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)場管理條例》正式實施，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、聲光報警于一體的機(jī)場飛行區(qū)安防周界報警系統(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發(fā)出報警和警告，實現(xiàn)對入侵目標(biāo)的監(jiān)測和預(yù)警，以達(dá)到及時處置和防范的目的，全天候、全天時確保飛行區(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

　　此解決方案的亮點在于其前端分布式智能探測器節(jié)點組成，形成傳感網(wǎng)型入侵報警探測，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、時間域融合分析方法，采用三級事件濾網(wǎng)技術(shù)，將整個系統(tǒng)做到無漏報前提下誤報率幾乎為零，并可聯(lián)動視頻監(jiān)控、夜間輔助燈光、自動廣播等系統(tǒng)實現(xiàn)對機(jī)場飛行區(qū)周界可視化、全方位、全天候、全天時的動態(tài)智能感知，同時具備很強(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，實現(xiàn)空間域融合，時間域融合;是一種分布式的模式識別系統(tǒng);

　　更注重報警中心的業(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)計與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計均考慮低功耗，節(jié)能設(shè)計。

　　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)、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，通過對圍欄振動信號的采集、分析、融合，完成基于振動的報警輸出，并在控制中心報警管理主服務(wù)器實現(xiàn)第三級算法融合，最終輸出報警事件，完成報警聯(lián)動。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，實時上傳圍欄振動數(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，最終實現(xiàn)報警事件的判斷及上報。

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

　　聯(lián)動控制分系統(tǒng)

　　聯(lián)動控制分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)報警信息整合，展示，與聲光電和視頻系統(tǒng)聯(lián)動等報警處理，進(jìn)行整個系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)，故障報警，系統(tǒng)配置等操作維護(hù);報警處理流程和業(yè)務(wù)的管理，現(xiàn)場報警聯(lián)動可通過聯(lián)動數(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，每個防區(qū)的聯(lián)動動作都可實現(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)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、坐席綜合處理平臺軟件、數(shù)據(jù)庫等組成。通過報警軟件客戶端，用戶可訂閱各防區(qū)的報警、故障及狀態(tài)事件，并設(shè)置、復(fù)核、手動控制相關(guān)的聯(lián)動設(shè)備，完成報警響應(yīng)。

　　功能實現(xiàn)

　　系統(tǒng)平臺能提供包括信息采集、信息融合與決策處理、多級報警處理與顯示、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。每個分系統(tǒng)以各自的主控系統(tǒng)為中心，獨立工作，同時通過集成與其它分系統(tǒng)有機(jī)地協(xié)同工作、聯(lián)動防范，構(gòu)成一個完整的防區(qū)安全技術(shù)防范體系。本系統(tǒng)是 “目標(biāo)驅(qū)動”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)，實現(xiàn)全新的目標(biāo)識別、多點融合和協(xié)同感知。系統(tǒng)集成平臺主要功能模塊。

　　系統(tǒng)集成平臺軟件實現(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、廣播等實現(xiàn)報警聯(lián)動。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，最終輸出報警。

　　視頻聯(lián)動動作包括報警防區(qū)的實時視頻瀏覽、相鄰防區(qū)的實時視頻瀏覽、報警防區(qū)的歷史視頻即時回放、攝像機(jī)預(yù)置點控制等。視頻聯(lián)動通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的SDK接口實現(xiàn)。

　　現(xiàn)場音頻聯(lián)動包含自動語音喊話及人工喊話，數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺在接受到相應(yīng)報警事件后，將自動按照預(yù)設(shè)邏輯調(diào)用數(shù)字廣播系統(tǒng)中的自動語音喊話功能，以實現(xiàn)現(xiàn)場報警音的循環(huán)播放，同時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)報警時，系統(tǒng)立即與視頻分系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，在調(diào)出的視頻圖像里值班人員可迅速直觀的看到現(xiàn)場的實際情況;與此同時，系統(tǒng)集成平臺聯(lián)動數(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)報警流程如(圖3)所示。

圖3 機(jī)場周界系統(tǒng)報警流程圖

　　報警管理主服務(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：系統(tǒng)提供了多達(dá)30種的聯(lián)動動作，內(nèi)容覆蓋報警事件自動分配及響應(yīng)機(jī)制、實時視頻瀏覽、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)動動作定義前后順序、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)備的故障及時告警;保持系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);實現(xiàn)的設(shè)備參數(shù)的配置;實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾?

　　坐席綜合處理平臺：值班員可通過客戶端完成報警事件的處理、分發(fā)及歷史記錄管理等工作。同時對整個系統(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)安防周界報警系統(tǒng)的報警和視頻監(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)管平臺收到系統(tǒng)報警后，系統(tǒng)將自動調(diào)用聯(lián)動腳本，進(jìn)行聯(lián)動動作。利用SDK函數(shù)調(diào)用，可實現(xiàn)實時視頻瀏覽、歷史視頻回放、報警錄像、本地錄像、自動喊話、人工喊話、PTZ控制、球機(jī)預(yù)置點/軌跡巡航調(diào)用等功能。

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺聯(lián)動接口同時包含I/O量控制器通信接口，利用API實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備控制，同時可擴(kuò)展接入任意開關(guān)量報警設(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)動模塊，可通過腳本配置，實現(xiàn)近距離或遠(yuǎn)程的串口控制。

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

　　報警系統(tǒng)應(yīng)用軟件

　　控制器綜合處理軟件

　　報警管理主服務(wù)器安裝控制器綜合處理軟件，接收來自前端探測主機(jī)的報警事件;同時實現(xiàn)對第三方數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，成為報警數(shù)據(jù)的底層支持平臺。報警管理主服務(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，實現(xiàn)空間域的融合;同時利用感知信息的時間關(guān)系，建立時間域的融合;真正實現(xiàn)一個會記憶，會思考的感知網(wǎng)絡(luò)。并利用后臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合分析系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)全網(wǎng)級的融合感知與探測提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺

　　數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)管平臺提供多種聯(lián)動選項，覆蓋報警事件自動分配及響應(yīng)機(jī)制、實時視頻瀏覽、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)動動作定義前后順序、因果關(guān)系以及緊急處理方案，使報警軟件無縫的接入到現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程之中。報警信息顯示以拓?fù)洹㈦娮拥貓D、列表等方式實時呈現(xiàn)，支持按防區(qū)、報警類型和報警級別等條件訂閱事件。

　　網(wǎng)管部分可實現(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、停止、復(fù)位等業(yè)務(wù)操作。

　　坐席綜合處理平臺支持用戶組權(quán)限管理;支持事件顯示及報警視頻聯(lián)動;完成系統(tǒng)第三方實時視頻及歷史視頻調(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。

　　方案實施

　　每60-120米周界作為1個防區(qū)，共由若干個報警防區(qū)組成，每個防區(qū)設(shè)一套設(shè)備箱。

　　圍欄立柱間隔3米，每2個立柱布設(shè)一個探測器(即每3~6米布設(shè)一個探測器)，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。可以將報警信息第一時間發(fā)送到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和上級管理平臺上，對于應(yīng)對特殊時間、重大節(jié)慶日、重大接待活動等事項，具有提高指揮效率、加強(qiáng)機(jī)場與上級主管領(lǐng)導(dǎo)實時溝通的特點，形成了一個良好的管理決策機(jī)制。

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