Quanergy 3D 激光雷达解决方案重新定义关键基础设施的物理安全性

QUANERGY3D激光雷 解决方案重新定义物理安全 关键基础设施 DominiqueBonte，垂直市场/终端市场副总裁MichaelM.Amiri，高级分析师 CONTENTS 简介和 EXECUTIVESUMMARY1 物理安全技术比较：相机对 雷达对比激光雷达4 挑战6 激光雷达案例研究 物理安全SEGMENTS9 物理安全激光雷达市场规模和 预测-SAM10 量子激光雷达解 对于物理SECURITY13 资源14 结论14 介绍和执行摘要 3D激光雷达将关键基础设施的物理安全性提升到下一个水平的独特能力 在盗窃、抗议、破坏、恐怖主义和彻底战争等威胁不断上升的背景下，物理安全，更具体地说，关键基础设施站点(如机场、数据中心、仓库和配送中心)以及能源变电站和水厂等公用事业的周边入侵保护变得越来越重要。人身安全涉及进入受保护区域的人员或车辆以及投掷或越过周边边界的物体。此外，网络攻击之前往往是物理漏洞，这使得入侵检测成为对抗网络威胁的重要工具 。 当前基于摄像机和/或雷达的物理安全技术解决方案在有效跟踪入侵者和生成过多错误警报方面达不到要求,从而导致昂贵的警报疲劳。这些二维(2D)传统技术不够精确,并且在低光照和不利天气条件下表现不佳,导致错过事件和高拥有成本。这是三维（3D）光检测和测距的地方。 （LiDAR）技术的出现，提供强大，可靠和高精度的跟踪通过网格架构，总体拥有成本较低，允许 关键基础设施的管理人员，以提高效率，同时降低他们的警卫服务。 LiDAR可以作为独立的物理安全解决方案部署，取代传统的基于摄像头的系统，但它通常作为两阶段外围防御中的互补技术安装，从而增强现有成像分析的性能。更具体地说，3DLiDAR使现有的基于视频的解决方案更加有效，因为它使现有的平移-倾斜-变焦（PTZ）摄像机能够指向实际威胁的来源。PTZ摄像机会被移动的物体混淆，因此经常无法连续跟踪潜在的威胁。换句话说，3DLiDAR可以帮助相机更好地执行。 虽然激光雷达最著名的是实现无人驾驶汽车和机器人的传感器技术，但很明显，它也有可能在其他市场和细分市场中发挥作用，将关键基础设施的物理安全性提升到一个新的水平。 经济影响与行动呼吁 上面强调的3D激光雷达的许多功能和优势在节省与关键基础设施的物理安全运营相关的成本和提高整体效率 方面具有直接的经济影响： •通过减少覆盖要保护的区域所需的设备总数，降低总拥有成本(TCO) •降低基础架构、安装和维护成本 •通过减少多个订单的错误警报数量来节省警卫服务量级，避免警报疲劳，提高响应效率，永远不会错过了一个真正的威胁 •减少偷窃和盗窃 •更快、更准确的调查 •通过获得所需的风险降低以满足法规/合规要求来避免罚款 此外，迫切需要升级快速过时的传统技术 与国家的最先进的解决方案，以保证关键基础设施的有效保护。 激光雷达可服务可处理市场（SAM）和物理安全市场的收益Op-Portunity 图表1至图表3显示了LiDAR各个物理安全领域的市场前景。到2030年，LiDAR传感器在关键物理安全 领域的全球安装基础将超过300万个，其中水基础设施资产是最大的部分。2030年的年收入机会将超过60 亿美元。 图表1：物理安全LiDAR传感器，按地区划分的关键基础设施SAM世界市场：2024 年至2030年 3.5 3.0 2.5 （来源：ABIResearch） 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 世界其他地区亚太欧洲 北美 (百万) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 图表2：按细分市场划分的物理安全LiDAR传感器，关键基础设施SAM：2024年至2030年 3.5 3.0 2.5 2.0 （来源：ABIResearch） 