胡宗健

（廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)建設(shè)發(fā)展有限公司，廣東廣州 510470）

1 智能安防技術(shù)概述

人工智能應(yīng)用水平日益提高，其逐步滲透至多個(gè)行業(yè)中?，F(xiàn)階段的機(jī)場(chǎng)安防技術(shù)，通常會(huì)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)，該技術(shù)可以通過(guò)自動(dòng)化的方式精準(zhǔn)完成人臉識(shí)別、行為分析等相關(guān)工作。

智能視頻分析系統(tǒng)深度整合以人工智能為代表的現(xiàn)代化技術(shù)，通過(guò)訓(xùn)練后的模型展開(kāi)分析，生成具有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)，為分析及決策提供參考依據(jù)。

從應(yīng)用場(chǎng)景的角度分析，智能視頻分析技術(shù)包含兩個(gè)類(lèi)別：卡口場(chǎng)景，其主要為人臉、人員卡口、車(chē)輛卡口，根據(jù)要求配備場(chǎng)景攝像機(jī)，可適時(shí)調(diào)整采集位置、角度等參數(shù)；非卡口場(chǎng)景，其要求相對(duì)較低，并未對(duì)攝像機(jī)的安裝位置以及角度提出嚴(yán)苛的要求。

2 機(jī)場(chǎng)智能安防的實(shí)現(xiàn)方式

前端攝像機(jī)、后臺(tái)服務(wù)器是兩種較為典型的智能視頻分析實(shí)現(xiàn)方法，前端攝像機(jī)被應(yīng)用于復(fù)雜度較低的分析算法中，如進(jìn)入檢測(cè)、越線(xiàn)檢測(cè)等。后臺(tái)服務(wù)器常被應(yīng)用于復(fù)雜度較高的分析算法中，較為主流的功能有人群密度測(cè)定、人臉識(shí)別等。

2.1 前端攝像機(jī)智能分析

以智能攝像機(jī)為主要裝置，其可對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行深入分析，識(shí)別關(guān)鍵要素，判斷行為、進(jìn)行場(chǎng)景理解，可較為有效地提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

（1）基本組成。

傳感器、處理器及通信三大模塊。

（2）智能分析攝像機(jī)。

①以安防要求為準(zhǔn)，提前設(shè)定智能視頻分析規(guī)則，以此為操作基準(zhǔn)，針對(duì)視頻展開(kāi)實(shí)時(shí)的智能分析；②分析規(guī)則無(wú)特定的約束，具體視實(shí)際需求而定，依托傳輸網(wǎng)絡(luò)連通作用，將視頻圖像及時(shí)傳輸至應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)行針對(duì)性分析。

（3）功能用途。

較典型的有視頻報(bào)警、智能視頻診斷、數(shù)據(jù)分析等。

2.2 后臺(tái)服務(wù)器分析

以GPU的專(zhuān)用服務(wù)器為核心，適配前端攝像機(jī)，由該裝置采集視頻，經(jīng)傳輸后由后端機(jī)房的服務(wù)器做針對(duì)性的處理，提取視頻中的信息，進(jìn)行相應(yīng)的判斷。

（1）基本組成。

以攝像機(jī)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、智能分析系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)為核心，通過(guò)彼此間的協(xié)同作用，構(gòu)成完整的體系，可適用于復(fù)雜度較高的圖像分析算法，解決以往攝像機(jī)處理能力受限的問(wèn)題。

（2）功能用途。

較典型包括人臉識(shí)別、復(fù)雜物體識(shí)別、特定范圍內(nèi)的密度統(tǒng)計(jì)等。

3 智能安防技術(shù)在機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用分析

通過(guò)智能安防分析系統(tǒng)的應(yīng)用，可以智能化的方式感知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并在全面采集數(shù)據(jù)后將其清晰呈現(xiàn)，以用于反饋機(jī)場(chǎng)實(shí)時(shí)的安全狀態(tài)。對(duì)于前期來(lái)說(shuō)，已經(jīng)適配分析規(guī)則，可作為安全事件的識(shí)別及判斷依據(jù)，以更精準(zhǔn)的方式掌控機(jī)場(chǎng)的安全態(tài)勢(shì)。

3.1 客流分析

（1）實(shí)時(shí)采集客流量的數(shù)據(jù)，包含出入口人員總量、人群密度、候機(jī)排隊(duì)長(zhǎng)度等，若某功能區(qū)的人員總量超出上限值，將及時(shí)發(fā)出提醒，以便專(zhuān)員視實(shí)際情況采取調(diào)整措施。

（2）客流分析的覆蓋范圍較廣，包含出入口、值機(jī)區(qū)、安檢區(qū)、候機(jī)區(qū)等各個(gè)覆蓋乘客行動(dòng)路徑的場(chǎng)所，得益于此優(yōu)勢(shì)，可更有效地對(duì)特定場(chǎng)所采取增減人員、增減設(shè)施等相關(guān)措施，從源頭上規(guī)避安全問(wèn)題，提高機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)效率。

