情境式決策支援系統之建置與應用

摘要 氣候變遷與環境的變異促使災害型態複雜化，災害造成的損失加劇，也直接挑戰過去已建立的防救災體系與實質操作模式；在人力無法抵抗天災思維下，災害防救的策略思維應轉為災前預防並延續至災害管理，以更有效的災害預警及潛勢研判技術，爭取備災的緩衝時間。本文以臺東縣災害防救預警及管理階段需求重點，建構更有系統性的災前預警及災害管理操作模式的整合式災害情境即時決策支援系統，系統分以颱風即時資訊及歷史颱風比對模組、災情研判及應變資源模組、以及災情查通報模組構成完整系統，該系統除可提供包括災害與潛勢研判技術、災害發生時序與應變處置作為等災害應變階段的實質決策支援外，更可作為災害演練情境模擬、及支援做為一般防救災教育訓練的資訊平台。本系統已實際應用於臺東縣各鄉鎮的實際演練中，實質協助地方鄉鎮二層級政府精進防救災能量。

王文清

一、前言

『災害具復發性，災害有選擇性』；已過去的歷史事件是一面一面的鏡，鏡射出當下有可能面臨的災害；歷史事件也提供了一種已知的災害情境，921地震提供了地震大規模的災害情境，88風災提供了颱風所造成的連續性災害情境，日本311更提供了複合式的災害情境典範。人類存在於天地之間，當『天』災『地』變，天降豪雨，地搖山動，人類恐懼油然而生。台灣位於太平洋西北方，是颱風較常經過之路徑，近年來在氣候變遷加劇的衝擊下，侵臺颱風之降雨型態經常為高強度降雨及高累積降雨量，由1970~2009年的極端強降雨發生頻率統計資料，顯示1970~1999年以前極端強降雨發生頻率約為3~4年一次左右；2000年以後則增為平均每年發生一次。強降雨型態強烈考驗目前的防災工程標準及設施的抗災性，亦衍生出面對災害時，災害防救所為的決策，需面對處理具高風險詭譎的災害事件；決策作為關係人民的生命財產安全，決策者常需承擔高壓。Kocher , Pahlke 及Trautman等人(2013)，以及Lisa Ordóñez, Lehman Benson III（1997）的研究均指出，在有時間壓力下，若決策涉及負面效益，則決策者將會透過風險規避以降低損失。目前防災實務的風險規避採主動式的「防」代替過去被動式的「救」，主動與被動的觀念轉化中；災害防救概念從災中處置轉為災前及臨災管理。因應觀念轉變，防救災更需提供更強的預測資訊及災害行為模式以供決策，以爭取更多的安全緩衝時間，進而協助進行早期預警與災害潛勢分析，在災難還未發生前，主動疏散或撤離危險區民眾，減少人民生命財產的損失（康仕仲、吳宗翰、陳奕竹、許睿叡、莊世坤、蔡孟涵，2013）。

二、災害情境決策支援系統開發目的與功能

災害應變與決策受地理空間分佈、災害種類、災情規模及災害模式影響甚鉅；以颱風侵襲為例，災害情況常會因臺灣各縣市地區人口密度、自然與社會經濟條件等差異，產生很明顯的空間災害差異。當颱風發生時，如有相似的歷史颱風案例即可提供歷史情境，將可提早做災害的預防、減災施策與執行應變救災的決策參考（曾俊傑、曾詩雅、周仲島、王文清，2013；W.C. Wang, C.X. Ye and M.C. Hsieh,2014）。隨著近年來由於資料採礦技術的突破，以及電腦設備的快速進步，因此建構一套導入情境的決策支援系統可達成四大目的：

(1) 資情即時性

即時掌握災害動態資訊，並快速參照災害歷史事件的圖標及歷史災害、降雨等級及防救資源等模擬資料，預為研判災情，輔以視覺化方式呈現，可有效作為應變決策的參考，減少決策者的時間壓力以做出正確的決策。

(2) 災害時序性預警

相對於災情及時性的資情提供，具災害時序性的歷史比對功能可提供對未來時間災害的情境設定與推估，例如颱風登陸前8小時、登陸前二小時、登陸後、及脫離陸地後的各致災情境歷史事件的參照圖標及資料，作為防救及應變的前置規劃與災前決策支援。

(3) 災情模擬與防救資源調度

災情模擬包括災害潛勢、災害範圍設定與確認、影響的人口及關鍵設施等。系統導入內政部EMIC資源，建構為具空間位置及配置顯示功能的防救災資源資料庫，透過災害地點與規模評估，可快速調用防救人力及資源點找出防救災資源缺口，以及協調資源分配。

