专题

机场安防监控概述

航空运输业是以航空器(主要是飞机)为运输手段,实现旅客、货物发生空间位移的行业。人们通常所说的航空运输业是指民用航空运输业。机场行业则是航空运输业的重要组成部分。随着我国经济的高速发展,航空运输业也得到迅猛的发展。根据国家民航总局的报告显示,2000年我国有民用机场121个,2010年底已有175个,到2020年我国民用机场总数将达到244个。航空运输业的快速发展,对机场的安全管理提出了更高的要求,为确保机场和航空运输安全,各大机场不断加大安检和安防系统建设投资力度,安防系统不断升级,各种高科技安防技术和产品都不断地应用到机场安防系统中,机场的安防建设也将随之迎来新一轮的高潮。

第一部分 机场监控应用

根据《GB 50348—2004 安全防范工程技术规范》的要求,机场视频安防监控的建设要求为:

“民用机场航站楼的旅客迎送大厅、售票处、值机柜台、行李传送装置区、旅客候机隔离区、重要出入通道及其他特殊需要的部位(包括货运库、维修机库、停车场、进场交通要道、塔台等部位),应设置视频安防监控系统,进行实时监控,及时记录。

在飞行区内的视频安防监控系统,应对飞机着陆进港和起飞离港的过程进行监视和记录(包括旅客上下飞机的情况、旅客行李和货物的装机、卸机情况等),并与照明系统、警告广播系统联动。

机场视频安防监控系统需要与防爆安检、入侵报警、出入口控制、周界防护等系统进行联动。”

机场的视频安防监控系统的监控范围包括航站楼、行李、飞行区、停车场、周界、卡口、货运场等重要场所。

从机场功能角度看,机场是由飞行区、航站区和延伸区构成。

飞行区是指飞机的活动地区,包括跑道、滑行道和机坪。飞行区的一切工作是围绕飞机活动而进行的。

航站区包括航站楼、货运中心等,主要是为旅客、货邮运输服务。

延伸区指由机场运行所派生的停车场、商贸、娱乐设施等。现代机场的发展表明,机场的功能已明显超出空运业的范畴。

1.1 航站楼监控系统

系统主要对迎客大厅、国际到达、贵宾区、国际到达夹层、国内到达夹层、送客大厅、国内业务大厅、国内安检大厅、国际办票大厅、边检、安检口、安检大厅、国际候机厅、国内候机厅、建筑物楼顶、指廊顶端等重点区域进行监控。

航站楼监控职责分为:安全监控 — 公共区、隔离区、空测区、陆侧区、通道区域安全管理监控;消防监控 — 所有建筑区域的消防报警后复核现场监控;设备监控
— 电梯、扶梯、机房、设备管廊等区域设备运行李管理监控。

航站楼监控由于监控环境复杂、人员众多,其中送客大厅和接客大厅可以说是整个航站楼的重点监控区域,需要同时兼顾到每个人的活动细节和衣着、面貌等局部特征。如何保证在获取这些细节特征的同时,得到一幅流畅清晰的高质量监控画面,是这一区域的监控重心。

值机区域是旅客值机办票的重点监控区域,需要同时兼顾人工值机柜台的服务人员的具体操作及柜台外办理值机业务的乘客的面貌特征。如何获取包括服务人员的值机操作情况、与乘客的交流、客户脸部特征等清晰、流畅的高质量监控画面,是这一区域的监控重心。

而在候机室、隔离区内,需要监控整个大厅候机乘客和工作人员的活动情况,并且及时防范意外事件和突发事件的发生,这也就要求监控系统必须具备全方位的监控视角,以便不间断的观测任何方向的可疑人员或物品。此外,有些靠近外侧透明玻璃幕墙的监控场景,光线明暗反差强烈,容易造成由于曝光不足而导致图像的暗区较暗,无法看清物体细节的情况发生。

在行李分拣和提取区内,监控系统则需要满足对特定监控区域的覆盖(例如行李的人工分拣部分,旅客在行李提取区的行为特征等)。如果无法做到在这些区域内监控场景的全方位覆盖,一旦发生行李丢失或相关纠纷的时候,将会直接增加此类事件在后续处理的难度,并且无法为公安人员提供第一手的判断依据。