3.2 人臉識(shí)別

人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于遠(yuǎn)距離、非接觸、隱蔽性、全面性，是安防工作中的關(guān)鍵支撐技術(shù)。人臉識(shí)別的工作內(nèi)容包含人臉身份確認(rèn)、人臉身份驗(yàn)證。在卡口場(chǎng)景中常涉及人臉身份確認(rèn)操作，可在監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)高精度、高靈敏性的人臉抓拍攝像機(jī)，實(shí)時(shí)采集信息并傳輸給后端人臉識(shí)別服務(wù)器，以便對(duì)采集的信息加以比對(duì)，識(shí)別人員的身份。人臉識(shí)別中，主要比對(duì)識(shí)別依據(jù)為人臉黑名單庫(kù)和靜態(tài)人臉庫(kù)。

對(duì)于人臉黑名單動(dòng)態(tài)布控，其由現(xiàn)有卡口處的攝像機(jī)采集圖像，基于深度學(xué)習(xí)模型從中提取特征向量，并與黑名單庫(kù)人臉進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)行相應(yīng)的判斷。對(duì)于人臉靜態(tài)比對(duì)，需借助深度學(xué)習(xí)模型檢測(cè)人臉，并快速抓拍圖片，根據(jù)圖像信息提取人臉深度學(xué)習(xí)特征向量，將其與靜態(tài)庫(kù)中的人臉進(jìn)行比對(duì)，以準(zhǔn)確確定被識(shí)別人的身份。具體至機(jī)場(chǎng)智能安防工作中，可在安檢驗(yàn)證柜臺(tái)、登機(jī)口等區(qū)域展開(kāi)人臉身份的識(shí)別操作。

在人臉身份驗(yàn)證應(yīng)用中，以人臉白名單較為典型，其在人臉門(mén)禁、人臉核驗(yàn)等場(chǎng)景中均得到廣泛的應(yīng)用。人臉身份驗(yàn)證可使用活體檢測(cè)等較為先進(jìn)的手段，可規(guī)避利用面具、照片假冒人臉的行為，可更為精準(zhǔn)地做好安全防控工作，以保證機(jī)場(chǎng)各功能區(qū)域的安全性。根據(jù)安檢驗(yàn)證柜臺(tái)、登機(jī)口等關(guān)鍵區(qū)域的人流特點(diǎn)，合理適配人臉身份驗(yàn)證機(jī)制，可提高安防水平，達(dá)到人、票、證合一的效果。

3.3 行為分析

行為分析是機(jī)場(chǎng)安防中的重要手段，可用于判斷人員的異常行為，在貴重物品監(jiān)視、區(qū)域重點(diǎn)防范等領(lǐng)域均具有可觀(guān)的應(yīng)用價(jià)值；此外，可實(shí)現(xiàn)對(duì)異常行為的報(bào)警，有助于提高視頻監(jiān)控的準(zhǔn)確性、效率，可使安防工作人員更迅速進(jìn)行響應(yīng)。

行為分析可用于群體的態(tài)勢(shì)分析工作中，具體涉及人員徘徊檢測(cè)、人群聚集分析、人群涌動(dòng)分析等方面，同時(shí)可針對(duì)人員密集場(chǎng)所展開(kāi)分析，以提高應(yīng)對(duì)水平，避免出現(xiàn)被動(dòng)應(yīng)對(duì)的局面。

對(duì)于行李托運(yùn)區(qū)、值機(jī)區(qū)、候機(jī)區(qū)等關(guān)鍵的場(chǎng)所，可將各區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)等級(jí)作為立足點(diǎn)，并以特定顏色的熱力圖顯示，從而精準(zhǔn)區(qū)分，管理人員可以通過(guò)更直觀(guān)的方式掌握航站樓各區(qū)域的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)，及時(shí)采取管理措施。

3.4 視頻結(jié)構(gòu)化

視頻結(jié)構(gòu)化在非卡口應(yīng)用中具有代表性，依托于結(jié)構(gòu)化分析與快速檢索機(jī)制，可高效提取人員的特征，形成目標(biāo)小圖和場(chǎng)景大圖，并將兩類(lèi)信息完整寫(xiě)入存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)，以便后續(xù)可根據(jù)需求進(jìn)行快速查詢(xún)，使信息在各時(shí)段均具有可利用性[1]。

在視頻結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)快速分析過(guò)程中，可較為有效提取視頻中目標(biāo)的特征屬性信息，根據(jù)信息串聯(lián)成事件的特定線(xiàn)索，立即展開(kāi)分析，提前進(jìn)行感知，并采取針對(duì)性的處理措施。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)航站樓隔離區(qū)的特點(diǎn)，配備視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，并將其作為視頻結(jié)構(gòu)化分析的硬件裝置，可節(jié)省重新布點(diǎn)的煩瑣環(huán)節(jié)，保證人員軌跡分析的準(zhǔn)確性。

