根據民航“十二五”規劃,到2015年底,中國新建機場將達70座,改擴建機場101座。而民航局局長李家祥在今年早些時候也表示,2012年全國要建成17個地方機場,機場建設投入將達1585億元。英格索蘭安防技術中國集成業務華南總經理黃鷹表示,國內民航新建、遷建、擴建機場項目猛增的同時,也將同步配備相應的安防系統,以滿足民航機場安全管理要求和機場運營業務的高速發展。這預示著急速飆升的民航業將為安防行業創造數十億元的盛宴。
在誘人的發展前景背后,機場安防技術應用也并非一成不變。透過新近項目來看,在“數字機場”理念的指引下,各地機場正順應安防網絡化、智能化、集成化的潮流,無論視頻監控、周界防范,還是門禁控制、系統集成,都在悄然有序地擴容升級。
網絡監控風來襲
與眾多行業一樣,視頻監控儼然已成為機場管理不可或缺的得力助手。在方圓幾里甚至幾十里區域,從航站樓、旅客迎送大廳到售票處、安檢區,再到飛行區、周界……監控攝像機的身影幾乎無所不在,監控系統的好壞也直接關乎到機場正常秩序和飛機的飛行安全。因此,在設備選用上,機場管理者一直奉行“穩定可靠”的路線。當然,在監控技術日新月異的時代,卻又時不時審時度勢地對視頻監控系統進行改造革新。
數字架構漸成主角
就目前而言,國內大多數機場的視頻監控系統還是基于模擬系統構建的,包括大型機場早期的航站樓(如西安咸陽國際機場的T1、T2)以及其它中小型機場。模擬系統的典型架構是以航站樓為單元獨立建設,然而航站樓監控系統之間以及監控系統與其他安防子系統之間都缺乏必要的聯動,備受機場管理者詬病。
而自首都機場T3航站樓標桿性項目實施以來,越來越多的機場在擴建改造中將半數字化、全IP化的架構引入到視頻監控中。機場視頻監控半數字架構主要前端采用是模擬攝像機,中間采用編解碼器,后端是數字平臺。在博世安防系統視頻監控系統產品經理陳創看來,數字系統備受推崇,究其根源,有兩點:一方面,數字化架構帶來的網絡帶寬問題伴隨近年來網絡技術的進步得以緩解。其中H.264算法等高效碼流編解碼技術以及NVR、BLOCK快存等存儲技術功不可沒;另一方面,數字化架構本身更能滿足機場管理者的靈活需求。視頻監控系統數字化是機場信息化建設的一部分,數字化可以帶來模擬系統無法企及的大聯網理念,在IP架構下,安防各子系統之間更密切的互聯。
模數混搭的數字化架構風靡一時,不過這種潮流正在發生微妙變化,全IP監控正成為機場安防的一大亮點。“從今年開始,大的機場項目會慎重考慮模數混合方案,當時西安機場方案規劃在2008與2009年之間,當時監控設備廠商大多沒有完善的產品系支撐全IP方案。因為一個監控系統中涵蓋多種類型的攝像機,包括槍機、球機、半球等,這就要求廠商制造的IP攝像機有完整的產品系列。所以還是采用模擬攝像機+編解碼器的方式適合的廠家更多些。現在情形大變,市場上主流的監控廠商的監控產品基本上已經實現IP化的華麗轉身。”博世陳創說。
全IP化的監控方案的魅力透過白云國際機場T3航站樓展現得淋漓盡。在全IP方案下,除了可以根據需要配置前后端設備之外,系統在升級、擴容、遷移、資源共享時也具有更強的靈活性,同時輔以網絡冗余、磁盤RAID技術、控制器冗余技術,還可避免單點故障。
總之,雖然模擬系統借由先入為主的優勢,依然盤踞著一定陣地,不過數字架構咄咄逼人,后來居上之勢不可避免。
高清初露鋒芒
在高清設備應用上,與歐美、日、韓等發達地區相比,國內顯然慢了一個節拍。不過,藉由數字化的鋪路,高清攝像機應用逐漸鋪開。無論720P還是1080P,槍型還是球型,都獲得不同程度的應用。
現在高清監控出現以后,高清系統主要架構在IP網絡上。博世陳創表示,雖然目前市場上有基于HD-SDI架構的高清監控方案,但是機場內部線路距離較長,SDI受限于同軸電纜的性能與傳輸距離,且總體投資成本并不低,對以后的擴容乃至平滑過渡都會帶來不小的困難,而IP技術則相對更成熟、穩定、可靠。