1.2 飞行区监控系统

停机坪监控\飞机起降跟踪

用于停机坪监控\飞机起降跟踪的摄像机可以有效的监控飞机靠桥和退桥的操作过程,而且可以监控飞机进入跑道区域、飞机起落状态、以及地勤工作人员的工作过程,机场内部车辆的行驶状态,避免出现机场内部车辆与飞机“抢道”的情况,由于人为因素造成机场的安全隐患。

机场跑道监控

机场跑道是供飞机起飞或降落的区域,材质多采用沥青或混凝土当跑道上有螺丝、废铁块、钢花玻璃等强度坚硬的物体时,由于飞机起落过程在跑道上的滑行速度很快,容易造成扎破飞机轮胎,造成飞机冲出跑道、折翼摩擦起火等机场事故

机场周界监控

机场周界长达几十公里,周围环境复杂,部分机场周界甚至穿越河流、山地、公路,如何对机场周界实现有效的智能化监控,是机场安全防范的一个重要环节。采用智能视频分析产品在机场周界附近标识虚拟边界,当有不明物体接近或越过周界时,系统即时发出警报提醒安保人员迅速做出判断处理。如翻越围栏自动识别预警、可疑目标跟踪监控和可疑目标自动定位跟踪等

1.3 延伸区监控系统

停车场

机场停车场一般分为社会车辆停车场,出租车停车场,政务停车场和商务停车场。就室外地面停车场的监控需求而言,停车场占地面积大,需要兼顾近处和远处的车辆情况。

落客区、上客区

落客区是路侧监控的另一重点区域。该区域行人和机动车较多,容易发生交通纠纷。与停车场监控类似,安装在该区域的摄像机要具有IP66的室外防护等级,具备良好的低照度和强光抑制性能的同时,还要能够覆盖大部分的监控场景。

卡口监控

机场飞行区安全性毋庸置疑,进入飞行区前要进行严格的安全检查,以保障旅客、飞机及机场设施的安全。加强对进出控制区的车辆的控制,保障控制区的安全。

第二部分 机场安防监控系统发展趋势

2.1 机场安防监控的特点

大型航空枢纽机场就像一座“城”,地域大、飞行区大、候机楼大、客货流量大、飞机起降量大,如果只靠人来进行安全管理,很难奏效,必须借助先进的技术防范手段,做到早发现、早制止,把不安全因素消灭在萌芽状态。可以说,如果没有安防系统作支撑,机场的安全运营难以想象。

机场是交通繁忙的场所,特别是随着我国经济的持续发展,人们生活水平的不断提高,越来越多的人员选择了乘坐飞机作为出行交通工具;机场具有人流大、安全性能高的特点,机场安全问题一直是相关部门严密关注的问题。为此,在各个机场都采取了各类性能特点不同的监控摄像机,针对机场的每一个区域实现有效的视频监控管理,同时在系统中引入智能图像识别分析技术,可对机场的特殊区域、特殊人群、特殊事件实现识别预警功能,加强机场的综合管理力度、保障人民生命财产的安全。

1) 监控区域大,范围广。

送客大厅和接客大厅的场地宽阔,人流量密集,要求摄像机的景深大、视场范围广,可随时随地对特定的人或物进行全方位无死角的重点监看和盯防。

2) 场景光线明暗对比强烈,逆光现象明显。

从航站楼的建筑设计上考虑,送客大厅和接客大厅采用钢架结构设计,外侧使用全透明的玻璃幕墙。在白天时,太阳光透过玻璃幕墙直射入航站楼内,阳光的直射以及大理石地面对光线的反射,对摄像机而言形成了强逆光的监控场景,由于场景内的明暗反差较大,因此需要摄像机具备一定程度的宽动态或背光补偿功能。

3) 夜间光照条件不足,监控场景照度不够。

大部分机场在每天凌晨一点至五点为停航时间。在这段时间内,航站楼内的人员较少,从节能环保的角度操作,只开启若干照明设施。相比之下,这段时间的监控场景光照条件相对较差,而这正是传统上安防事件的高发时刻,因此对摄像机的灵敏度和降噪效果要求较高,要求在低照度的环境下,对监控场景中活动物体的细节特征和移动轨迹捕捉的就需要采用低照度高清晰摄像机来实现有效监控。

2.2 技术的发展

由模拟监控到数模结合的方式,再到纯数字监控如上海浦东机场、虹桥机场和杭州萧山机场都从原先的模拟矩阵监控转换到数字式监控,不过出于成本和稳定性的考虑,没有大规模地采用全数字化视频,而是基本保留原有老的模拟系统,在新航站楼采用编码器的数模结合方式,而纯数字视频目前只是做了个别的试点。

