周界入侵偵測系統於香港的應用趨勢

探討現今香港保安產品市場——周界入侵偵測系統的性能

香港房地產業發展蓬勃，是不少商家理想的投資及聚居之地。可是，入屋爆竊案卻連連上升，特別在一些富裕地區，如山頂及淺水灣，入屋爆竊、盜竊等事件屢見不鮮。不少研究指出財富不均容易導致罪案的發生，根據樂施會發表的《香港不平等報告》，香港的貧富差距為各先進國家及地區中最高，2016年香港的堅尼系數是 0.539，遠比起其他已發展經濟體如新加坡（0.356）、美國（0.391）等更高[i]。

隨著貧富差距不斷擴大，民眾不滿的情緒日益增加，安全問題便顯得愈來愈重要。許多機構或業主會相應地採取不同的措施，希望可以阻止及應對入屋爆竊。因此，在獨立屋或高尚的住宅外圍，安裝周界入侵偵測系統 (PIDS) 愈漸普遍。然而，這些產品的性能是否足以保障個人及財產的安全呢？

常用的周界入侵偵測系統

在用戶購買偵測系統前，一般會從成本、安裝簡易性、實用性及功能性等等作考慮。不少的系統無論在香港或全球均受廣泛應用，這些系統大致可分為三類：影像分析系統、無形偵測系統及物理接觸偵測系統。

影像分析系統

影像分析系統運行時會利用AI（人工智能）來執行影像內容分析。它可以配備更先進的功能，例如透過跨線或跨區域進行動作偵測、物件偵測（如分辨人或車輛），甚至識別面容或車牌。用戶可預先設置起始值參數或規則，例如：穿過影像鏡頭的物件大小或形狀、像素變形時需要產生訊號、越過時會觸發警報的數碼線路或區域。

例子：

閉路電視：在入侵偵測系統中最為人熟悉，主要用於監視及錄影，其次是用作偵測、識別和辨認(較昂貴的型號)。閉路電視將錄影的訊息傳送到中央處樞紐，以便作監視或查看。 試想像當一個人在進入一間住宅時，經過了閉路電視鏡頭。當他走過鏡頭預設的區域時，會導致其視覺內的像素變形，人工智能便會偵測到像素的差異，從而產生警告。警告後可隨即激活面容識別程序，鏡頭會將其容貌特徵與內部的數據庫作匹配，如果識別結果不相符，便會觸發警報器。除了連接到警報器系統，新式的版本還可以發送實時警報到用戶的手提電話，有助迅速地應對緊急情況。

優點：價錢相宜、易於安裝

閉路電視的性能有顯著性的進步。不論像素解像度、紅外線或夜間熱能監測都比以往更清晰。此外，自動化鏡頭平移和傾斜都大大提升其監視及記錄的能力。影像分析系統能幫助保安人員識別潛在的威脅(例如：強調所感應的威脅以便識別)，或者獨立地運行(預先設定的規則便會觸發警報)。價錢相宜及易於安裝亦是閉路電視受廣泛應用的原因。它成為許多亞洲國家的安全防衛選擇，安裝在私人住屋、企業建築物、政府用於偵測罪案及維穩。目前，僅僅是中國便已安裝了愈兩億部閉路電視，預計 2020 年底還會增加數百萬部[ii]。

缺點：誤報率高，準確度有待改進

作為監測系統，閉路電視是個有效及價錢實惠的選擇。動作偵測、面容識別及車牌識別無疑是一大進步，但它並非萬無一失。就動作偵測而言，預設的參數可以限制只有一定大小的物件才會觸發警報，此舉可減低小動物或昆蟲走過而導致誤報。可是，忽略了物件大小與距離的關係。假設有一隻小鳥在鏡頭的遠方，其形狀大小是不足以引起鏡頭的識別，但當牠愈靠近鏡頭，其形狀大小會愈大，並可能產生警報。同樣地，面容識別及車牌識別亦容易出錯，與數據庫匹配的過程中存有許多不穩定性，例如：難以辨識容貌的差異性、車牌的真偽等等。顯然，影像分析系統的可靠程度依然值得商確，亦難以說服用家投放更多的金錢。

