国震中心开发5D智慧城市防救灾平台 盼能强化城市防震救灾能量

根据联合国2016年统计报告指出,全球已有超过一半的人口居住在城市中,而城市的建筑物密集度高,受到地震灾害的冲击也相对较为显着。如何提升防救灾能力、打造坚韧的智慧城市,已成为全世界相关领域专家的首要课题。位处欧亚大陆板块和菲律宾海板块交界的台湾,经常遭受到地震的威胁,人们不得不审慎面对地震防灾。
有监於此,为了强化城市防救灾能量,国家实验研究院国家地震工程研究中心(以下简称国震中心)提出5D智慧数位空间概念,打造出领先国际的「5D智慧城市防救灾平台」。此平台以地理资讯系统(geographic information system,GIS)为基础,汇整多种三维图资,包含建筑资讯模型、卫星影像图、空拍机建模模型与光达点云等,在电脑中建构真实城市的数位分身。另外,还整合多元的城市建物与多样的城市景观,使虚拟城市更加逼真。
而在这个虚拟城市中,也整合了国震中心各项土木工程专业知识与演算法,包括结构监测系统、台湾地震损失评估系统TELES和自来水系统地震风险评估专用工具「Twater」等,可以算出地震对城市建筑物、桥梁、地下输送水管等可能造成的损坏情形。因此当地震来临时,在平台电脑萤幕中看到的,并非常见的3D城市样貌,也不是随着地震摇晃的4D城市影像,而是由颜色变化呈现城市中的建筑物在遭受地震冲击後损坏的情况。此平台的主要应用方向,不单是震後的紧急应变,在震前预防减灾方面也扮演重要的角色。运用模拟分析技术,可以推估各地区潜在的灾害趋势,并透过平台直接观察可能发生的灾损情形。也能针对灾害高敏感地区,做出更准确地评估,以提前进行必要的减灾作为,像是灾损与耐震评估及房舍桥梁结构补强等。
不仅如此,平台中也整合了城市的多种大数据,包括管线系统、大众运输系统、电力备援系统及警消单位、医院、避难所位置和导航路线图等,所以也能提供相关主管机关及时掌握都市硬体设备的安全状况,进行定期检修与汰旧换新。更能有效编制防灾教育训练,进行救灾计画的沙盘推演及分配各地区的救援物资,有效提升减灾与整备计画的效率。
而在地震发生之後,只要输入现场地震资讯,平台就可以显示可能造成的灾损,让救灾指挥官可以从萤幕上迅速了解可能受损甚至倒塌的建筑物分布,提供警消单位、医院、避难所位置和导航路线图,以快速部署适当救灾人力。
另外它也配有无人机自动巡检服务,能在震後尽快派飞至受灾现场,提供灾损建筑物的即时影像,让指挥官得以拟定实际可行的救援计画;也可根据近距离拍摄到的影像,判定建筑物受损程度,即时派遣工程单位进行暂时的支撑或补强,避免建筑物在余震中再次倒塌、造成更严重的伤亡。
「5D智慧城市防救灾平台」整合实虚,打造出智慧城市,未来更会进一步结合物联网资讯,布署在城市各个角落的感测器资料汇整,期望能扩大应用於风灾、水灾、土石流等其他天然灾害,成为都市灾害防救利器。

新闻来源

国家实验研究院,〈守护台湾的5D智慧城市防救灾平台〉,2021年11月16日。

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