陳琛
(成都雙流國際機場 四川成都 610202)
機場安防是保障機場平穩(wěn)運行的關(guān)鍵,在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的背景下,打造一套完整的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)具有必要性。為了能夠不斷強化綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能,相關(guān)人員要重點解決各個監(jiān)控系統(tǒng)獨立運行的問題,在堅持集成化管理的基礎(chǔ)上,最終打造出一個符合機場安防管理的監(jiān)控管理系統(tǒng),這也是本文研究的主要目的。
本文在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上打造出機場安防綜合監(jiān)控管理系統(tǒng),該技術(shù)中充分發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)工藝成熟的優(yōu)點,可以降低系統(tǒng)在建成后出現(xiàn)故障的概率。按照層次劃分,該系統(tǒng)的層次劃分方案如表1所示。
按照表1 介紹的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在本次設(shè)計中所要實現(xiàn)的設(shè)備功能主要包括以下幾方面。(1)設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)。在機場安防綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)中,應(yīng)實時采集機場運行的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控,因此,在系統(tǒng)功能設(shè)定中,應(yīng)選擇一種可以快速采集系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的方法,在確保正常通信的基礎(chǔ)上,借助高效便捷的采集方式來存儲數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)處理效果。(2)系統(tǒng)配置技術(shù)。當(dāng)機場安防監(jiān)控系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)渠道上傳至數(shù)據(jù)庫時,應(yīng)保證設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的匹配。而現(xiàn)階段考慮到機場的監(jiān)控設(shè)備存在參數(shù)、類型方面的差異,所以,在該功能中要解析監(jiān)控視頻中的原始數(shù)據(jù),再將其加工為可識別的數(shù)據(jù)后再上傳。(3)大數(shù)據(jù)分析。為強化機場安防效果,可借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來識別數(shù)據(jù)庫中的資料,在獲得分析數(shù)據(jù)后,對整個機場的安防工作現(xiàn)狀進(jìn)行分析與評估,總結(jié)有無潛在安全隱患。
表1 系統(tǒng)的功能層次劃分方案
本次研究中,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),所建設(shè)的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)是面向機場安防工作的,因此,在該系統(tǒng)上需要采集每一個監(jiān)控單位的數(shù)據(jù),并完成數(shù)據(jù)存儲與上傳。在對相關(guān)技術(shù)可行性展開分析后,最終選擇了技術(shù)成熟的Modbus/TCP技術(shù)來構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)體系,來強化安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能。
本文所使用的Modbus/TCP 技術(shù)是經(jīng)過通信模型實現(xiàn)的,該技術(shù)的架構(gòu)如圖1所示。在該技術(shù)下,為保證正常的通信系統(tǒng)需求,整個監(jiān)控系統(tǒng)可以采用請求、指示、響應(yīng)及證實等方法,確保正常的監(jiān)控管理系統(tǒng)實現(xiàn)。
圖1 機場安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端與服務(wù)器交互模型
在監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)備互聯(lián)模塊下,模塊的總體設(shè)計方案為:在設(shè)備中嵌入數(shù)據(jù)采集程序,將設(shè)備的PLC設(shè)定為Modbus/TCP客戶端,之后經(jīng)服務(wù)器不斷采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)即可。此時,為確保安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運行效率,一臺服務(wù)器分別連接5~8 臺監(jiān)控設(shè)備采集數(shù)據(jù),并按照設(shè)備對應(yīng)的IP 型號區(qū)分設(shè)備;為能夠順利應(yīng)對機場安防過程中的突發(fā)事件,在每臺服務(wù)器上都配置備用服務(wù)器,當(dāng)采集服務(wù)器無法正常運行時,備用服務(wù)器可以采集監(jiān)控設(shè)備的各種信息。
