[訊息論壇] ICE Messaging Forum 蔣居裕
<應用篇> 防救災
C4ISR 場域的系統變遷與即時藍圖 (上)
翻開由行政院災害防救委員會編印的「92 年版災害防救法規彙編」，第一篇法規類即涉及中央
22 個部會署局處、259 個相關法規；而第二篇計劃類則涉及中央 6 個部會署、15 項計劃。
而所謂的災害類別，則可分為風災、水災、土石流、地震、旱災、寒害、重大火災、爆炸、公用氣體與油料管線、輸電線路災害、空難海難與陸上交通事故、毒性化學物質災害、建築工程災害、動物疫病災害、重大廠礦區意外事故災害、核子事故、化學災害、傳染病疫災害等。可謂科別繁多，各有各的具體防救事務及對策需要被規劃與執行。
另外，在縱向政府組織方面，防救災主要依中央、縣市、鄉鎮三個層級，除各自擁有防救災職權、指揮、幕僚、與現場作業體系外，亦須上下串聯，以期發揮最大的效益。
即如我們電子週報前面兩期所提到的消防與警務，也必須被視為勤務派遣的一環，整合進防救災這一個更大的系統中。
防災如整軍，救災如作戰。我們可以肯定的說，除了國防軍事之外，C4ISR
最大之擅場，應該就是參與防救災體系之應用了。
防救災之事務，可以分為下列四個階段，各有不同的作業重點：
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減災：防範建設事務作業。
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整備：應變計畫與演練作業。
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應變：(災害發生了) 災情情資、搶修、醫療、運送、物資、援助等作業。
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復原：災後重建與經濟重建作業。
我們複習一下 C4ISR 的內涵：指揮 (Command)、管制 (Control)、通訊 (Communications)、電腦
(Computers)、情報 (Intelligence)、監視 (Surveillance)、偵蒐 (Reconnaissance)。
再分別描繪防救災四階段中對 C4ISR 的需求高低，即如下表 1 所示：
| 防救災階段 |
對 C4ISR 的需求高低 |
| 1. 減災 |
低 |
| 2. 整備 |
中 |
| 3. 應變 |
高 |
| 4. 復原 |
中 |
表 1、防救災四階段對 C4ISR
的需求高低
從作業重點來說，應變階段的目標，是在了解災情、監控災情、指揮應對災情，幾乎就與打一場戰爭無異。翻開人類面對災害時的應變指揮技術演進，也彷同軍事一般，是這樣隨著現代科技的進步一路走來的：
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C2 (指揮與管制)
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C3 (指揮、管制、與通訊)
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C3I (指揮、管制、通訊、與情報)
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C4I (指揮、管制、通訊、電腦、與情報)
-
C4ISR (指揮、管制、通訊、電腦、情報、監視、與偵蒐)
其中的情報，在災害上，可以歸類為潛勢之研究與地理環境。而監視與偵蒐，則是要全面了解災區的災況、應變執行結果、氣象情況，資源配置等。
不管是中央還是縣市層級的防救災體系建立，第一目標即是災害管理決策支援系統。具體而言，其骨幹即是一個包含 C4ISR 意涵的資訊系統，具備下列特色面貌：
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搭配有效的 SOP
(Standard Operation Procedure，標準作業流程) 來進行系統分析與設計。
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建立一個共通平台，同時具備業務/資料庫被動查詢與即時訊息主動傳遞的能力。
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必須滿足水平的整合與垂直的串聯，以便讓專業分工與科層組織有效運作。
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3S ─ GIS (地理資訊系統)、GPS
(全球定位系統)、RS (遙感探測) 靜態資料庫與動態資料庫整合運用。
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有線、無線通訊一起來，資訊設備隨身行動化，以便達到最高的應變機動性。
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加入知識管理、線上學習、以及績效考核制度，以便形成專家系統，並將整備演訓網路資訊化。
以下我們就來一一詳細討論。
就是因為動員龐大，涉及的科目繁雜，所以在談及任何資訊與科技建設之前，應該要先為每一項防救災作業建立 SOP (Standard
Operation Procedure，標準作業流程)，讓相關的人員與資源，統合在事先規劃好的作業流程之中，只要指令一下達，即可無礙地各就各位，確實動員起來。
由於防救災的歷史已久，所以 SOP 的規劃，不能單以資訊技術為目標，而應確實考量專業人員的實務經驗、以及學者專家的知識整合，使之可行有效，而不致淪落為一套套好看而不好用的紙上作業。
SOP 建立的方法論不少。近幾年來，在指揮體系方面，從美國引進的 ICS
(Incident Command System，災害現場指揮體系)，獲得相當的重視，尤以消防機關為最。
在 ICS 的五項管理工作 ── 指揮 (Command)、作業
(Operation)、計劃 (Planning)、後勤 (Logistics)、及財務/管理 (Finance / Administration) ──
即可視為是 C4ISR 於災害現場之作業行動綱領。
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| 圖 1、ICS 組織概要圖 (摘自消防署「災害現場指揮體系(ICS)介紹」) |
在防救災體系走向全國化、跨區化、分工整合化、網路服務化、資訊結構化的今天，相關單位必須要建立起的，是一個既分散又集中的防救災資訊系統