机场安防系统需求和建设重点主要包含两个方面,第一种是与机场运营业务相关的重大异常事件,如重大安全、反恐、入侵、火灾等;第二种是系统设备重大故障,如区域性电源故障、服务器故障、主要控制器故障、传输网络拥堵或瘫痪、网络病毒发作或外网恶意入侵等情况。针对这些规划重点,机场在一二期进行了稳固的基础建设,目前机场安防开始走向数字智能化和系统集成建设阶段,其改造和升级的重点主要转移到在数字化系统升级、智能视频分析的应用、系统集成、节能低碳化设计等。

机场安全领域是一个高标准、高防范、高要求的“三高”区域,安全防卫级别极高,随着近些年安防产品、技术的不断成熟发展,用于机场安全的技术也在迅速提高,如智能视频分析识别预警技术和人脸识别预警技术,引入到机场候机楼、值机岛、安检区、通道区、周界布防等,与视频监控摄像机结合,可加强机场候机楼区域的安全保卫工作,防止犯罪嫌疑人、非法人员、恐怖分子等“浑水摸鱼”登上飞机,造成潜在的安全隐患,同时可加强机场区域的执法力度,给予犯罪分子有力的打击,捍卫了国家法律的尊严。而红外热成像技术引入到机场安全中,更是发挥出“巨大”的能量,利用红外热成像摄像机不受环境、天气因素影响,无论是白天、夜晚、雾天、雨天均能有效监控的特点,可给机场周界安全和飞机安全提供高效的视频管理保障,实现机场飞行区域任何目标的有效监控如:周界、跑道、飞鸟探测、飞机起降跟踪、飞机起落架收放监控、空中交通管理、机场净空管制等等。

2.3 机场安防监控现状

近几年来,安防技术得到了充分的发展和应用,也促使安全防范手段的应用日益多元化,尤其是随着IT、通信、数字技术成熟应用,使得安防系统发展上升到一个新的阶段,机场作为最早使用安防系统的行业之一,对安防技术的最新发展和应用效果都保持着高度关注。如同在前文所提到的,一方面目前国内机场处于大规模的新建和扩建中,另一方面,机场安防系统更新换代开始进入到一个新的层次,机场安防需求也多元化起来。

数字高清系统改造,潜力大、步伐慢

2011年,数字高清技术在各行各业应用中来势汹汹,根据业内用户表示,目前机场监控系统大部分仍然使用的是传统的模拟系统或模拟与数字结合的系统,如前端采用是模拟摄像机,中间采用编解码器,后端是数字平台。虽然机场对于提升图像质量、看清更多细节以及旅客在机场的行踪视频管理早已提出了迫切需求,但高清摄像机和数字化系统的改造在机场行业中仍亟待推进。目前国内机场,720P、1080P规格的高清摄像机逐渐在一些一线省市的机场得到逐步推广,在地方机场仍然以使用模拟监控系统为主。

IP高清该技术在机场应用有着较大的优势,其接入简单,设备环节少,各部门资源共享方便。同时数字化系统也易于扩容和控制管理。但缺点是前端到汇聚需要布网线,网线传输距离只有100米,在机房需要布置非常多的弱电间,才能覆盖到所有前端。而且纯数字系统建设,依托于整个网络的稳定,存在一定的风险,而机场安防系统中的数据关系着整个航空以及地面人员、飞行的安全。这也是未大规模采用的一个因素。

不同系统与品牌的兼容

监控系统的升级改造涉及到不同系统与品牌的兼容,高清监控的大面积普及势必会影响到机场安防的建设架构,目前多采用的也是模拟两套系统兼容的方式,因而,机场行业目前均提出了安防系统联网的要求。此外,同一个机场里面选择的设备品牌架构往往有很多家,建立统一平台的难点不光是各品牌设备的接口、协议等技术问题,还牵扯到各部门的功能需求和管理职能,所以如果没有一个部门统一归口协调管理,进行一个完善的统一监控平台建设还是需要走很长一段路。

