Meshtastic 用在山搜搜救任務

最近一連串關於「跑山獸」和付費山搜的議題,在台灣的網路上討論熱絡。不過在紛紛擾擾之外,科技的發展卻是不停止的日益更新。如何在搜救任務之下,讓人手不足和高齡化的異質搜救團隊,能提升任務的成功率?本篇側重在介紹新興科技 Meshtastic 在荒野搜救任務中的可用性探討。

在沒有電力和通訊的地方,搜救組織不妨開始考慮將 Meshtastic 在內的離網無線電方案,納入強化搜救通訊技術的考量。

本文目的?

以下簡易的工作流程,預設適合惡劣地形(山搜)的配置與作業習慣,並能無縫嵌入事故指揮體系(ICS)。等等!雖然台灣實務上幾乎不會用 ICS 來執行搜救任務,而且搜救指揮官的作風會大幅決定團隊運作的方式,但我們還是用符合 ICS 概念作為支撐討論的框架,因為不少團體在接受 T-CERT 訓練後才知道有 ICS 的存在。重要的是,就算離開 T-CERT 的身分,在災難中還是很有機會用上ICS 的概念,進行快速編組和緊急應變。

如果有一天健全的付費搜救(山搜)市場在台灣起飛,那麼遵循 ICS 的各種框架來作業,會比較能處理各種商業邏輯。另外,內政部各版本的山域事故搜救安全指導原則內,通訊著墨的篇幅極少。本篇的目的也是以推動搜救通訊技術發展作為立論。Meshtastic 要在所有山搜任務中都派上用場還有好幾光年的距離,但不開始就浪費了這股「社會韌性」的動能。

什麼是 Meshtastic?

Meshtastic 是一個基於 LoRa 技術的開源、離網(off-grid)、去中心化網狀網路(Mesh Network)系統。它允許使用者在沒有行動網路、Wi-Fi 或電力基礎設施的環境下,透過廉價的 LoRa 無線電設備進行文字訊息和 GPS 位置分享。它就像一個「文字版」的短波無線電,非常適合登山、戶外探險或災難應變使用。

Meshtastic 將手機連接到低功耗無線電,透過網狀網路(Mesh)傳遞簡訊和 GPS 位置。每個傳輸的數據包都攜帶加密負載,而標頭(Header)保持開放,以便鄰近節點轉發。每個頻道使用專屬密鑰(private key),由團隊自行設定並內部共享。

*編按:Mesh 不是只有 Meshtastic,但基於討論方便和生態圈的豐富度,本篇僅討論 Meshtastic。

Meshtastic 的整體優勢?

  • 簡短的簡訊 簡潔,實際上限約為幾百個字元。傳輸的功率極低。
  • 位置共享: 每個節點可自動排程,傳送 GPS 位置與電池狀態。
  • 擴充簡單: 快速增加節點、掃描 QR Code 即完成裝置組態設定,加入律定的相同設定與密鑰的通訊頻道。這對不同團隊總是會攜帶自己的裝備(BYOD)條件限制之下,更是適合。

Meshtastic 相對於業餘無線電的優勢?

  • 不需執照:Meshtastic 跑在LoRa 頻段,屬於 ISM Band 免授權頻段,如台灣常用的 920-925MHz。就像 Wi-Fi 一樣,買來就能用,完全合法且無需執照。
  • 每個節點都是中繼:Meshtastic 有「可控制的洪氾路由」(Controlled Flooding)來傳遞訊息。只要中間有其他使用者的裝置,訊號就能像接力賽一樣自動跳轉,繞過障礙物或延伸距離。跳轉預設為3跳。
  • 與手機結合:有專屬的 app,也可結合更大的 TAK 生態系統,建立以搜救任務為導向的共同作業圖像(Common Operational Picture),例如 Wide Area Search Plugin(WASP)的使用(臉書討論)。
  • 低功耗和續航力:戶外型的 Meshtastic 使用者終端,可連續開機3-5天,適合多天搜救任務場景。

Meshtastic 的劣勢?

  • 文字為主:僅能傳輸文字,幾乎無法在野外搜救使用語音。
  • 選擇有限:業餘無線電相當普及且容易取得,支援 Meshtastic 的終端選擇少很多。非個人使用的大量進口也會遇到 NCC 的相關規範。
  • 比較嬌貴:大多數的 Meshtastic 市售終端不適合在惡劣環境和天氣使用,外殼可透過 3D 列印技術打造有 IP 防水等級的防護。比較勇健(robust)的終端當然價格就比較高。
  • 複雜地形要較好的通訊規劃能力:在不同地形地貌下的搜救情境,需要有良好的通訊規劃能力(如通信中繼)。這應該在「搜救計劃」的階段要納入。地形會阻擋訊號,但稜線有助於傳輸。以台灣山域搜救的地形和林相特性,手持設備的通訊距離要保守看待。團隊內若有人有業餘無線電佈建的經驗(如 ARES 緊急通信服務)更佳。

初期的通訊頻道規劃?

