文/林建海 陸開

基于物聯(lián)網(wǎng)的浦東機場飛行區(qū)圍界防入侵系統(tǒng)應(yīng)用

文/林建海 陸開

傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，打造抗干擾能力強，虛警和漏警率極低，滿足全天候全天時監(jiān)控要求的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機場圍界防入侵系統(tǒng)，在浦東機場得到成功應(yīng)用。

為了滿足2008年民航總局修訂的《民用航空運輸機場安全保衛(wèi)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(MH/T 7003-2008)中的相關(guān)要求，強化飛行區(qū)安全，上海機場和中科院上海微系統(tǒng)所組成聯(lián)合開發(fā)團隊，基于中科院上海微系統(tǒng)所自主知識產(chǎn)權(quán)的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，打造抗干擾能力強，虛警和漏警率極低，滿足全天候全天時監(jiān)控要求的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機場圍界防入侵系統(tǒng)，在浦東機場得到成功應(yīng)用，由此為圍界防入侵帶來革命性的技術(shù)創(chuàng)新。

項目背景

機場飛行區(qū)是航空器起降的重要場所，其安全性直接與旅客、機組人員、其他工作人員的生命安全息息相關(guān)。2008年中國民用航空局在《民用航空運輸機場安全保衛(wèi)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(MH/T 7003-2008)中明確規(guī)定：“年客運量超過1000萬/人次的機場應(yīng)設(shè)立周界報警、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，且系統(tǒng)應(yīng)能對周界入侵行為作出判斷，對目標(biāo)進行分類，應(yīng)能在機場飛行和安全照明的環(huán)境下工作，應(yīng)滿足全天候運行的要求?！?/p>

浦東機場作為中國最繁忙的機場之一，飛行區(qū)圍界長期單純依靠物理圍欄和人工巡邏，缺乏有效的技防手段。2008年上海機場集團和中科院上海微系統(tǒng)所組成聯(lián)合開發(fā)團隊，基于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，打造抗干擾能力強，虛警和漏警率低，滿足全天候全天時監(jiān)控要求的周界防入侵系統(tǒng)，為機場周界防入侵帶來革命性的技術(shù)創(chuàng)新。

系統(tǒng)簡介

浦東機場飛行區(qū)圍界防入侵系統(tǒng)長27.1公里，分為不同的類型。防入侵系統(tǒng)因地制宜，針對不同圍界類型的需求，設(shè)計了不同的布設(shè)方案。

系統(tǒng)架構(gòu)

防入侵系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，具體包括：前端子系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)，指控中心子系統(tǒng)及供電子系統(tǒng)。前端子系統(tǒng)包括智能感知器、視頻監(jiān)控、號角、照明燈等，通過智能感知器感知入侵信號，并通過指控中心聯(lián)動照明、號角和攝像機；網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)負(fù)責(zé)前端與指控中心的信息傳遞；指控中心子系統(tǒng)部署了服務(wù)器和坐席，負(fù)責(zé)處理信號與數(shù)據(jù)存儲；供電子系統(tǒng)負(fù)責(zé)供電。

系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)前端智能感知器采用蜘蛛網(wǎng)仿生學(xué)原理，多傳感手段協(xié)同，多視角檢測、識別目標(biāo)。當(dāng)有翻越、破壞等警情發(fā)生時，前端通過多傳感器協(xié)同感知，并通過數(shù)據(jù)融合智能判斷，將疑似入侵信號傳至指控中心，在這里通過特定算法減少誤判、鎖定目標(biāo)位置，并啟動報警，顯示視頻畫面，聯(lián)動照明及廣播系統(tǒng)對現(xiàn)場進行警示，安檢隊員可依據(jù)預(yù)案處理警情。

系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

系統(tǒng)除防入侵固有的功能外，還具備如下特點：

● 系統(tǒng)自學(xué)習(xí)機制

● 系統(tǒng)自檢與自調(diào)理

● 報警等級自定義

● 入侵目標(biāo)分類與定位

系統(tǒng)建設(shè)運行情況

系統(tǒng)建設(shè)情況

浦東機場圍界防入侵系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)歷了兩個階段，包括試驗段及整體工程，歷時共約4年。

● 2.4公里試驗段

2007年底，在浦東機場第一跑道北側(cè)建設(shè)2.4公里系統(tǒng)試驗段。通過與張力圍欄效果比對，表明物聯(lián)網(wǎng)防入侵技術(shù)在性能上已超越傳統(tǒng)安防手段。

● 24.7公里整體工程

2009年6月，防入侵系統(tǒng)24.7公里整體工程投入建設(shè)。系統(tǒng)試運行階段，進行了大量改進，穩(wěn)定性得到大幅提高。同時，建立現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)樣本庫，提升對環(huán)境的適應(yīng)能力。2011年1月，系統(tǒng)自檢功能上線。2011年9月正式通過驗收。

系統(tǒng)運行情況

飛行區(qū)圍界防入侵系統(tǒng)自2010年3月上線，運行逐步平穩(wěn)。系統(tǒng)無漏警，2011年后誤警數(shù)量降至每日10次以內(nèi)，具體情況如下：

● 漏警統(tǒng)計分析

系統(tǒng)試運行，安檢護衛(wèi)部門安排專人進行大量測試。自2010年10月起，平均每天測試百余次。前期測試出現(xiàn)部分不報警現(xiàn)象主要是由于網(wǎng)絡(luò)故障、磚墻圍界敏感度差等原因造成。隨著設(shè)備自檢功能上線，設(shè)備完好率提高，加之算法自學(xué)習(xí)機制不斷完善，漏警現(xiàn)象徹底消除。如圖2(a)所示：

● 誤警統(tǒng)計分析

如圖2(b)所示，系統(tǒng)運行至今，誤警數(shù)量顯著減少，并逐步趨于穩(wěn)定。系統(tǒng)成功經(jīng)受了臺風(fēng)、雨雪等天氣考驗。

● 設(shè)備故障統(tǒng)計分析

自2010年10月至今，防入侵系統(tǒng)前端設(shè)備故障率呈明顯下降趨勢。自檢功能上線以來，通過設(shè)備更換，故障率由2010年10月份的4.4%迅速下降至不足0.1%。

系統(tǒng)運行成效

提升機場安全系數(shù)

該系統(tǒng)有效的將技防、人防、物防融合在一起，形成三位一體的立體式防范，提升了飛行區(qū)的空防安全。系統(tǒng)初驗以來，已成功協(xié)助安檢部門抓捕了4名非法入侵人員。

優(yōu)化機場安全管理模式

系統(tǒng)建設(shè)前，機場飛行區(qū)內(nèi)建有7個瞭望哨，共有6輛巡邏車24小時不間斷巡邏。這種傳統(tǒng)的、被動的密集型人工實地巡查模式，不僅成本開支高，而且容易遺漏可疑目標(biāo)。系統(tǒng)建成運行后，撤銷瞭望哨，取消24小時巡邏，將機場飛行區(qū)分成6塊區(qū)域，設(shè)6輛巡邏車駐點待命，從而由被動防范轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃颖O(jiān)控、快速出警。

總的來說：浦東機場圍界防入侵系統(tǒng)是國內(nèi)機場物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用的首例，該系統(tǒng)抗干擾能力強，漏警率、虛警率極低，可滿足全天候全天時的監(jiān)控要求，為機場周界防入侵帶來了革命性的技術(shù)創(chuàng)新。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸成熟，防入侵系統(tǒng)將更加優(yōu)化，成本將進一步減低、運行維護將更加方便，有望在國內(nèi)外機場大規(guī)模推廣。

（作者就職于上海國際機場股份有限公司）