通常機(jī)場安防系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、門禁控制及周界入侵系統(tǒng)，其中門禁控制系統(tǒng)與普通樓宇的門禁控制系統(tǒng)差別不明顯(設(shè)備、點位多一些)；而航站樓內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是點位比較密集、用戶部門較多；周界入侵系統(tǒng)特點明顯，通常由各種入侵探測設(shè)備及視頻復(fù)核設(shè)備、聯(lián)動設(shè)備等構(gòu)成。本文重點討論航站樓視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
機(jī)場安防 視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體解決方案！
順便提一下集成安防系統(tǒng)的主要供應(yīng)商情況：視頻監(jiān)控前端設(shè)備主要是PELCO,BOSCH，松下等；高清IPC有AXIS，SONY等；編碼設(shè)備有NICE,BOSCH等；存儲設(shè)備有EMC/寶德等；門禁設(shè)備主要是泰科，霍尼韋爾、門吉利等；周界設(shè)備主要微波、震動光纜等，如Magal等。
機(jī)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點
機(jī)場作為航空交通運輸?shù)闹匾M成部分，有著其自身的特點。首先是機(jī)場監(jiān)控點數(shù)眾多，先前建設(shè)的幾大樞紐機(jī)場，都有上千點左右的規(guī)模，眾多的點數(shù)對攝像機(jī)的類型、安裝方式有各自不同的具體需求。其次是機(jī)場內(nèi)的部門機(jī)構(gòu)眾多，安檢、邊檢、海關(guān)、*、運營、行李、交通、指揮中心等等各個部門都對機(jī)場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)氖褂眯枨螅虼诵枰獫M足不同部門的不同應(yīng)用需求。第三是機(jī)場監(jiān)控點跨度比較大，單單是航站樓，就通常有幾十萬平方米，而如果算上機(jī)場周界，簡直是一個小城市，因此需要考慮視頻信號的傳輸，機(jī)房的利用、網(wǎng)絡(luò)資源的使用等等。通常，機(jī)場設(shè)計有弱電間、分機(jī)房、核心機(jī)房供弱電系統(tǒng)使用。
機(jī)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
模擬視頻監(jiān)控架構(gòu)
在早期的機(jī)場建設(shè)中，如2000年之前設(shè)計、建設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由于其時網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)并不成熟，因此，系統(tǒng)多采用模擬矩陣進(jìn)行組網(wǎng)連接(采用VCR或DVR錄像)，模擬系統(tǒng)的特點是技術(shù)成熟、產(chǎn)品穩(wěn)定、信號延時小等，但是模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的缺點也很明顯，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)展成本比較高、集成難度大并且管理困難。
系統(tǒng)設(shè)置一個核心矩陣在核心機(jī)房，并在各匯聚機(jī)房(二級機(jī)房)、分部門機(jī)房設(shè)置二級矩陣。二級矩陣與一級矩陣之間建立雙向視頻干線通道，從而將二級矩陣與一級矩陣整個為一個“大矩陣”。在不同的應(yīng)用部門利用監(jiān)視器墻、鍵盤、多媒體工作站等實現(xiàn)視頻的調(diào)用與控制。各控制主機(jī)和控制鍵盤采用通信控制器或直接上網(wǎng)的方式與管理工作站、多媒體工作站聯(lián)網(wǎng)，建立基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和控制通道。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)不是本文討論的重點，因此僅僅簡單探討。
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控架構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在近年來的機(jī)場、鐵路、地鐵等交通建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，其主要采用視頻編碼壓縮技術(shù)，將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流，利用網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)進(jìn)行視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)和存儲，在后端利用成熟的存儲技術(shù)如DAS或SAN實現(xiàn)海量、長期的數(shù)據(jù)存儲。