在機場安防項目中,高清還未進入大范圍應用,目前主要布置在一些關鍵點位。而由于各機場的結構與需求不同,高清監控點選取的具體位置也不盡相同。例如,白云國際機場T3項目中選擇在機場內商業區,上海虹橋機場改造時則在虹橋交通樞紐通道架設一些高清點位,西安機場T3建設也有在一些重要的點位安裝高清前端,如安檢通道。
前端的華麗變身也促使后端顯示系統升級。機場原先采用的拼接屏一般都是17寸、19寸,現在越來越多的機場采購80寸、90寸大屏,用來瀏覽標清模擬畫面效果較差,而高清圖像的顯示效果逼真。高清點圖像上傳至大屏,方便機場指揮中心查看或上級領導視察工作。
在機場監控中,高清的全面普及雖還有待時日。不過出于機場全覆蓋的需要以及高清成像、低碼流傳輸和存儲實用性的革命性突破,勢必將高清視頻監控系統推向了大規模的實際應用。
周界防范百家爭鳴
“現在國內民航業在安全硬件建設上有了不小的進步,不少機場都已經布建或正在架設周界報警系統。早在浦東機場一期項目中,當我們提出建設周界防范系統時,還是很多人不太理解,或不能太接受或認為沒有必要。時至今日,提出反對意見的基本上沒有。”上海國際機場股份有限公司技術設備部正處級調研員吳民勝說。
實際上,透過行業對比,在民用領域,除核電站外,機場應該是對周界要求最高的行業。民航局和機場管理者也開始關注周界防范建設。2008年國家也出臺《民用航空運輸機場安全保衛設施建設標準(MH/T7003-95)》,年客流量100萬以上的機場都要在周界上加入入侵報警技術。
早期國內機場周界多以物理圍墻作屏障。據張家界荷花機場航務部總經理程軍透露,荷花機場周界這一塊主要還是磚墻+圍網做雙層,要害部位平常是鋼筋混泥土+蛇形網。
一些大型機場則較早嘗試張力圍欄、振動光纜、振動電纜、高頻電容擾動等周界入侵報警系統,不過這些技術都在不斷發展階段,還沒有哪一類產品有絕對優勢可獨占市場話語權,而是處于一種百家爭鳴的狀態,在架構上更傾向于搭配普通攝像機與燈光聯動做視頻復核。
不過“入侵報警+視頻監控”的組合模式并未獲得廣泛認同,其中一個顯著弊害便是重復投資。例如,采用振動光纜后還要上一套監控系統做視頻復核,其性價比不如直接上視頻分析系統。視頻分析系統覆蓋區域很廣,監控范圍垂直圍欄方向100米左右,可以帶來很大緩沖區。
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采用虛擬圍欄節約了一部分投資,因而這一類模式廣為歐美機場采納。
此外,熱成像技術在在機場周界的應用前景不容小覷。為了配合圍欄上的接觸式探測器,周界還必須安裝燈光設備,因為這類接觸式探測器一定要視頻復核。而熱成像設備在全黑環境下依舊能夠生成清晰圖像。西門子樓宇科技(天津)有限公司解決方案經理機場石化行業垂直市場經理張泳表示,雖然熱成像設備比普通攝像機貴5-10倍,然而算上燈光、變壓器等設備成本,加在一起要高于熱成像方案。另外在夜間成像效果和反應速率上,熱成像也占據著絕對優勢。[nestpage]
門禁穩步推進
門禁控制是安防最悠久、最成熟的子系統,也是機場安全防范的第一道防線。在機場,與視頻監控近似,門禁也是動輒幾百個甚至上千個點位。因而系統的健壯性必須經得起考驗。
針對門禁系統,機場一般在前端采用密碼管理,防止尾隨、借卡進出控制防區,要求出入口刷卡過程有清晰的視頻監控復核,并能分級/分區由中心管控。
現在指紋識別、人臉識別、掌紋識別、虹膜識別等生物識別設備技術成熟且性能穩定,部分機場在VIP、員工通道等部位采用指紋識別、人像識別技術。早在2005年,香港機場便開始使用指紋驗證機場員工身份,首都機場則在2009年啟用人臉識別系統,在人像識別完成后將通過API的方式輸出一個唯一的號碼進入門禁系統,實現開門。而靜脈、掌型等技術在國外也有一些成功應用案例。
