【摘要】截至到2006年,安防行业市场规模已超过1200亿元。其中,安防设备市场占47%,安防工程市场占53%(安防工程市场的数据有一部分与安防设备重复计算),年均增长速度约为20%,预计2010年将超过2000亿元。安防行业从业企业15000家,年销售额不足1000万元的小企业占90%以上。产品种类发展到10余大类,8000多个品种,人员100多万。安防行业发展潜力巨大,市场会不断扩大,需求将更旺盛。2007年中国安防行业调研报告分为3大部分:我国安防行业的发展状况、工程商调查部分、生产厂家调查部分,在第3部分重点对行业发展趋势做了全面分析。
中国安全防范事业开始于20世纪七十年代末期,安全技术防范作为一个专业领域,在我国经历了二十几年的发展历程。由于统计资料不够完善,统计数据中安防领域覆盖的范围、统计角度不一致,目前安防行业市场规模的数字有不同说法。本调研报告统计的范围是大安防的概念,它包括视频监控、门禁、防盗报警、对讲、警用装备、防暴与安全检测设备、实体防护设备、车辆报警设备等,前面的4类是我们关注的重点,但实体防护设备、信息安全两类市场规模也较大。由于安防设备市场与安防工程市场的数据有一部分重复计算,整体市场规模数据我们作了一些调整。部分安防企业的产品已经较多地用于其他行业,如智能交通、商业经营的一卡通收费等。截至到2006年,安防行业市场规模已超过1200亿元。其中,前4类安防设备市场占47%,安防工程市场占53%,(当然在安防工程市场中还包含了一部分设备费用,这部分粗略统计能达到安防工程市场中的40%左右),年均增长速度约为20%,总体预计2010年将超过2000亿元。安防行业从业企业15000家,年销售额不足1000万元的小企业占90%以上。产品种类发展到10余大类,8000多个品种,人员100多万。安防行业发展潜力巨大,市场会不断扩大,需求将更旺盛。
一、我国安防行业的发展状况
1、行业发展现状及特点
1)企业发展迅速
产业集中度的明显提高,促使企业规模迅速壮大,从而形成了一批骨干企业,据统计,至2006年底,平均每家安防企业从业人员超过100人,拥有资产1000多万元。这一数据比前几年统计数据有较大增加,其原因是这两年新进入安防的大中型企业较多,但安防只是其经营范围的大部或一部分。其中有32家企业达到了国家大、中型企业的标准。安防企业营业收入超过全国工业平均发展水平12个百分点。
2)产品质量提高
相比早几年,产品的质量及技术含量有了大幅度的提高,基本满足了中国安防市场的一般需求,在国内外中、低端产品市场中占有明显的竞争优势。目前安防产品已经有8家企业9种产品被评为了“中国名牌”;许多产品被评为国家及省级驰名商标和省名牌产品;中国安全防范产品行业协会为“3111”试点工程组织推荐的42家企业50多种产品,也普遍受到了消费者的好评。产品质量的稳步提高也使产品的出口比几年前有了较大提高,出口的产品以监控、防盗锁、门柜及报警类产品为主,占了一半以上的比重。
3)新科技受重视
据统计,大多数安防企业自2005年以来,技术开发费用占收入的比重达到了5%左右,高于全国工业平均水平。企业的专业技术人员比例,平均专利、发明数量也比前几年有了较大的提高和增长,并明显高于全国工业的平均水平。这不仅说明安防企业对新技术开发日渐重视,投入了相当多的资金用于新技术新产品的研发及推广,从而也能说明中国安防行业是一个科技创新型的富有生机的朝阳产业。
4)市场需求增加
随着中国经济建设的不断发展,安防产品的应用领域也越来越广泛(如政府机关、道路交通、教育、金融、电信、石油、电力水利等),智能建筑、大型公共场所、工厂企业、商场、新型社区等大量增加,新增需求点越来越多;再有,随着居民收入的提高,消费水平和结构发生了较大的变化,人们的自我保护意识也有所改变,大多数人愿意通过安全产品保障自己的财产及生命安全,从而使安全产品的需求不断提高;另一方面,“911事件”以后国际恐怖活动猖獗,极大刺激了世界各国对安防产品的进口需求,同时,由政府推动的“应急体系”、“平安社会”、“平安城市”、“科技强警”、“3111”工程等重大项目的实施,也有力地促进了公安及社会各方面对安防产品需求的升温。
5)企业利润趋于合理
经过多年的激烈竞争与发展,中国安防行业的高利率时代已经结束,行业整体效益下降,仅略高于总体平均水平,趋于合理与正常。
2、行业融资并购事件
2005年以前,中国的安防企业只是偶尔听闻海外某些企业间的并购整合案例,在国内的安防企业中并购还是比较陌生与遥远的事情。到2006年,中国本土市场上出现了10多例内资,或外资企业间的并购案,同时还包括数例风险资本的收购案。除此之外,还有不少意向性的案子也在紧锣密鼓的进行中。所以,在2006年北京安防展之际,不少企业负责人感受到的不仅是展会期间的暖冬天气,还有安防资本并购的灼热浪潮。
就目前国内安防行业的并购案例来看,主要分为四种类型,一是国内企业间的并购,二是国外企业对国内企业的并购,三是国外风险资本商对国内企业的并购,四是安防企业直接到海外上市融资收购国内其他安防企业。
——国内企业间的并购:据了解,目前国内企业间的并购案例并不多,相关并购案重心主要在于企业优势的整合。代表性的案例有三个,一是,前几年联想轰轰烈烈介入北京黄金眼,虽然以失败告终,但其中的企业文化冲突正在成为这几年相关企业的分析教材。二是,北京汉邦整合深圳深傲,汉邦对深傲的并购,体现了企业快速介入新产品板块过程中的就近路径原则,也是当时深傲嵌入式DVR创业团队寻找良好企业平台施展能量的良好结果。三是,武汉某公司整合深圳英特集团下属的光端机销售公司,这类整合则属制造企业与营销渠道资源的结合方式,对制造企业来说是快速打开销售市场的捷径,对营销型的贸易公司而言,这是它获得持续发展的着陆平台。
