成物联网,让不同区域的设备可相连,在第一时间启动防护机制,大幅降低灾害损失。M2M无线架构的优势在於成本低、免布线、易安装、扩充性高,对於灾害侦测系统来说相当适合。


另外,由於现场端网路监控需求日殷,所需的解决方案必须够适地适用,而大部分应用场所属於中小型I/O监控与连动系统,但却经常搭配大型中控设备,在价格成本与系统建置上都不甚恰当,为有效建置分散式控制架构,以及提供更有效率的系统环境,现已有厂商推出新一代的Remote I/O产品。这类产品通常为免程式型连动控制器,拥有网路型控制主机、免程式设计、完备的管理功能、标准工业通讯协定、多类型产品选择,应用监控系统时,可兼具效能与可扩充性。


整合多元功能 环境监测应用广泛

上述的监测系统除可用於国土环境监测外,也适用於其它场域,透过控制模组与图控软体的搭配,整合出多用途系统。



图2 : 监测技术可透过控制模组与图控软体的搭配,整合出多用途系统。(Source: Oikodomein)
图2 : 监测技术可透过控制模组与图控软体的搭配,整合出多用途系统。(Source: Oikodomein)

业者指出,现在的监控系统已不再像以前只有监控技术,包括空调、节能、照明等,都已被整合到同一系统。至於节能也成为监控基本概念,只是导入程度多寡而已。以侨光科技大学用电系统为例,就是将感测器设置在各教室,管理者图控画面上可以看出各教室的空调现况,包括开闭状况与温度等,若有异常则可直接由远端进行开关控制。


类似状况也可弹性应用在工厂、港囗与特定产业所需的压力房等场所。在港囗方面,台中港的照明控制是指标性案例。台中港导入智慧监控系统後,以相同电力容量,增加了59%照明度,电费支出每年减少超过新台币200万元,此外也透过全港区光纤网路的建置,降低承租中华电信光纤网路费用。



图3 : 监测系统应用多元,在智慧城市中将是不可或缺的技术。(Source: treyfin.co.za)
图3 : 监测系统应用多元,在智慧城市中将是不可或缺的技术。(Source: treyfin.co.za)

至於压力房的智慧监控应用,则需要整合多种功能。压力房可分为正压房与负压房,前者医院手术室、科技厂无尘室、无菌室等,後者则是病毒实验分析室、灭菌室、检疫室等,无论正负,压力房都是气流控制,来使房内气压产生变化,由於控制的项目繁多,必须透过稳定且相容性隹的控制元件,来进行设计。


结语

就目前发展来看,环境监控的软硬体技术均已臻成熟,而无论是企业或国家,这都是必须重视的技术,尤其是天灾频传的台湾,利用感测联网技术,降低灾害的发生机率,是目前CP值最高的选择,台湾IT产业向来长於弹性设计与制造,其能力已足以因应这类型需要客制化系统的需求,且现已有多家厂商投入发展,现在只欠缺政府单位的导入决心,近年来各县市政府积极投入智慧城市,若能将此国土环境监测也纳入政策之一,不但可促进产业发展,人民安全也会更有保障。


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