嚴冬

(上海虹橋國際機場公司,上海 200336)

大型機場視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)面臨的問題及解決思路

嚴冬

(上海虹橋國際機場公司,上海 200336)

隨著近年機場對視頻監(jiān)控需求的大幅增加,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)得到了長足的發(fā)展,但也機場視頻監(jiān)控存在著建設(shè)及運維成本巨大,用戶需求不合理,部門設(shè)置和機制不匹配,建設(shè)無序等問題,因此需通過加強標準建設(shè),加強頂層設(shè)計,推進新技術(shù)應(yīng)用來改善或解決機場視頻監(jiān)控建設(shè)所面臨的這些問題,促進視頻監(jiān)控在大型機場內(nèi)的可持續(xù)性發(fā)展。

大型機場視頻監(jiān)控 系統(tǒng)建設(shè) 頂層設(shè)計

大型機場具有占地面積大、飛行區(qū)、航站樓面積大、客貨流量大及飛機起降量大等特點，采取了大量先進的技術(shù)防范措施來協(xié)助人工進行安全監(jiān)測與管理。在整個機場安防系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是其中尤為重要的一環(huán)，因此在近些年中機場的監(jiān)控系統(tǒng)獲得了巨大的發(fā)展，而與此不匹配的是機場相應(yīng)人才儲備的不足，部門設(shè)置和機制的不匹配，使得大型機場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展仍存在很多問題。本文選用虹橋機場作為研究樣例，結(jié)合本人多年在機場內(nèi)負責安防系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗及即將開展的T1航站樓改造建設(shè)來進行論述說明。

1　大型機場視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)面臨的問題

1.1視頻監(jiān)控建設(shè)及擴容成本巨大

首先，由于機場人歷來對國產(chǎn)品牌的不信任，一般大型機場的監(jiān)控系統(tǒng)在招標階段已將國產(chǎn)主要品牌設(shè)備排除在外，當然這也是由于機場各層級的人不愿承擔選用國產(chǎn)品牌后發(fā)生整體性故障給部門績效考核所帶來的壓力，因此不僅是服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機、磁盤陣列、視頻編解碼器、視頻矩陣等后臺重要設(shè)備采用進口大品牌，就連現(xiàn)場安裝的攝像機及拾音器也使用進口品牌，其實目前國內(nèi)安防第一梯隊廠商在技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量上已經(jīng)獲得了長足的進步，且在售后服務(wù)上更是勝出進口大牌一籌，而部分進口品牌在設(shè)備維修周期上很難令人滿意。雖然現(xiàn)在各進口品牌商也在逐步支持通用標準，例如ONVIF協(xié)議，但其實其仍在通過其軟件平臺極力維護其封閉性，通過對其它品牌設(shè)備收取授權(quán)費用來拉高其它品牌、尤其是國產(chǎn)品牌的競爭門檻。這些情況隨著公安部GB/T28181標準的推行，在今后有望得到改善。

其次，由于大型機場的行政效率低，導(dǎo)致系統(tǒng)承建商或集成商收回全部合同款的周期至少是2年，部分高投資額的項目(3000萬以上)拖上個4年也不奇怪。因此承建商在報價時必須考慮這部分因素，因此其報價一般會比較高，這也導(dǎo)致機場視頻監(jiān)控建設(shè)成本高昂，以虹橋機場為例，平均在航站樓內(nèi)增加1路攝像機的費用是4萬，在機坪上增加一路攝像機的費用是5萬。

1.2機場內(nèi)施工困難

機場內(nèi)部有較多的開闊空間，諸如值機辦票大廳，行李提取廳等，天花板離地面十幾到二十多米，多數(shù)天花板內(nèi)并無人員檢修通道，在敷設(shè)線纜或安裝攝像機時施工十分困難，且危險系數(shù)很高。同時在航站樓內(nèi)施工必須在航班結(jié)束后的非航時間內(nèi)進行，一般是凌晨至5點左右的約5個小時內(nèi)，如在控制區(qū)內(nèi)施工，則攜帶工具經(jīng)過安檢檢查的時間至少在半小時以上，這樣每天能夠施工的時間只有不到5小時，且均在半夜，一個大型項目的施工周期一般在4個月到半年，相對來說施工周期很長。