——通过海外资本运作:2006年8月29日,在美国上市的CSST以1.2亿总价(含现金与股权)全资收购上海诚丰数码,在最早之前,CSST在中国的核心业务构成是深圳九鼎集团。目前已纳入CSST旗下的包括深圳宏天智、武汉恒忆、深圳创冠智能、常州明景、杭州天视、深圳骏鹏、深圳豪恩、北京先进视讯、北京冠林神州等数家监控产品制造企业,还有分布各地的数家工程集成商成为战略合作伙伴,据称还有一些其他安防产品板块的企业并购案正在紧张进行中。
作为民营企业居多的中国安防企业,在目前的市场环境下,核心技术上没有太多的优势竞争力,在市场运营上不足与海外巨头抗衡。在竞争越来越激烈,利润越来越微薄,与竞争对手距离越来越远的情况下,谁都在思考第三种发展道路。这也许是资本介入安防产业的最佳切入点。对海外资本来说,哪里的市场有成长空间,哪里就有投资收益的机会。在越来越火热的往中国进行资本投资的浪潮里,背靠中国安防概念,填充以平安工程,奥运工程,世博工程等等作秀内容,安防行业的企业理所当然的成了海外资本所看好的香饽饽。
——国外企业对国内企业的并购:在2004年开始不断传出GE对国内安防领头企业进行紧密接触的消息之后,2005年12月,英格索兰收购深圳博康系统工程业务(80%股权)。2006年年初,法国罗格朗一举全资收购了TCL智能楼宇外带TCL电工业务,稍后控股并购深圳视得安(51%股权)。对此,英格索兰主席、总裁兼首席执行官Herbert.L.Henkel说:“博康完全符合英格索兰当前的安全解决方案,能够很好的为我们在中国的战略性全球客户提供服务”。而罗格朗集团副总裁吉尔·施耐甫则希望拥有了电工(TCL)和对讲(视得安)两大拳头产品,并拥有了强大的销售队伍,覆盖了中国经济链的每一个环节的罗格朗集团能凭借这一市场优势,给中国用户带来高品质的产品与服务,并在这个具有潜在发展的市场上充分受益。”
当然,在全球化的产业链中,它们通过并购的方式获得了非常优质的中国制造基地,这也是巨头们关键的目的诉求。抱着同样思路的海外巨头不仅只这两家,还有更多潜在水下悄悄运作成功的案例,或者正在运作的案例。这样的海外巨头不仅来自欧美,也有来自日本等亚洲国家的巨头,例如日本西科姆已经切入上海冠林并改名为上海冠林西科姆。
——海外上市:2005年5月11日,天津亚安宣告在新加坡成功上市,成为安防行业第一家海外上市企业。亚安的上市成功,为国内相关企业的资本募集渠道与企业经营战略提供了新的选择方向。随后的6月,以消防及可视对讲为核心业务的海湾集团在香港成功上市,到目前的信息显示,美国五百强企业UTC持有海湾股权已由10.15%上升到18.82%。而来自欧美的相关专业人士的信息显示,UTC正在由前GE安防中国区负责人韦保罗的主持下建立安防业务板块,目前已经开始了对相关欧美知名安防企业的收购行动。
二、工程商调查部分
1、被访人员基本资料
本次安防工程商问卷共收回有效问卷159份,主要针对技术人员、公司管理层的工作人员进行调研:其中,技术人员占39%、管理人员占56%,另外还有少量的市场人员(5%)参与了此次的调查。技术人员由于直接跟设备使用打交道,所以对使用过程中,设备出现的问题比较了解,管理人员对公司的整体情况,对采购渠道、采购流程都有全面的了解,这种分布可以分别从不同的重点进行描述,有助于阅读者对问卷的问题有个全面的了解。
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图1:被访者对安防技术的熟悉程度(%)

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2、采购习惯
1)获得信息的渠道
根据统计结果显示,用户获取安防产品信息的主要渠道是“直接向厂家或代理商咨询”,占到52%,另外通过“同行介绍”和“阅览杂志广告”的方式也占到了40%和38%,当然,参加“新产品的发布会”和“专业展会”等,也是工程商们比较认可的方式。

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2)采购产品方式
在本次调查的工程商中,有大部分的用户表示会根据需求或按照设计图的要求,自己独立采购工程中所使用的产品,也有50%的人表示购买哪种产品完全由甲方指定。
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3)采购产品渠道
从调查结果看,有62%的工程商表示会从厂家直接购买,这部分比例要远远大于从经销商购买产品的用户数量,从侧面也能体现出用户对厂家的信任度要高于其他分公司或经销处,也有一部分人认为从厂家直接购买,价格上会更优惠一些,送货时间也会更有保障。
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4)影响采购的因素
工程商在选购产品的同时,考虑的因素有很多,早几年大多数人会单一的看中品牌的知名度或产品价格,忽视掉其他方面。随着安防产品种类越来越多,新品牌、新技术、新功能不断涌入市场,市场的需求日渐增大,大家对产品的选择上更加注重产品的性能、质量。由于我国安防产业近几年发展迅猛,高利润时代已经结束,行业利润逐渐趋于合理,可选择产品也越来越多,所以厂商的供货价格也是工程商主要考虑的因素,其次厂家的售后服务及提供相应的技术支持也越来越受到购买者的关注。

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5)付款方式
根据本次调查结果,大部分工程商会采用先预付部分,其余等货到后再付清的付款方式,也有一部分工程商会等货到后才付款,说明这部分工程商在生产厂家那里有良好的信誉度。

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3、售后服务状况
据调查结果显示,有半数以上的工程商会专门培训售后维修人员,为最终用户提供售后服务,用户在选择工程商的同时,也会把有无售后服务作为一项考量依据。另外,也有一部分工程商将售后服务这一部分转交给厂家或代理经销商做,这一部分也占到了34%。