而在通訊方面,現在主流的趨勢是網絡化。通過TCP/IP通訊方式與管理服務器通訊,再經由RS485總線與前端的現場控制器連接。借助網絡的靈活性,機場門禁系統模塊化設計成風,使客戶能夠系統的建立符合其要求的門禁控制系統,并且能夠隨著要求的增長靈活的進行系統規模的擴展。此外,定制化的產品也騰空出世,一些門禁制造商針對機場研發出針對性的產品,如泰科AC2000AE(機場版),不僅提供到港、離港乘客隔離、車輛管理、人員和行李監視等特殊功能,還結合航空業特性,幫助機場產生額外收益和更有效運營。
系統集成新突破
國內機場安防集成一直慢熱。早期機場安防系統,各子系統之間還是相對獨立的,即便做整合也是相對簡單,最多是將數據信息統一歸入某一數據做共享。不少機場通過DMS(DistributionManagementSystem,信息資源管理系統)、IBMS(IntelligentBuildingManagementSystem,智能大廈管理系統),把整個航站樓以及飛行區系統做一個整體的集成,通常只是將安防子系統,如防盜、監控、門禁放到一個桌面上,數據統一歸入同一數據庫,做到一些單點接入。
從近三年項目來看,各安防子系統都是基于IP構建,為系統集成提供了更多便利和可能,使得系統集成取得新的突破。新系統在一個更為開放式的網絡架構下,通過標準數據接口統一整合到平臺中,如此一來系統集成會更方便。“基于IP網絡化的接口技術,只要相關系統廠家開放,提供SDK或接口控制協議。而安防系統實現與機場相關系統的集成聯動控制也沒有技術難度,往往需要的是集成相關各方的有效溝通。”英格索蘭黃鷹說。
以咸陽機場T3項目為例,該機場監控系統與門禁、安檢信息、飛行區報警、周界報警、時鐘、大屏等其他弱電系統通過內部專門接口實現信息交互。博世陳創介紹道,比如安檢信息系統獲取報警信號后聯動監控系統,監控系統根據預案觸發聯動報警,將圖像上傳至大屏,并發出聲光報警;同時,在突發緊急事件時,可以通過廣播系統及時部署保安疏散人群。不過這一技術并沒有實現智能化響應,這倒不是技術遇到屏障,只是指揮流程上不允許。如果發現重大安全事件,系統一般只是提示指揮中心,發一段預錄的緊急疏散,人工決定后,再給出應急提示(若是廣播直接發布,可能造成人心恐慌、機場秩序混亂);此外,消防報警的輸出直接接在門禁控制器上,通過讀卡或報警鍵盤對報警點進行布防、撤防管理。
現在比較前沿的系統集成技術是視頻監控與安檢信息系統的聯動,在安檢通道上架設兩臺攝像機做視頻錄像。在讀取登機牌,攝像機會抓取幾張乘客照片,整個流程會存儲在視頻監控系統。事后取證,只要輸入相應的身份證號或登機牌號,便可調取相應的乘客信息。首都機場T3項目和昆明長水機場都有做類似的集成。
在安全集成平臺的基礎上,應急指揮系統也進入機場管理者的視野。據西門子張泳稱,應急指揮系統在業務上可以受理來自機場控制區范圍內的各種技防報警信息,其中包括消防、樓宇控制系統、周界、危險品探測、CCTV等前端智能監控設備,也可以受理來自于樞紐內通報警點報警電話報警、現場安保人員無線通信終端人工報警等多種報警手段,前端智能報警系統報警信號結合預警系統生成的報警信息、人工報警電話的報警信息傳遞到各專業指揮中心,各專業指揮中心指揮調度人員根據事件的類型和級別,再結合應急調度系統針對事件類型和級別生成的應急行動預案和相應的應急資源調動預案。借助安防應急處理流程和預備案,保安人員更快更準確的對事件進行處理,比如候機廳發現爆炸物,可以通過廣播系統發布信息,對航站樓區域乘務人員進行有序地疏散。
新技術輪番上陣
基于復雜背景的可靠視頻分析及跟蹤技術
機場運作自動化是管理者不變的訴求。因而安防系統如何智能快速地作出反應,為機場運營服務恰是安防廠商需要思考的。荷花機場程軍表示,有關視頻監控技術,我們也和廠家(派爾高的技術人員)交流過,希望加入些務實的智能應用。比如旅客辦完手續進航站樓后,我們希望可以通過智能分析技術找到其行為軌跡。這既是出于機場運營考慮也有安全防范需求在里面,如果這位旅客是恐怖分子,將易燃或爆炸物品放在候機樓某一區域,勢必造成很大安全隱患。