1.3項目決策缺乏可靠的模式

部分大型機場對信息系統(tǒng)的建設(shè)缺乏一個專業(yè)的部門來負責運籌和決策，近幾年視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲得爆發(fā)性發(fā)展，這個問題尤甚，有決策權(quán)的公司機關(guān)部門即不懂技術(shù)也不懂業(yè)務(wù)，負責運維的基層部門雖然了解系統(tǒng)現(xiàn)狀及趨勢，卻沒有決策權(quán)，也沒有上通下達的渠道，最后往往演變?yōu)橛脩籼岢鲂枨?，由技術(shù)部門核算價格，機關(guān)決策部門覺得投資額太大，要減少，讓技術(shù)部門減少攝像機安裝數(shù)量，而全然不顧其合理性，也不審核用戶提出的安裝視頻監(jiān)控的需求是否合理。

1.4用戶需求不合理

機場用戶部門在對待視頻監(jiān)控的態(tài)度上，說的最多的一句話就是要全覆蓋、無死角，事實上這一條是做不到的，即使能做到也得不嘗試，機場畢竟是企業(yè)，盈利是企業(yè)的重要考量，不能為了安全而不顧一切，有些用戶要求安裝的攝像機其邊際效用是極低的，而且用戶的很多需求也并不是為了安全檢測，有些部門利用攝像機來監(jiān)控現(xiàn)場員工崗位，而這本來是管理者現(xiàn)場巡視的工作職責，導(dǎo)致了被監(jiān)控員工的消極情緒，這無論如何也不是安裝視頻監(jiān)控的初衷。

1.5系統(tǒng)使用效果與期望的差距較大

監(jiān)控的作用和功能已普遍被機場用戶認可，已成為機場用戶部門的剛性需求，很多業(yè)務(wù)離開了視頻監(jiān)控已無法開展，但另一方面，系統(tǒng)的許多不足和問題沒有很好的解決，實際使用效果與期望的有不小的差距，多集中在錄像存儲時間不長，云臺控制權(quán)的搶奪，攝像機故障遲遲沒有恢復(fù)，攝像機清晰度不足以致看不清想看的細節(jié)等這些環(huán)節(jié)。

1.6對技術(shù)變更的態(tài)度比較保守

現(xiàn)在安防新技術(shù)發(fā)展日新月異，IP攝像機已逐步成為主流，高清攝像機也在逐步推廣，4K、5K分辨率的產(chǎn)品也不再鮮見，各類NAS存儲及高密度硬盤已把存儲的成本大幅拉低，虛擬化、云技術(shù)不僅能夠大幅降低實體服務(wù)器的部署數(shù)量，也能為今后的視頻分析及智能化的應(yīng)用提供支撐。

部分大型機場對于信息系統(tǒng)技術(shù)的變更較為遲鈍了保守，一是由于涉及部門害怕技術(shù)變更導(dǎo)致的風險及需承擔決策失誤的風險，第二是由于對于當今技術(shù)的發(fā)展信息了解掌握的不夠，例如現(xiàn)在硬盤的單盤存儲容量已達6G，卻還在堅持使用1G硬盤;非重要區(qū)域的存儲可以使用NAS一體機，卻購買價格昂貴的大型存儲擴展柜。在云計算，計算中心等這些概念上更是缺乏相應(yīng)的部門和機制去研究和跟蹤。

2　解決思路

2.1合理安排球機和槍機的比例

針對售后服務(wù)慢，建設(shè)成本高的問題，建設(shè)或新增時應(yīng)使用更多的固定攝像機來覆蓋相關(guān)區(qū)域，固定攝像機相對來說故障率要低很多;另外云臺攝像機存在一個隨機盲區(qū)的問題，因為人為控制的問題，其鏡頭的朝向可能是隨機的，不一定指向最重要區(qū)域，且不同部門對于關(guān)鍵位置的認識也不相同，這還會導(dǎo)致用戶部門間產(chǎn)生矛盾，考慮到今后監(jiān)控的無間隔，大型機場應(yīng)提高固定攝像機部署的比例，只有極個別位置才真的有必要安裝云臺攝像機。