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Others 数据中心 水基础设施资产能源变电站机场 配送中心 (百万) 1.5 1.0 0.5 0.0 图表3：物理安全激光雷达传感器， 按地区划分的年度关键基础设施收入SAM世界市场：2024年至2030年 7 6 5 （来源：ABIResearch） 世界其他地区亚太欧洲 北美 （十亿美元 4 3 2 1 2024202520262027202820292030 0 物理安全技术比较：相机对雷达对激光雷达 激光雷达技术的主要特点及优势 由于涉及物理安全，LiDAR传感器提供了广泛的独特功能和相关优势，共同推动LiDAR成为周界入侵 检测（PID）的首选技术： •3D360°感知和感知：LiDAR的3D360°空间感知提供了对视野中物体深度的洞察，从而能够对场景中发生的事情进行高级洞察（即精确分类，没有盲点）。 •长距离检测:每个传感器的覆盖范围超过100米（m），便于覆盖更少的传感器（5倍的单个摄像头的覆盖区域），降低基础设施成本（例如，布线，网络，能源）。 •高分辨率和高精度：超过95%的物体检测和分类准确率可缓解警报疲劳。粒度级别允许可靠地检测极小的物体，如高尔夫球、笔、通用串行总线(USB)棒、盒子或扔在围栏上的包裹，错误警报率非常低 。 •恶劣环境下的强劲性能：在黑暗，弱光，雨，雾，烟和闪电中的强烈渗透。 •启用连续跟踪的网格体系结构：无缝和无处不在的识别和完整的轨迹和速度跟踪在整个站点几乎无限的范围与传感器融合技术实现连续的对象跟踪。 •隐私保护：固有的无法识别人或获得个人可识别信息(PII)。 •易于部署：简单的设置、配置和维护。 技术比较 表1总结并比较了用于物理安全的LiDAR，相机和雷达传感器的特性。虽然LiDAR在大多数特性方面都很 出色，但它可以与其他技术一起成功部署，无论是在2级检测配置中，还是添加冗余/面部识别功能，补充现有投资（与VMS视频管理系统集成，增强基于相机的PID系统）。 表1：用于物理安全的LiDAR，相机和雷达传感器特性的总结和比较 （来源：ABIResearch） 特征 激光雷达 光学成像 /PTZ 摄像机 雷达 虚警率 非常低 高 中/高 3D感知 Yes 否(2D) 否(1D) 对象确认准确性 高 介质 Low 位置精度 <3厘米 1米 1-3米 扫描角度分辨率 高 介质 Low 每个传感器的覆盖率 高 介质 非常高 视场(角度) 高-360° 介质 低/中 对恶劣天气和照明的鲁棒性 高 Low 非常高 隐私保护 Yes No Yes 网格功能连续跟踪 Yes No No 规模拥有成本 低/中 高 高 关键基础设施市场:机遇与挑战 能源变电站 许多能源变电站位于偏远或农村地区，通常无人值守，需要远程监控和控制技术。远程控制和自主运行的高 压（HV）/中压（MV）和MV/低压（LV）变电站将有助于以分布式能源（DER）的形式管理日益复杂的能源电网。随着能源和水的价值快速增长，它们正在成为关键资产，作为能源电网中最薄弱的环节 ，它们需要先进的物理安全保护。随着能源生产变得更加分布式，变电站将变得越来越重要。 美国的变电站数量超过50,000，而发电厂不到10,000。中国有大约15万个变电站。全球低至110/115 千伏（V）的输电变电站数量超过60,000，而在115V以下电压下运行的配电变电站数量超过200,000 。对这些资产的恶意网络和物理破坏攻击的数量一直在增加。 用水 与能源变电站一样，供水设施通常位于偏远或农村地区，通常无人值守，需要远程监控和控制技术。随着 水迅速成为优质资源，收集和分配水的关键基础设施的人身安全保护变得越来越重要，因为它们容易受到致命病原体的污染。供水设施旨在捕获，储存，回收，净化和分配饮用水。资产包括水库、水箱或水塔等储存设施；水处理和排水设施；以及集水点、泵站和分配基础设施，如隧道和渡槽。这些资产可以在单个位置进行组合，也可以作为单独的基础架构进行分布。 