── 即標準化的防救災共通平台，使其不但可以整合中央各部會署局處現有的災害管理決策支援系統，進一步更要讓中央與地方政府的災害管理決策支援系統根基於此，將標準化的作業流程資訊化建構於其上，使相關單位能夠迅速取得防救災之相關資訊。
為搭配「挑戰 2008：國家發展重點計畫」中之「數位台灣 e-Taiwan
計畫 」，行政院災害防救委員會在新近發包的防救災資訊系統計畫細部規劃案中，即言明必須遵循「電子化政府共通作業平台規範」中之相關作業準則，建置一共通平台，以做為防救災之
XML 文件交換、Web Services (網路服務)、以及即時訊息傳遞的多層次 (n-tier) 資訊系統運作基礎。
如下圖 2 所示，即是防救災共通平台基礎架構圖：
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圖 2、防救災共通平台基礎架構圖 |
綜觀防救災資訊系統共通平台之整體規劃，除了以 XML 為文件與訊息的交換標準，以 Web Services 為網路服務的準則規範，但回歸
Information Technology 的本質上來看，此兩者 (XML 與 Web Services) 的適用範疇，並不足以成為防救災資訊系統通用平台的全部處理機制。其原因如下：
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文件或訊息需要 XML
化，是因其本身有結構化 (或謂欄位化) 的需求。但是，並非所有防救災的應用訊息都是結構化的文件或訊息。如影像圖檔、簡單文字串、更多資料擷取設備的
Binary 或 Text 位元串等。
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說句 Web Services 的順口溜：「Formatted
in XML, Described in WSDL, Accessed with SOAP, Can be registered/discovered
using UDDI」。這四者 ── XML、WSDL、SOAP、與 UDDI，即資料封包要在網路上傳遞，都是透過 HTTP
來進行，而 HTTP 的 Sender/Receiver (Client/Server) 資訊傳遞，即是所謂的 Request-and-Reply 同步模式，適合在其上進行的，是將多個步驟或程序合而為一整體的
Information Transaction，以及要達到分散式的 Remote Procedure Call 遠端程序呼叫為主的運算。但同樣地，Transaction
或 Distributed Computing 也不足以涵蓋所有的防救災應用。因此，與運算邏輯無涉，單純又有效率的即時訊息傳遞機制，自有其存在的必要性。
話說回來，即使是 XML 文件檔案，即時訊息互動引擎 (以 iPush® Server
來扮演) 還是可以為其進行遞送作業。
即時訊息互動平台的內在本質，是在系統架構上，以 Publish/Subscribe 訊息傳遞模式，讓訊息發送端與接收端形成低耦合的關係
(Loosely-coupled)，以達成分散、強固、事件觸發的目標，彌補 Web Services over HTTP 必須靠客戶端主動提出服務要求的訊息服務即時性不足問題。所以一個特性完整的共通平台，應該同時具備同步的
Web Services 機制與非同步的即時訊息遞送機制，互補完成不同性質的資訊任務。
防救災共通平台，係由三大核心功能與兩大運用介面組合而成，表列說明如下：
| 區塊項目 |
說明 |
| 三大核心功能 |
1.XML 文件交換
(XML Doc. Exchanging) |
此功能區塊主要之功能，在滿足 XML 文件遞送、解析、繞徑之相關處理。 |
2.Web Services 基礎架構
(Web Services Framework) |
此功能區塊主要之功能，在滿足 Web Services one-stop service
之執行環境，於設計與執行時期，提供包含服務流程設計、部署、資料設定、例外處理、流程紀錄、監控、執行狀態操作、服務繞徑之處理。 |
3.即時訊息互動引擎
(Real-time Messaging) |
此功能區塊主要之功能，是在以出版/訂閱 (Publish/Subscribe)
的訊息主動傳遞方式，彌補上述兩項功能不適合用在解決應變時期所需的高效率即時訊息傳遞上。如防救災情報蒐集服務系統、防救災整合緊急通報服務系統中源源不絕的影像圖檔、
Binary 與 Text 位元串、以及包含地理圖形資料、GPS 點位資料、即時監控影像、設備端的現場偵測資料、人工輸入資料等；當然，也包含
XML 文件。 |
| 兩大運用介面 |
1.工具與應用程式開發介面
(Tools & APIs) |
運用平台的應用程式開發介面暨其對應之函式庫，將可隨時視需要增添新的防救災應用與服務，以善用上述之三大核心功能。尤有甚者，透過多樣化應用程式開發介面的支援，可將防救災體系的即時訊息應用，延展部署至各式的行動資訊設備上，以滿足廣域與區域無線網路在行動防救災的作業趨勢需求。另一方面，本平台所提供的操作工具，將可讓服務的規劃執行，以及應用系統的運作管理更加地便利。 |
2.轉接介面工具集
(Adapter Sets) |
在現有的防救災體系中，已經存在著許多的既有系統 (Legacy
System)，在未來，都會被規劃整合進防救災資訊系統中。而提供轉接介面工具集的目的，即是為各式的既有系統，保留一條串接共通平台，繼而資源為更多應用服務所用之路徑。轉接介面工具集也可用在連接各類的靜態與動態資料庫上，以做為資訊儲存與擷取的介面。這尤其是在即時資訊大量連結存取，形成資料庫動態運作瓶頸，甚至癱瘓時，若增添介於即時訊息互動引擎與資料庫間的轉接介面工具
(DB Adapter) 時，將可大大改善整體系統之服務效率。另外，使用資料庫轉接介面工具，配合資料庫系統的 Trigger/Stored
Procedure，也可讓靜態資料庫具有主動發佈訊息的能力，成為一種高效率資訊分享的工具。 |
表 2、防救災共通平台三大核心功能與兩大運用介面說明表
簡言之，防救災共通平台之系統總目標，是在「讓網路服務整合集中，使即時訊息分享散播」，提供一個具不同資訊傳輸特性，擁有應用程式開發介面
(APIs) 與操作管理工具 (Tools)，並且提供異質系統連結能力的開放性平台。
(待續...)
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