2.2使用IP攝像機

目前國內(nèi)的各大型機場主要還是前端模擬攝像機，后端編碼器的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，IP攝像機的應(yīng)用范圍還不大，主要原因是在前幾年IP攝像機系統(tǒng)的成本還很高昂，國外大牌的固定高清IP攝像機價格大多在2-3萬元人民幣，且大部分廠商還在主推編碼器產(chǎn)品，而這2年由于國產(chǎn)品牌加入競爭，國產(chǎn)品牌已經(jīng)將價格拉低到千元級，IP攝像機系統(tǒng)已跨過了普及的門檻，同時由于各安防巨頭組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也在推行標準化，IP攝像機使用在原有的編碼器系統(tǒng)(軟件)平臺上已無障礙。IP攝像機的使用能夠解決模擬攝像機施工時同軸線纜敷設(shè)量巨大，施工難度大，占用大量管道資源的問題，且因為同軸電纜沒有納入機場內(nèi)的綜合布線系統(tǒng)，安防線纜和綜合布線各自管理增加了施工及管理成本;IP攝像機可以使用網(wǎng)絡(luò)雙絞線或光纜進行傳輸，接入就近的綜合布線間，大型機場內(nèi)有上百間綜合布線間。目前模擬攝像機使用的同軸電纜接入機場內(nèi)數(shù)量有限的幾個大型匯聚機房，攝像機至這些匯聚機房間往往要跨越像值機辦票大廳那樣的大空間區(qū)域，這往往導(dǎo)致布線距離過長(部分線纜需要繞行)，信號衰減較嚴重，施工難度十分巨大;例如虹橋機場T2航站樓內(nèi)分布有十數(shù)間匯集機房，有上百間的綜合布線間，以綜合布線間為IP攝像機的底層匯聚節(jié)點，將大幅降低建設(shè)的施工難度及施工量，降低施工成本，在虹橋機場T1航站樓改造中即準備采用此方案。

目前IP攝像機基本都是高清攝像機，同樣一個攝像機可以覆蓋更廣的區(qū)域，因此可以減少現(xiàn)場設(shè)備部署的數(shù)量，可以有效降低設(shè)備故障量，且IP攝像機能支持系統(tǒng)設(shè)備自檢，設(shè)備故障后系統(tǒng)能夠及時報修;高清IP攝像機在機坪區(qū)域具有巨大的使用優(yōu)勢，由于攝像機室外高桿安裝不便，攀爬維修風險高，提升攝像機監(jiān)控范圍(維持有效清晰度)同時減少攝像機安裝數(shù)量卻不影響監(jiān)控范圍對于施工和運維均具有實際意義。

2.3分散存儲

目前的部分大型機場內(nèi)監(jiān)控視頻的存儲還是集中式的，使用高性能的視頻服務(wù)器、SAN交換機和磁盤陣列，集中安裝于中心機房內(nèi)，此架構(gòu)從目的上看是為了能保證支持高并發(fā)性需求，從虹橋機場T2航站樓視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實際使用情況看，雖然系統(tǒng)注冊的用戶有上千個，視頻工作站超過200臺，但實際活躍的用戶數(shù)并不多，近一半的工作站為不常用的休眠工作站，同時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)高并發(fā)信息的攝像機圖像其實只分布在固定的幾個區(qū)域，如安檢通道和機位。從存儲的配置看存在性能過剩，但因為設(shè)備價格昂貴，所以用戶更重視的錄像存儲時間卻無法滿足。同時集中式的存儲給網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大的負載量，在今后使用高清IP攝像機時，由于720p的帶寬一般在2M以上，1080P的帶寬在8M左右，遠高于標清攝像機圖像編碼后1-2M左右的帶寬，這會給系統(tǒng)的核心和匯聚交換機帶來巨大的網(wǎng)絡(luò)負載，因此在今后的建設(shè)中應(yīng)將存儲設(shè)備分散配置在匯聚機房內(nèi)，不再集中安裝于一個機房內(nèi)，這樣只要在每個匯聚機房(匯聚節(jié)點)設(shè)計好下級網(wǎng)絡(luò)，與核心交換機之間不會再有巨大的存儲視頻流的網(wǎng)絡(luò)開銷。另外對于并發(fā)需求不大的攝像機，也不用配置NVR加IP-SAN或FC-SAN這樣的配置，可以使用NAS直存設(shè)備。如果今后通過計算中心來進行視頻分析的話，又會導(dǎo)致匯聚和核心交換機之間產(chǎn)生新的巨大網(wǎng)絡(luò)開銷，因此存儲分散同時也是為了將來的視頻分析的巨大需求預(yù)留網(wǎng)絡(luò)帶寬。

2.4加強標準建設(shè)

現(xiàn)有的民航監(jiān)控建設(shè)標準如MH 7008-2002發(fā)布的時間較早，已不適用，且內(nèi)容較寬泛，實操性不強，而多數(shù)大型機場自己沒有建立相關(guān)的建設(shè)標準，或者所設(shè)立的建設(shè)標準與實際脫節(jié)，實際的項目建設(shè)實施過程中無法參考。由于沒有可操作性的，在建設(shè)的時候會迫于壓力間接使用公安的一些標準或者接受用戶的意見，尤其是公安、邊檢、海關(guān)等政府部門的意見，從而導(dǎo)致系統(tǒng)建設(shè)成本過高，因此建設(shè)符合機場實際需求和情況的標準迫在眉睫。