（1）熱成像攝像技術(shù)。

在暴力犯罪案件的發(fā)生時(shí)間中，以18：00～次日6：00為高發(fā)時(shí)段，與夜晚光線(xiàn)不足有關(guān)。通過(guò)熱成像攝像機(jī)的應(yīng)用，可在無(wú)須反射光、紅外線(xiàn)的條件下完成監(jiān)控工作，借助目標(biāo)與環(huán)境間的溫度差異，形成特定的熱對(duì)比度，由此展開(kāi)成像分析，解決了夜晚作案判斷難度大的問(wèn)題。在機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中，夜間飛機(jī)的導(dǎo)航會(huì)受到無(wú)關(guān)燈光的干擾，機(jī)場(chǎng)內(nèi)的夜間光照相對(duì)微弱，不可有額外的燈光?？蓱?yīng)用熱成像技術(shù)，從解決夜間因光線(xiàn)不足，導(dǎo)致監(jiān)視不全面、預(yù)警不及時(shí)的問(wèn)題。熱成像攝像技術(shù)可用于高溫人群識(shí)別，其可精準(zhǔn)鎖定體溫偏高的人員，為相關(guān)工作的開(kāi)展提供了重要幫助。

恐慌心理易迫使人體血壓升高，可利用血壓監(jiān)測(cè)的方式篩查旅客?，F(xiàn)階段，攝像頭測(cè)血壓技術(shù)是較為新穎的發(fā)展方向。一方面，通過(guò)攝像頭的應(yīng)用，拍攝皮膚表面圖像，從中確定血管及皮膚顏色的細(xì)微變化，依托圖像信息處理技術(shù)和圖像血壓算法，可確定被監(jiān)測(cè)對(duì)象的血壓。另一方面，攝像頭測(cè)血壓技術(shù)不會(huì)給被測(cè)人員帶來(lái)不適感，被測(cè)人員不會(huì)察覺(jué)被測(cè)過(guò)程，能夠主動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理。

（2）光纖光柵周界。

光纖光柵周界入侵報(bào)警系統(tǒng)充分應(yīng)用到光纖光棚振動(dòng)式周界探測(cè)器，將該裝置串接于一體，形成監(jiān)控范圍較廣、靈敏度較高的監(jiān)控系統(tǒng)，可直接采集擾動(dòng)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)至后端，由光纖光柵處理器及系統(tǒng)服務(wù)器做針對(duì)性的識(shí)別與處理，判斷安防區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況，若存在入侵行為，可以精準(zhǔn)鎖定其位置，同時(shí)生成入侵物的運(yùn)行軌跡，具有安全可靠、功能豐富、監(jiān)測(cè)靈活等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[2]。

（3）智能監(jiān)控。

在基于視頻的行為識(shí)別中，設(shè)計(jì)分類(lèi)器為重要的裝置，擬利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實(shí)現(xiàn)，借助分類(lèi)器對(duì)人的行為進(jìn)行判斷，如正常行走、跑、跳躍等。

①引入心理學(xué)理論，可對(duì)首次進(jìn)入機(jī)場(chǎng)的旅客的行為進(jìn)行判斷，確定專(zhuān)屬于每位旅客的行為特征，再將其與基礎(chǔ)庫(kù)的異常行為展開(kāi)對(duì)比分析，根據(jù)對(duì)比結(jié)果做出相應(yīng)的預(yù)警。

②設(shè)備持續(xù)性地采集旅客骨架步態(tài)特征，生成相應(yīng)的信息，構(gòu)建以旅客個(gè)人為單位的骨架數(shù)據(jù)庫(kù)，若旅客的實(shí)際行為與預(yù)先建立的骨架數(shù)據(jù)庫(kù)特征存在不適配的情況，則將其判斷為異常行為，隨即發(fā)出預(yù)警。圖像識(shí)別在實(shí)際應(yīng)用中存在局限性，為突破數(shù)據(jù)類(lèi)別過(guò)于單一的束縛，可引入音頻信號(hào)特征，更快速對(duì)旅客異常行為進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，航空運(yùn)輸是現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系中的重要形式，具有便捷、高效的特點(diǎn)，為了提高航空運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平，應(yīng)加強(qiáng)安防工作力度，為乘客以及工作人員營(yíng)造安全的環(huán)境。在智能安防技術(shù)水平日益提高、產(chǎn)品逐步豐富的背景下，應(yīng)以實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，合理選擇安防技術(shù)，正確配套安防設(shè)施，切實(shí)解決工程化布點(diǎn)難度高、算法場(chǎng)景局限性強(qiáng)等問(wèn)題。在后續(xù)的工作中，技術(shù)人員仍需進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)智能安防技術(shù)的升級(jí)以及產(chǎn)品的更新，提升機(jī)場(chǎng)的智能安防技術(shù)水平。