測量技術邁向自動化–海洋大學河海測量系統產學技術聯盟
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張志玲｜
《科學發展》特約文字編輯（文字整理）
所謂「測量」是指：應用適當的儀器和方法，以決定點與點間的距離、方向和高度。舉凡河海、陸地或太空等領域都有測量上的需求，然傳統上量測程序大都由人工操作容易產生誤失，而衍生設計或施工上的誤差，也會導致施工品質不良。近年來，測量儀器的電子化、自動化和雷射測距的使用雖然已大幅提升了測量的準確度，惟其作業仍需專業人員操作，所以測量成本始終居高不下。
國立臺灣海洋大學河海工程學系蕭松山教授，將其二十多年來的研究成果，結合了智慧型傳輸技術和雲端運算概念，開發出雲端自動化河海測量系統。該系統將｢基本測量軟體與安卓系統（Android）結合的輔助測量系統｣納入儀器中，數據經量測後可透過智慧型手機或平板電腦上傳至雲端，經運算檢驗後再回傳回來。這種技術具有作業簡化、主動偵錯和流程標準化等特色，除可提升測量的精凖度外，又具有即時性、節省成本、縮短工期、降低人工誤失等優勢。
支援與諮詢 客製化服務
103年2月，蕭教授與其同僚郭世榮教授、方惠民助理教授等組成了團隊，於科技部補助下成立產學技術聯盟。聯盟初期以講習方式邀請業者入會，惟成效不如預期。經檢討後發現，不同業者聚在一起講習不容易產生共鳴，於是改變方法，由聯盟與各公司進行個別講習，同時提供量身訂作的支援諮詢服務。
此一方式業界的反應很好，於是聯盟就以之作為運作的模式，而其輔導協助對象則以測繪業者、儀器代理商、工程顧問公司、營造商等為主，且在入會時，會員可以選擇為研發會員、企業會員或一般會員。
成為會員須繳納入會費5萬元，乍看費用似乎不少，惟從業者角度思考，區區5萬元就能與素質學養俱佳的專家共同開發新技術，並獲得支援諮詢的服務，這對動輒數百萬、數千萬乃至上億元的工程來說只是九牛一毛，當是值得投資的事。
而加入聯盟一般會員的方式也很特別，有意加入者只需上網登錄便可成為一般會員，可以免費使用簡單軟體，若有需要還可向聯盟租借設備使用。這種貼心的彈性入會方式，是學術單位回饋社會的具體表現。
河海測量 表現亮眼
令人訝異的是，聯盟在成立的第二年就有亮眼的表現。例如以往進行海域水深測量時，船上必須安置許多儀器，不僅儀器接線繁複，供電接線系統迥異，而且專業人員也必須辛苦地隨船出海，以避免因為丁點差池而導致成本增加甚至工期延長。有一家從事水深地形測繪作業的公司於加入聯盟後，把研究團隊開發，裝有整合供電系統、接線防呆、自動傳輸、即時運算與即時回傳儀器的｢水深測量資料收集器｣放在船上，因此解決了以往儀器供電及接線繁複問題，而且在辦公室內就能即時獲得資訊，充分簡化了作業、縮短工期、又降低了成本，因此對加入聯盟的效益讚不絕口。
又如為取得海流資訊，研究團隊開發了如排球大小的漂浮球，球內裝載有定位傳輸晶片與微型主機板，當漂浮球蒐集到即時定位資訊後即將其上傳雲端，並同時計算及記錄海流資訊。這項新技術可在輪船漏油污染擴散，或岸邊遊客被瘋狗浪捲入海中時，用來量測海流流況，而救援人員可依照傳回的海流資訊進行攔污或救援工作，就可達到事半功倍的效果。
除此，對於河川流速的量測，也可利用小漂浮球作業。由於汛期期間可能會出現河川溢淹等災害，防災中心若能取得即時的河川流速資訊，便可儘早示警，疏散居民。其主要原理是在河川上游定時拋下如排球大小的漂浮球，再透過球內微型主機板與GPS晶片板的結合，將量測到的時間座標透過網際網路傳給救災中心，救災中心便可連同已知的河川段面和水位數據資料推算河水流量，掌握救援先機。
蕭教授表示，相關作業系統已在桃園石門大圳、台北市士林雙溪河及花蓮和平溪口完成系統驗證，下一階段正在等待颱風天的實際測試。也就是說，只要小漂浮球通過了測試，就可加入協助救災的任務。
陸地測量 成效斐然
不僅是河海測量，聯盟團隊在陸地測量上的研發成果也很亮麗。例如一家光學測量儀器代理商，雖然擁有功能健全的儀器，但是程序操作繁瑣複雜，故產品並不討喜。於是聯盟協助將其繁瑣的操作程序開發成簡易的軟體，使得儀器的測量品質提升，操作成本也下降了，更強化了於同類產品中的競爭力。
又如某家工程顧問公司，將聯盟開發的｢多點即時變位監測系統｣應用在超大型桁架推升工程上，除可即時獲得鋼構推升的高度，還可取得以圖表呈現的桁架推升高度與傾斜度，讓起重機的操作員有了更精確指引，大幅降低工安風險，工期也因此縮短7天。另一家會員也表示，於橋墩上裝設聯盟開發的自動化監測系統後，透過雲端的即時計算與回傳，即可24小時在螢幕上進行橋墩變化監控，大幅節省了龐大的人力與物力。
更值得一提的是，原本為維護海岸防波堤與港灣所開發的檢測維修系統，也可以應用在歷史建物的檢測維修上。一般說來，歷史建物的檢測維修是由人工填寫表單和拍照，姑且不論人工操作潛藏的可能疏失，單就每半年一次針對樑柱與裂縫的檢查作業就很費時費事。聯盟團隊開發的檢測維修系統，具有表單自動化與電腦化等優勢，而且透過電腦就可取得建物現況資訊，這對古蹟與歷史建物的維護保養工作助益甚大。
推動測量自動化模式
由上述介紹可知，海洋大學雲端自動化河海測量系統聯盟所提供的服務，既廣泛又多元。加入會員者除可獲得量身訂作的技術服務外，還可透過聯盟創造技術交流合作平台，與其他聯盟會員技術互補，共同提升競爭力，爭取互利共榮機會。
而在進行工程標案時，業主們對於聯盟會員亦具有較高的信任感，這些都是產學小聯盟預期效應的表現。對於聯盟的願景，蕭教授表示，近期目標是希望建構一個完整的行政團隊，以便在研發推廣與企業需求間扮演稱職的溝通角色。長期目標則是希望測量技術能與更多的自動化系統結合，以建構更完整的測量工程自動化模式。
註：蕭松山教授研究團隊獲科技部103年度「產學技術聯盟合作計畫」補助(計畫名稱：雲端自動化河海測量系統之推廣)，執行期間：2014/02/01~2015/01/31）。科技部推動「產學技術聯盟合作計畫」之目的，係為促使大專校院及學術研究機構有效運用研發能量，以其已建立之核心技術與相關之上中下游業界建構技術合作聯盟，以協助產業界提昇競爭能力及產品價值。
