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非洲豬瘟和AIoT——台灣科技防疫之必要

防止中國非洲豬瘟擴散至國境之內,已然是東亞各國在2019年初的核心課題,回顧非洲豬瘟病毒(ASFV)在20世紀初即在東非被發現,隨即被鄰近歐洲各國認列為「高度管制」的疾病。1950年代之前還僅在非洲大陸內傳播,但到1957年出現首次跨洲擴散(西班牙、葡萄牙);2007左右進一步蔓延至東歐、高加索與中亞地區,大約在2018年中左右,中國則淪陷成為非洲豬瘟的重災區。

因物流運輸,加速全球疫情擴散

為什麼非洲豬瘟(ASF)會被全球認定為棘手的疾病?這部分世界動物衛生組織(World Organisation for Animal Health)在2018年出版的「Handbook on African Swine Fever in wild boar and biosecurity during hunting」報告中,提到了三項原因:

1. ASF目前沒有可以根治的療法與疫苗
2. ASF除了透過污染的豬體傳染外,廚餘與車輛也會大幅推動其擴散
3. ASF對全球養豬戶構成威脅,且會造成畜牧業產業巨大的經濟損失

上述說法也是目前包括世界農糧組織、歐盟等跨國組織對疫情普遍的理解。非洲豬瘟目前並無法透過疫苗來抑制,僅能「限制透過嚴格的檢疫措施,以及限制豬體和各種病毒載體的移動」來降低擴散程度。但可怕的是,非洲豬瘟的病毒可以藉由多種載體來傳遞,如Sánchez-Cordón等人在「African swine fever: A re-emerging viral disease threatening the global pig industry」的歸納,載體包括了:(1)家豬、(2)野生豬隻、(3)廚餘與食品廢棄物、(4)接觸受污豬體的人員設備與運輸車輛。

目前全球對於非洲豬瘟的擴散原因尚未有明確定論,但如今具有共識的是,雖然「從外擴散至國境內」的「關鍵因素」可能略有不同,比如在空間人口密度較低的東歐、高加索區域,病毒的傳遞,與野生豬隻的移動以及人類的狩獵行為有關,而在中國則可能是因為豬肉食品的非法進口。但造成「在國境之內大幅度擴散」的因素卻可歸納為兩個:(1)疫情擴散數據的透明化與國民防疫意識、(2)受污染人員、設備與運輸車輛的流動。但這也是最容易讓人忽略的部分。

非洲豬瘟在境內失控的原因中,設備與運輸車輛的流動是最容易讓人忽略的部分。圖片來源:公共電視 我們的島〈豬的最後一哩路〉非洲豬瘟在境內失控的原因中,設備與運輸車輛的流動是最容易讓人忽略的部分。圖片來源:公共電視 我們的島〈豬的最後一哩路〉

非洲豬瘟的失控,反映出國家的供應鏈與物流管理能力

污染設備與運輸車輛的問題,在世界農糧組織(FAO)「African Swine Fever Threatens People’s Republic of China」,針對中國的報告中,就直接指出中國非洲豬瘟會擴散的原因是「運輸關聯路線」(Transport-associated Routes),雖然其中並未直接指稱,但可以很明確地發現世界農糧組織對中國豬瘟擴散的判斷,是因中國無法掌握豬隻運輸情況,且加上病情不透明,使得疫情日益難以控制。

如果再細來討論,這裡所說的「運輸關聯路線」如果就產品供應鏈角度來看,大致可以分為:(1)貨物、(1)運輸設備、(2)運輸路線與地圖,這三個要素;所謂貨品,像是活體豬隻、豬肉製品、食物廢棄物(廚餘)等都是;而運輸設備則是運送這些貨品的交通工具,比如船舶或是卡車;但其中最困難的則是運輸路徑與擴散地圖的掌握,因為它必須對於豬肉產品供應鏈全面的瞭解之外,同時也必須瞭解相關的物流路線,甚至必須對於各別運輸車輛移動的準確的掌握(包括登記的廠商與車輛外,也必須針對未登記的進行統計與掌握)。

肉品供應鏈與物流體系的管理能力,就是防疫能力。

更直白來看,未有疫苗的情況,要防止非洲豬瘟的擴散,考驗的是一個國家對於相關產業供應鏈與物流系統的資訊掌握與管理能力,如果國家缺乏這樣的能力,病毒一旦從境外傳入,就會以非常迅速的時間在國境之內傳播,而這也就是為什麼,2018年的中國會在非常短的時間及淪陷成為豬瘟重災區。

截至2018年9月22日的世界非洲豬瘟流行圖。Danvasilis/維基百科

 

截至2018年9月22日的世界非洲豬瘟流行圖。Danvasilis/維基百科

 

AIoT與空間的多標準決策分析,「以車追疫」強化防疫韌性

供應鏈與運輸的掌握,就防災的角度就是「系統韌性」(System Resilience)的思考,也就是必須假設災害(非洲豬瘟)會進入到國境之內,但多久可有效控制下來的推論,這是目前台灣當前較少出現的討論。而從國際的對非洲豬瘟的掌控經驗,結合物聯網(IoT)與空間的多標準決策分析技術(Spatial multi-criteria decision analysis)來掌握各種可能會造成非洲豬瘟癱瘓台灣的風險,是台灣必須思考的一個方向。