在該系統(tǒng)中,為了能夠隨時提取不同監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動匹配客戶端(監(jiān)控設(shè)備)的端口號碼及IP 地址、其他數(shù)據(jù)類型等信息,經(jīng)過上述資料,能夠解析機場安防的實時數(shù)據(jù)。在本次機場安防綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)中,主要使用4 種Modbus 功能,分別為01、02、03、04,在功能碼中的01與02能夠傳輸線圈值,而03、04可用于傳輸寄存器的參數(shù)。所以,在監(jiān)控裝置解析期間,可根據(jù)功能碼的分布情況完成監(jiān)控數(shù)據(jù)解析,例如,當(dāng)系統(tǒng)中解析的功能為01 與02 時,系統(tǒng)可以對監(jiān)控數(shù)據(jù)按照布爾類型數(shù)據(jù)處置,整個數(shù)據(jù)處理過程較為簡單,解析速度快;而當(dāng)功能碼為03或者04時,則需要根據(jù)監(jiān)控視頻類型做解析。
在本文介紹的物聯(lián)網(wǎng)框架下,當(dāng)設(shè)備互聯(lián)模塊采集到監(jiān)控視頻的數(shù)據(jù)并完成上傳時,上述數(shù)據(jù)本身是無異常的,數(shù)據(jù)庫無法直接存儲視頻數(shù)據(jù),所以,需要通過對視頻技術(shù)進(jìn)行解析之后才能用于判斷機場安防工作的現(xiàn)狀。而結(jié)合機場安防工作的現(xiàn)狀來看,因為安防系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備可能會出現(xiàn)型號差異的問題,且不同類型的監(jiān)控系統(tǒng)所需要采集的數(shù)據(jù)存在不同,若根據(jù)監(jiān)控設(shè)備的類型建立解析模塊,則會顯著提升運營成本。為了解決上述問題,本文設(shè)置了通用配置模型,該模型能夠?qū)Σ煌谋O(jiān)控設(shè)備采用統(tǒng)一的操作規(guī)程進(jìn)行處理,其基本配置方案包括為每一種類型的安防監(jiān)控設(shè)備建立配置文件,此時,配置文件匯總以下內(nèi)容:(1)監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)解析方法;(2)設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲文檔;(3)數(shù)據(jù)的存儲格式。之后,服務(wù)器在采集監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后,可按照設(shè)備的編號信息將其上傳至對應(yīng)的配置文件上,再按照規(guī)定存儲數(shù)據(jù)即可,此時,當(dāng)采集的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化時,只需要通過對配置的文件做修改后即可,不需要重新解析整個視頻監(jiān)控模塊。
2.3.1 基本信息管理
(1)在基本信息管理中,需要針對每個機場安防監(jiān)控設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,包括監(jiān)控設(shè)備的基本信息、監(jiān)控設(shè)備的定位方案等,并且在該監(jiān)控設(shè)備運行中,可以根據(jù)IP 地址生成唯一代碼,通過該代碼,可以快速確定安防管理中出現(xiàn)異常的位置,方便安防人員第一時間抵達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行處理。
(2)人員信息管理。安防系統(tǒng)直接與安防人員對接,能夠記錄安防人員的位置及其他旅客的行動軌跡。在出現(xiàn)特殊情況時,可以聯(lián)系最近的安防人員;或者針對違法亂紀(jì)人員,進(jìn)行監(jiān)控視頻跟蹤。
2.3.2 報警管理
在安防系統(tǒng)在運行過程中,可以根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行第一反饋。例如,在監(jiān)控機場內(nèi)電梯等裝置運行狀態(tài)時,可以根據(jù)發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)或者運行故障,按照工作人員設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)判斷報警等級,并將電梯運行前后的故障對比發(fā)送給安防人員?;蛘弋?dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常溫度變化時可產(chǎn)生火警信息,由工作人員前往現(xiàn)場進(jìn)行處置,判斷有無火災(zāi)險情等。