仅在英国，水务公司就拥有，运营和维护了大约6,000个水库和1,433个水处理厂。根据网络安全和基础设施安全局（CISA）的数据，美国大约有153,000个公共供水系统（PWS）和16,000多个公有废水处理系统。 图1：水基础设施监测 （来源：QuanergyWaterUtilitiesWebinar） 数据中心 数据中心是快速增长的关键基础设施类别，这得益于基于云的数据，分析，软件即服务和人工智能（AI ）应用程序和功能的强劲扩展。目前，全球数据中心数量超过9,000个，增长迅速 率超过5%。数据中心越来越被认为是关键任务资产，能够实现广泛的消费者、商业和工业运营和服务。像谷歌和亚马逊网络服务(AWS)这样的超大规模运营商通过最先进的智能能源供应系统(包括现场微电网和电池存储、先进的网络安全措施以及用于PID和服务器机架监控的物理安全解决方案)来保证数据中心的不间断运行 。此外，数据中心变得更加分布式，更靠近运营技术（OT）系统，例如工厂自动化，它们通过较低的延迟访问来实现。 服务。这些更小、更分散的数据中心更容易出现物理安全风险，需要可靠的技术解决方案。 配送中心和仓库 集中的配送中心和仓库越来越多地与微配送中心（MFC）和共享仓库服务互补，以解决稀缺资源的问题， 并从最后一英里，接近实时交付的角度来看更靠近最终用户。配送中心的这种更分散的性质使它们更容易受到物理安全威胁，例如盗窃。 根据ABIResearch的数据，商店附属和独立MFC的总数将从2023年的526个增长到2030年的5758个 ，其中46％将位于北美。仓库的整体总数将从2023年的16万个增长到2030年的222,000个，其中35, 000个将位于北美。 在全球范围内，到2030年，电子商务履行中心占21％，配送中心占55％，存储仓库占24％。到2023年，全球干存储仓储空间将达到110亿平方英尺，其中16％将在北美。到2030年，每个仓库的平均干存储空间将达到4,633平方米。 机场 机场是高度集中的“微型城市”——经济活动的中心，受到高度保护，因为它们过去一直是各种形式的恐怖 主义的目标。全球大型和/或国际机场的数量估计约为1400个。然而，较小的机场需要类似水平的人身安全保护。 物理安全既适用于进入终端，也适用于飞机和跑道。更普遍的是，航空由于其高度脆弱的性质，容易出现各种形式的安全风险。因此，航空级安全和安保已达到最高水平。除了物理安全之外，LiDAR等传感器技术也 主要部署在机场航站楼内的人流和队列管理，主要在更大的机场。 其他关键基础设施分段 CISA是美国国土安全部（DHS）的一部分，定义了16个关键基础设施部门，包括： •军事场所及其供应链：像军营这样的站点需要尽可能高的保护以防止入侵企图，许多错误警报引起的警报疲劳构成了真正的问题。 •道路基础设施和运输系统：该部分面临着复杂的环境，如隧道和具有挑战性的地形/照明条件，使得可靠的道路资产监控和保护成为问题。 •化工厂和关键制造基础设施 •通信基础设施 •政府和医疗保健机构 物理安全分段的激光雷达案例研究 LiDAR传感器技术可以实现大多数关键任务安全用例，包括PID，服务器机架和机柜安全，移动安全塔 ，mantrap/前庭访问控制和屋顶安全。 能源设备/变电站周长入侵检测-恶劣环境 除了传统安全/PID系统的低精度和相关的错误警报的更普遍的问题之外，能源变电站被迫应对许多障碍和 闭塞，不利的天气条件和恶劣的地形。在这里，LiDAR传感器可以提供更可靠的安全操作，持续保护站点免受入侵。此外，与雷达不同，LiDAR不受金属结构的干扰，这些金属结构在能源工厂中含量丰富。 数据中心周边入侵检测-警报疲劳降低 警报疲劳是数据中心和云服务提供商面临的主要问题之一。传统的PID安全系统会产生大量昂贵的错误警 报，在短短几个月内高达数十万，有可能掩盖实际威胁。LiDAR技术具有 经过详尽的测试，并被证明可以成功和系统地检测各种入侵企图，包括人们跳过围栏