系統(tǒng)建設(shè)在機(jī)場的安防系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上，編碼器就近安裝在分布在各個角落的弱電間內(nèi)，攝像機(jī)就近連接到各個編碼器的視頻輸入口；在各個匯聚機(jī)房，設(shè)置安裝NVR服務(wù)器及磁盤陣列，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)內(nèi)所有視頻的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)工作，由于NVR服務(wù)器集中部署，因此非常適合采用SAN架構(gòu)存儲；在系統(tǒng)中控制中心(或匯聚機(jī)房)，安裝核心程序服務(wù)器，實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、核心服務(wù)應(yīng)用；總控中心，配置多臺解碼器，實現(xiàn)實時的解碼電視墻顯示，在其他分控中心或分控室，利用客戶端工作站實現(xiàn)視頻的瀏覽、控制或回放。
上圖是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D，圖中交換機(jī)層次、存儲設(shè)備等更加清晰明了。機(jī)場視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為四個層次，從下到上依次是：監(jiān)控現(xiàn)場→分控弱電間→主控弱電間(中心機(jī)房)→監(jiān)控中心和分控中心。
監(jiān)控現(xiàn)場由視頻監(jiān)控設(shè)備(模擬攝像機(jī)和IP攝像機(jī))、消防設(shè)備(消防探頭、噴淋頭等)、報警設(shè)備(報警按鈕、喇叭等)、門禁設(shè)備(出門按鈕、讀卡器、電控鎖等)組成。監(jiān)控現(xiàn)場的主要作用是終端設(shè)備、信號采集。
分控弱電間一般設(shè)置在航站樓的樓梯間或弱電井中(或旁邊)，主要用于接入前端設(shè)備的連接線，主要設(shè)備有：接入層交換機(jī)，消防系統(tǒng)的IO模塊、地址模塊，報警系統(tǒng)的報警控制器，門禁系統(tǒng)的門禁控制器，編碼器(用于將模擬攝像機(jī)信號轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)流)，接入層交換機(jī)。
中心機(jī)房是整個系統(tǒng)的控制核心，部署核心交換機(jī)、報警管理系統(tǒng)、消防管理系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、安防管理服務(wù)器、安防平臺服務(wù)器、存儲服務(wù)器等設(shè)備。監(jiān)控中心和分控中心實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)看、控制，一般需要部署交換機(jī)、電視墻、電視墻服務(wù)器、客戶端工作站等設(shè)備。各分控中心一般包括：指揮中心、安檢、邊檢、消防、海關(guān)、駐場單位、停車場、飛行區(qū)、行李等分控中心。各分控中心的作用是提供給各職能部門人員使用，執(zhí)行與其職能相關(guān)的監(jiān)看、控制功能。
智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成
編碼器實現(xiàn)視頻的采集、編碼壓縮，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)實現(xiàn)存儲或轉(zhuǎn)發(fā)，解碼器采用硬件解碼方式將視頻還原并監(jiān)視器墻顯示，分布各處的工作站通過軟解碼方式實現(xiàn)視頻的瀏覽，并可以通過客戶GUI對視頻監(jiān)控控制操作。
編碼器設(shè)備
通常，編碼器采用8路嵌入式視頻編碼器，主流方式是MPEG-4壓縮方式，實現(xiàn)低碼流下高質(zhì)量的視頻壓縮與傳輸，每個通道都可以支持4CIF實時，每個通道均支持雙碼流。另外，編碼器具有COM、RS485、TTL等輔助接點以實現(xiàn)PTZ控制、報警接口等工作。在具體有應(yīng)用的點位，可以采用智能編碼器，智能編碼器內(nèi)置視頻分析功能，可以利用視頻分析算法實現(xiàn)視頻的實時分析，并按照預(yù)先設(shè)置的規(guī)則進(jìn)行報警。
如上圖, 視頻編碼器安裝在TOC聯(lián)合機(jī)房的機(jī)柜內(nèi)，前端攝像機(jī)的視頻信號、控制信號和拾音器信號以及報警信號等接入編碼器，編碼器再接入安防網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)，從而通過安防網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)控制、調(diào)用和傳輸。并采用網(wǎng)絡(luò)視頻存儲服務(wù)器(NVR)進(jìn)行本地通用錄像等。
