公領域智慧安全佈局方向及解決方案探勘

在智慧城市應用浪潮下，智慧安全應用成為各國政府單位聚焦的熱門領域，主要以資通訊技術為基礎，建構公共安全領域的感知化、聯網化與智慧化等應用，在這樣的趨勢浪潮下，創造更多元的智慧安全服務與創新解決方案因應而生。
本研究針對公共安全四大領域包括警政、機場、消防、防災等，進行國際應用發展方向探索、國內應用發展現況剖析及關鍵技術專利分析。最後針對公領域智慧安全的關鍵技術與解決方案，分析其發展之重要性及風險性，做出公領域智慧安全產業之短、中、長期的發展建議。
就市場面而言，根據Homeland Security統計，2014年全球公共安全市場規模約為3,300億美元，伴隨著主要國家對於安全需求大幅提升，預計到2022年全球市場規模將成長至5,460億美元。由於中國十三五計畫即將展開，如：鐵路、港口、航運、機場及交通等公共建設，都有旺盛的智慧安全產品與系統需求；而隨著安全大廠新興解決方案的出現，亦刺激美國的安全產品汰換與升級需求，預期中國大陸與美國將成為未來智慧安全市場的兩大領頭羊。
針對各領域之未來發展，警政智慧安全應聚焦在大數據情資蒐集之分析應用；機場智慧安全則應優先改善機場安防系統新舊整合問題；消防智慧安全應優先運用4G或是TVWS技術強化消防通訊系統；而防災智慧安全應發展結合各類感測器之智慧化整合防災系統，以優化防災應變機制。
透過研究評估，我國政府應偕同相關研究法人，優先佈局高重要及風險之消防通訊系統、地震災害應變系統、警政情資蒐集分析等三項關鍵技術，為產業界承擔初期開發風險。而業界則可針對洪災應變系統、土石流災害應變系統、消防智慧穿戴裝置及高畫質CCTV等，開創公領域智慧安全市場新商機。

第一章　緒論 1
一、研究背景與目的 1
二、研究定義與範疇 2
三、研究方法與架構 3
四、章節架構 4
第二章　公領域智慧安全現況剖析 6
一、市場現況 6
二、技術應用現況 9
三、產業現況 13
四、垂直領域探討研析 18
第三章　警政智慧安全發展趨勢分析 19
一、國際應用發展方向探索 19
二、國內應用發展現況剖析 37
三、重要解決方案與關鍵技術分析 44
第四章　機場智慧安全發展趨勢分析 69
一、國際應用發展方向探索 69
二、國內應用發展現況剖析 88
三、重要解決方案與關鍵技術分析 91
四、關鍵技術專利分析 102
第五章　消防智慧安全發展趨勢分析 116
一、國際應用發展方向探索 116
第六章　防災智慧安全發展趨勢分析 153
一、國際應用發展方向探索 153
第七章　結論與建議 196
一、研究結論 196
二、研究建議 201

圖1-1　研究流程圖 4
圖2-1　自然災害與人為災害經濟損失總額 7
圖2-2　全球國土安全及公共安全市場 7
圖2-3　國家別國土安全與公共安全市場規模 9
圖2-4　智慧安全應用階層 12
圖2-5　公共安全智慧安全技術採用生命週期 13
圖2-6　公領域智慧安全供應鏈 17
圖3-1　傳統警政與智慧警政比較 19
圖3-2　智慧警政的關鍵要素 21
圖3-3　新型態監控系統解決方案 23
圖3-4　IBM智慧影像分析運作示意圖 26
圖3-5　臉部辨識相關垂直應用 27
圖3-6　波士頓馬拉松爆炸案—臉部辨識過程示意圖 28
圖3-7　臉部辨識運用於音樂季示意圖 29
圖3-8　固定式與行動是車牌辨識示意圖 31
圖3-9　情報蒐集與分析運作示意圖 33
圖3-10　PredPol犯罪預測系統 34
圖3-11　特倫托大學犯罪預測模型 35
圖3-12　芝加哥警局社群媒體打擊犯罪 37
圖3-13　ccHDtv產業聯盟組織成員 40
圖3-14　新北市科技防衛城計畫 41
圖3-15　警政署M-Police臉部辨識系統 42
圖3-16　警政單位APP軟體 43
圖3-17　電視廣播式傳輸技術 46
圖3-18　臉部辨識流程圖 48
圖3-19　高畫質CCTV專利申請／公告年份與國別分析 54
圖3-20　車牌辨識專利申請／公告年份與國別分析 57
圖3-21　車牌辨識專利申請／公告年份與國別分析 61
圖3-22　情資蒐集與分析專利申請／公告年份與國別分析 64
圖4-1　2007～2015年全球機場旅客與貨運量 69
圖4-2　全球智慧機場安防支出列表 70
圖4-3　全球機場安防市場 73
圖4-4　新曼谷國際機場FODetect系統部署規劃 76
圖4-5　美國海關入境旅客指紋建檔流程 86
圖4-6　美國海關入境旅客指紋建檔流程 87
圖4-7　英國QinetiQ Tarsier FOD探測系統 92
圖4-8　人流追蹤技術 97
圖4-9　跑道異物探測申請／公告年份與國別分析 103
圖4-10　人流偵測專利申請／公告年份與國別分析 107
圖4-11　機場生物辨識專利專利申請／公告年份與國別分析 111
圖5-1　智慧消防發展範疇 117
圖5-2　全球消防安全市場 120
圖5-3　智慧消防無線前進指揮所系統 121
圖5-4　新興智慧消防無線通訊架構 123
圖5-5　TVWS偏鄉救災技術示意圖 124
圖5-6　荷蘭阿姆斯特丹Google Glass運作情境模擬圖 127
圖5-7　智慧頭盔搭載3D 紅外線熱感測儀 129
圖5-8　Next-Generation First-Responder Suit功能示意圖 131
圖5-9　新竹市消防局二大隊繪製地圖之一氧化碳中毒分布圖 135
圖5-10　新北市救災救難指揮中心內部圖 136
圖5-11　新北市救災救難指揮中心人力調度顯示看板 136
圖5-12　智慧消防衣 140
圖5-13　TVWS基站運用於消防的行動通訊基地台 143
圖5-14　前進指揮所無線通訊系統專利申請／公告年份與國別分析 146
圖5-15　智慧消防穿戴式裝置專利申請/公告年份與國別分析 150
圖6-1　UNISDR歷年自然災害損失金額 154
圖6-2　UNISDR各國自然災害損失金額 155
圖6-3　全球自然災害安防市場 157
圖6-4　歐洲RainGain計畫 159
圖6-5　日本雙偏極化降雨雷達研究 159
圖6-6　UrbanFlood智慧防洪預警系統平台 161
圖6-7　日本緊急地震速報系統 163
圖6-8　德滿都生活實驗室地理災害網路平台 164
圖6-9　水利署自動化淹水影像辨識技術 167
圖6-10　水利署行動水情APP 168
圖6-11　Senslink雲端監測系統 170
圖6-12　Seismic-RAMS安研智慧型地震監測警報系統 171
圖6-13　水保局土石流監測系統 172
圖6-14　低功耗無線感測土石流解決方案 174
圖6-15　日本預警系統現地型的和區域型的警報系統比較 178
圖6-16　Flex Sensor與土壤濕度感測器 181
圖6-17　智慧洪災應變系統專利申請／公告年份與國別分析 185
圖6-18　智慧地震應變系統專利申請／公告年份與國別分析 189
圖6-19　智慧土石流災害應變系統專利申請／公告年份與國別分析 193
圖7-1　重要性與風險性評估 205