自1999年聯(lián)合國教科文組織倡導(dǎo)建立世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)以來,地質(zhì)公園作為地質(zhì)學(xué)研究的基礎(chǔ)來源和實踐平臺。在其保護(hù)和開發(fā)、建設(shè)和發(fā)展實踐過程中,如何促進(jìn)地質(zhì)公園可持續(xù)發(fā)展也成為國內(nèi)外研究者所關(guān)注的重點。但對其可持續(xù)發(fā)展的研究,基本上都是針對特定地質(zhì)公園所現(xiàn)存的問題、圍繞地質(zhì)公園的自身條件及其總體規(guī)劃發(fā)展,采用環(huán)境容量測算法將地質(zhì)公園旅游環(huán)境承載力的測度作為衡量旅游發(fā)展及生態(tài)環(huán)境是否能可持續(xù)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[1-2]。但是旅游環(huán)境容量測算法測算的主要結(jié)果僅為可容納游客人數(shù),未統(tǒng)籌考慮在游客人數(shù)增長條件下導(dǎo)致的生態(tài)、環(huán)境等問題。
2.3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
數(shù)據(jù)庫能夠存儲機場安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù),在本次設(shè)計中,同樣采用層次劃分的方法進(jìn)行設(shè)計,具體如下。(1)基礎(chǔ)層設(shè)計。根據(jù)設(shè)備監(jiān)控管理的要求,機場安防中的影像資料可以被存儲在數(shù)據(jù)庫中,一般數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)功能設(shè)定提供7~14d的影像信息保存周期。(2)跟蹤層。設(shè)備互聯(lián)中監(jiān)控設(shè)備所采集到實時獨立運行數(shù)據(jù),在監(jiān)控系統(tǒng)中可以用于判斷機場安防的現(xiàn)狀。同時,在實時數(shù)據(jù)解析中,可按照數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容進(jìn)行解析結(jié)果判斷機場安防現(xiàn)狀,通過相關(guān)數(shù)據(jù),能夠描述異常或者正常運行的過程。(3)統(tǒng)計層。該功能層可以通過對視頻數(shù)據(jù)的處理與分析,在用戶界面匯總視頻監(jiān)測的結(jié)果,并形成統(tǒng)計數(shù)據(jù),通過上述數(shù)據(jù),工作人員可以更加直觀地判斷機場安防的現(xiàn)狀。
在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中應(yīng)包含以下信息。(1)存儲監(jiān)控設(shè)備的基本資料,包括后監(jiān)控設(shè)備的名稱、類別及創(chuàng)建時間等。該量表直接與監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)管理權(quán)限對接,不僅能夠采集監(jiān)控設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù),也能與設(shè)備之間實現(xiàn)關(guān)聯(lián),并為相關(guān)職能部門提供處理數(shù)據(jù)等。(2)監(jiān)控系統(tǒng)的配置信息,是指監(jiān)控系統(tǒng)運行中所采集的運行數(shù)據(jù)。例如,在監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控電梯運行數(shù)據(jù)中,數(shù)據(jù)庫可以存儲該電梯的名稱、采集協(xié)議、報警等相關(guān)信息,并且借助設(shè)備IP 地址實現(xiàn)與設(shè)備連接的關(guān)鍵,在特定的采集周期內(nèi),可以形成電梯設(shè)備運行的數(shù)據(jù)量表。(3)報警表。數(shù)據(jù)庫中該功能可以記錄報警編號、報警名稱、報警臨界值等資料,該數(shù)據(jù)庫直接與監(jiān)控設(shè)備關(guān)聯(lián),在將報警值與設(shè)備綁定之后,確保系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)后可以及時定位。同時,通過與報警類型表相關(guān)聯(lián),這種設(shè)計方法方便隨時區(qū)分設(shè)備故障或者異常故障等,獲得報警的分級評估結(jié)果。
數(shù)據(jù)庫與跟蹤層模型對接,在設(shè)計跟蹤層模型中,整個過程包含監(jiān)控設(shè)備運行過程與數(shù)據(jù)采集的所有數(shù)據(jù)庫,是對機場安防現(xiàn)狀的一種正確評估,與機場管理模塊對應(yīng),經(jīng)該模塊可以與機場安防系統(tǒng)平臺實現(xiàn)對接,其中的重點包括以下方面。(1)實時報警列表。包括報警編號、報警名稱、報警時間等資料,系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)方案來判斷緊急處理方案。(2)歷史報警報表。包括歷史報警編號、報警信息、報警解決時間、報警原因等,方便隨時采集報警資料。與系統(tǒng)預(yù)案表相關(guān)聯(lián),可以查看報警出現(xiàn)時系統(tǒng)選擇的緊急處理方案;與設(shè)備報警操作記錄相關(guān)聯(lián),可以查看解決報警的方法。
