近年來，隨著國際安全形勢的復(fù)雜化，國家在空防安全上加大了投入。從機(jī)場方面來講，民航總局對飛行區(qū)的安防制定了更加具體和細(xì)致的規(guī)定，如《民用航空運(yùn)輸機(jī)場安全保衛(wèi)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、《民用機(jī)場運(yùn)行安全管理規(guī)定》等，詳細(xì)地規(guī)定了有關(guān)飛行區(qū)圍界、通道、監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)等民用機(jī)場安保設(shè)施的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2010年7月1日《民用機(jī)場管理?xiàng)l例》正式實(shí)施，新條例對機(jī)場的安全運(yùn)營提出了更高的要求。而作為機(jī)場安全的一道重要防線——圍界防入侵系統(tǒng)，也越來越受重視。

　　機(jī)場圍界防入侵系統(tǒng)解決方案，是一套基于物聯(lián)網(wǎng)概念，綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)，集閉路電視監(jiān)控、圖形智能化處理、聲光報(bào)警于一體的機(jī)場飛行區(qū)安防周界報(bào)警系統(tǒng)。擔(dān)負(fù)著機(jī)場周界的安全防范重任，通過多種感知手段的協(xié)同，對翻越和破壞圍界等入侵行為及時(shí)發(fā)出報(bào)警和警告，實(shí)現(xiàn)對入侵目標(biāo)的監(jiān)測和預(yù)警，以達(dá)到及時(shí)處置和防范的目的，全天候、全天時(shí)確保飛行區(qū)安全，是機(jī)場控制區(qū)內(nèi)飛行區(qū)封閉管理、安全保衛(wèi)工作中的一種技術(shù)防范措施。

　　系統(tǒng)概述

　　此解決方案的亮點(diǎn)在于其前端分布式智能探測器節(jié)點(diǎn)組成，形成傳感網(wǎng)型入侵報(bào)警探測，結(jié)合多種感知手段，以現(xiàn)場傳感器信號為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，利用空間、時(shí)間域融合分析方法，采用三級事件濾網(wǎng)技術(shù)，將整個(gè)系統(tǒng)做到無漏報(bào)前提下誤報(bào)率幾乎為零，并可聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控、夜間輔助燈光、自動(dòng)廣播等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對機(jī)場飛行區(qū)周界可視化、全方位、全天候、全天時(shí)的動(dòng)態(tài)智能感知，同時(shí)具備很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和智能性。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分別如圖1、圖2。

多感知手段融合;不是簡單的聯(lián)合判斷，而是在系統(tǒng)圍界前端進(jìn)行聯(lián)合分析，融合，使判斷更加準(zhǔn)確，零漏警和超低誤報(bào)率;

　　多層次融合，從前端探測設(shè)備到融合處理中心，分三級進(jìn)行信息融合分析，實(shí)現(xiàn)空間域融合，時(shí)間域融合;是一種分布式的模式識別系統(tǒng);

　　更注重報(bào)警中心的業(yè)務(wù)處理流程;系統(tǒng)與用戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密結(jié)合，用戶界面更加貼近客戶的業(yè)務(wù)需求;

　　系統(tǒng)各設(shè)備設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)均考慮低功耗，節(jié)能設(shè)計(jì)。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　物聯(lián)網(wǎng)機(jī)場圍界防入侵系統(tǒng)由五部分組成，分別為前端探測分系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)控制分系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸分系統(tǒng)、控制中心分系統(tǒng)(系統(tǒng)集成平臺(tái))、供電分系統(tǒng),如(圖4)。

　　前端探測分系統(tǒng)

　　前端探測分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)入侵信息的分析，入侵事件的感知判斷，通過對圍欄振動(dòng)信號的采集、分析、融合，完成基于振動(dòng)的報(bào)警輸出，并在控制中心報(bào)警管理主服務(wù)器實(shí)現(xiàn)第三級算法融合，最終輸出報(bào)警事件，完成報(bào)警聯(lián)動(dòng)。由壁掛式智能探測器、智能融合處理器組成。