2.4 机场方案监控三大趋势

数字化系统:模拟系统和数字化系统是监控系统中的两大技术体系。早在4、5年前,国内机场都普遍采用模拟矩阵系统,随着系统日趋复杂及远程管理需求迫切,模拟系统显得力不从心。如果采用数字系统,所有视频图像都在网络上传输,需要哪一路都能在网络上直接调用和切换,非常及时。

智能化监控:智能化监控是指通过提高系统情景判断能力来实现智能化的自动监控,将对现场图像的分析判断交予系统执行。机场需要的不单是事后取证,更希望通过技术手段实时发现问题,提升系统整体预警的能力,阻止危害事件的发生。限于技术的发展,大部分智能功能在实际应用中对环境和场景的适应性不高,无法达到令人满意的效果。结合自身需求,机场往往选择一些既实用、性能又相对稳定的智能化功能,如人数统计、停车报警、防尾随等。

多系统整合:集成是目前机场安防发展中不得不谈的一个话题。在过去,由于机场单位比较多,多采取分控的形式,兼容复杂,因此在集成方面的考虑有些欠缺。近两年,随着数字系统的建设和升级,各子系统的集成被正式摆上了台面。针对各系统兼容难的问题,在机场领域,前端、网络和平台的搭建都不错,关键在于软件的集成度。除各传统安防子系统的集成外,安防与机场业务系统的整合同样对机场具有极大的现实意义。目前,由于机场安防系统一般都为专用网络,与其他业务系统完全隔离,因此,不同系统之间一般都通过中间协议传递控制信号来完成命令。

第三部分 机场监控需求分析

机场监控需求

2012年,国家发改委总计批复了超过24个机场的新建、改扩建工程。在地域分布上,新建机场集中在甘肃、青海、新疆、四川等西部省份以及黑龙江等东北省份,扩建机场集中在武汉、南宁、重庆、哈尔滨、海口、宁波等省会、直辖市或计划单列市。

目前国内机场的建设资金由民航局划拨、地方政府出资、机场自筹三部分组成。其中包括各级政府的财政直接投资,也包括平台公司贷款、企业投资,后两者可以归入“自筹”部分。综合环境保护部、国家发改委的批复公开信息,这些机场所需的投资规模已经超过1000亿元大关,在众多行业人士看来,2013年可谓是机场年。

3.1 机场各功能分区

机场的视频安防监控系统的监控范围包括航站楼、行李、飞行区、停车场、周界、卡口、货运场等重要场所。

航站楼

迎客大厅、国际到达、贵宾区、国际到达夹层、国内到达夹层、送客大厅、国内业务大厅、国内安检大厅、国际办票大厅、边检、安检口、安检大厅、国际候机厅、国内候机厅、建筑物楼顶、指廊顶端

行李

国内行李提取大厅、国际行李提取厅、行李分检场地、行李房传送带

飞行区

停机坪、飞行区周界、飞行区出入口、飞行区进出车道、安检房、安检通道口

停车场

行车道、入口、出口

周界

机场周界及周界设备

卡口

进场道路、高速公路出入口

货运

货运通道出入口、卸货平台、货运办公区、X光安检机、贵重物品库、停车场、空侧、货运库、办公区

当然,各功能分区监控需求各不相同,具体特点见下图:

图:机场各功能分区监控需求

3.2 互联互通、互访互控的监控需求

在机场改扩建中,对机场弱电系统的改造是一个重点,也是一个难点。因为在一个机场中,其弱电系统可以多达几十种以上,但对于这些尚未改扩建的机场中,系统的运行和管理是处于自我独立状态或只有简单的联系,这在技术上是一种分散的‘孤岛’状况。所以,要将这些‘孤岛’达到互连就很难。

多个监控系统

机场属于人流量聚集的地方,机场的监控部位通常包括航站楼、跑道、滑行道、停机坪、飞行区隔离围栏的重点区段、旅客迎送大厅、售票处、值机柜台、安检区、行李传送装卸区、旅客候机隔离区、停车场、周界监控以及公安部门认为有必要设置的位置。

多种系统方案

当前机场视频安防监控系统的建设,正处于模转数到全数字化的阶段,这个阶段中,新老系统并存、模拟与数字方案并存,正处于系统建设的转型期,随着航站楼的新建、扩建,各机场一般都分别在不同阶段建设有多个视频安防监控系统方案。

多个厂家产品于系统

不同时期、不同功能分区的监控或者平台系统,由不同厂家承建

供稿:杭州海康威视系统技术有限公司交通事业部 舒洋

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