AIoT研發-土石流即時智慧偵測器,開發可即時預警危險的創新科技產品

By Zhung He Technology explore

開發AIoT智慧型裝置,可應用於山區道路即時土石流危險偵測、未來並可搭配AI平台應用,做早期預警。

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NT$1,000
目標 NT$10,932,400
贊助人數 1
剩餘時間 41 天
時程 2019/11/01 00:00 – 2019/12/29 23:59
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開頭時就先跟大家說明,這不是一個預購式的計畫,這是一個純募募資型的研發計畫。看過以下諸多新聞的事件後,您是否擔心開車時遇到前方路況不明嗎? 尤其是在山區,前面發生落石,道路坍方了,有沒有人可以提前給你預警?.......您是否也擔心同車家人的安全該怎麼辦??#

此時若有人可以提早給駕駛人清楚的告示,您是否也知道下一步該怎麼做了?#

緣起…
以下事件,相信大家都不陌生...#


921地震後的土石不穩、莫拉克風災、小林村滅村、北二高巨大山崩事件。這些災難,相信大家都不陌生,造成了多少條人命與財產一夜之間的巨大損失。#


每每發生這類的天然災害,總是伴隨著人民生命財產的巨大損失,不免讓人的心為之糾結 #

近年來,台灣地區每逢夏季颱風季節時,山區土石流的問題,總是一種潛在的天災,而且其嚴重性,總是造成了巨大的人民生命財產的重大損失,而這類的新聞,總是佔據了新聞最大的篇幅:
2016年9月12日,強烈颱風莫蘭蒂沿巴士海峽接近臺灣,中央氣象局分別在當天晚上11點30分及隔天上午8點30分發布海上陸上颱風警報。
9月14日,莫蘭蒂颱風之暴風圈持續侵襲臺灣東部及南部地區,其所夾帶的大量雨水讓臺東縣延平鄉24小時的時雨量高達500mm,成為全臺整點時雨量最多的地區。
9月15日,連續兩天的強降雨已讓延平鄉累積雨量突破600mm。清晨4點左右,居住於紅葉村第二鄰的村長胡再福,忽然聽見轟隆巨響,他出門往紅葉村後方之山坡看去,發現有大量土石崩塌向村落襲來,因此立即使用村里廣播緊急撤離村民。並向臺東縣政府災害應變中心請求調派國軍人員協助將撤離的村民暫時安置在鄰近桃源村的桃源國小內。
到了清晨5點左右,土石流已流入到前延平鄉長胡武仁的房屋,連屋外搭建的傳統布農族家屋也遭土石流沖倒。
上午10點,紅葉國小主任謝祥冠、田紹平等人見雨勢變小,認為災情稍緩後,駕車返回位在紅葉村的租屋處查看情況以及拿取貴重物品時,驚見土石流再度爆發,沿著道路衝入村落中,兩人立即逃離,所幸兩人均平安無事。在此之後紅葉村對外交通要道也完全中斷
這些恐怖的災害,台灣年年都上演,年年都有人民生命財產的損失,相信大家都不陌生。
而災害世界各地都有,難道沒辦法即時預警嗎?#

新聞土石流事件:


https://www.youtube.com/watch?v=WTaS33x1gaY

根據行政院農委會水土保持區的統計:
1. 108年新增土石流潛勢溪流6條,全臺土石流潛勢溪流共計1,725條, 分布於17縣(市)、159鄉(鎮、市、區)、689村(里)、原住民地區計780條, 其相關資料及土石流警戒基準值總表,已於108年2月06日公開於本局土石流防災資訊網,歡迎民眾上網查詢。
2. 非屬公開土石流潛勢溪流村里但位於影響範圍之村里:宜蘭縣三星鄉員山村、臺北市士林區翠山里、新北市三峽區大埔里、新北市五股區陸一里、新北市汐止區秀山里、新北市淡水區忠寮里、新北市三芝區興華里、臺中市太平區永隆里、臺中市大里區健民里、臺中市東勢區泰興里、臺中市和平區中坑里、彰化縣田中鎮復興里、南投縣水里鄉(永豐村,南光村)、南投縣名間鄉東湖村、嘉義縣竹崎鄉昇平村、高雄市美濃區瀰濃里、屏東縣萬巒鄉(萬金村,成德村) 、臺東縣鹿野鄉永安村、臺東縣太麻里鄉泰和村、花蓮縣吉安鄉慶豐村等22村里,以上數量未列入統計表。
3.