(4) 提供情境設定及教育演練災情評估

系統可導入歷史事件作為想定的災害情境，提供平常教育及演練。

三、系統與應用

面對日益複雜的災害型態，從災害管理需求面而言，所建置資訊系統應能提供動態與即時的早期預警、資源盤點與調度、災情查通報，以及作為教育訓練及演練情境提供的平台。系統開發前，需針對地區地形地貌狀況，所產生致災因子做探討，並以地區所面臨的災害特性，諸如風災、地震、觀光、農業等重點建置災情與防救災資源資料、歷史災害、災害潛勢，以及基礎資料包括地形、建築分布、人口、產業、關鍵設施等資料庫，以提供系統作為案例及災情評估之參照。情境決策支援系統架構如圖1 所示。

圖1 地方防救災情境決策支援系統架構圖

（一）基礎及災害資料庫

災害包括災情資料庫的建置，主要是提供行動式通報系統及台東縣防救災協力機構系統的支援工作，透過遠端或攜帶式主機系統即時性資料查詢，必要時也可以將現地資料做第一時間存取與比對，或傳回災情處理中心。災情資料庫架構中，針對縣、鄉鎮市蒐集歷史性致災因子資料，並與即時性資料作比對，蒐集與更新各種新的致災因子。以現地調查、文獻蒐整、記錄資料挖掘數化，並輔以中央各單位包括地質調查研究所，水土保持局、水利署、氣象局及應變中心、鄉鎮公所等多年來記錄收整的基礎資料，抽離出臺東縣相關資料整合為地方資料庫系統。該資料庫並以整合為「防救災決策支援系統」。

1. 災害調查與分類資料庫

從災害發生的空間及時間觀點，災害可分類為歷史性災害點、易致災點及潛勢災害點。在文獻搜整及記錄挖掘中所探知過去歷史中，曾發生災害的空間點，定義為「歷史災害點」；若某一特定空間點經常性發生災害，定義該空間點為「易致災點」；經由評估技術評定某空間點在特定條件下會發生災害，定義該空間具有「災害潛勢」。災害通常具有復發性，歷史災害點不代表災害已成歷史不再發生，而是可能其復發週期較長，臺東縣大武鄉大鳥村及太麻里鄉知本溫泉在過去可考的歷史年代中，皆曾發生大規模災害，88風災中再次遭遇災害衝擊，並造成巨大災損。災害潛勢點則為災害評估技術的應用成果，例如洪氾區、土石流潛勢溪流、淹水潛勢區等，皆是透過模擬及評估技術所推估的可能災害（區）點，當達特性條件，災害即可能發生；相對於歷史災害點屬於過去已發生的事實，易致災點為現在或可感知的時間內發生中的災害，具短期復發性，易致災點的掌握，可提供減災方案的具體實施；災害潛勢點則為未來可能的情境，其評估目的在於提供規劃、研議防救災策略及作為，減低災害發生的衝擊。

知災，才能避災，風險評估為知災的第一步，也是將災害從過去的搶救往前推至預防的重要階段。對於災害，人類有諸多無奈；但面對災害，仍需藉由災害經驗積累才能具備災難應對能力；因此經驗，或者說是歷史災例，提供了人類面對未來災害的自我倒影。為釐清台東地區近年來災害的主要致災源及災害風險，本文已蒐整自民國40年迄今的臺東縣災害記錄建置為地理資訊系統（GIS）資料庫，並加值為災害查詢與評估模組；災害查詢模組可呈現災害發生點位與歷史災害空間的對應關係，圖2即為歷史災害與模擬的災害點查詢結果的輸出截圖。

圖2　決策資源系統—歷史災害點（系統截圖）

2. 防救災資源資料庫

為兼顧消防救災、治安交通、急救醫療、民生供應等功能，並降低災害當中災民及救災人員傷損，有賴於防救災資源的妥適規劃、調度與運用。依資源屬性，可分類為人力、民生資源、醫護資源、搶救資源、避難收容資源等（表1）；防救災資源散佈於各權管單位及民間機構。除民間機構資源外，公部門所備的資源皆已要求匯入EMIC系統並進行日常性更新維護，但該系統維護不易，亦無綜整性的資源分析評估，基於此，本系統將調查所得資源分佈與數量統計，並將該資源建構為決策支援系統模組，模組內容如表所示。圖3為該系統一查詢需要所匯出的成果截圖。