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三、生产厂家调查部分
本次调查安防生产厂家共收回有效问卷65份,其中规模在百人以上的中大型企业占到了本次调查的59%,这部分企业对市场的状况、产品的技术发展走向都相对了解。

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1、企业经营增长情况
在调查的生产厂家中,有88%的企业都已经形成了稳定的市场,拥有一批固定的用户群。还有少部分的企业正在处于寻求摸索阶段。
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另外,在谈到企业增长的情况,有近5成的生产企业表示自己的年销售额在以20%的速度稳步增长,还有近3成的企业超过了30%的年增长率,总体来讲,行业内普遍企业都达到了正增长。

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2、营销手段与回款情况
近年来,用户选择某种安防产品,一般都是通过公开招标的形式,所以大部分企业也会积极的去参加一些招标会,也有一些企业获得项目的途径是靠一些社会关系或通过政府直接指定。

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在本次调查的过程中,大部分企业表示以往合作的用户都能按照合同规定回款,也有少部分用户回款不及时,甚至有拖欠余款的问题。当然回款情况不理想,也有双方面的原因,从一些用户的采访中得到,付款拖延的原因,多数因为产品的质量(与预期的产品不符合)或供货时间未达到预期的规定等原因。

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3、产品优势
根据反馈的生产厂家问卷,分析得出用户在为什么会选择本企业的某种产品,主要先考虑价格因素和品牌的知名度,其次是产品的使用操作的可靠性,产品的技术含量等等。每个生产企业的产品都有自己的特色、优势,这样才能在市场中立足。

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4、行业发展趋势
本次安防生产厂家调查中,被访者多为专业的技术研发人员,就目前阶段他们感兴趣的技术依然是数字监控。但是,智能化报警技术也越来越被关注,很多企业已将这项技术做为今后的研究重点。

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技术人员对数字监控技术感兴趣也有一定的道理,市场上的推广和应用也促进的该技术的研发,数字系统的优势则初露端倪,一些新的概念、新的产品以及新的系统模式不断提出。然而视频探测设备的应用也推动了智能化报警技术的发展,很多企业也愿意投入资金及人力来继续研发智能化报警技术。

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视频监控
一、数字监控
电视监控正处于从模拟方式向数字方式转变的过程中。模拟系统目前已达到了很高的水平,已确立了在安全防范技术系统中的重要地位。数字系统的优势则逐步显现,一些新的概念、新的产品以及新的系统模式不断提出。
电视监控的数字化过程分两个层面:应用数字设备和构成数字化系统。近年来、由于需求的强劲拉动,这两方面都出现了许多实用的产品和应用。
利用(公共)网络平台构成的远程监控系统是数字化监控的典型形式。其优势是低开销的(远距离)传输和可以自主生成的系统结构,它是在网络环境的基础上,将摄像机输出的电视信号数字编码、压缩后,接入网络,然后、采用专门的网管服务器和视频服务器,将系统中的图像集中管理、控制起来,并在中心控制室将图像解码,显示出来。所采有的关键设备有视频服务器或网关,它完成将摄像机输出的图像信号转变为数字视频信号并符合数据通信协议,实现网络的接入功能。同时、它具有接收网络信号对摄像机进行各种功能遥控的功能。
市场上通用的产品从输入信号和输入量分有:单路、四路、八路带音频等;从压缩算法分有:JEPG2000、MPEG4、及H.264等。
网络监控的中心设备可以是专用的,如网络矩阵、解码器等;也可以是通用服务器上开发专用的应用软件。目前,这方面有代表性的产品还不多。
基于LAN监控系统的应用日益普遍,其所采用的设备与上述基本相同,但应用DVR作为接入设备很多,如校园监控网,它们大多是一种数模混合的方式,通过LAN把几个局域的模拟电视监控系统连接起来。网络的节点设备是DVR。在城市监控网的建设中,也有有用这种方式的系统。
监控系统中采用数字设备早已是安防技术的一大趋势了。最典型的产品是数字视频记录设备(DVR),近来图像内容分析的智能产品出现在市场上,引起了人们的关注。DVR仅仅用了几年的时间就从开始对模拟录像机的替代到逐步成为监控系统控制器和数字监控系统的节点设备,成为具有中国特点的安防产品。
DVR从机型、采用压缩算法、操作系统等要素的组合可有多种型式,目前、主流产品基本是嵌入式、MPEG4或H.264方式。其输入量有:4、8、16路,还有少量的24路产品。
DVR的功能已不仅限于图象信息的记录,它还具有图象组合、运动探测、前端设备的控制和网络功能,因此逐渐成了中小型监控系统的控制器(集视频切换、多画面、系统控制器和录像机等为一体)和分布式系统的节点设备(构成通常的摸数混合网)。