　　智能探測器通過RS-485總線與智能融合處理器通信，實(shí)時(shí)上傳圍欄振動(dòng)數(shù)據(jù)，并由智能融合處理器完成多探測器數(shù)據(jù)的融合分析處理，最終實(shí)現(xiàn)報(bào)警事件的判斷及上報(bào)。

　　智能融合處理器接收智能探測器上傳的實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)，通過對多探測器數(shù)據(jù)的融合分析處理，完成報(bào)警事件的判斷及上報(bào)。同時(shí)可接第三方傳感設(shè)備，包括環(huán)境感知探測器及視覺傳感器等裝置。

　　聯(lián)動(dòng)控制分系統(tǒng)

　　聯(lián)動(dòng)控制分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)報(bào)警信息整合，展示，與聲光電和視頻系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等報(bào)警處理，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)，故障報(bào)警，系統(tǒng)配置等操作維護(hù);報(bào)警處理流程和業(yè)務(wù)的管理，現(xiàn)場報(bào)警聯(lián)動(dòng)可通過聯(lián)動(dòng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行預(yù)設(shè)，結(jié)合用戶對現(xiàn)場響應(yīng)和指揮調(diào)度的要求，每個(gè)防區(qū)的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作都可實(shí)現(xiàn)客戶化定制，可以和用戶原有的安防系統(tǒng)進(jìn)行整合，使圍界防入侵系統(tǒng)平滑的融入客戶的業(yè)務(wù)管理流程。由控制箱內(nèi)的I/O量控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)接口及數(shù)字廣播系統(tǒng)接口等組成。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸分系統(tǒng)

　　系統(tǒng)中485協(xié)議轉(zhuǎn)換器(連接智能探測主機(jī))、I/O量控制器等設(shè)備均通過控制箱內(nèi)的光收發(fā)器接入崗?fù)さ木W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。各崗?fù)ぞW(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過星型網(wǎng)絡(luò)連接主設(shè)備機(jī)房的核心交換機(jī)。

　　監(jiān)控中心分系統(tǒng)

　　監(jiān)控中心分系統(tǒng)(系統(tǒng)集成平臺(tái))由控制器綜合處理主機(jī)軟件、數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管軟件、坐席綜合處理平臺(tái)軟件、數(shù)據(jù)庫等組成。通過報(bào)警軟件客戶端，用戶可訂閱各防區(qū)的報(bào)警、故障及狀態(tài)事件，并設(shè)置、復(fù)核、手動(dòng)控制相關(guān)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備，完成報(bào)警響應(yīng)。

　　功能實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)平臺(tái)能提供包括信息采集、信息融合與決策處理、多級報(bào)警處理與顯示、數(shù)據(jù)庫以及電子地圖等功能指標(biāo);同時(shí)滿足系統(tǒng)正確性、可恢復(fù)性、交互性、易用性、穩(wěn)定性和容錯(cuò)性等性能指標(biāo)

　　應(yīng)用管理軟件總體功能

　　系統(tǒng)集成平臺(tái)中各功能模塊均具有開放的通訊接口，可通過TCP/IP、API協(xié)議接口、數(shù)據(jù)庫共享等方式互相通信，并完成分布式部署。每個(gè)分系統(tǒng)以各自的主控系統(tǒng)為中心，獨(dú)立工作，同時(shí)通過集成與其它分系統(tǒng)有機(jī)地協(xié)同工作、聯(lián)動(dòng)防范，構(gòu)成一個(gè)完整的防區(qū)安全技術(shù)防范體系。本系統(tǒng)是 “目標(biāo)驅(qū)動(dòng)”型的新型周界安防系統(tǒng)，以多種探測手段組成協(xié)同感知的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全新的目標(biāo)識別、多點(diǎn)融合和協(xié)同感知。系統(tǒng)集成平臺(tái)主要功能模塊。

　　系統(tǒng)集成平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)場圍界入侵目標(biāo)檢測、識別、定位分析的第三級融合功能，并能配合第三方系統(tǒng)，如視頻、廣播等實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng)。各智能探測器通過探測器總線與智能融合處理器相連，每個(gè)智能融合處理器可連接兩條探測器總線。智能融合處理器輸出為RS485總線信號，通過串口服務(wù)器可將RS485信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，經(jīng)RJ45網(wǎng)線接入控制箱內(nèi)的光收發(fā)器，數(shù)據(jù)各崗?fù)さ木W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)到達(dá)控制中心的報(bào)警管理主服務(wù)器，完成算法的第三級算法融合，最終輸出報(bào)警。