圖3　防救災決策支援系統—資源分佈與應用（系統截圖）

（二）颱風即時動態預警模組

本模組從進入系統開始，經過自動抓取當前颱風動態或手動輸入參數、送出當前颱風動態參數進行當前颱風動態與歷史颱風案例比對，比對結束提供歷史颱風案例相似度，並將當次比對完之歷史颱風案例結果以視覺化呈現在網頁上，協助使用者應變決策，此外使用者可觀看時序資料過去所搜尋之結果。在觀看即時天氣狀態，可即時觀看颱風動態與天氣相關資料。歷史颱風的相似度比對，以颱風的近中心最大風速(m/s)(2)中心氣壓（百帕）、七級暴風半徑（公里）、移動方向等三項變數透過模糊案例推論產生相似的歷史颱風案例；此方法可快速找出與當前颱風相似之歷史颱風案例，並以視覺化導入災害情境，清楚呈現資訊給決策作為防災應變參考。圖4為現況颱風與歷史颱風比對結果的截圖；圖5為颱風未來時序性的情境比對結果截圖；本模組2015年8月蘇迪勒颱風期間正式作為災情研判，包括颱風即時資訊、類似的歷史颱風、可能災情研判及降雨、危害潛勢等情境推估，圖6為該模組於蘇迪勒颱風侵台期間於應變中心作為情資預判時比較歷史颱風實際應用的截圖。

圖4  現況颱風與歷史颱風比對結果（系統截圖）

圖5  颱風未來時序性的情境比對結果（系統截圖）

圖6　2015年8月蘇迪勒颱風期間與歷史颱風的比對結果（系統截圖）

（三） 即時性查通報模組

隨著資通訊技術精進及網絡串連形成綿密訊息通路，當今的災害情資訊息的通道流以不再受限於公部門的正式管道，加入了新聞媒體與網路社群；但網路雖發達，災害訊息仍須有訊息驗證及統計，方能作為災害應變的確切參照資訊，查情查通報系統模組及在於提供正確的災情資訊傳遞與彙整功能。本團隊已初步建置有災情查通報系統，當災害發生時，使用者可利用災情通報服務將災情發生位置、類型、發生時間、災害描述等資訊回報至災情伺服器上，災情伺服器將自動整合災情資訊，列出災情統計列表，供民眾、災害應變中心查詢，提供災害應變中心人員作為參考派遣救援之資訊。提高災害救援之即時性，降低災害傷亡人數及損失。

災情通報資訊系統，係透過通報者將所取得之災區現地相關資訊，即時(Real-time)地經由GPRS/GSM行動網路傳送回災情資料庫伺服器，以進行災區研判而達到即時防災通報。此系統將整合所有行動式使用者端提供跨越異質網路提供位置感知服務(Location-Aware Service)、網際網路地理資訊系統(Web-GIS)、災情通報等相關功能，以建立即時有效的災情現況通報與搶（救）災派遣救援系統、研判與救災決策下達，確實發揮防救災實質功能。圖7為即時災害資情上傳後系統呈現的結果。

圖7  災害資情下報及救災路線規劃後系統呈現的結果（系統截圖）

（四）災害情境演練的應用

為驗證本系統適用性，本系統於2015年實際應用於臺東縣區域大型演練獲得初步成效評定。2016年配合系統的應用，在鄉鎮以村里為主的小型情境演練中，改採「無腳本」的實務型方式，在參演者不知演練題型及災害情境的狀態下進行演練，系統演練過程中，提供當下及未來的災害時序情境狀態、災損地點、災害範圍與規模、資源分布等，由參演依任務權責進行動態推演，藉以評估應變編組人員的防救能量。演練演示如圖8∼圖9所示。

圖8 104年臺東縣狀況演練

圖9 105年臺東市狀況演練

四、結論

災害具地域特性，不同環境因子所導致災害型態將有明顯差異，建構符合區域災害特性的決策輔助系統，可有效協助決策落實及應變能量的強化。本文以臺東地區災害防救需求所架構的情境決策支援系統，透過系統即時預警、資源及應變、及即時動態回報等三大模組構成災前整備、災中應變及災情查通報的決策輔助，系統已實務運用於大型區域及鄉鎮演練，透過本系統，將過去常用的「稿本」演練轉為「無腳本」的演練型態，本系統未來將再整合情境題庫的發展，深度導入作為防救演練的支援系統，希冀透過整體性的系統輔助，強化地區災害防救能量。

參考文獻

1. 康仕仲、吳宗翰、陳奕竹、許睿叡、莊世坤、蔡孟涵等人（2013）。人性化操作考量之歷史颱風事件搜尋程式。臺灣災害管理學會電子報，第十二期。
2. 曾俊傑、曾詩雅、周仲島、王文清，颱風在台東的劇烈降雨分析與應用初探，2013 年臺灣災害管理研討會，2013.11.15，台北。
3. Martin G. Kocher , Julius Pahlke , Stefan T. Trautmann(2013), Time Pressure in Risky Decisions, Management Science, Volume 59 Issue 10.
4. Wen-Ching Wang, Cheng-Xian Ye and Ming-Che Hsieh (2014). Problem based learning of hillside slide hazard by fuzzy theory with case-based reasoning. Sustain. Environ. Res., 24(3), 213-226