★ 自來水廠、污水處理廠的安控解決方案佈署

3S Market 整理

自來水廠與污水處理廠屬於關鍵基礎設施（Critical Infrastructure），安控重點不只「防盜」，更包含：

反恐/反破壞
水質安全
設備異常預警
OT（Operational Technology）資安防護
ESG與合規（環保、勞安）

以下是一套可直接做專案規劃，或標案簡報使用的完整佈署架構。

一、場域風險分析

1️⃣ 自來水廠

主要區域：

取水口
混凝沉澱池
濾池區
加藥室（氯氣/次氯酸鈉）
清水池
高壓泵浦室
控制室（SCADA）

風險：

蓄意投毒
非授權進入
化學品洩漏
泵浦異常停機
SCADA 遭入侵

2️⃣ 污水處理廠

主要區域：

進流泵站
初沉池
曝氣池
二沉池
污泥脫水機房
臭氣處理區
放流水口

風險：

非法排放
設備異常爆管
有毒氣體（H₂S）
人員墜落
夜間破壞

二、整體安控架構（推薦三層式）

[ 感測層 ]

IP Camera / 熱成像 / 門禁 / 周界 / 環境感測器

↓ (PoE供電)

[ 傳輸層 ]

工業級 PoE Switch

光纖環網 (Ring Topology)

OT獨立VLAN

↓

[ 平台層 ]

VMS + AI 分析

SCADA 整合

中央監控中心

三、設備佈署建議

1️⃣ 影像監控系統

攝影機選型

區域	建議設備	功能
周界	AI 槍型攝影機	入侵偵測
取水口	PTZ + 熱成像	夜間監控
加藥室	防爆攝影機	化學品安全
泵浦室	工業級 Dome	設備監控
污泥區	不鏽鋼防腐機種	高腐蝕環境

可選品牌（非中國算法）：

Axis Communications
Hanwha Vision
Bosch Security Systems

2️⃣ AI 智慧分析功能

建議導入：

周界入侵（虛擬圍籬）
人員闖入禁區
PPE 偵測（安全帽、防護衣）
滯留警報
車牌辨識（進出車輛）
水面漂浮物偵測
煙霧偵測
人員跌倒偵測

可搭配：

AXXON One
Milestone XProtect
Genetec Security Center

3️⃣ 門禁與身分控管

佈署區域：

控制室
加藥室
SCADA 機房
化學品倉庫

功能：

人臉辨識
IC卡 + PIN
生物辨識
訪客管理
進出紀錄與影像聯動

4️⃣ 周界防護

光纖震動偵測
紅外線對射
電子圍籬
微波雷達

夜間建議加：

熱成像（避免光害影響）

5️⃣ 環境與工安感測

必裝感測：

氯氣偵測
H₂S 偵測
甲烷
溫濕度
水位異常
PH 值異常
ORP 值
濁度

並與 SCADA 串接告警。

四、OT 資安防護（非常重要）

水廠已被列為國家關鍵基礎設施，需防：

勒索病毒
SCADA 入侵
遠端控制被劫持

建議：

OT 與 IT 網路實體隔離
VLAN 區隔 PoE Camera
工業防火牆
NDR（Network Detection Response）
禁止中國來源 AI 雲端回傳

可參考：

Cybersecurity and Infrastructure Security Agency 的水務防護指南

五、PoE 在水廠的角色

PoE 適合供電設備：

IP Camera
門禁控制器
無線AP
環境感測器
小型邊緣AI設備

建議規格

類型	建議
標準	802.3at / 802.3bt
單埠功率	30W–90W
溫度	-40~75°C
等級	IP30 / IP40
拓撲	光纖Ring備援

工業品牌：

Moxa

六、中央監控中心（SOC）

整合：

影像牆
AI 事件彙整
GIS 地圖顯示
水質即時監控
行動 APP 告警

可設：

主控中心
備援中心（異地）

七、ESG 與智慧化延伸

可加值功能：

能耗監測
碳排統計
太陽能設備監控
漏水 AI 預測
智慧巡檢（AI 辨識異常設備）

八、完整解決方案分級

等級	適用對象
基礎型	鄉鎮污水廠
進階型	中型自來水廠
高階型	都會大型淨水廠
國家級	重要供水樞紐

附錄 1「水廠安控總架構圖」

📊 水廠安控總架構圖（完整分層版）

┌───────────────────────────────────────────────┐

│ 中央監控中心 (SOC) │

│ │

│ ┌───────────────┐ ┌──────────────────┐ │

│ │ VMS 平台 │ │ AI 分析伺服器 │ │

│ └───────────────┘ └──────────────────┘ │

│ ┌───────────────┐ ┌──────────────────┐ │

│ │ SCADA 整合 │ │ GIS 地圖系統 │ │

│ └───────────────┘ └──────────────────┘ │

│ │

│ 影像牆 / 告警管理 / APP推播 │

└───────────────────────────────────────────────┘

▲

│ (光纖骨幹網路)