NVR設(shè)備
NVR設(shè)備，即網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)設(shè)備，與DVR的zui大不同在于其可以部署在網(wǎng)絡(luò)的任何位置，通過網(wǎng)絡(luò)捕獲視頻流數(shù)據(jù)。NVR同時擔(dān)任著視頻的回放，存儲操作，通常采用SAN架構(gòu)的存儲實時視頻的海量并發(fā)寫入，并通常采用RAID5技術(shù)實現(xiàn)冗余。
在MPEG4的編碼方式下，使用2M碼流就能獲得較好的4CIF/25FPS視頻圖像。在機(jī)場項目中由于網(wǎng)絡(luò)帶寬較充裕，為了獲得更好的視頻圖像質(zhì)量，我們按每一路碼流3Mbps來設(shè)置每一個錄像通道。網(wǎng)絡(luò)視頻錄像服務(wù)器按照接入40路視頻計算。錄像回放比例按照10：3,計算方法：NVR錄像帶寬(MB)=40*3Mbps=120Mbps=15MB/s；NVR回放帶寬(MB)= NVR錄像帶寬(MB)*0.3=4.5MB/s。通過上述的計算，可以得知NVRzui大的錄像帶寬為120Mbps，而一般配置的NVR服務(wù)器具有千兆網(wǎng)口，滿足情況下的對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需要。同時SAN光纖存儲網(wǎng)均采用4GB光纖通道，*存儲的需要。
核心服務(wù)器
核心服務(wù)器是系統(tǒng)的中心，是“首腦”，系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、聯(lián)動、地圖、報警能所有功能均需要核心服務(wù)器的支持，但是視頻流不需要核心服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)。因此，核心服務(wù)器一方面提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)、一方面提供系統(tǒng)控制命令，由于沒有視頻轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，所以負(fù)荷不高。
解碼顯示部分
在總控中心、分控中心，通過視頻工作站或監(jiān)視器墻，實現(xiàn)視頻的顯示還原。視頻顯示方式包括通道輪詢、電子地圖、頁面、布局等多種顯示方式。另外利用客戶端軟件，可以在網(wǎng)絡(luò)任何位置實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的視頻瀏覽、系統(tǒng)設(shè)置、報警管理等操作。
攝像機(jī)監(jiān)控點
機(jī)場攝像機(jī)的特點是，應(yīng)用場合多，如室外周界、室外停車、室內(nèi)辦票、安檢、海關(guān)、邊檢、候機(jī)等各個位置不同，對攝像機(jī)的指標(biāo)需求不同，并且安裝條件不同，因此必須有針對的設(shè)計和部署，可能在一個機(jī)場中部署10種以上的攝像機(jī)。電梯攝像機(jī)、室內(nèi)彩色半球、室內(nèi)固定槍機(jī)、室內(nèi)一體快球、室外一體快球、室外PTZ攝像機(jī)、高清攝像機(jī)等都有不同的需求。
聯(lián)動功能介紹
機(jī)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)動，主要是與消防、門禁、周界、防盜探測等系統(tǒng)的聯(lián)動，通常是其他系統(tǒng)發(fā)送報警信號給視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)收到報警后，按照事先預(yù)置的程序，進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的相應(yīng)通道的視頻錄像開啟、攝像機(jī)自動預(yù)置位調(diào)出，預(yù)置畫面彈出等。對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)動接口，有兩種實現(xiàn)方式，一種方式是視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行軟件聯(lián)動方式，軟件聯(lián)動方式主要在上層實現(xiàn)，即是兩個平臺之間的集成，可能需要互相開放一定的接口或二次開發(fā)；另外一種方式通過干接點方式，如其他其他通過干接點給編碼器或輸入輸出模塊報警觸發(fā)信號，然后由視頻監(jiān)控系統(tǒng)按照事先的程序響應(yīng)動作。
機(jī)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)要考慮的因素