　　視頻聯(lián)動(dòng)動(dòng)作包括報(bào)警防區(qū)的實(shí)時(shí)視頻瀏覽、相鄰防區(qū)的實(shí)時(shí)視頻瀏覽、報(bào)警防區(qū)的歷史視頻即時(shí)回放、攝像機(jī)預(yù)置點(diǎn)控制等。視頻聯(lián)動(dòng)通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的SDK接口實(shí)現(xiàn)。

　　現(xiàn)場音頻聯(lián)動(dòng)包含自動(dòng)語音喊話及人工喊話，數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺(tái)在接受到相應(yīng)報(bào)警事件后，將自動(dòng)按照預(yù)設(shè)邏輯調(diào)用數(shù)字廣播系統(tǒng)中的自動(dòng)語音喊話功能，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場報(bào)警音的循環(huán)播放，同時(shí)操作員亦可通過客戶端進(jìn)行人工喊話。當(dāng)入侵行為觸發(fā)報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)立即與視頻分系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在調(diào)出的視頻圖像里值班人員可迅速直觀的看到現(xiàn)場的實(shí)際情況;與此同時(shí)，系統(tǒng)集成平臺(tái)聯(lián)動(dòng)數(shù)字廣播發(fā)送音頻信號至現(xiàn)場的音頻設(shè)備，向現(xiàn)場進(jìn)行聲音告警;值班人員亦可通過麥克風(fēng)設(shè)備向現(xiàn)場通話告警，警告可疑人員。系統(tǒng)報(bào)警流程如(圖3)所示。

圖3 機(jī)場周界系統(tǒng)報(bào)警流程圖

　　報(bào)警管理主服務(wù)器：主要完成智能探測主機(jī)的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集及數(shù)據(jù)融合處理;

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺(tái)：系統(tǒng)提供了多達(dá)30種的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，內(nèi)容覆蓋報(bào)警事件自動(dòng)分配及響應(yīng)機(jī)制、實(shí)時(shí)視頻瀏覽、視頻回放、視頻錄像、語音對講、E-MAIL通知、本機(jī)語音提示、短消息等等聯(lián)動(dòng)模塊。用戶可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行編程，為不同的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作定義前后順序、因果關(guān)系以及緊急處理方案，使系統(tǒng)無縫的接入到現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程之中。網(wǎng)管部分實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場所有設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控，針對設(shè)備的故障及時(shí)告警;保持系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);實(shí)現(xiàn)的設(shè)備參數(shù)的配置;實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾?

　　坐席綜合處理平臺(tái)：值班員可通過客戶端完成報(bào)警事件的處理、分發(fā)及歷史記錄管理等工作。同時(shí)對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。

　　接口軟件總體功能

　　飛行區(qū)安防周界報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警和視頻監(jiān)控、數(shù)字廣播部分采用SDK方式完成交互，當(dāng)數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺(tái)收到系統(tǒng)報(bào)警后，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)用聯(lián)動(dòng)腳本，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)動(dòng)作。利用SDK函數(shù)調(diào)用，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻瀏覽、歷史視頻回放、報(bào)警錄像、本地錄像、自動(dòng)喊話、人工喊話、PTZ控制、球機(jī)預(yù)置點(diǎn)/軌跡巡航調(diào)用等功能。

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺(tái)聯(lián)動(dòng)接口同時(shí)包含I/O量控制器通信接口，利用API實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備控制，同時(shí)可擴(kuò)展接入任意開關(guān)量報(bào)警設(shè)備。

　　對于模擬矩陣或其它串口設(shè)備的控制，系統(tǒng)預(yù)留了RS232口及串口服務(wù)器驅(qū)動(dòng)模塊，可通過腳本配置，實(shí)現(xiàn)近距離或遠(yuǎn)程的串口控制。