無形信號偵測系統

無形信號偵測系統的原理是接收及偵測在鏡頭視線中的物體所發射的波形或輻射。系統一般會連接到主警報控制面板，如果檢測到任何動作，信號便會從隨即傳送到控制面板，並觸發警報。利用此功能的周邊入侵偵測系統包括了紅外線、激光掃描器、微波感應器、超聲波感應器、電磁波感應器和同軸電纜。而在這些設備中，紅外線是最常見的。

例子：

被動式外紅線感應器：一種細少、無形的入侵偵測設備。能夠偵測及接收由物件或人體所發射出的紅外線光譜和熱能，物件的溫度只要是高於絕對零度值，均可發射出熱能，而且人類肉眼是看不見的。此技術不論政府機構或私人住宅都被廣泛應用。

優點：價錢相宜、易於安裝

被動式紅外線感應器主要優點是不顯眼，可以安裝在一些隱蔽位置，不致影響住宅的外觀。與所有無形信號系統一樣，可以調校輻射參數值致一定程度才觸發警報器，避免因小鳥或細小動物經過而誤報。它還可以設置特定的運作時間，及配合其他保安產品(如閉路電視或警鐘)一併使用。

缺點：室外使用時誤報率高

沒有其他保安設備支援下，單獨地使用被動式紅外線感應器只能偵測總體的動作，無法判斷個別物件或人體，亦未能告訴用戶哪一種物件觸發了警報。一隻動物，甚或是經過暴曬的石頭，均會發出與人類相似的熱能輻射，因此誤報的機率很高。雖然用戶可調校紅外線的起始值，但其弱點與閉路電視相似，同樣受距離的變化所影響。換句話說，外線感應器可能未必感應到遠方有一隻老鼠走過，但當牠愈靠近感應器，所輻射的熱能便會愈高，足以引起警報系統。因此，紅外線感應器應用於室內是最為理想。

物理接觸偵測系統

當與入侵偵測系統本身有物理接觸後，才觸發系統。屬於此類別的系統包括：振動感應器、磁接觸感應器、導電式圍欄及壓力感應器。

例子：

​導電式圍欄：導電式圍欄是一種利用電擊來阻止並防止入侵者突破周界的系統。主要由三個部分所組成：電源器、用作導線管的圍欄及反饋到電源的接電桿。當觸摸圍欄時，然後從電源器中將電力會轉換成一個短、高電壓的脈衝，形成電路。

優點：阻嚇性高

導電式圍欄的吸引性在於具阻嚇性，並對潛在侵入者造成身體傷害。雖然用戶需要用標誌警告他人圍欄已通電，但入夜後較難使人注意到，這有助阻止一些毫無事先準備的入侵者。與其他保安產品一樣，導電式圍欄也可以與主警報系統配合使用，如果用戶安裝了監視系統，便能夠透過追蹤電流的變化，找出被入侵的位置。

缺點：安裝相對複雜、誤報率高

導電式圍欄與其他系統一樣，有著許多相同的缺點，主要是上述曾多次提及的誤報問題。任何物件，即使細小如樹枝，均會觸發警報。另一方面，合法性亦備受質疑，尤其是安裝在人流較多的地方，誤傷途人或會招致法律後果。此外，系統存有停電的漏洞，需要安裝後備供電器，因此安裝過程會更困難。而且，這種圍欄內有強電流，在植物旁邊安裝的話容易引起火災。