機(jī)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)有大量的點位、大量的用戶，而系統(tǒng)通常是一套，如何在一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)之上進(jìn)行合理的部署、分組、分權(quán)限，以保證所有部門能夠有序、有力的利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)這一輔助手段實現(xiàn)各個不同部門之所需的服務(wù)，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該考慮的問題。
高清監(jiān)控需要
高清攝像機(jī)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)近年來發(fā)展的一類新產(chǎn)品，其特點是清晰度高、有效像素多從而細(xì)節(jié)豐富，覆蓋范圍更廣。而在機(jī)場應(yīng)用中，有多類場景具有點位密集的特點，如安檢、邊檢、辦票島等場所，如果采用傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)，因覆蓋范圍有限，通常需要一排排部署大量攝像機(jī)，而此情況下，*可以采用一定的高清攝像機(jī)實現(xiàn)大范圍場景覆蓋。
室外攝像機(jī)防雷
機(jī)場監(jiān)控場所，在周界、登機(jī)橋頭、停車場等場所，需要部署大量攝像機(jī)，而機(jī)場環(huán)境與其他場景不同在于，機(jī)場有凈空需求，凈空需求帶來的問題是機(jī)場的攝像機(jī)*暴露在露天空曠場所，而這種情況是雷擊概率zui高的，所以需要做好攝像機(jī)的防雷。通常采用安裝避雷針，同時對視頻、信號、電源分別加裝防雷隔離器件。
前端設(shè)備自診斷功能
機(jī)場的上千路的前端攝像機(jī)與后端至多百路的監(jiān)視器數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不成比例的，那么意味著在同一時間有大量的視頻信號無法為安保人員覆蓋到，而只能在后臺默默的錄像。這樣的問題是，當(dāng)日后如果調(diào)出相應(yīng)視頻，如果發(fā)現(xiàn)攝像機(jī)角度遭到移動、攝像機(jī)聚焦模糊、攝像機(jī)遭到遮擋等而錄像沒意義時，都將是令人氣餒的事情，而如果靠人工每天去排查所有攝像機(jī)也是不現(xiàn)實的。因此，視頻系統(tǒng)平臺需要具有自診斷功能，可以內(nèi)置診斷技術(shù)，實現(xiàn)對全部或部分?jǐn)z像機(jī)的實時“監(jiān)視”，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立刻發(fā)送報警，在*時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解決問題。這些問題應(yīng)該包括攝像機(jī)角度移動、聚焦模糊、遭遮擋、遭到噴涂、場景過亮、攝像機(jī)故障等。
視頻分析技術(shù)在機(jī)場監(jiān)控的應(yīng)用
丟包探測
*的形勢緊張導(dǎo)致機(jī)場這個人流密集的場所對“襲擊”必須全面預(yù)防，做到“提前探測、快速疏散”。丟包探測的機(jī)制是在防區(qū)內(nèi)，當(dāng)有遺失的包出現(xiàn)超過一定時間而沒人接觸的話，系統(tǒng)將報警并提示安保人員去復(fù)查。此技術(shù)可以讓系統(tǒng)自動檢測可疑行李和包裹并產(chǎn)生報警信息，以提供目標(biāo)對象定位及自動的鑒別,避免不必要的人員疏散，確保更有效的安保人員配置。
停車探測
停車探測主要是針對機(jī)場的一些出入口、車場、侯客區(qū)等，發(fā)現(xiàn)有非法泊車，非法掉頭、非法駛?cè)氲惹闆r發(fā)生時，系統(tǒng)能夠自動提示報警，以便于管理人員進(jìn)行處理。此模式可以檢測停放在區(qū)域的交通工具并產(chǎn)生報警信號，預(yù)防設(shè)施(欄桿、停車標(biāo)志、終端等)遭到破壞，確保更有效的安保人員配置(需要對行車道進(jìn)行觀察)，檢測周界威脅(智能監(jiān)視，低誤報率)。
尾隨探測
機(jī)場的一個顯著特點是，有大量的高安全區(qū)域、如總控機(jī)房、控制室、指揮中心、安檢通過區(qū)、海關(guān)區(qū)、辦公區(qū)等，這些場所是內(nèi)部人員及經(jīng)過安檢海關(guān)檢查通過的旅客才可以到達(dá)的區(qū)域，但是，為了防止有人尾隨合法員工進(jìn)入高安全區(qū)，需要系統(tǒng)能夠自動偵測非法尾隨并產(chǎn)生報警信號，非法尾隨指尾隨合法員工/人員進(jìn)入，此模塊與傳統(tǒng)的訪問控制系統(tǒng)并行操作，應(yīng)用程序?qū)蝹€的出入事件進(jìn)行計數(shù)，對任何超過允許通過人數(shù)的事件進(jìn)行智能識別和警告預(yù)防非法人員的非法進(jìn)入，確保更有效的安保人員配置(需要人員對出入口進(jìn)行監(jiān)視)。