Martínez‐Avilés等人2015年發表的「Early Detection of Infection in Pigs through an Online Monitoring System」提出用生物感測器(Biosensors)部屬在豬隻飼養場來捕獲數據回傳至平台即時監控的構想,包括Massimo Biagetti等人,也在其研究中提出製造DNA生物感測器來快速檢測非洲豬瘟病毒的想法,不過生物感測器的製作必須對於病毒的基因有完整的瞭解,且必須掌握其病毒的變異,短時間可能較難以實現,但智慧物聯網(AIoT)的應用,確實有其必要。

廣義的智慧物聯網(AIoT),意味著賦予終端設備主動回應資料的能力,同時藉數據分析來瞭解或預測未來可能的擴散方向與程度。在短期之內,台灣可以做的是對於「運輸設備」(運輸車輛)的聯網建構,也就是對任何可能會運送到受污染豬體、產品、食品廢棄物的車輛進行編列之外,也包含以下:

1. 活體豬隻運輸車輛的定位與路徑數據
2. 廚餘與食品廢棄物車輛的定位與路徑數數據
3. 全台灣豬隻飼養場與屠宰場的圖資與定位
4. 全台灣豬肉消費市場、賣場的圖資與定位

倘若世界農糧組織(FAO)的假設為真,車輛與設備的運輸將成為國境之內疫情擴散的關鍵,那麼台灣如今必須要做的就是,將豬隻運輸車輛、廚餘運輸車輛納入管制體系之內,更為準確來說,必須追蹤這些車輛的移動路徑資訊,結合其他的空間分布數據,如肉品供應鏈上下游網絡等資訊,運用空間多標準決策分析(Spatial multi-criteria decision analysis)與數學建模(Mathematical modelling)來預測、追蹤、推估疫情擴散的時空分布情況。也就是「以車追疫」。

這種「以車追疫」的觀點,除了世界農糧組織(FAO)之外,包括歐盟委員會(European Commission)也在「Strategic approach to the management of African Swine Fever for the EU」同樣提到「聚焦交通運輸」類似的防疫策略。

科技的應用、數據的透明、國民的意識,防疫豬瘟的三個基石

總體而論,(1)如何應用智慧聯網等新興科技進行追蹤、(2)同時藉各種數據的透行化來進行建模與預測、(3)以及讓台灣民眾也具有高度的防疫意識,會是台灣之於非洲豬瘟的三大防疫基石。

(1)應用智慧聯網與數據模型掌握可能的擴散情況:參考世界農糧組織對於非洲豬瘟的擴散分析,在人口密度、產業密度相對東歐來得高的台灣,加上與中國的跨國人員、貨品流動的頻繁,台灣確實需要另一種以「系統韌性」為出發的防疫策略思考。這方面可以思考先行完全盤點台灣各種用來運輸豬隻、廚餘運輸的車輛,同時配給相關的GPS與相關感測器,當車輛執行相關的工作時,可主動回傳相關移動路徑與數據,同時,從全球相關的研究文獻可以發現,受到第一波衝擊的歐洲以累積了相當的防疫經驗,因此,台灣可思考如何進一步取得其他國家的防疫數據,甚至數學模型的分享。如此一來,當非洲豬瘟確定襲台,政府可以藉由數據平台來預測、掌握疫情可能的發展趨勢。

廚餘的定點收集作業。圖片來源:環保署。

(2)防疫第一要務「資料的透明」:關於數據的透明化,歐盟2018年12月12日公布的「ASF and the legislative framework: the management of disease eradication through awareness and cooperation」報告中,提到非洲豬瘟的管制,需要至少兩種合作型態,第一種是國境內不同監管單位的合作,如農業部門與環境部門的合作;第二種是跨國之間的合作,尤其是資料的共享與預警。從歐盟的角度來看,非洲豬瘟的控制,事實上不只是屬於農委會的權責範圍,如要有效控制,需要結合——農委會(農畜產品資訊)、經濟部(產業供應鏈資訊)以及交通部(運輸車輛管理)健全台灣的防疫體系,其中最為困難的將會是對於豬肉產品供應鏈的掌握。除此之外,他國也必須在防疫的基礎上,公開疫情的數據。

(3)最重要的仍是國民的防疫意識(Awareness):普遍缺乏防疫意識的國家,即使防線再全面,終將成為疫情入侵的破口。這部分可以分為兩個類型,一種是產業面「供給端」的防疫意識,也就是針對飼養、廚餘運送相關業者,擬定防疫步驟與原則;另一種則是民眾「消費端」的防疫意識,尤其是廚餘的分離與處置方式,會需要更為明確且易懂的宣導。

台灣必須的思考不只是將疫情阻擋在外,也必須思考——疫情進入國內之後的掌握。這兩個都是台灣必須有的策略。

引用來源:環境資訊中心