近年來(lái),國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)陸續(xù)發(fā)生外來(lái)人員蓄意敲擊撞擊、攀爬翻越、剪切破壞飛行區(qū)物理圍界,闖入機(jī)坪或潛入機(jī)艙等一系列不安全事故,對(duì)機(jī)場(chǎng)空防安全造成了極大的危害,可見(jiàn)機(jī)場(chǎng)圍界安防還是普遍存在一系列安全缺陷。因此,針對(duì)機(jī)場(chǎng)而言,采用更加安全可靠、管理靈活的圍界安防系統(tǒng)技術(shù)就顯得十分必要。
背景
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速平穩(wěn)增長(zhǎng)與科技飛速發(fā)展,人民生活水平的逐步提高,乘坐飛機(jī)出行已經(jīng)成為人們商務(wù)辦公與休閑旅游的佳選擇之一。機(jī)場(chǎng)作為重要的公共交通樞紐,具有規(guī)模體量大、投資高、設(shè)施設(shè)備多、運(yùn)行復(fù)雜、人員密集、政治經(jīng)濟(jì)影響大等特點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行高效安全防范顯得尤為重要。
機(jī)場(chǎng)安全防范系統(tǒng)按照區(qū)域劃分主要包括:航站樓安全防范系統(tǒng)、飛行區(qū)安全防范系統(tǒng)和其它公共服務(wù)區(qū)安全防范系統(tǒng)三大部分。其中,飛行區(qū)安全有效運(yùn)行,除航空器本身的安全因素外,很大程度取決于飛行區(qū)機(jī)坪及周邊圍界的安全。機(jī)場(chǎng)圍界作為機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)與外界隔離的第一道安全屏障,是維持飛行區(qū)良好秩序的需要,擔(dān)負(fù)著保障飛行區(qū)安全的重任。
早期機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界安防體系可以歸納為“老三防”,即采用“物理圍界阻隔(如單/雙層金屬?lài)鷻诨虼u墻并附加圈刺滾籠等)、遠(yuǎn)程閉路監(jiān)控(無(wú)預(yù)警和報(bào)警功能,僅靠人工遠(yuǎn)程判讀)、人員出警巡邏的傳統(tǒng)模式。
隨著國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量、貨郵吞吐量、飛機(jī)起降架次不斷增加及各大機(jī)場(chǎng)對(duì)多跑道的需求的增加,導(dǎo)致飛行區(qū)圍界范圍較以往大范圍的擴(kuò)充,同時(shí)因人力資源成本增加等諸多因素,機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界如還簡(jiǎn)單的依靠“老三防”進(jìn)行安全防范已遠(yuǎn)不能滿足機(jī)場(chǎng)管理部門(mén)對(duì)飛行區(qū)空防安全管理要求和需求。在此情況下,對(duì)圍界報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)的提升顯得尤為迫切。
當(dāng)前機(jī)場(chǎng)圍界報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)正朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化及多技術(shù)手段相融合的方向發(fā)展。
技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外圍界報(bào)警系統(tǒng)前端探測(cè)技術(shù)種類(lèi)繁多,國(guó)內(nèi)各大機(jī)場(chǎng)主要采用的前端探測(cè)技術(shù)有:紅外對(duì)射、激光對(duì)射、張力圍欄、振動(dòng)電纜、振動(dòng)光纜、地埋式壓力振動(dòng)探測(cè)等。
隨著圍界報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)的不斷加深,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上又增添了電容擾動(dòng)、智能視頻分析、振動(dòng)傳感探測(cè)以及雷達(dá)探測(cè)等技術(shù)應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)圍界。
機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界報(bào)警系統(tǒng)概述
總體要求
一般來(lái)說(shuō),飛行區(qū)圍界報(bào)警系統(tǒng)需要滿足三個(gè)基本要素:探測(cè)分析、阻擋延緩、復(fù)核響應(yīng)。
1、探測(cè)分析,是指感知顯性和隱性風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生并發(fā)出報(bào)警信息,應(yīng)做到準(zhǔn)確無(wú)誤。
2、阻擋延緩,是指利用物理圍界和聲光電輔助聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)阻止并威懾入侵者,起到推延風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的作用,應(yīng)做到長(zhǎng)短合適。
3、復(fù)核響應(yīng),是指組織力量為制止風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生所采取的快速行動(dòng),應(yīng)做到迅速響應(yīng)、及時(shí)處置。