土石流潛勢溪流:係指依據現地土石流發生之自然條件,配合影響範圍內具有保全對象等因素,綜合評估後,判斷有可能發生土石流災害之溪流。


影響範圍:係指土石流災害發生時可能遭土石沖擊、淤埋之範圍,其劃設目的係供土石流警戒發布時進行疏散及避難之參據。
山崩:#


https://www.youtube.com/watch?v=HesF2C0s8zY
#

計畫目標:#

如何遠離台灣人的夢魘,921地震後的土石不穩、莫拉克風災、小林村滅村、北二高巨大山崩事件...#

讓我們來一次前所未有的巨大集結,集結台灣人的智慧,以及台灣人的巨大財力集結。開發出一項能針對台灣山區道路危險偵測及預警的創新AIOT科技產品(相關專利申請中…),創造一個能救更多人性命的普世價值。讓這些無法預知的天災,能及早的預警!#


新型產品的研發不容易,也不便宜,我們不做消費性、趣味性產品的小眾市場研發,我們要創造的是一個普世價值:針對用路人行車安全;特別著眼於針對台灣目前存在的重大問題做利於大眾的研發。 尤其是山崩及土石流的災害,有時只要動一點腦筋,稍加改良,便能救更多人命,可能即可達到我們要的目的。我們是一群關懷台灣現有問題的人,我們希望藉由我們的能力,研發出特別是對人的生命財產保障有幫助的產品,提出我們的想法,我們是新創公司,但新產品研發的資金龎大,我們有能力研發,但過程繁雜,則需要大家的熱心支持我們,我們集資的目的就是希望匯聚台灣人的龎大力量,開發出這項可以保障個人生命財產的產品,先解決每個人所關心的道路安全問題,我們相信,人皆有側隱之心,都不忍看到別人受的苦難。讓每一個人,如果透過我們的努力,讓台灣人的用路安全都直接或間接的都得到保障。未來也希望全世界的人,能夠受惠於這項台灣之光,墾請大家踴躍支持我們,讓我們能夠順利研發出這項能夠救助更多人生命財產的產品 #

這類的天災,年年都有,處處都有可能發生,人人都有可能遇到,當災難發生時,如何能夠讓附近的人提早收到預警? 我們提出了一個解決方法,能夠讓附近的人,提早收到警報及能夠即時做反應! #

為了我們自己的家園及這片土地同胞的安全,讓我們集合力量, 一起來發展吧!!#

現有的土石流偵測方式有: (無法即時危險通報)
• 為了了解土石流地區之實際雨量、現象及發生時間,特設立土石流觀測示範站,以及時追蹤掌握土石流的發生及動態資料的蒐集,並利用衛星通訊傳輸方式,將現地資料傳回應變中心,做為日後土石流發生基準值訂定與調查之參考依據-- 無法即時偵測!

鋼索檢知器 土石流發生時會衝斷鋼索檢知器,藉此發出土石流警戒警報--成本高昂,半即時
• CCD 攝影機 觀測溪流動態情況,真實記錄土石流現場樣貌--CCD成本高昂
• 地聲檢知器 偵測大地震動頻率,紀錄土石流發生時所造成的震動頻率--地聲檢知器,成本高昂
• 衛星天線 透過衛星即時傳送現場各類現測成果--衛星成本高昂,且非24可用
• 雨量計 蒐集降雨資料,作為發布土石流警戒警報的指標--無法即時偵測
• 資料接收中心整合各觀測儀器所的資料,自動進行儲存及控制觀測系統運作模式--資料蒐集及判斷費時,無法即時偵測。


重點是 – 現階段的監測設備相當昂貴,且無法做到即時偵測

有關道路安全,我們希望能做到"即時"!

道路安全的問題,日益重要,不管是天災或是人禍,件件歷歷在目,但目前卻沒有有效的機制加以防範,只能消極的呼籲大家注意防範,這對於居民及駕駛人是一種嚴重的危害,但是否可事先加以預防? 為此,我們提出了新的方法來改善安全性的問題,希望藉由現有的科技,能達到目的: 我們希望能研發一種新系統,能夠達到即時的危險偵測:

  1. 道路的安全監控,土石流的即時預警,主要針對駕駛族群的安全預防

雷達的新應用:
雷達對許多人來說,並不陌生,其應用,也已經歷幾十年的時間,從一般的通訊,國防,深空探測,到現今的車用…領域已想當的廣泛,但除了這些領域,是否能應用在對人的安全偵測更加廣泛呢?
可透過演算法來提早預測出山區道路的潛在危險,早期發出警告,保障駕駛人的行車安全

同樣的原理,利用雷達可以早期預測出道路的安全性,提醒駕駛人隨時注意前方的安全性

 產品功能及效用


除了光學以外,利用雷達雷電波的功能, 除了可以偵測厠所內空間人的細微動作(如示意圖,僅得到回波訊號,並無影像), 也可達到以下的偵測目的:
再利用都卜勒效應:


可行性說明:#


以上,都是我們在學校所學到的知識,現在我們打算運用這些知識,回饋給這塊養育我們的這片土地,以及照顧到這片土地上的所有人民。

我們預計開發一個劃時代的即時土石流安全監控產品,已申請相關的專利,它的用途廣泛, 除了對人類所面臨的環境安全,有著高度的助益。對於台灣道路可能潛在的各項危險因子,它也可以事先偵測及預防,特別針對駕駛人的行車安全,有很大的幫助, 與其在電視新聞上看到災害發生,已然是家破人亡,而這類的災害預防,不如靠我們自己的力量來做預防! 未來,所蒐集的數據,可透過AI的發展,來做事前的危險預測,讓大家的安全,更能受到保障。

演算法的發展,可早期偵測及記錄土壤可能的移動模式,本產品最核心的部份,也是最為耗時及耗費的部份,因此,除了硬體的開發,我們也最著重此一演算法的開發。
因此,簡單來說,本計畫主要的目的,是開發出一個雷達裝置,及其相關的週邊設備,還有相關應用的演算法:
1. 山區道路的危險即時偵測及預警
開發出即時道路安全偵測產品,保障更多的開車族群朋友,以及山區居民的生命財產.


 安裝及警示方式說明(本裝置主要採戶外安裝,以安裝在靠近土石流易發生地區為主)


正常行為偵測及反應:


異常行為偵測方式及通報


後台通報:


1: 道路安全通報: 如圖所示, 可透過NB-IoT/Sub-1G,將可疑的訊號,傳送至遠端的監控平台,此端可連線至警政系統,或是公路系統,可即時的通知安全人員封鎖道路,至現場處理,並將事件記錄在平台上


2: 近端手機通報: 如圖所示,可透過sub-1G通訊,或是緊急廣播系統,將可疑的訊號,傳送至附近的駕駛人,駕駛人員可依燈別顯示做即時反應。

計畫時程規劃:


產品預計的開發時程
如上面所述,本計畫包含了硬體的開發,主要為土壤位移的行為辨視演算法的開發,包含了實際的場域測試,預計今年11月啓動,故開發時程將近8個月的時間,但在我們的團隊,具備大型計畫執行,以及過去的電子產品開發經驗,在時程上的預估及產品可能的開發困難點上,有一定的了解,定能克服困難,本計晝先完成產品的預設目標。畢竟這是我們的先期產品,未來,將有更多針對安全監控的系列產品陸續推出…
本產品的開發總時程規劃如上圖:預計明年5月起做場域的POC測試,如果順利通過場域測試, 明年9月可開始量產
如上圖所示,幾個重要的里程埤如下:
 本項產品預計2019/11開始開發
 2019/11監控平台開始開發
 2019/10開始開發演算法 2019/11開始做異常狀況特徵演算法的開發
 硬體預計2019/11月開始打樣,通訊模組預計2020/02開始整合
 2020/03開始做演算法移植及測試
 2020/03開始做系統整合測試
 2020/05颱風季節也快到了,開始做實際場域POC測試
 2020/09預計可開始進行量產作業,預計2020/10完成
 依計畫進度,我們也安排多個查核點來撿討計畫的成果,並對外公告
產品開發經費規劃:


如上圖顯示: 本計畫預估開發成本如下:
總經費估計約1,093萬元,因本產品屬於全新產品研發,
其中53.79%為人事費用,其中包括了計畫管理費用,硬體開發及設計人員,演算法開發及APP開發人員戶和外裝置安裝現場規劃人員,現場環境測試及產品外觀設計人員的費用。
10.06%約為雷達模組原型(Prototype)費用,包含了NRE,設計能夠涵蓋大範圍偵測目標為主
4.15%雷達週邊戶外產品等相關費用支出,包含儀器原型的戶外週邊器材。
10.98%約為本服務未來後台管監控管理平台及警示APP的開發費用,
2.74%為無線傳輸模組的費用,
4.57%為產品原型開發過程中購買各項材料的費用,包含測試多種戶外安裝方式及防水
0.91%為明年4月起的POC場域測試費用
7.34%為本平台回饋金
1.83%為未來本產品開發完成後,將取得國內NCC及BSMI等機關的驗證費用
1.83%為本產品開發過程中,所衍生的各項專利申請費用
1.83%為未來產品將開始做功能驗證及場域測試時所產生的差旅費用,以土石流常發生的地區為主。
本產品預計規格如下:


戶外安裝方式:底部固定方式會因環境而異

因裝置主要在戶外安裝,本產品的設計,將採用戶外供電的太陽能設備為主,全機並採用IP6等級的防水為主要設計。

本計畫預計採用Chip 規格及能力:


本專案產出:
本研發案最終的幾項重要產出為:

  1. 土石流安全監控產品共30顆雷達偵測器產品原型(Prototype)及試產(Trial run)(通過驗證)
  2. 土石流安全監控演算法 
  3. 危險警示APP
  4. 產品實際場域(POC)測試報告(相關測試結果最後會公佈在網站上供大家參考)
  5. #

未來的延申:本裝置未來佈署後,初步會先以台灣地區山區土地狀況的資料蒐集為主,將來輔助以AI系統,將可做更進一步的應用,計算並更早期的預測危險可能發生的潛在地點。-對人民生命財產的保障,可邁入更大一步。今天我們做的,可謂是第一步!#

本贊助型專案回饋方式說明:
本專案及產品基本上是以社會公益及安全為出發,為了讓不同的贊助者,有參與社會公益的機會,針對對於本專案的贊助者,
贊助金額NT$1000, 純支持本計畫理念,我們將在2020/02月底,會寄送電子賀卡,以感謝您的贊助支持。
若贊助金額超過NT$3,000, 我們將在2020/2月底, 致贈您一組手電筒鑰匙圈,上面會印上公司的logo,以感謝您的支持與善心
若贊助金額超過NT$6,000, 我們將在2020/2月底, 致贈您2組手電筒鑰匙圈,上面會印上公司的logo,以感謝您的支持與善心
因我們的計畫屬於研發案,所有的贊助者,我們將會寄送電子賀卡,以感謝您的贊助,以及對人類安全而努力的善行。

爾後我們也將發展一系列的安全監控產品包含家庭安全及環境安全,若可以保障到個人或家庭的生命產財,我們將以優惠,提供給曾經幫助過我們的各位。(我們也將會記得您的熱心)


未來本產品將量產時,我們將會提出各種可能的回饋方式,讓大家有機會參與對社會安全的防範。請大家耐心等候,也感謝大家的熱心支持,讓這個理念可以儘早的實踐!


 團隊介紹:
本公司”中禾科技管理顧問公司”,為一新創的科技顧問公司,這是一家以”人”為本的科技公司,我們不管開發什麼樣的產品,一定會先考慮到對人的安全。對於環境的保護。負責人為”張仲康”(Ceres Chang),學歷及專長如下:
國立清華大學 電機工程研究所 博士班 (肄)
主修通訊與生物資訊

國立中央大學 太空科學研究所
主修電漿物理,大氣與氣象,雷達與衛星通訊

參與過大型計畫
中華衛星一號、二號計畫
決策支援系統(DSS)開發專案
知識管理系統開發專案
雲端影音即時串流平台商務合作推廣
創新產品與雲端應用服務規劃與開發(B2B)

由我本來帶領成員來執行本計畫

 我們的外部合伙伴可分為:

雷達模組及週邊開發:該伙伴位於竹科,在車用雷達市場已存在良久,相關電達模組具有豐富的開發經驗與能力,相信會有很好的合作經驗。週邊包含了戶外供電設備的設計及安裝方式的解決方法等...如果合作當中發生了任何無法繼續合作的事項,我們將尋求具有同樣技術與經驗伙伴持續進行。
演算法開發: 同樣的, 該伙伴位於竹科,我們找尋的合作伙伴具有豐富的經驗與能力,相信會有很好的合作經驗。如果合作當中發生了任何無法繼續合作的事項,我們將尋求具有同樣技術與經驗伙伴持續進行。
NBIoT通訊模組: 該伙伴位於台北,我們找尋的合作伙伴具有豐富的經驗與能力,也具有相關的成熟模組,可直接加以整合,相信會有很好的合作經驗。如果合作當中發生了任何無法繼續合作的事項,我們將尋求具有同樣技術與經驗伙伴持續進行。
監控平台模組:我們的平台開發伙伴,亦位於台北,有著多年監控平台開發經驗,我們雙方合且默契亦佳,相信會有良好的合作經驗,同樣的,如果合作當中發生了任何無法繼續合作的事項,我們將尋求具有同樣技術與經驗伙伴持續進行。還有,我們必須和電信公司及交通部的一些道路號誌單位連結,以達到緊急廣播的目的!


因本公司中禾科技為新創的科技公司,負責人過去歷練過多家大型公司以及諸多大型計畫,尤其是國家型衛星計劃,且多擔任重要職務,對於專案的規劃、時程及成本的控管,有著豐富的經驗,憑藉著過去的經驗,自已獨立創業後,即思考著以社會的安全及人民的生命財產安全為出發,規劃了幾項對於人民生活安全的監控設備投入,帶領了幾個志同道合的年輕人一起打拚以及過去長期合作伙伴,實現我們的初衷,以”人”為本的科技。相信本計畫能如期實現。

主持人連絡方式:
Ceres Chang
+886-955-784-970 | Ceres1123.Chang@gmail.com

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