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GIS 在巡邏管理上的應用

行政院海岸巡防署教育訓練中心科長 洪淑姿

銳俤科技協理 林維崗

壹、簡介

時至今日，地理資訊系統（GIS）已經從以往的專業系統，到目前普遍應用在大眾

的日常生活中，各種新的應用日新月異，對海岸巡防之任務可大幅提升了管理與決策

的效率與效能，也促進了使用上的便利性。巡邏是為保衛家園、財產、人員等所衍生

的一種防禦動作，若能確實執行，可有效預防例如犯罪、偷渡與走私…等問題的發

生；但傳統的巡邏管理方式不彰，無法強制每個巡邏員均能克盡職責，也因此暴露出

許多安全上的漏洞。是以本文針對此點，思考整合GIS、RFID、窄帶無線電傳輸技術，

搭配巡邏員隨身攜帶的無線電對講機，提出新一代的巡邏與管理方式，使到點資料能

即時傳回與管控，以增進管理效率，落實巡邏勤務。

貳、傳統巡邏管理

一、紙本式的巡邏管理

傳統的巡邏方式是在各個巡邏點設置簽到簿，由到達該點的巡邏員簽上姓名、到

達時間等資訊；所攜帶的無線電對講機，僅供通報資訊或緊急聯絡使用。而管理方式

則受限於裝備與技術，無法即時瞭解巡邏情況，只能事後透過定期收回這些簽到簿來

考核巡邏員是否有確實到點。

這樣的方式由來已久，不管是警察、軍隊、大樓保全…等等，都是採用這種方

式，但這種方式有幾個主要問題：

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主

題

報

導

(一)代簽補簽不易被發現：

若有不盡責的巡邏員，怠忽職守，應到未到，卻委託他人代簽，或者是事後

才予以補簽，或彼此串通等，除非仔細比對所有簽名筆跡，否則很難查到這

個弊端。而這個時候就算是配有無線電對講機，透過無線電呼叫，因為在視

線範圍之外，也只能聽巡邏員的一面之詞，來得知他目前的位置，換言之，

就算是謊報位置，控制中心端也無可奈何，因此可以說在巡邏過程中控制中

心對巡邏員是完全失去掌控的。

(二)簽名時為巡邏安全空窗期：

簽名時注意力必須轉移至紙本上一段時間，此時為巡邏員安全上的一大漏

洞，若遭有心人士突襲，則將措手不及，甚至賠上寶貴的性命。

(三)紙本收回、檢核、建檔、保存耗時費工：

大多數巡邏點沒有供書寫之處，因此很難書寫的工整，且許多人的簽名本就

是龍飛鳳舞，辨識不易，再加上一些破損、潮濕的情形，這些書面的資料處

理起來有相當的難度，也連帶使得代簽補簽的人敢肆無忌憚的一犯再犯。

二、改良式的巡邏管理

紙本式的巡邏管理方式弊病很多，也因此有幾種改良式的方法出來，但是這些方

式在實際運用時還是有問題及其不足之處：

(一)在巡邏點設置讀卡機，巡邏員持卡到巡邏點將卡片資料讀進讀卡機。此種方

式需考慮讀卡機供電問題，在戶外巡邏點並不實用，且設備維護也是個大問

題。

(二)在巡邏點設置卡片，巡邏員攜帶 PDA 或讀卡機設備到各巡邏點讀取，巡邏

完畢後，將讀卡設備連接至電腦，上傳所有讀卡資料。此種方式只能在巡邏

完後做考核，巡邏中的狀況仍無法掌握；而額外攜帶 PDA 或讀卡機增加了

巡邏員的負擔，也使得設備的毀損機率大增，大幅增加了維護的支出。

參、新一代巡邏管理系統

一、新科技的整合

(一)地理資訊系統 （GIS）：

地理資訊系統是一套用電腦科技來輔助地理資訊的輸入、儲存、擷取、分析

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及展示的資訊系統，是具有整合空間資訊及協助解決真實世界問題的決策支