2.4.1 視頻監(jiān)控分系統(tǒng)的實現(xiàn)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為安防體系中最為復(fù)雜的系統(tǒng),機場中攝像機的數(shù)量可能達(dá)到上千個。在這種情況下,為滿足安防系統(tǒng)設(shè)計的基本要求,應(yīng)按照監(jiān)控目標(biāo)的差異來選擇相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng),包括安檢區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、候機樓監(jiān)控系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)中,需要設(shè)置高清近距離攝像機及人臉識別系統(tǒng);而針對機場跑道、停機坪等特殊空間,需要設(shè)置晝夜遠(yuǎn)距離監(jiān)控設(shè)備,該設(shè)備可以對飛機的安全起降情況進(jìn)行監(jiān)控,所以,在系統(tǒng)實現(xiàn)中,通常應(yīng)選擇高精度定位云臺,在物聯(lián)網(wǎng)體系中,該云臺可以與機場的雷達(dá)系統(tǒng)之間形成互動。
在系統(tǒng)設(shè)計中,應(yīng)重點關(guān)注以下幾方面問題。(1)系統(tǒng)以計算機網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)為核心,在保證子系統(tǒng)相對獨立的基礎(chǔ)上,借助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)雙向連接,在打造雙向的視頻與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)之后,可以滿足多級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作的要求。(2)考慮到機場定位的特殊性,在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中,應(yīng)考慮到不同層級系統(tǒng)的功能設(shè)定情況,其中包括最高操作級別的應(yīng)急指揮監(jiān)視控制中心和僅次于應(yīng)急指揮控制中心的機場治安管理控制中心。(3)系統(tǒng)中,針對各子系統(tǒng)的控制應(yīng)遵循任務(wù)相近、流程合理的基本操作原則,在設(shè)計方案中,應(yīng)充分發(fā)揮每個子系統(tǒng)的功能化,并對監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控。
2.4.2 防盜報警系統(tǒng)
防盜一直是機場安防工作中的重點內(nèi)容,為有效杜絕盜竊等問題發(fā)生,在本次設(shè)計中,可以按照被保護(hù)目標(biāo)的差異及室內(nèi)情況來選擇不同類型的防爆探測裝置,包括紅外報警器、復(fù)合型報警器及視頻監(jiān)控報警器等。針對機場中的重要目標(biāo),可以設(shè)置多條防線,采用交叉防護(hù)的方法來解決單一報警器存在的死角問題。
2.4.3 通道控制分系統(tǒng)
機場中的通道控制分系統(tǒng)主要集中在候機樓中,此時,在設(shè)計方案中應(yīng)重點考慮以下幾方面問題。(1)因為候機樓面積大,所以需要控制的出入口通道數(shù)量較多,且不同區(qū)域的控制要求存在差異,所以,在設(shè)計方案中應(yīng)充分考慮到機場人員、海關(guān)人員、邊防檢查人員等不同類型工作人員的需求。(2)機場本身具有特殊性,出入口通道的控制效果會影響安防效果及旅客的生命安全等,在設(shè)計中,應(yīng)考慮到證件識別、影像鑒別及點名功能等,如系統(tǒng)能夠隨時記錄旅客進(jìn)入機場、離開機場、行進(jìn)軌跡等資料。(3)數(shù)據(jù)庫共用及數(shù)據(jù)恢復(fù)等。該系統(tǒng)設(shè)計能夠記錄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù),如門的自動關(guān)閉與報警、系統(tǒng)設(shè)備的安全狀況等。
2.4.4 火災(zāi)報警系統(tǒng)
因為機場航站樓具有大空間、大平面的特征,在安防系統(tǒng)中增設(shè)火災(zāi)報警系統(tǒng)時應(yīng)考慮以下方面。(1)正確選擇火災(zāi)探測器。該技術(shù)可通過火災(zāi)動力學(xué)理論與火災(zāi)探測技術(shù),配合熱屏障系統(tǒng)來按照不同場所選擇相應(yīng)的火災(zāi)探測裝置。(2)在不同區(qū)域及不同用途的消防設(shè)備可以與其他控制系統(tǒng)之間實現(xiàn)聯(lián)動,并與監(jiān)控系統(tǒng)對接。(3)火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)能滿足大平面建筑物的安防傳播要求,并且能夠與現(xiàn)有廣播系統(tǒng)對接。
本文針對機場安防綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行了詳細(xì)討論,該系統(tǒng)可以用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài),并充分發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢,滿足系統(tǒng)集成化管理的要求,以及對機場航站樓、通道及其他空間的監(jiān)測要求,在技術(shù)上具有可行性,能夠切實滿足機場安全管理的功能要求,成為保證旅客生命安全的關(guān)鍵點。