上面提到的型式的研究已有初步的结论,不再是厂家和用户关注的问题了。近年来、DVR产品的提高主要表现于其内在的技术含量。从国际上看:数字视频技术完成了从数字信号处理器(DSP+ASIC)时代到数字媒体处理器(典型是TMS320DM642)时代的转化,前者实现了MPEG1的应用,后者则实现了MPEG4的应用;当前、正在向数字媒体单片系统发展,典型的是达芬奇芯片。这些基于芯片级技术进步还是我国企业力不能及的,但我们在此基础上,可以大大地提高板卡的水平。目前、国内主要DVR厂家都推出了一卡4—8路图像的D1压缩编码,目前较多的图像格式还是CIF、1/2D1等,表明产品更加注重图像质量。
二、网络智能监控
网络监控也是数字监控发展的必然。远距离的传送视频信息始终是电视技术追求的目标。在模拟电视时代,提高传输介质的带宽是唯一有效的方法,光纤传输技术开辟了通信的新时代,它很快在视频信号传输中得到了应用。但是仅通过提高传输介质的带宽,其能力还是有限的。
数字视频和网络技术为远程监控提供了新的解决方案,也把远程的概念从城域扩展到城际、国际、甚至洲际的范围。利用IP网络的流媒体服务就可以构成远程视频监控系统。这样的方式在很大程度上改变了安全防范系统的形态,使之从传输介质专用到介质共享(利用各种公共信息网络)。从系统的固定设置到系统自主生成,由封闭的系统结构到开放的系统模式。视频监控系统将成为一种可以无所不到的、开放的、可以根据各种具体要求自动生成的系统,安防系统的边界将变得模糊,也变得更为广阔。
目前,网络视频监控已应用于公共安全、道路交通、金融、商业企业、教育、检验检疫等行业,特别是在电信运营商和有线电视运营商进入网络视频监控领域以后,大大降低了网络视频监控的建设成本,极大的推动了网络视频监控在各个行业的发展。
2004年,公安部、科技部启动科技强警示范城市建设,以及2005年公安部科技局在全国范围内开展的“3111”工程,极大推动了网络视频监控在公共场所的应用。目前已经有近60个城市为技强警示范城市,26个城市为“3111”工程部级试点城市。
自2004年以来,各个试点和示范城市纷纷投入巨大的精力构架社会治安防控体系,投入大量的资金用于城市报警与监控体系的建设。如郑州市从2005年开始,在公共场所先期安装电子探头4万个,并逐步增加到10万个;上海市计划2010年世博会开幕前,在全市安装20万个监控摄像头,全面建立起“社会防控体系”;广州市安装和改造25万个,其中新建摄像头16万个,改建约9万个,并将在两年内完成;深圳安装20万个,2006年全部完成;东莞在2006年内建成17 00视频监控点,2年内建成30000个视频监控点,5年内建成10万个视频监控点;内蒙古包头市公安局,2006年投资1.7亿元建设城市报警和道路监控系统;佛山市用了4.1亿元科技强警来构建“平安佛山”;杭州政府在2003-2005年,仅投入监控系统建设资金就达1.3亿元;北京市2004年、2005年就累计安装摄像头17万个。打造“平安城市”的活动在各个城市如火如荼的展开,而网络视频监控器作为“平安城市”必备硬件已纷纷出现在城市的大街小巷。预计到2008年全国有200万个以上的监控摄像头用于城市监控报警系统。
城市道路交通是较早使用网络视频监控器的领域,目前全国用于道路交通的摄像机约4百万台,且每年有15%左右的增长。现在交通行业应用较为广泛的是在主要交通路口、重点地段监控以及高速公路收费站监控等。主要通过网络视频监控系统将监视区域内的现场图像传回指挥中心,使管理人员及时准确的了解现场交通、气候状况,统一交通调度指挥,疏导交通,减少交通事故和保证交通安全,提高道路的运营效率;而远程实时录像,为处理突发事件、违章行为、改善道路交通状况提供依据。
教育部为遏制高考舞弊现象,于1999年首次提出在考场中使用电子监控系统,首先在普通高考中开始使用,逐步在成人高考、自考中推广实施,以后又提出了远程电子监控的管理模式。为了更好地在全国推广网上巡考工作,教育部率先在广东、重庆试点联网,在2006年全国统一秋季高考中,广东和重庆已有80%以上的考场实现了网上巡考。2006年全国共设高考考场30000余个,大约20%的考场安装了监控系统,实现了网上巡考。另外,校园治安网络视频监控系统在北京、上海等发达城市的校园使用率也比较高。
采用网络视频监控系统对于布局分散的工业企业实现监控与管理来说,具有突出的优势,因此在工业企业领域较早出现了网络视频监控系统,例如无人职守变电站、水库水情监测、大型工厂的自动化生产线的监控等等。随着工业自动化技术的普及、企业管理的加强和网络视频监控技术的发展,其应用的前景十分广阔。
网络视频监控不仅仅应用于以上行业,在检验检疫、金融系统和高度危险场合都在使用,网络视频监控不仅可以节省人力、财力,提高了工作效率和企业的管理水平,还能加强安防建设。目前网络视频监控正在逐步取代传统的监控系统,在各个行业推广使用。
目前,国际上网络监控产品的增长速度远远高于模拟产品的增长速度,以网络摄像机为例,2006年全球增长了40%,而模拟摄像机只增长了5%。中国的情况有所不同,模拟摄像机不仅占有主导地位、基数很大,而且目前的增长速度还是高于网络摄像机。以索尼(中国)公司2006年的数据为例,其模拟摄像机的销售额增长了110%,而网络摄像机只增长了80%。分析其原因,首先中国目前的网络环境还不能承受数据量巨大的多摄像头视频信息同时传输,其次在小范围内,模拟视频信号的传输质量还是高于经过压缩的视频信号,而且网络摄像机的价格还是较高,它在远距离监控中才能较充分显示其优势;在综合布线系统还没有高度普及的条件下,以及人们的使用习惯和理念更容易接受模拟摄像机。以目前正在进行试点的3111工程为例,大多数系统仍然是模拟+数字的混合制式,前端的摄像机普遍采用模拟摄像机,而在远距离传输时才大量使用网络产品。这种情况短时间内不会有太大的变化。
图像内容分析产品的核心是图像处理软件,它可以是纯软件产品,装入视频服务器,实现各种分析、判断功能,也可以作成一个硬件设备,输入视频信号、通过接口由PC进行功能设置和输出显示。后者看来更受用户的欢迎。目前、这类产品的标准化化程度较低,功能 和性能差别也很大,可以实现的应用主要有:
1、利用摄像机构成虚拟的警戒区,对单个(少数)目标进行状态、行为和运动轨迹的分析;
2、对多目标进行分类和统计,实现动态预测;
3、利用简单的特征识别进行目标图像(由多个摄像单元产生)的关联和目标的跟踪等;
4、采用图像过滤技术,筛选有价值的图像,提高图像存贮系统的效率;
5、发现一个可疑的人游荡在安全管理的区域(停车场、设施周围),发现一个人对防护目标有特殊的关注或异常的行为等;
6、发现一个不明的物品较长时间的出现在安全区域(公共场所、大桥下),特别是从移动目标上分离出来的物品,较长时间的处于静止状态,发现防范区内的物品增加或减少了;
7、发现监控目标(监房中的人犯、行驶的车辆)较长时间出现异常的状态(较长时间静止、运动过度);
8、监视在公共场所的行人拥挤、收集购物中心和娱乐场所消费者的人类学统计数据,通过对目标的分类和统计,提前判断可能出现的拥堵,对销售趋势作出预测;
9、用于测量交通流量,对城市交通状况作出整体的、趋势性的预测,作为交通信号系统、指示系统、诱导系统的基本输入参数;
10、在一些可以限定条件(光照、方位)的环境下,建立图象识别(面像、步态)识别系统,发现受控对象或可疑目标的出现。
应该指出:目前这些产品的应用还是试验性,但它起到的作用和影响已表现出来了。它代表了电视监控技术发展的方向。
智能化报警
智能化报警系统不是分别、孤立地反映各种物理量和状态的变化,而是全面地、从它们之间的相关性和变化过程的特征去分析和判定,从而得出真实的探测结果。这就要求安防系统和探测器采用人性化的设计,具有模仿人思维方法的分析和判断功能,如模拟量报警系统就是以分析各种探测器探测结果之间的关系(时间、频度、速率、次序、空间分布等)来作出是否报警的判定。视频运动探测器的自适应系统不是简单地设定阀值,而把各种环境因素综合起来作为背景,在此基础上进行目标的分析,来减少误报警。
智能化的功能可以由探测器本身来实现,如所谓“三鉴”探测器,就是微波、被动红外双技术探测器加上智能分析功能,其中“一鉴”就是智能。也可以由报警控制的系统软件来实现,如具有自动刷新功能的泄漏电缆周界探测器,上述的模拟量报警系统和多维视频探测系统等。智能化报警还表现于报警系统的运行管理和功能设置的自适应、自诊断功能,以及报警系统友好、人性化的交互界面。
智能化是一个与时俱进的概念,在不同的时期和不同的技术条件下有不同的含义,智能化可以说是自动化的最高境界。安防系统的智能化可以理解为:实现真实的探测,实现图像信息和各种特征(各种定义的特征、不同的载体、生物特征)的自动识别,系统联动机构和相关系统之间准确、有效、协调的互动。智能化是探测技术的发展趋势和主要课题。
实现真实探测是探测技术始终追求的目标和研究的方向,由于原理的局限,通常探测器的探测结果真实性很差,再加上多种干扰因素的存在,探测系统的误报警率曾经很高。当时解决这个问题主要是采用报警评价技术,如利用电视来观察报警现场,判断是否是真实的报警。同时,人们努力从多个方面入手提高探测的真实性,这就是智能化报警的发展之路。这些研究取得了一定的成果,一定程度上改善了误报警率高的问题。已经产品化并得到应用的主要有:
1、探测元的结构的改进。应该说,近年来并没有出现新的探测原理和探测器件,但传统探测元的结构在不断地改进,有效地提高了探测的真实性。典型的是被动红外探测器的探测元结构。
多元红外探测器利用不同元的几何位置差与光学系统(菲涅尔镜组)的光学调制作用的配合,产生抑制干扰的作用。以双元为例:由于两个元的几何位置的差异,在其接收来自同一个(运动的)目标的热辐射能量时,就会出现有一个辐度差(接收能量的大小)和相位差(时间上的顺序)。将两个元这样的输出作差分处理就可以提高探测的灵敏度。同时,由于环境因素的干扰(主要是背景温度的变化)对于两个元来讲是相同的,因而没有差分的输出,也就起到了抑制作用。
四元结构等于在另一个方向上形成双元效应,而双S元又增加了各探测元之间能量差、相位差的多种变化,使得探测器可以更充分的分析,来提高探测的真实性。
目前市场上的高档被动红外探测器有双元(两个探测元)、四元(四个探测元)和双S元(四个不规则探测元)几种,是高安全要求系统的主要选择。由于制造技术的限制,产品主要来自国外,价格也比较高。
2、探测技术的组合。将两种不同原理的探测技术组合起来,使其在性能上互补,这是有效的方法,这就是所谓的双鉴探测器。它的出现是探测技术发展的一个重要阶段,是探测器智能化的开始,成为当前高档入侵探测器的主流产品。并不是说任何两种探测技术都可以组合在一起构成双鉴的。它们必须具备以下条件:
1)两种技术的互补性。如微波探测器对径向运动(相对于探测源)探测灵敏较高(相对速度高),而红外探测对切向运动比较灵敏(由于光学调制的作用),前者抗温度干扰性好,后者抗电磁干扰性强等。
2)两种技术的相容性。两种探测技术可形成(基本)相同的探测区,可以同为点、线或者空间探测。
3)双鉴技术不是简单地把两个技术相与,如同前面介绍过的探测器组合,而是根据两种技术的特点进行加权(计数、频率分析),形成有一定智能的探测,并且必须作到在一种技术失效时要变为单技术探测。
微波/被动红外很好地符合了这些条件,因此成为了应用最多的双技术探测器。曾有过超声与被动红外的组合产品,现在已经消失了。所谓双鉴玻璃探测器是利用超声和次声的产品,其原理是相同的。周界探测系统如能把泄露电缆与震动探测组合,有可能组成双鉴系统。
目前市场上有一种三鉴技术之说,它把探测器信号的智能处理作为一鉴,并不是三种探测技术的组合,其实还是双鉴探测器。
3、探测器的智能化。由于微处理器和DSP技术的进步,使得许多电子设备都带有CPM单元,进行信号的智能化处理,探测器也是如此。探测器的智能化主要形式有:
1)探测信号的处理不再是简单地设定一个阀值,即当探测信号超过时就产生报警,而采用脉冲计数(被动红外)、时间延迟(主动红外、微波等)等方法,判断探测是否一个偶然的事件(单次、瞬间)。