　　報(bào)警管理主服務(wù)器軟件支持振動(dòng)報(bào)警數(shù)據(jù)的串口服務(wù)器接入，同時(shí)可接收智能視頻服務(wù)器API接口報(bào)警，實(shí)現(xiàn)第三級報(bào)警融合;報(bào)警管理主服務(wù)器預(yù)留第三方報(bào)警、門禁、消防系統(tǒng)的報(bào)警、故障及狀態(tài)事件上報(bào)接口，方便軟件升級及二次開發(fā)。

　　報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用軟件

　　控制器綜合處理軟件

　　報(bào)警管理主服務(wù)器安裝控制器綜合處理軟件，接收來自前端探測主機(jī)的報(bào)警事件;同時(shí)實(shí)現(xiàn)對第三方數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，成為報(bào)警數(shù)據(jù)的底層支持平臺(tái)。報(bào)警管理主服務(wù)器利用分布在圍界不同位置的多種傳感器信息進(jìn)行聯(lián)合分析，實(shí)現(xiàn)空間域的融合;同時(shí)利用感知信息的時(shí)間關(guān)系，建立時(shí)間域的融合;真正實(shí)現(xiàn)一個(gè)會(huì)記憶，會(huì)思考的感知網(wǎng)絡(luò)。并利用后臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合分析系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)級的融合感知與探測提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺(tái)

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺(tái)提供多種聯(lián)動(dòng)選項(xiàng)，覆蓋報(bào)警事件自動(dòng)分配及響應(yīng)機(jī)制、實(shí)時(shí)視頻瀏覽、視頻回放、語音對講、本機(jī)語音提示等功能。用戶可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行編程，為不同的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作定義前后順序、因果關(guān)系以及緊急處理方案，使報(bào)警軟件無縫的接入到現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程之中。報(bào)警信息顯示以拓?fù)洹㈦娮拥貓D、列表等方式實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，支持按防區(qū)、報(bào)警類型和報(bào)警級別等條件訂閱事件。

　　網(wǎng)管部分可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的統(tǒng)一配置，即添加、刪除和修改設(shè)備配置信息，并與現(xiàn)場設(shè)備配置信息保持同步;用戶可遠(yuǎn)程操作現(xiàn)場設(shè)備，包括啟動(dòng)、停止、復(fù)位等業(yè)務(wù)操作。

　　坐席綜合處理平臺(tái)支持用戶組權(quán)限管理;支持事件顯示及報(bào)警視頻聯(lián)動(dòng);完成系統(tǒng)第三方實(shí)時(shí)視頻及歷史視頻調(diào)用;支持GIS地址及防區(qū)設(shè)備管理;具有聯(lián)動(dòng)功能配置界面;支持系統(tǒng)撤布防;界面友好、操作簡便。

　　方案實(shí)施

　　每60-120米周界作為1個(gè)防區(qū)，共由若干個(gè)報(bào)警防區(qū)組成，每個(gè)防區(qū)設(shè)一套設(shè)備箱。

　　圍欄立柱間隔3米，每2個(gè)立柱布設(shè)一個(gè)探測器(即每3~6米布設(shè)一個(gè)探測器)，安裝在鋼筋網(wǎng)圍欄立柱距離地面1.5米處，防區(qū)的探測器通過RS485總線串聯(lián)接入探測處理器。

　　結(jié)語

　　物聯(lián)網(wǎng)機(jī)場圍界防入侵系統(tǒng)是機(jī)場安全運(yùn)行的保障性系統(tǒng)，具備很好的應(yīng)對突發(fā)入侵事件的能力?？梢詫?bào)警信息第一時(shí)間發(fā)送到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和上級管理平臺(tái)上，對于應(yīng)對特殊時(shí)間、重大節(jié)慶日、重大接待活動(dòng)等事項(xiàng)，具有提高指揮效率、加強(qiáng)機(jī)場與上級主管領(lǐng)導(dǎo)實(shí)時(shí)溝通的特點(diǎn)，形成了一個(gè)良好的管理決策機(jī)制。

　　同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能管理，具有能耗低、維護(hù)成本小的特點(diǎn)，所具備的低功耗特點(diǎn)響應(yīng)了國家要求的節(jié)能減排的政策號召。