基于機場、城市廣場等高復雜背景的可靠視頻分析及跟蹤技術,其實早在業界探討過,并有廠商在這方面取得突破。“在國內,英格索蘭曾經與浦東機場、寶安機場管理方都有交流過,也找過民航華東院作咨詢。現在機場航站樓規模龐大,背景復雜。在大數據量的移動物體面前,傳統的檢測移動物技術很難做到有針對性的分析。與此同時,大型機場都在朝全方位覆蓋發展,涉及到業務流程的區域都會做到無盲點覆蓋,從視頻分析角度來看,就可以將一段段視頻連起來,形成一個大的場景,在這一場景跟蹤某一個人,可能不是看人物的面貌,而是提取其穿裝、行李等特定信息。”英格索蘭黃鶯談到,”在實際項目中暫未做大面積部署比較少,先前只在天安門廣場實驗過這一項技術。”而從采訪中也了解到,博世的智能分析系統(IVA)和泰科的思維系統皆具備類似的“取證搜索”功能。
基于GIS與高清實時視頻技術的機場交通運營指揮平臺
目前,在民航界基于GIS機場綜合信息管理系統成為建設重點,各大機場先后都在部署或更新。
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典型如首都機場,它的GIS系統能對所有地面以及地下情況做精準定位,甚至包括停車場、跑道地下的同軸管線以及航站樓下面的管線。現在探討的一大熱門課題是GIS與高清實時視頻技術在機場交通運營指揮融合應用。關注場道上(包括跑道、滑行道)的飛機以及牽引車、加油車等服務類機場內部車輛的運行狀況,避免出現飛機與服務車輛、服務車輛之間發生碰撞。另外飛機與飛機之間雖然有導航,但也出現過機翼相刮的現象。實際上,如果按照機場交通規范,將精確的地理定位與及時將視頻疊在上面,按照實際指引路線,就能實現正常運行。韓國釜山機場交通運營管理平臺類似于這種模式。
WiFi、RFID齊登場
在機場內部,機場都有做到WiFi全覆蓋,WiFi在為乘務人員提供網絡服務的同時,機場安防系統也可搭“順風車”做到一些移動應用。當前比較“前衛”的iPAD監控在國外已經實現。在歐美地區,一些機場安保主任或安保經理,手頭都會有一臺iPAD,一旦某點位發出報警,它的iPAD即刻接受到報警信息,并可直接彈出實時現場畫面,發出即時指示。WiFi在門禁系統中也會衍生出一些新應用,比如基于WiFi傳輸的手持式的移動讀卡器,靈活對乘客身份證進行信息驗證,完成安檢工作。此外,在機場內部服務車輛中的監控錄像也可以運用WiFi進行傳輸。
與此同時,RFID技術在國內部分機場已得到應用,包括航空行李的識別跟蹤、機場快速通關以及機務維修等。基于無線的RFID定位,可以做定位,也可以做訪問。機場作為重要物流集散地,貨物運輸、重點人物的看護都是其關注的重要內容。由于物流多采用貨車運輸,傳統的門禁讀卡器刷卡距離較短,在門禁應用中存在一定難度,而REID技術可以解決問題。比如一些通道門,司機在車上進入某區域,門禁設備感應到RFID,自動開門。另外RFID技術能通過安防集成系統解決候機旅客及隨身攜帶行李的定位,并與機場客運服務系統集成,相信未來能顯著提升機場的顧客服務水準。
未來:安防與業務融合
在眾多受訪者看來,國內機場安防系統技術水準并不低,今后重點發展的應是與機場相關業務的集成應用。未來機場安防系統除滿足安全管理需求外,將更多關注機場運營管理、航空公司客服、機場商業服務等方面的應用:如相關區域圖像在各業務部門的共享分析,為提升機場運營效率和服務水平提供基礎直觀數據;機場及航空公司地服部門有效利用視頻監控及錄像資料,應對旅客投訴及糾紛處理,既規范業務人員行為,又可以保障旅客和機場服務人員的合法利益。更多的應用相信會在機場商業服務方面,如利用視頻人數統計/駐留時間等分析,為機場商業布局分析、商家收入提升等帶來增值價值。
機場發展何去何從,我們拭目以待。