2)探测器的自适应设计,其报警阀值可以随环境因素的变化自适应的调节,它提高了探测的环境适应性和抑制干扰的能力。如周界泄露电缆系统、视频运动探测系统,若不具有自适应能力,就不能保证正常的运行。有些探测器受环境的影响较大,如当环境温度接近人体温度时,红外探测器的灵敏度会降低,应采用适当的补偿技术来进行改善。所以在采购探测器时,要仔细地地阅读产品说明书,看其是否具有这些功能,不能单纯地选择低价产品。
3)探测信号的智能分析,能量的分析或频率的分析是两种主要的方法。
能量分析主要应用于红外探测,它是基于人(入侵者)的一定的体重(辐射能量)和入侵要有的一个过程(时间)这一点。通过辐射强度(探测信号的幅度)对时间的积分来分析探测器收集到的能量值,以区别人与小动物或各种环境干扰。频率分析主要用于微波探测、用以区别探测对象和抑制干扰。人的运动产生多卜勒频率一般在几十周内,简单的滤波就可以排出高速运动的物体(电风扇等)的干扰。同时,人的行动是个复杂的运动,因此多卜勒效应是多频率的结果。频率分析可以识别人的运动,排除简单运动(如窗子的转动)的干扰。波形分析可以使微波探测具有更准确的识别能力,因为反射波的相位反映防范区内各种物体间的距离关系。所谓驻波雷达就是通过波形分析来进行探测的。
信号智能化分析的难点在于;探测过程的短暂性,探测信号几乎没有重复性,探测的快速要求分析实时的给出结果,从目前的效果看,这种分析确实提高了探测的真实性,但并不如理论上的推断和厂家宣传那样好。
4、探测系统的智能化。系统不是分别、孤立地响映各种物理量和状态的变化(分别、孤立地响应各个探测器报警),而是全面地,从它们之间的相关性和变化过程的特征去分析和判定,从而得出真实的探测结果。这就要求安全防范系统和设备采用人性化的设计,具有模仿人思维方法的分析和判断功能,如模拟量报警系统就是以分析各种探测数据之间的关系(时间、频度、速率、次序、空间分布等)来作出是否报警的判定。运动探测中的自适应系统和运动分析,就是把各种环境因素综合起来作为背景,在此基础上进行探测对象的运动分析,来减少误报警。
5、新的探测原理和探测技术的研究。目前,在安防系统中应用的探测设备还主要是探测环境物理量和状态的变化。这种探测方式从本质上不具备识别探测目标的能力。因此,伴随而来的误报警问题一直在困扰着安防系统。采用多探测元、多技术复合探测以及智能化的数据分析,确实使探测器的性能和功能有了很大的提高,也降低了误报警,但是并未从根本上解决问题。
以目标分析为基础的探测是直接对目标进行识别的技术,它是以图像技术或特征识别技术为基础的,是一种有效的探测手段。我们知道、在监视器上观察图像就是最基本和原始的探测方式,如能对图像进行动态分析,实现运动的识别、目标的识别(自动的识别),构成多维的探测,视频技术将是真实的空间探测手段,是不需要复核或与复核融为一体的探测手段。目前已有多种视频探测设备得到了应用,如大多数数字视频记录设备带有的运动探测功能,各种图像内容分析软件都实现了入侵探测功能。可以预见、视频技术将会从原理和形态上改变探测设备的面貌,是智能化报警的主要方向,应引起我们的关注。
门禁系统
一、一卡通系统
一卡通的定义:以IC卡为载体,计算机和通信为基础,将一定范围内的各种设施连成一个有机的整体,进行授权、管理、消费、结算的服务系统。这是很宽泛的定义,可以是不同系统之间的集成,也可以是同一系统中不同功能的集成。核心是“一卡”和“通”。一卡是指采用一种特征识别手段,通则表示完成多种应用。一卡通是出入口控制技术的一个重要领域,也是其发展方向之一。目前、它是主要是特点是:采用非接触式IC卡为载体。通过网络技术构成广阔的平台,实现丰富的功能。所以说:IC卡与(基于OPC结构的)应用软件是一卡通的两个核心产品。但它总是以系统的形式出现的。
从应用的角度看:一卡通管理系统是一套基于智能建筑系统集成理念的管理平台,能提供一套完善的系统解决方案。系统可以提供功能强大的组件,包含基于智能卡的门禁管理模块、考勤管理模块,并可以挂接其它的一卡通模块,如:停车场管理模块等。其中的任何一个组件都能独立管理大楼中的相应部分。
——系统集成及发卡中心系统
一卡通系统集成和智能卡发行管理中心系统是一卡通系统的核心部分,主要进行系统内人员的身份管理,并管理和监控非接触式IC卡的使用,对智能卡权限进行控制和更改,确保卡片及系统的安全性和实施监控功能。
如在大楼消防安保中心内设置系统管理中心和发卡授权中心。发卡中心可以完成IC卡的制作、发行和授权。系统的设置和修改对于不同的人有不同的权限,具有良好的安全性。同一张经发行授权的IC卡可分别用于工作人员的身份识别、门禁等,真正实现一卡多用。
该子系统的设立保证其它各个子系统,能资源共享,协同运行,让系统更完善和稳定。通常该子系统为C/S结构(服务器和客户端协同作业)方式,充分使用局域网的特性,使得系统管理和卡片发行管理更容易和安全。并应具有标准、方便的软硬件平台接口,能够实现与其它系统的集成和联动。可以采用可视化图形界面及开发应用运行平台,便于操作和二次开发。
——门禁管理系统
依据设计要求及相关图纸确定门禁点位设置,对控制区内的各重要房间、楼梯通道及特定区域等位置实现可靠的出入管理;确定各门禁点的控制方式和锁定机构的形式。如,门禁点采用双向或单向门禁控制方式,门控的结构形式等;
——巡更管理系统
电子巡更系统是以门禁系统采用的读卡器为信息采集装置,按安全保卫工作的管理要求,在控制区内停车场、办公区域以及其它重要场所,利用门禁区系统的读卡器,或适当增加一定的读卡器,形成合理的巡逻路线,通过门禁管理系统的主机进行巡更过程状态的监督和记录,并能在发生意外情况时及时报警。
——消费管理系统
消费系统通常采用“电子钱包”的方式。在控制区内各消费点处设置消费POS机。系统应能方便地进行各消费点和后台数据库之间的数据交换,和财务结算,应保证系统的可靠性和(个人财产的)安全性,管理和维护方便。
