系統設計

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圖 3 - 19、發生滯留問題區域及對於周圍的影響

9. 於導引過程中，會不斷重複 1~8 步驟，直至所有避難者皆成功逃出發生災害建 築物為止。

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圖 3 - 20、緊急避難人群導引系統架構圖

我們所提出的緊急避難人群導引系統架構，可分為後端服務模組以及使用者 導引模組兩大部分，系統大部分運算以及對於環境及使用者的持續監控都於後端 服務模組內運行，而運算完避難路線後則利用逃生導引模組將避難行進方向傳達 至使用者手中。以下將針對兩大模組做詳盡的介紹。

3.4.1 後端服務模組

後端服務模組主要用於蒐集環境資訊、感測人員位置、統整環境狀態、判斷 危險情況、以及控制系統狀態。內部分為人員定位、環境感知、中央監控 3 個不 同功能的子模組，不同模組各有其負責範圍及必要性，以下將針對各個模組進行 介紹。

A. 人員定位模組

人員定位模組以持續不斷偵測環境中所有人所在位置為主要任務，在定位出

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人員位置後將所得到的資訊透過中控模組將資料儲存於資料庫中，使用者可透過 儲存於資料庫中的定位結果了解目前自己所在位置，管理者也可透過監控系統掌 握環境中所有人員所在位置，達到控管的目的。

若環境中發生緊急危難事件時，演算法會透過中控模組與資料庫要求所有人 員位置的資訊，以進行各區域人群密度的計算，並且在進行路徑導引時持續檢查 所有人員位置及停留時間，偵測滯留狀況並即時修改逃生導引路線。人員位置資 訊的傳遞流程如圖 3 - 21 所示。

圖 3 - 21、人員位置資訊傳遞流程

B. 環境感知模組

環境感知模組會持續不斷的針對環境中所有區域進行狀態的感知，可感知的 環境數值包括溫度、照度、濕度、有害氣體…等，將感知得到的環境資訊透過控 制中心傳遞至資料庫儲存，並且中央監控模組經由感知得到資訊可判斷是否發生 緊急事件需要進行疏散引導。

若偵測到環境中發生疑似災害事件但卻未達到災害標準時，可利用環境感知 模組內的控制中心針對環境數值異常區域進行特別監控，以較密集的資料蒐集速 率針對異常區域做重點監控，以確切掌握環境狀態的變化並在急難事件發生的第 一時間做出反應，把握危機處理的黃金時間。環境感知模組運作流程如圖 3 - 22 所示。

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圖 3 - 22、環境感知模組運作流程

C. 中央監控模組

中央監控模組內分為逃生導引演算法以及控制中心兩個子模組，逃生導引演 算法用來進行環境中所有人員逃生路徑的演算，當災害發生時，演算法會經由控 制中心所發出的訊號啟動演算機制，並將人員定位模組及環境感知模組所蒐集到 的資料做為參數輸入進行逃生路徑的演算；待逃生路徑運算完成後中央監控系統 會將運算結果輸出至使用者導引模組，對每一位使用者進行逃生路徑的導引。

控制中心則負責統整所有不同功能模組之間的資料並依照環境情況控制系 統整體狀態。除了蒐集環境感知及人員定位結果並將資料儲存至資料庫外，控制 中心也負責依照環境狀態判斷並切換系統於正常安全的"一般狀態"，以及需要進 行疏散引導的"導引狀態"，並依照狀態模式的不同將資訊發送給使用者導引模組 以進行狀態的相對應改變。中央監控模組流程圖如圖 3 - 23 所示。

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圖 3 - 23、中央監控模組運作流程

3.4.2 使用者導引模組

使用者導引模組為整套系統中唯一與使用者接觸的部分，其內部包含以個人 方式進行逃生指導的「手持行動裝置」，以及群體方式進行導引的「數位看板」

導引方式。於危急環境需要避難疏散情況下，系統會將個人逃生方向的演算結 果，藉由手持式行動裝置使避難者了解，並利用不同的方向導引劃分不同逃生群 體，以達到分群導引的目的；但是，於逃生過程中手持行動裝置可能發生掉落、

故障，等狀況使避難者無法藉由手持行動裝置順利得到逃生方向指示。為此，於 本逃生導引設計中除手持裝置外，另備有一數位看板裝置用以在手持行動裝置無 法順利發揮導引功能時進行路徑導引功能，以不同硬體設備給予避難者逃生路徑 指示，於避難逃生時以多方面的指示方式使避難者可確實接收指示。

為了因應環境狀態，考量環境安全無虞時及需要疏散時民眾的不同需求，於 系統設計中將使用者導引模組內分成 2 種不同模式，分別是代表環境正常、安全 的"一般狀態"，以及一旦環境中發生危急狀況需要進行疏散引導的"導引狀態"。