▼

┌───────────────────────────────────────────────┐

│ 傳輸層 (工業網路層) │

│ │

│ 工業級 PoE Switch (Ring 備援架構) │

│ ─ VLAN 區隔 (Camera / SCADA / 門禁) │

│ ─ OT/IT 網路實體隔離 │

│ ─ 工業防火牆 / IDS / NDR │

│ │

└───────────────────────────────────────────────┘

▲

│ (PoE供電 + 網路)

▼

┌───────────────────────────────────────────────┐

│ 感測層 / 現場設備層 │

│ │

│ 【周界區】 │

│ • AI 槍型攝影機 │

│ • 熱成像攝影機 │

│ • 電子圍籬 / 雷達 │

│ │

│ 【取水 / 沉澱池 / 曝氣池】 │

│ • PTZ 攝影機 │

│ • 水面漂浮物偵測 │

│ │

│ 【加藥室 / 化學品倉庫】 │

│ • 防爆攝影機 │

│ • 氯氣 / H2S 感測器 │

│ • 門禁系統 │

│ │

│ 【泵浦室 / 設備機房】 │

│ • 工業級 Dome Camera │

│ • 溫濕度 / 震動感測 │

│ │

│ 【放流水口】 │

│ • 水質監測 (PH / ORP / 濁度) │

│ • 影像記錄 │

│ │

└───────────────────────────────────────────────┘

🔐 架構說明（簡報講解重點）

一、三層式架構

① 感測層

所有前端設備皆走 PoE
工業級規格（-40~75°C）
防腐蝕、不鏽鋼或IP66以上

② 傳輸層

光纖環網 (Ring Topology)
雙核心交換機備援
OT/IT 實體隔離
SCADA 不與外網直接連接

③ 平台層

整合：

影像監控 (VMS)
AI 事件分析
SCADA
環境感測
門禁
GIS 圖資

形成單一告警平台

🧠 AI 功能整合位置

攝影機 → Edge AI (第一層過濾)

↓

AI Server → 行為判斷 / 事件分類

↓

VMS → 告警彙整 → SOC

可支援：

禁區闖入
滯留
水面異常
PPE未穿戴
人員跌倒
車牌辨識
夜間徘徊

🛡 OT 資安架構補強

Internet

│

[ IT 防火牆 ]

│

--------------------- (實體隔離)

│

[ OT 防火牆 ]

│

SCADA / PoE Camera VLAN

必須避免：

攝影機直接連外雲端
SCADA 被遠端控制
預設密碼

⚡ PoE 設計重點

項目	建議
標準	802.3at / 802.3bt
單埠功率	30W–90W
環境	工業等級
拓撲	光纖雙環
備援	UPS + 發電機

🏗 小型 vs 大型水廠差異

小型水廠

1 個控制室
20–50 支攝影機
單一核心Switch

中大型水廠

多泵站
100–300 支攝影機
分區監控中心
異地備援

附錄 2「水廠 AI 功能對照表」

📊 水廠 AI 功能對照表（自來水廠 × 污水處理廠）

一、周界與場域安全類

AI 功能	自來水廠	污水處理廠	建議部署位置	效益
禁區入侵偵測	✅	✅	周界圍牆、取水口	防破壞、防投毒
電子圍籬	✅	✅	外圍邊界	夜間自動告警
徘徊偵測	✅	✅	大門、倉庫	反恐預警
車牌辨識 (LPR)	✅	✅	出入口	進出車輛控管
物件遺留偵測	✅	⭕	取水口	防異物投入
PTZ 自動追蹤	✅	✅	大範圍池區	事件自動鎖定

二、水質與製程安全類

AI 功能	自來水廠	污水處理廠	部署位置	效益
水面漂浮物偵測	✅	✅	沉澱池、曝氣池	防異物污染
異常水色辨識	✅	⭕	清水池	水質預警
放流水異常監控	⭕	✅	排放口	環保合規
泡沫異常偵測	⭕	✅	曝氣池	生物反應異常
水位異常影像判讀	✅	✅	池體	防溢流

三、設備異常預警類

AI 功能	自來水廠	污水處理廠	部署位置	效益
泵浦震動分析	✅	✅	泵浦室	預知保養
皮帶異常運轉偵測	⭕	✅	脫水機	避免停機
冒煙偵測	✅	✅	電控室	火災預警
漏水偵測	✅	✅	機房	防設備損壞

四、工安與人員安全類

AI 功能	自來水廠	污水處理廠	部署位置	效益
PPE 未穿戴偵測	✅	✅	全區	勞安合規
人員跌倒偵測	✅	✅	池邊、樓梯	防意外
危險區滯留	✅	✅	加藥室	降低風險
吸菸偵測	✅	✅	倉庫	防爆炸

五、環境與氣體安全整合

AI 功能	搭配感測	適用場域	效益
氯氣超標聯動影像	氯氣感測器	自來水加藥室	自動鎖門+警報
H₂S超標聯動	H₂S感測	污水池區	強制排風
溫度異常	溫溼度感測	電控室	防設備故障