——会议签到管理系统
智能化会议签到系统是一种集成化和网络化人员管理系统,特别适合于大型(人员要严格控制、保密)会议的管理。系统采用非接触IC卡读写器作为终端设备具有友好性,与会议证件管理结合起来,使用方便、可靠。可以将与会人员所持的IC卡内的个人信息读出并显示在液晶显示器上,同时通过网络将数据传输到主控服务器,主控服务器将采集到的数据进行分类识别统计,实时地显示统计结果,系统除会议签到功能外,还应具有会议信息采集和人员身份核验等功能。
——访客管理系统
该子系统主要是控制区的外通道口处设立访客点,针对外部临时访客和其他特殊来访人员(如上级、合作、私人)进行身份识别及出入管制管理。对于有安全保密要求的单位,访客系统是十分重要的,对可以进入控制区访客,系统可发放临时卡,访问结束后收回。对于控制区内的要害部位还可设专门的要人访客系统,以加强系统的安全性。
——停车场管理系统
该系统主要是为实现智能化停车管理,内部人员持内部卡(车辆)出入停车场,外部人员凭临时卡进出停车场,由子系统后台记录、查询,进行有效的车辆进出管理。停车场管理系统通常是出入口控制的一部份(人员通过停车场进入控制区),如地下车库。一卡通的设计方案就非常的方便、合理。停车场系统也应与消防、安保监控等系统实现 功能联动。
大型系统要求只用一张卡就能够任意出入各个停车场,还能够根据要求输出相关的资料、文件或报表。外部临时车辆在出停车场时应完成系统收费及临时卡片回收。系统主要功能具体有:1)车辆需凭有效卡片进出停车场;2)内部长期用户车辆实行办理内部卡片(应为远距离卡),可不停车的出入停车场;3)外部车辆在停车场入口处,按请求键从吐卡口领取临时卡,然后出入停车场;4)系统发现有非法卡使用时,或设备遭遇破坏等意外时应能发出报警信号;5)系统可以进行临时车辆的收费和内部卡的计费管理;6)系统可以显示停车位状态及车辆满位情况;7)最新的系统采用视频技术实现车辆图像比对功能。
——图书馆管理系统
图书馆管理是一卡通很重要的内容,还包括单位内容文件、技术资料的借用管理。系统采用智能感应式IC卡取代传统的纸质借书证,实现内部图书资料等的借阅管理。借书时,通过感应式IC卡阅读器读取借书证(感应IC卡)信息,并判断借书证的有效性,确认借书证有效后,通过条码扫描仪扫描图书信息办理借书手续,并将借书信息保存到后台数据库。还书时,则在后台数据库中记录还书的信息。系统可具有超期借阅提示,热门书刊统计等功能。
——电梯控制管理系统
该系统将读卡器与电梯联动控制模组连接,当人员刷卡后,联动控制模组能够做出同意或拒绝人员登梯,并限定其可到达的楼层。显然该系统适用于高安全要求的场所。系统平时可设置为电梯的一般性管理,如电梯的分配,搂层的限制等,在有重要活动时,按上述功能设定,运行。
二、生物特征识别技术
根据调查结果显示,大部分企业在规划自己今后的技术研发方向,都把智能化系统和网络技术作为主要的技术方向。另外,数字视频和生物特征识别技术也被一些企业认为有继续研发的价值。

数据来源:慧聪国际资讯(本题为多选问题,合计大于100%)
所谓生物特征识别技术就是,通过计算机与各种传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性和行为特征,来进行个人身份的鉴定。生理特征与生俱来,多为先天性的;行为特征则是习惯使然,多为后天性的。将生理和行为特征统称为生物特征。
并非所有的生物特征都可用于个人的身份鉴别。身份鉴别可利用的生物特征必须满足以下几个条件:第一,普遍性:即必须每个人都具备这种特征。第二,唯一性:即任何两个人的特征是不一样的。第三,可测量性:即特征可测量。第四,稳定性:即特征在一段时间内不改变。当然,在应用过程中,还要考虑其他的实际因素,比如:识别精度、识别速度、对人体无伤害、被识别者的接受性等等。现在常用的生物特征有:人脸识别、虹膜识别、手形识别、指纹识别、掌纹识别、声音识别等。下面将分别介绍各种生物特征识别技术:
基于生理特征的识别技术
生物识别作为门禁识别前端的一种,在一些关键场所已经得到应用,这些生物识别有包括指纹、掌纹掌形、面相识别、虹膜等方式,其中指纹识别是全球所有生物识别技术中应用最广泛的方式,占到了96.3%。随着计算机图像处理和模式识别理论以及大规模集成电路技术的不断发展与成熟,指纹自动识别系统的体积不断缩小,其价格也不断降低,市场需求大幅上升。
图2:常见生物识别各方式应用比例

(引自美国生物识别文摘作的“中国生物识别市场2006年度报告”)
——指纹识别:指纹识别技术是通过取像设备读取指纹图像,然后用计算机识别软件分析指纹的全局特征和指纹的局部特征,特征点如嵴、谷、终点、分叉点和分歧点等,从指纹中抽取特征值,可以非常可靠地通过指纹来确认一个人的身份。
指纹识别的优点表现在:研究历史较长,技术相对成熟;指纹图像提取设备小巧;同类产品中,指纹识别的成本较低。其缺点表现在:指纹识别是物理接触式的,具有侵犯性;指纹易磨损,手指太干或太湿都不易提取图像。
——掌纹掌形识别:掌纹与指纹一样也具有稳定性和唯一性,利用掌纹的线特征、点特征、纹理特征、几何特征等完全可以确定一个人的身份,因此掌纹识别是基于生物特征身份认证技术的重要内容。目前采用的掌纹图象主要分脱机掌纹和在线掌纹两大类。脱机掌纹图象,是指在手掌上涂上油墨,然后在一张白纸上按印,然后通过扫描仪进行扫描而得到数字化的图象。在线掌纹则是用专用的掌纹采样设备直接获取,图象质量相对比较稳定。随着网络、通信技术的发展,在线身份认证将变得更加重要。掌形是指手的外部轮廓所构成的几何图形.掌形识别技术中,可利用的掌形几何信息包括手指不同部位的宽度、手掌宽度和厚度、手指的长度等。经过生物学家大量实验证明,人的掌形在一段时期具有稳定性,且两个不同人掌形是不同的,即手掌形作为人的生物特征具有唯一性,掌形作为生物特征也具有稳定性,且掌形也比较容易采集,故可以利用掌形对人的身份进行识别和认证。