誤報問題

試想一下，如果你安裝了一個每天要關閉數次的安全系統，不論是有小動物經過觸發了紅外線感應器，而響起警報；或者是大風使樹木和其他物體的移動，引起閉路電視產生動作偵測警告，並發送實時通知到你的手機，你或許已經會對這些警報感到不以為然。當遇到真正的入侵者，用戶及保安員的警覺性便不足以察覺到端倪。況且，香港的住屋密度高，反覆出現的誤報對鄰居也會造成滋擾。

提及誤報問題，現時的周界入侵偵測系統並非絕對可靠。即使再高配置的系統亦會因不同的氣候及光暗因素造成誤報。在入侵偵測系統的範圍內，每週、每天、甚至每小時都有機會發生誤報。就目前而言，誤報率正影響著保安設備的市場增長[ii]，專家們紛紛尋找方法使誤報率達到最少。一種潛在的解決方案是使用人工智能過濾與實際入侵無關的干擾。可是，儘管近年來人工智能在安全領域取得了進步，但該技術仍然有待完善。

D-Fence 壓力感應系統——安全防衛領域的新突破

D-Fence是現今安全防產品市場上唯一一種以壓力作為偵測方法的周邊入侵偵測系統。其系統的核心組件是壓力感應器，它將壓力、重量轉換為可測量的電阻變化，感應器一般安裝在房屋周界的圍欄或圍牆中，任何重於預設壓力水平（即 25kg）的入侵行為，或任何試圖拆除、干擾系統組件的動作，均會即時在控制中心產生警報，並激活所有已連接的外部系統，例如閉路電視、照明燈、警報器、及經互聯網通報至第三方保安中心或手機應用程式等等。

優點：準備度高、接近零誤報率、可完全隱藏安裝

對於香港的高價值物業而言，其安全性的需求相應地提高。外觀、實用性及可靠性是D-Fence優勝於其他競爭對手的因素。其壓力感應器能與任何外牆、圍欄設計融合，並隱藏於建築物之內。此系統有兩大優點：第一，潛在的入侵者不會意識到房屋內有安裝偵測系統，因此難以設法闖入；第二，房屋的建築外觀不會因安裝系統而受影響。D-Fence系統最大的優勢是誤報率接近零(平均每三個月一次)。預設的25kg壓力水平起始值可排除小動物、樹枝掉落、強風或其他任何不符合預設要求所引起的誤報。大幅收窄誤報率後，可被偵測的可能性只剩下小童或成人的闖入行為，以及住屋靠近山邊而出現的罕見例子，如意外掉落的碎片和巨石。此外，D-Fence系統無論在下雨或潮濕天氣下，均能維持精準的運行。

缺點：需按項目量身訂制、安裝相對複雜

對於不是優先考慮安全性和外觀性的用戶，D-Fence系統的安裝和維護成本可能會使他們卻步，亦會因此選擇只安裝部分的住屋外圍。事實上，為了確保偵測成效，D-Fence系統必須安裝在整個周界外圍，避免讓入侵者承虛而入。

香港的發展前境

​目前，香港大部分屋苑和建築物過於依賴既定的技術模式，例如運用閉路電視和紅外線感應器來防止被入侵。然而，這些被誤當安全的偵測系統，往往在實際運作時出現誤報，偵測成效亦昭然若揭。要在保安產品市場上取得進步，先要減少系統誤報這制肘，並設法尋求新突破——利用壓力感應系統。香港會否投放更多資源在這系統中仍屬未知之數，但可以肯定的是：香港若不接受創新，必定會失去其市場競爭優勢。

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[i]P.8,https://www.oxfam.org/sites/www.oxfam.org/files/file_attachments/bp-reward-work-not-wealth-220118-en.pdf

[ii]https://www.scmp.com/tech/gear/article/3040974/china-most-surveilled-nation-us-has-largest-number-cctv-cameras-capita

[iii]https://mathematicexperts.com/global-perimeter-intrusion-detection-systems-market-2020-industry-analysis-report-recent-trends-application-development-potential-regional-analysis-by-2026/