兩種狀態各有不同的功能並提供不同資訊予使用者，以下將對於 2 種不同環境模 式分別介紹

。

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A. 一般狀態

於環境安全不需要逃生避難狀態下，系統並不會進行避難路線之規劃，使用 者也無需隨時開啟避難導引程式待命。因使用者導引模組設計中包含了手持行動 裝置與數位看板 2 部分，以下針對 2 種不同設備於一般狀態下所提供之服務分別 進行介紹。

a. 手持行動裝置

一般狀態下導引模組通常以背景程式方式常駐於使用者之手持行動裝置 內，等待系統或是使用者的喚醒。一旦使用者主動喚醒後，導引模組會依據使用 者所在位置顯示週遭環境平面圖，提供所在位置等相關資訊；並可依照使用者要 求查看特定環境資訊，若使用者想了解特定環境區域的溫度、亮度等資訊只需於 導引模組所顯示的平面圖上對該區域進行點選，系統便會將所蒐集到的該區域即 時資訊提供給使用者。一般狀態下的手持行動裝置流程圖如圖 3 - 24 所示。

圖 3 - 24、一般狀態流程圖

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b. 數位看板

數位看板有別於個人化的手型行動裝置，因數位看板所發送出之訊息並非專 給特定一人接收，而是附近所經過民眾皆可同時獲取看板所傳遞之訊息，且數位 看板並不如手持行動裝置必須同時乘載多種不同功能之應用程式，以多用途的功 能為主要導向；數位看板本就以單一的訊息傳播者身份存在，其內部控制程式通 常也沒有相互切換之問題，所以並不需要有背景執行此一設計存在的需要。

考慮到數位看板於訊息傳播上的開放性，且多設置於開闊空間，於一般狀態 中我們並不將之設計與手持行動裝置一樣用來顯示環境及所在位置資訊，而是著 重於數位看板所能吸引到的高注意力，還以數位看板原本的使命，將之用以播放 廣告、政令宣導、或是依據擺放空間的不同用以進行適宜的宣導應用，將數位看 板融入日常生活之中。

B. 導引狀態

當環境中發生緊急事件需要進行疏散時，中央監控系統會主動發出緊急訊號 告知所有使用者環境狀態，並要求使用者依循指示逃生。手持行動裝置及數位看 板於接收到緊急訊號後皆會由原本的一般狀態轉而進入導引狀態，只是其中較為 不同之處在於手持行動裝置是以單一避難者的個人化導引為目的，而數位看板因 本身資訊傳遞方式的關係，所傳播之資訊勢必會由附近的多位避難者一同接收，

所以兩者於逃生路線的顯示方式上會稍有不同，以下將針對兩者於導引狀態下的 導引方式進行分別介紹。

a. 手持行動裝置

當行動裝置收到中央監控模組所發出的緊急訊號後，會於行動裝置上主動顯 示一警示訊息提醒使用者開啟逃生避難指示並依循逃生。於使用者進行避難的同 時，系統會依據硬體裝置的識別碼前往中央系統抓取對應身分的所在位置及使用 者專屬的逃生路徑資訊，並依據逃生路徑方向以及使用者目前所在位置計算出避 難方位指示箭頭於使用者的手持裝置上。避難指示箭頭會依據手持裝置內部電子

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羅盤(Electronic Compass)，所感測到的地磁夾角與避難指示箭頭的地磁夾角對應 之後旋轉指示箭頭所指向的位置，因位處於緊急狀態下使用者可能因為慌亂失去 正常的資訊處理能力，此步驟是為了確保指示箭頭皆可以指出正確方向，以最簡 單的方式提供使用者應該遵循的避難方位，確保逃生過程的順利。

雖然時間的流動是以相等且固定的速率進行，但人類處於不同心理狀態下時 對於外界所接收到的訊息會有不同層面的解讀，例如開心時會覺得時間流逝較 快，而處於不愉快的環境下則會感覺時間流逝較慢。當系統進入導引狀態時代表 環境中發生了危及生命安全的事件，使用者接收到逃生訊息後因身處危險狀態內 心情多半處於極度緊張、激動的狀態，此時對於時間的判斷能力可能更為下降，

因為急著想要離開危險環境，容易把時間以數倍放大並造成心情的更加恐慌，呈 現一種時間感錯亂與心理恐慌的惡性循環。

為了避免使用者出現時間與心理的惡性循環，我們於人群避難引導時設計了 可變色的指示箭頭用來輔助指示逃生進程。指示箭頭會在使用者接近危險區域、

離開危險區域、以及接近逃生出口時於不同顏色之間切換(如方程式 3.8)，除了 可以讓使用者了解目前逃生進度外，也可以讓使用者確認自己遠離火源區域位於 正確的避難路徑上，較不會有時間感錯亂問題並舒緩緊張的情緒。導引狀態下的 手持行動裝置導引流程如圖 3 - 25 所示。

指示箭頭顏色

紅色 使用者位於危險區域內 黃色 使用者離開危險區域 綠色 使用者接近逃生出口

(3.8)