——面相识别:面相识别技术通过对面部特征和它们之间的关系(眼睛,鼻子和嘴的位置以及它们之间的相对位置)来进行识别,用于扑捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术:标准视频技术通过视频摄像头摄取面部的图像,热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像,与视频摄像头不同,热成像技术并不需要在较好的光源,即使在黑暗情况下也可以使用。
面部识别技术优点是:非接触性的。缺点是:要比较高级的摄像头才可有效高速地扑捉面部图像;使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性,而且面部识别也是最容易被欺骗的;另外,对于因人体面部的如头发,饰物,变老以及其他的变化可能需要通过人工智能技术来得到补偿;对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。这些因素限制了面部识别技术广泛地运用。
——虹膜识别:虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的,虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状的各色环状物,每个虹膜都包含一个独一无二的基于水晶体、细丝、斑点、凹点、皱纹和条纹等特征的结构。虹膜在眼睛的内部,用外科手术很难改变其结构;由于瞳孔随光线的强弱变化,想用伪造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。目前世界上还没有发现虹膜特征重复的案例,就是同一个人的左右眼虹膜也有很大区别。除了白内障等原因外,即使是接受了角膜移植手术,虹膜也不会改变。虹膜识别技术与相应的算法结合后,可以到达十分优异的准确度,即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据中,出现认假和拒假的可能性也相当小。
虹膜技术的优点:视网膜是一种极其固定的生物特征,因为它是“隐藏”的,故而不易磨损,老化或是为疾病影响;非接触性的;视网膜是不可见的,故而不会被伪造。缺点是:视网膜技术未经过任何测试,可能会给使用者带来健康的损坏,这需要进一步的研究;对于消费者,视网膜技术没有吸引力;很难进一步降低它的成本。
除以上4种方式,基于生理特征的识别技术还有红外温谱识别、人耳识别、味纹识别、声音识别及基因(DNA)识别。
基于行为特征的生物识别技术
——步态识别:步态是指人们行走时的方式,这是一种复杂的行为特征。步态识别主要提取的特征是人体每个关节的运动。尽管步态不是每个人都不相同的,但是它也提供了充足的信息来识别人的身份。步态识别的输入是一段行走的视频图像序列,因此其数据采集与脸相识别类似,具有非侵犯性和可接受性。但是,由于序列图像的数据量较大,因此步态识别的计算复杂性比较高,处理起来也比较困难。尽管生物力学中对于步态进行了大量的研究工作,基于步态的身份鉴别的研究工作却是刚刚开始。到目前为止,还没有商业化的基于步态的身份鉴别系统。
——击键识别:这是基于人击键时的特性如:击键的持续时间、击不同键之间的时间、出错的频率以及力度大小等而达到进行身份识别的目的。上世纪80年代初期,美国国家科学基金和国家标准局研究证实,击键方式是一种可以被识别的动态特征。
——签名识别:签名作为身份认证的手段已经用了几百年了,而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。将签名数字化是这样一个过程:测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力。签名识别易被大众接受,是一种公认的身份识别的技术。但事实表明人们的签名在不同的时期和不同的精神状态下是不一样的。这就降低了签名识别系统的可靠性。
——声音识别:声音识别本质上是一个模式识别问题。识别时需要说话人讲一句或几句试验短句,对它们进行某些测量,然后计算量度矢量与存储的参考矢量之间的一个(或多个)距离函数。语音信号获取方便,并且可以通过电话进行鉴别。语音识别系统对人们在感冒时变得嘶哑的声音比较敏感;另外,同一个人的磁带录音也能欺骗语音识别系统。
以上各种生物特征识别技术都有其一定的适用范围和要求,单一的生物特征识别系统在实际应用中显现出各自的局限性,如有些人的指纹无法提取特征,患白内障的人虹膜会发生变化等等,统计显示迄今为止,还没有一个单生物特征能达到完美无错的要求。因此,生物特征识别领域出现了一种新方向,即多种生物特征识别技术结合使用。将数据融合方法用于身份鉴别,结合多种生理和行为特征进行身份鉴别具有低错误拒绝率、特征变化的适应性强,安全可靠性高等优点,进一步精化了识别率,提高鉴别系统的可靠性。
小结
随着国际反恐形势、西部开发与东北振兴、2008奥运与上海世博会、国内城镇化与快速城市建设、社会治安动态监测体系、城市预警体系和平安城市建设,安防行业面临前所未有的发展新机遇。从此次慧聪对全国159家安防工程商、65家生产企业的调查中得出,预计2007、2008年安防市场年增长将超过20%,到2008年市场规模将突破1600亿元人民币。监控市场仍将持续成为安防行业的主导,其次对讲、门禁、防盗等产品作为安防行业的传统产品依旧是市场需求的热点,其市场占有率不容小视。综上所述,企业只有正视自身的优劣势,把握市场契机,才能在安防这条快速发展的道路上稳步向前!
(本次大全报告资料主要来源于慧聪行业研究院一手调研数据,同时也参阅了安防行业协会,安防行业专业网站、杂志期刊的公开资料,在此一并表示感谢!) |