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室內救災人員軌跡定位系統之建置與 精進—臺北市政府消防局推動經驗

Development and Enhancement of an Indoor Rescuer Tracking and Positioning System — The Promotion Experience of the Taipei City Fire Department

▎一、前言

翻開近10 年臺灣消防人員的殉職史,每一筆紀錄都是由極端火場的殘酷與同袍的犧牲所寫成。統計104 年至今,在執行火場入室搶救任務殉職的同袍中,因「空間迷航」或「受困無法撤退(含氣瓶耗盡)」而殉職的人數高達15 位,佔殉職比例約68%。從桃園新屋保齡球館、敬鵬工業平鎮廠,到近期的湖口移工宿舍與新竹晴空匯,這些血淚案例殘酷地證實:在黑煙環伺、視線歸零的極端環境下,火場會瞬間化為奪命迷宮,讓英雄與出口的距離僅在咫尺,卻成了永遠跨不過的生與死。

▎二、系統發展歷程

為了解決消防人員火場中定位的困境,臺北市政府消防局自110 年至113 年間,逐步發展室內救災人員定位系統;初期系統係以三點定位技術為基礎,結合藍牙(超寬頻UWB)通訊傳輸,並透過4G 網路進行資料回傳。透過於現場架設基地臺(AP)與固定定位點,搭配人員配戴定位標籤(TAG),初步實現室內人員位置掌握與軌跡記錄功能該階段已具備基本定位能力,可於行動裝置如平板或電腦呈現人員行進路徑,提供指揮作業進行判讀與分析,作為後續戰術運用及緊急救援時之依據。

▎三、實務運用遭遇問題

歷經多次實地演練與系統測試回饋,此期間開發的兩代系統於火場環境中仍面臨多項挑戰:

.通訊與環境限制:系統高度依賴4G 網路傳輸,於地下室或建築深處常發生訊號不穩或中斷。

.硬體設備耐用性:設備在高溫及潮濕環境下,時有硬體設備故障情形發生,另電量顯示不易辨識及不準、天線易斷或鬆動或外殼耐用性不足等情形。

.系統穩定性與介接問題:曾出現案件資料未能正確與系統介接、軌跡無法顯示或人員編組錯置等狀況。


.操作流程繁瑣:設備開機等待時間較長、操作步驟繁複,對進入火場之時效造成影響。


.定位精度限制:三點定位於部分場域易產生位置偏移,需架設簽到三點固定點,固定點之擺放位置擇於雙叉接頭及攜行袋,容易遭到救災時人員經過時踩踏或撞擊,導致固定點之移動而定位不準確。

.垂直軌跡受限:系統僅能呈現2D 平面定位,無法跨樓層區分救災人員軌跡,導致軌跡紊亂,不具辨識度。

▎四、系統精進與首長觀摩成果

為有效解決前述問題,本局針對系統軟硬體遭遇實務困境,定期召集外勤實際使用單位及救災救護指揮中心與開發廠商團隊進行檢討,逐步推動現今第三代系統開發,其主要突破包含:導入LoRa (Long Range,長距離通訊,是一種低功耗、長距離的無線通訊技術,特別適合在通訊基礎設施不足或訊號不穩定的環境中使用,例如山區、地下空間或建築物內部。)以降低對4G 網路依賴,採用步距慣性導航技術執行定位功能,並突破感測器置於腳上之限制,以偵測胸口起伏為原理,改為配戴於胸前以提升便利性、並導入相位差PDOA(Phase Difference of Arrival,到達相位差)定位技術協助RIT(Rapid Intervention Team, 緊急救援小組)人員快速進行搜救,為提升本系統應用面,結合救災人員安全管制,本系統定位裝置已介接救災救護指揮中心高效能勤務派遣系統即時救災作戰編組,綁定派遣系統編組人員資料,即時監控進入火場時間,如有發生MAYDAY 求救訊號可由系統即時顯示訊號來源,提升救援搜索效能。

日前,消防署蕭署長特別親率幕僚團隊蒞臨本局進行實地觀摩與指導。為表示消防署對科技救災計畫之高度重視及支持,本局由莫局長率全體科室主管出席。展示第三代定位系統之核心功能,包含系統介面展示、胸前慣性導航精準度,以及搜救引導中之語音提示應用。署長對本局室內救災人員軌跡定位系統表示肯定,並期許此系統能持續優化,作為全國智慧及科技救災之典範。

▎五、現行限制與未來發展

儘管第三代系統已大幅提升實用性,惟目前仍受「初始簽到方向」影響精度,且慣性導航本質上存在累積誤差問題。此外,部分建築物缺乏完整平面圖,亦影響圖資套疊之判讀效果。展望未來,本系統將朝向結合生命徵象監測、深化跨系統整合能力及優化圖資建置等方向持續發展,以提升整體救災效能。

▎六、結語

為守護第一線同仁安全,本局積極建置室內救災人員軌跡定位系統,係整合尖端科技與實務需求之重要成果。雖受環境限制仍有精進空間,但透過多次實測回饋與跨單位協作,歷經多次實務演練與優化後,已實質提升火場安全管理品質。未來我們將持續導入智慧化技術進行系統迭代,以精進定位精準度,完備智慧救災體系之願景。