表3-1　國際監視器大廠針對4K監視器產品佈局 24
表3-2　監控系統解決方案比較 25
表3-3　美國費城警政單位車牌辨識效益測試結果 32
表3-4　高畫質CCTV專利申請國別統計 54
表3-5　高畫質CCTV專利申請權人研發強度分析 55
表3-6　高畫質CCTV重要專利分析 55
表3-7　車牌辨識專利申請國別統計 58
表3-8　車牌辨識專利申請權人研發強度分析 58
表3-9　車牌辨識重要專利分析 59
表3-10　臉部辨識專利申請國別統計 61
表3-11　臉部辨識專利申請權人研發強度分析 62
表3-12　臉部辨識重要專利分析 62
表3-13　情資蒐集與分析專利申請國別統計 65
表3-14　情資蒐集與分析專利申請權人研發強度分析 65
表4-1　機場安全系統內容 71
表4-2　FOD監測系統比較 74
表4-3　毫米波雷達辨識 75
表4-4　驅鳥系統比較表 79
表4-5　臉部辨識技術 84
表4-6　臉部與人物特徵搜尋運作方式 100
表4-7　OpenCV主要運用功能 101
表4-8　跑道異物探測專利申請國別統計 104
表4-9　跑道異物探測專利申請權人研發強度分析 104
表4-10　跑道異物探測重要專利分析 105
表4-11　人流偵測專利申請國別統計 107
表4-12　人流偵測專利申請權人研發強度分析 108
表4-13　人流偵測重要專利分析 108
表4-14　機場生物辨識專利專利申請國別統計 112
表4-15　生物辨識專利申請權人研發強度分析 112
表4-16　生物辨識重要專利分析 113
表5-1　前進指揮所無線通訊系統專利申請國別統計 147
表5-2　前進指揮所無線通訊系統專利申請權人研發強度分析 147
表5-3　前進指揮所無線通訊系統重要專利分析 148
表5-4　智慧消防穿戴式裝置專利申請國別統計 150
表5-5　智慧消防穿戴式裝置專利申請權人研發強度分析 150
表5-6　智慧消防穿戴式裝置重要專利分析 151
表6-1　監控系統比較 168
表6-2　氣象法法條 180
表6-3　智慧洪災應變系統專利申請國別統計 185
表6-4　智慧洪災應變系統專利申請權人研發強度分析 186
表6-5　智慧洪災應變系統重要專利分析 186
表6-6　智慧地震災害應變專利申請國別統計 189
表6-7　智慧地震災害應變專利申請權人研發強度分析 190
表6-8　智慧地震災害應變系統重要專利分析 190
表6-9　智慧土石流災害應變系統專利申請國別統計 193
表6-10　高畫質CCTV專利申請權人研發強度分析 194
表6-11　智慧土石流災害應變系重要專利分析 195
表7-1　警政智慧安全應用趨勢 197
表7-2　機場智慧安全應用趨勢 198
表7-3　消防智慧安全應用趨勢 198
表7-4　智慧安全應用趨勢 199
表7-5　公領域智慧安全重要專利佈局 200