援系統，而地理資訊就是將任何具備空間分佈特性的資料，經一定程序處理

後所得到的資訊。根據這個資訊，我們可以很容易去了解及認識發生在某一

特定地點的事物與事件。目前已廣泛用於國土計畫、都市與區域計畫、土地

使用與管制、水資源管理、商業市場分析、汽車導航系統…等等。

在新一代的巡邏管理系統中，GIS系統係用來呈現各巡邏路線、各巡邏點於

電子地圖或者建築物圖之上，輔以即時的巡邏人員資訊，巡邏點已巡邏、未

巡邏的標示，俾掌握人員即時動態，有助於調度派遣，及有效遏止巡邏員的

怠忽職守，真正落實巡邏任務。同時所有的標示與時間均會儲存在資料庫

中，可隨時調閱歷史資料，進行報表的印製、績效的考核或巡邏路線的修訂

等。

圖 1：巡邏管理系統畫面

(二)無線射頻識別技術（RFID）：

RFID 是「Radio Frequency Identification」的縮寫，中文可以稱為「無線射頻

識別系統」。 通常是由感應器（Reader）和 RFID 標籤（Tag）所組成的系

統，其運作的原理是利用感應器發射無線電波，觸動感應範圍內的 RFID 標

籤，藉由電磁感應產生電流，供應 RFID 標籤上的晶片運作並發出電磁波回

應感應器。

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主

題

報

導

在我們的設計構想中，所採用的是一般廣泛用於各單位門禁管制的被動式低

頻率感應卡（125KHz），讀取速度雖較慢，但已足夠，而且其不需供電、不

受潮濕環境影響、無法複製、可彩色印刷文字相片、大量生產成本低廉的特

性，更適合這項應用。

在新一代的巡邏管理系統中，共採用兩種 RFID 卡：一種是厚卡，要求的是

堅固耐用，用於各巡邏點以取代舊有的巡邏簽到簿，稱為簽到感應卡（PLC）；

另一種是薄卡，要求的是輕便易攜帶，用來作為各巡邏員的識別之用，稱為

巡邏員卡（PIC）。

圖 2：簽到感應卡與巡邏員卡

(三)無線電傳輸：

無線電通信早已廣泛被使用，諸如員警、軍方、保全等均配置有專用的VHF/

UHF手持無線電對講機，作為即時的聯絡工具，而無線電的基礎建設，如中

繼台、基站、控制中心等也相當完備，若能整合利用這種通信網絡，不僅系

統會更加可靠，還能節省龐大的通訊費用，巡邏員身上也不需增添昂貴的讀

卡裝備。但這種無線電屬於窄帶無線電，它的特性是速率低、半雙工、傳輸

誤碼率高、頻率共用，因而使得窄帶無線電傳輸不容易作為可靠的資料傳輸

媒介。

在新一代的巡邏管理系統中，在這個部分加強了糾錯與檢錯的能力，同時輔

以一套儲存重傳及防碰撞的機制，克服了這樣的問題。使在巡邏點讀取的

RFID 卡片資料，可以正確無誤的回傳到控制中心，也因此才能達到系統即

時性處理的需求。整合這些處理機制以及 RFID 讀取器，將其設計在外觀類

似手持麥克風的裝置中，這個裝置稱為巡邏讀取器（PRU），PRU運用對講

機的喇叭、麥克風、PTT等接點與對講機連接，同時具備一啟動讀卡按鈕，

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啟動後會發出聲響提示，將其靠近卡片 7～10公分，即可讀取卡片資料，接

著 PRU會自動啟動對講機 PTT，將資料發射出去。

由於無線電傳輸回來的資料是類比的，要轉入電腦處理必須是數位的，同樣

的如果電腦端要下達命令到 PRU 端時，則需要將數位轉成類比，因此在控

制中心的無線電基站之後，進入電腦之前，必須要有一個裝置負責類比與數

位之間的轉換，以及對收到的資料做糾錯及檢錯，以確保資料的正確性，這

個裝置我們稱為基站資料處理器（BDU）。有了巡邏讀取器與基站資料處理

器，就可以讓資料可以更正確可靠的透過窄帶無線電傳輸。

圖 3：巡邏讀取器 圖 4：基站資料處理器

二、新的巡邏方式

整合了前一章所提的各項新技術，新的巡邏方式系統架構如下圖：

圖 5：系統架構圖

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主

題

報

導

首先舊有的紙本簽到簿全部改用 PLC取代，PLC可用黏貼或其他方式固定，但須

注意不能固定在金屬表面，否則會影響卡片的感應。

巡邏員在出發前將巡邏讀取器（PRU）與無線電對講機連接及做好固定，開啟對

講機，PRU會同步開啟，接著啟動讀卡，先讀取自己的巡邏員卡，以告知系統哪一位

巡邏員將出發巡邏，接著將無線電對講機保持於待機狀態。

巡邏員到達各巡邏點時，啟動PRU讀卡，靠近該巡邏點的 PLC，讀取PLC識別碼

資料後，經過 PRU 內部處理，接著 PRU 會自動啟動無線電對講機，立即將此識別碼

資料依特定格式送出。在確認系統端收到後，PRU會自動清除剛才所讀取的巡邏點資

料。在簽到過程中，不再需要手寫，PRU會以聲音提示目前的狀態，所以巡邏員的注

意力可以完全專注在周遭環境的狀況。接著依序第二巡邏點、第三巡邏點…，至巡邏

完最後一點，回到單位後，巡邏員再讀取一次巡邏員卡（PIC），以告知系統巡邏結束。

三、新的管理方式

首先系統在建置時，各巡邏點的所在位置與資料必須要建置於資料庫中，並對應

於一張簽到感應卡（PLC）的識別碼，因此即可由PLC的識別碼得知為哪一個巡邏點。

接著是各巡邏員的資料也需要進資料庫，如姓名、所屬單位、照片等，並對應於一張

巡邏員卡（PIC），也因此憑 PIC卡號就可以知道是哪位巡邏員。

在巡邏過程中，從各巡邏員出發的回報，以及到達巡邏點位置的回報，控制中心

可以透過巡邏管理系統，隨時掌握最新動態，瞭解各線目前巡邏進度，並可以透過電

子地圖清楚掌握各巡邏員相對位置，若臨時有特殊狀況，即可立即進行調度。同時系

統可設定延遲告警，若巡邏員未能於指定時間內到達下一巡邏點，系統端即自動發出

警示音，主動告知控制中心作適當處置。

圖 6：以電子地圖顯示巡邏狀態

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因為所有回傳的資料都會儲存於資料庫，因此可以非常容易的從系統中調出指定