2.5支持國產(chǎn)品牌

鑒于現(xiàn)在國產(chǎn)一線品牌的質(zhì)量穩(wěn)定性已接近國外大牌，且國內(nèi)產(chǎn)品的售價大幅低于進口產(chǎn)品，售后服務(wù)態(tài)度更好，更及時;國產(chǎn)軟件平臺在客戶化方面具有更大的優(yōu)勢，因此機場可以逐步增加國產(chǎn)品牌的使用，國內(nèi)廠商在客戶溝通和商業(yè)策略上更靈活，更適應(yīng)機場這類國企的運作模式和行政效率。使用國產(chǎn)品牌在對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響極小的情況下，可以大幅降低系統(tǒng)建設(shè)成本和運維成本。同時在國家強制推進GB/T28181標準及政府逐步關(guān)注對在國家重要領(lǐng)域使用進口設(shè)備所導(dǎo)致的安全性(安全漏洞)問題的情況下，使用國產(chǎn)品牌是大勢所趨。

2.6加強頂層設(shè)計

為根本解決項目決策缺乏可靠的模式及用戶需求不合理的情況，必須要加強整個機場視頻監(jiān)控及安防體系的頂層設(shè)計，也就是要拿出系統(tǒng)規(guī)劃和路線圖，大型機場一般具有多個航站樓及其它樓宇設(shè)施，攝像機的數(shù)量規(guī)模在5000-7000個，并且可能存在很多套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)建設(shè)中需要考慮的問題很多，系統(tǒng)架構(gòu)，存儲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)，新舊系統(tǒng)的銜接，不同系統(tǒng)間的整合和接入，新技術(shù)的采用與否，布點的合理性，用戶需求的合理性，這么多方方面面需要考慮的問題，不僅僅是掌握系統(tǒng)的現(xiàn)狀，技術(shù)特性和技術(shù)趨勢，同時也需要對用戶相應(yīng)的業(yè)務(wù)有所了解，最后還需要有決策權(quán)來推行規(guī)劃，在小機場或一般企業(yè)，依靠外部的專業(yè)力量即可完成規(guī)劃，然后由企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)來推進實施即可，而在大型機場，由于復(fù)雜程度很高，必須由機場自己組建相應(yīng)的決策部門來進行規(guī)劃的設(shè)計和推行。

2.7建設(shè)整合軟件平臺

為提升視頻監(jiān)控應(yīng)用的效益，建設(shè)安防整合平臺為機場各類安防信息的集成提供一個統(tǒng)一的平臺，集成視頻、門禁、報警等多個類別的系統(tǒng)，通過平臺的建設(shè)可以有效的使用機場的視頻資源及其它安防資源，可以為用戶提供更有效的技防手段，同時可以為今后大型機場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)提供一個各系統(tǒng)整合及接入的標準接口，將整個機場的視頻資源有效的串聯(lián)起來，為今后視頻智能分析等應(yīng)用的普及和大規(guī)模使用打下基礎(chǔ)。

2.8建設(shè)計算中心

未來為了更有效的利用機場的視頻數(shù)據(jù)，必須對視頻數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化描述，便于具體應(yīng)用業(yè)務(wù)中對相關(guān)視頻的檢索，今后對視頻進行行為智能分析及預(yù)測，全景拼接等應(yīng)用將會越來越多，這一切都需要巨大的運算能力，依靠現(xiàn)在視頻監(jiān)控的NVR+存儲的模式無法勝任今后的需求，而單純的增加服務(wù)器會導(dǎo)致負載較低時的巨大性能浪費，以虛擬化和云技術(shù)為依托建設(shè)計算中心將是未來必然的路徑。

3　結(jié)語

總之，大型機場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)雖然存在不少困難，但隨著新技術(shù)的應(yīng)用及機場管理者對安防系統(tǒng)的越來越重視，這些困難必然能夠得到化解，同時機場視頻監(jiān)控系統(tǒng)近些年獲得了長足的發(fā)展，視頻這一要素在不斷滲透至機場的各個領(lǐng)域，不止是安防上的應(yīng)用，在機場運行管理中也逐漸開始發(fā)揮作用，甚至通過商業(yè)上的開發(fā)已開始產(chǎn)生經(jīng)濟效益。視頻監(jiān)控系統(tǒng)一定會成為機場越來越重要的應(yīng)用信息系統(tǒng)。