系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)通過(guò)在鋼筋網(wǎng)圍界和磚墻圍界上設(shè)置入侵探測(cè)報(bào)警設(shè)施,實(shí)現(xiàn)對(duì)非法入侵的報(bào)警,并通過(guò)圍界安防管理平臺(tái)控制視頻監(jiān)控、聲光警示等措施,形成一個(gè)閉合、完整的安全防范系統(tǒng)。當(dāng)前,主流圍界報(bào)警系統(tǒng)包含:前端探測(cè)子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、輔助聯(lián)動(dòng)子系統(tǒng)、氣象站子系統(tǒng)、防雷接地子系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)控中心子系統(tǒng)
機(jī)場(chǎng)圍界探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)研究
主流探測(cè)技術(shù)概述
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外各大機(jī)場(chǎng)主要采用各類(lèi)探測(cè)傳感器的方式進(jìn)行前端入侵探測(cè)報(bào)警,取得了良好的效果。探測(cè)傳感器的技術(shù)類(lèi)型主要分為:接觸式與非接觸式。
接觸式技術(shù)
(1)脈沖電子圍欄
可在金屬?lài)鷻诒砻婊虼u墻頂部架設(shè),系統(tǒng)由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生(5~10)kV非致命脈沖高壓,當(dāng)有入侵者強(qiáng)行攀爬翻越圍界并觸碰到電子圍欄時(shí),會(huì)有短暫強(qiáng)烈的觸電疼痛感,進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警聯(lián)動(dòng)設(shè)備,起到阻擋威懾報(bào)警的作用。
優(yōu)點(diǎn):可以起到報(bào)警、阻擋、威懾作用,安裝方便。
缺點(diǎn):定位性較弱,同時(shí)電纜某處損壞將對(duì)整體圍欄的使用產(chǎn)生影響。
(2)張力圍欄
以傳感器探測(cè)柱和張力柱構(gòu)成其豎向主體,以張力鋼絲構(gòu)成其橫向主體。任何攀爬、觸碰張力圍欄的行為,均會(huì)導(dǎo)致圍欄產(chǎn)生應(yīng)力形變,張力鋼絲捕捉到的張力信息與預(yù)設(shè)報(bào)警閥值進(jìn)行比對(duì),如超過(guò)閥值則立即觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):不受電磁干擾,既可作為圍界報(bào)警探測(cè)器也可與物理圍界充分結(jié)合,作為物理阻擋以增強(qiáng)物防效果,報(bào)警防區(qū)布置靈活。
缺點(diǎn):設(shè)備造價(jià)較高,維護(hù)成本偏高,易受四季溫濕度變化影響重新調(diào)整張力閥值,對(duì)安裝隊(duì)伍的要求較高。
(3)振動(dòng)電纜
傳感電纜成對(duì)平行綁扎固定在金屬?lài)鷻谏,?dāng)入侵目標(biāo)觸碰、撞擊、攀爬、破壞圍欄時(shí),會(huì)引起電纜的振動(dòng),使得電纜內(nèi)活動(dòng)的導(dǎo)體切割磁力線,產(chǎn)生電脈沖信號(hào)進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):安裝簡(jiǎn)便,在原有的圍墻、防護(hù)柵網(wǎng)、房頂?shù)忍幘砂惭b;探測(cè)傳感器為無(wú)源分布式,呈電纜狀,布線簡(jiǎn)單靈活。
缺點(diǎn):易受電磁干擾,易受雷雨影響。
(4)振動(dòng)光纜
傳感光纜成對(duì)平行綁扎固定在金屬?lài)鷻谏希霉鈱W(xué)干涉理論,當(dāng)入侵目標(biāo)觸碰、撞擊、攀爬、破壞圍欄時(shí)必然會(huì)引起光纜的振動(dòng),使得光纖中傳輸?shù)墓獠▍⒘堪l(fā)生變化進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):光纜不受電磁波影響,光纜價(jià)格比電纜低廉;適合復(fù)雜地形,不受地形高低、曲折、轉(zhuǎn)彎等環(huán)境限制。
缺點(diǎn):易受大風(fēng)、雨雪、雷電等惡劣天氣等影響。
(5)電容擾動(dòng)
報(bào)警探測(cè)線纜平行安裝于圍欄或磚墻的頂部(上三線)和底部(下三線),每組三線的中線為信號(hào)發(fā)射線,上下線均為信號(hào)感應(yīng)線形成電容耦合感應(yīng)場(chǎng),當(dāng)入侵目標(biāo)靠近時(shí)會(huì)導(dǎo)致電容耦合場(chǎng)效能量的變化,當(dāng)變化量超過(guò)事先設(shè)定值時(shí)則觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):環(huán)境適應(yīng)性較高,可適用于柵欄圍界、磚墻圍界,受天氣影響較小。
缺點(diǎn):由于開(kāi)放電磁場(chǎng)的物理原理,功耗相對(duì)較高。
(6)振動(dòng)探測(cè)器
主要由壁掛式智能探測(cè)器、智能探測(cè)主機(jī)、信號(hào)傳輸電纜及支架附件組成。通過(guò)對(duì)圍欄或磚墻上振動(dòng)信號(hào)的采集、分析、融合計(jì)算,完成基于振動(dòng)信號(hào)的報(bào)警輸出,完成報(bào)警聯(lián)動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)吸c(diǎn)傳感器發(fā)生故障,不影響系統(tǒng)報(bào)警功能,受天氣影響較低;