時間，指定巡邏員的資料，可以看到何時出發、何時到達各巡邏點、各點間隔時間等

詳盡的資料，並可以報表列印輸出，不管作為績效考核，或者是路線調整的參考依

據，都非常的快速精確。

圖 7：巡邏報表

具備各巡邏員即時的到點資料後，透過軟體的設計，還可以做出更多滿足不同管

理決策需求的功能，令許多以往不可能做到的，現今都變成可能。

四、優點與挑戰

新一代的巡邏管理有許多的優點，在此列舉幾項主要特點，例如：

(一)即時性：

此為最大特點，到達巡邏點即時回報，使過去不可能掌握的巡邏中動態變為

可能，不僅讓控制中心端得以即時調度派遣，而巡邏員也因此在外的安全多

了一層保障，並使得巡邏員不敢再單方面的謊報位置，怠忽職守，直接就全

面提升了巡邏的品質，無形中已達到了巡邏管理，大大減輕了管理人員的負

擔。

(二)高效率：

電子數位化的處理，省去巡邏員手寫簽名，以及省去管理人員事後收集、整

理、檢核紙本的龐大工作量，同時巡邏點搭配電子地圖的呈現，使所有動態

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主

題

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導

一目了然。事後的歷史報表更大幅節省了以往的作業時間，因此此方式大幅

提高了巡邏以及管理的效率。

(三)低成本：

要真正的能普及應用，價格是非常重要的因素。零通訊費、沿用原無線電設

備、感應卡價格低廉，使新的巡邏管理方式有更低的成本，卻有更強的功

能。一般若要達到即時性，多採用 GPRS 或 3G 的無線通訊方式，龐大的通

訊費用會使用戶卻步，而此一系統走的是窄頻無線電，是既有的無線電資

源，所以通訊費用是零；另外沿用原有的無線電通訊設備，更是省去了一大

筆新設備的採購、安裝、教育訓練費用；而感應卡採用的是最廣泛使用的類

型，價格低廉，容易購置或更換。

(四)易安裝：

簽到感應卡不需電源，可以很容易的取代原有的紙本方式。巡邏讀取器隨插

即用，只需連接上對講機固定後即可使用；而因為使用原有的無線電通信設

備，省去了許多的安裝工作，像中繼台等設備連設定值均不需異動即可使用。

(五)易維護：

安裝於戶外的簽到感應卡不怕風吹、日曬、雨淋，使用壽命長，若損壞或遭

破壞，因其價格低廉，容易安裝，可以很容易補上，若巡邏路線經常異動調

整，也很容易因應。

新的巡邏管理方式有許多的優點，但在實際規劃使用時還有一些要考慮的問題，

有良好的規劃才能讓系統運作有最好的效果：

(一)對講機的不同：

市面上不同廠牌的對講機非常多，所提供的介面與接頭形式不盡相同，沒辦

法加以標準化，而且各家對講機的特性不同，所以對應不同的廠牌，PRU均

需要做一些先期的調校，才能確保通訊的效果。

(二)無線電通訊盲區：

若無線電設備建置時沒有做良好的規劃與實測，則可能在巡邏區域內有些地

方是無法通話的，也連帶會使得到點簽到的資料無法即時傳回，雖 PRU 有

設計儲存重傳機制，但即時性卻會因此打折扣，因此遇到這樣的情況時，需

要檢討原有無線電設備的規劃，以及檢討巡邏點的設定。

(三)系統容量：

窄帶無線電資源有限而珍貴，因此在規劃系統時必須要考慮話音溝通與資料

傳遞的資源分配，要考量同一段時間同時在巡邏的人數，與使用話音溝通的

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人數與通話頻率與時間，有多少頻率可供使用等因素，綜合這些因素作一整

體考量，才能讓系統運作最有效率。

肆、結論

本文提供了一個新的巡邏管理方法，整合了 GIS、RFID、無線電傳輸等技術，就

實務上確實對海岸巡防、警察勤務或森林之巡守員等可有效提升巡邏與巡邏管理的效

率，而且即時的到點簽到回報，除了使得巡邏員的安全受到多一層的保障，也使控制

中心可以更快速的臨時調派，無形中直接遏止了巡邏員怠忽職守的念頭，讓巡邏能夠

確實地依規劃的時間、規劃的路線進行，使人員、生命、財產得到最佳的保障。