初期的通訊頻道規劃很重要,因為我們拿到機器之後,沒有建立主次頻道,就無法和其他裝置通聯。如果不是在搜救任務,通常最快的入門方式是掃公開的 QR Code,取得台灣社群的預設四個頻道(專文)。這些頻道在練習熟悉之後可以刪除。

在搜救任務開始之前,我們可以設置一個「主頻道」(Primary Channel)供全體人員通訊。更改預設密鑰,在報到時透過 QR Code 共享。「次頻道」(Secondary Channel)則是處理特定角色的流量,避免干擾主網。

頻道可有:

  • 管理指揮中心
  • 搜索小組
  • 醫療組
  • 後勤

所有頻道共享相同的無線電參數,區別在於密鑰與權限。名稱應簡短清晰,並在每次任務間更換密鑰。若團隊各組有人業餘無線電用的很純熟,指揮官判斷本次搜救任務,我們只要 Meshtastic 的「自動追蹤」或排程「位置回報」功能,那頻道規劃可簡化為僅有單一頻道:地面小組。這可避免工作流程重複,增加前線作業人員和指揮所的管理負擔。

指揮所是否要有大螢幕做調度監控,則視任務而決定。這可以是一台筆電加收訊良好的 Meshtastic 終端,做臨時的 Meshtastic 基地站(Base Station),同時啟用 MQTT。也可更進一步往高級的 MeshMonitor 或是 MeshC2 可嘗試。

搜救現場任務型態通訊節點佈署規劃?

這部份比較複雜,也是真正的挑戰。在此僅針對概念作說明。

  1. 裝備配發 or BYOD: 每位成員配備一台手持終端設備與一顆備用電池。設備需標註「簡稱」(Short Name),與搜救現場白板上的呼號或代號對應。若設備不足,則每隊至少配發上述設備一整套。這和衛星電話、手機或 GPS 手持裝置的配發邏輯相同。任務編組的隊員也可自行攜帶自己的 Meshtastic 設備來指揮所報到。
  2. 建立骨幹: 在稜線或高處道路放置一個轉發站(Repeater),確保能與搜尋區域和指揮所保持視距(Line of Sight)。通訊規劃不用完整覆蓋搜索區域,但要合理覆蓋。這有很多輔助工具,台灣在搜救任務應該使用的不多。
  3. 小隊互相通聯考量:常常遇到的狀況無法全程和指揮所通聯,但小隊之間卻可以保持聯繫。這時候 Meshtastic 終端和中繼的選擇就很重要了。

通聯紀律?

Meshtastic 在通訊短促且規律時表現最佳。我們採用預設的罐頭訊息,以減少輸入時間與壓力。若把 Meshtastic 終端當成是無腦追蹤器(dumb tracker)來使用,那每台機器僅需要設定角色標籤即可。預設的罐頭訊息格式可以有下列幾種:

  • 報到
  • 發現/線索回報:如鞋子、背包,明顯人類活動的物理足跡。
  • 尋獲目標:如待救援者或罹難者。
  • 醫療行為:傷患甚至可戴上支援 BLE 傳輸的生理監測裝置,定期透過 Meshtastic 回報給遠端醫療小組。
  • 撤離請求
  • 危險地標註

節奏與角色

  • 地面小組每15分鐘報到一次。改變方向、發現跡象或停止時傳送位置。
  • 醫護與後勤: 監控專屬頻道,並在2至3分鐘內確認收悉。
  • 指揮所: 監控主頻道,將冗長的對話引導至次要頻道,或將資訊與空勤總隊協調作業聯絡等。
  • 原則: 複雜或緊急通訊用語音;穩定的狀態、位置和簡短任務用 Meshtastic。

小結

透過演練和逐步的小規模佈署,不斷的最佳化各種流程設定,那麼這些作業概念就能淬鍊為操作指引手冊或制式作業包。Meshtastic(或是其他 Mesh 方案)的威力就可以在山搜任務中慢慢發揮,解少重複的人力支出,合理的降低各種搜救任務中的不確定性。

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