缺點(diǎn):比較適合金屬絲圍欄,對(duì)于實(shí)體墻的防護(hù)效果有限。
非接觸式技術(shù)
(1)紅外對(duì)射
發(fā)射單元與接收單元成對(duì)架設(shè)在圍界防區(qū)兩端。發(fā)射單元主動(dòng)發(fā)射定向光束,當(dāng)入侵目標(biāo)經(jīng)過(guò)定向光束形成的警戒區(qū)域時(shí),觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):美觀、隱蔽。安裝簡(jiǎn)單,具有靈敏的感應(yīng)能力。
缺點(diǎn):只能直線布防,布設(shè)環(huán)境單一,易受惡劣天氣、空中漂浮物、樹(shù)木、動(dòng)物等周邊環(huán)境物體的影響。
(2)泄漏電纜
泄漏電纜是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的電纜,埋在地下的電纜之間形成一個(gè)看不見(jiàn)的電磁場(chǎng)探測(cè)區(qū),當(dāng)入侵目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)區(qū)時(shí),會(huì)引起電磁場(chǎng)的擾動(dòng),進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):布設(shè)隱蔽。
缺點(diǎn):受附近的金屬物體影響。
(3)地埋壓力振動(dòng)傳感
當(dāng)入侵目標(biāo)進(jìn)入傳感器探測(cè)區(qū)時(shí),會(huì)使土壤密度會(huì)發(fā)生改變并向下傳導(dǎo)壓力和振動(dòng),進(jìn)而會(huì)引起填充加壓液體管子或光纜彎曲變形,終導(dǎo)致傳感器探測(cè)到變化的信號(hào),當(dāng)變化量超過(guò)事先設(shè)定值時(shí)則觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)點(diǎn):布設(shè)隱蔽。
缺點(diǎn):易受附近的運(yùn)動(dòng)物體和圍界周邊土質(zhì)影響。
(4)安防雷達(dá)
雷達(dá)安防技術(shù)采用雷達(dá)微波進(jìn)行360°掃描,識(shí)別移動(dòng)目標(biāo),從而達(dá)到對(duì)周界入侵的監(jiān)控與告警。
優(yōu)點(diǎn):雷達(dá)微波對(duì)云、霧、霾、植被等具有一定的穿透作用,幾乎不受天氣影響,可全天候工作。
缺點(diǎn):雷達(dá)在有地形或障礙物遮蔽時(shí),存在覆蓋盲區(qū)問(wèn)題,對(duì)空管導(dǎo)航雷達(dá)的相互影響有待進(jìn)一步論證。
(5)智能視頻分析
智能視頻分析是近幾年比較流行的監(jiān)控方式,是利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù),在不需要人為干預(yù)的情況下,對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行處理、分析和理解,并對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制,自動(dòng)發(fā)現(xiàn)入侵跡象,提前報(bào)警,進(jìn)而達(dá)到監(jiān)控與告警的目的。
優(yōu)點(diǎn):可以在物理圍界鐵網(wǎng)之外設(shè)置虛擬防區(qū),提前發(fā)現(xiàn)入侵跡象產(chǎn)生預(yù)報(bào)警,給現(xiàn)場(chǎng)安防人員提供更多的響應(yīng)時(shí)間。本身具備安防視頻系統(tǒng)的基本功能,直接可視化。
缺點(diǎn):像素比對(duì)和運(yùn)動(dòng)分析模式受圖像效果和分辨率影響大,雨雪、霧霾、沙塵天氣環(huán)境下工作圖像效果會(huì)受影響,圍界外樹(shù)木、建筑等復(fù)雜環(huán)境也會(huì)影響分辨效果,遮擋區(qū)域易形成盲區(qū)。
通過(guò)對(duì)以上接觸式與非接觸式圍界報(bào)警技術(shù)的描述不難看出,單純的接觸式與非接觸式圍界報(bào)警前端探測(cè)技術(shù)都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
非接觸式技術(shù)能夠在圍界外圍預(yù)先發(fā)現(xiàn)入侵,接觸式技術(shù)必須非?拷蚪佑|后才能發(fā)現(xiàn)入侵目標(biāo);預(yù)警功能性是非接觸式技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在,然而由于安裝方式和技術(shù)原理的原因,非接觸式技術(shù)的探測(cè)區(qū)域基本為扇形,物理圍欄或其它物體會(huì)對(duì)其探測(cè)造成遮擋,同時(shí)為了確保探測(cè)靈敏度,在人員活動(dòng)密集區(qū)域,無(wú)效報(bào)警相對(duì)頻繁。
接觸式設(shè)置高靈敏度時(shí),只要接觸肯定能發(fā)現(xiàn),雖然現(xiàn)有探測(cè)傳感分析技術(shù)能夠?qū)μ鞖、?chē)輛、行人路過(guò)等干擾進(jìn)行一定的濾除,但對(duì)于雨雪、大霧等極端天氣任會(huì)對(duì)被動(dòng)式探測(cè)造成一定影響。
綜上,圍界報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)選型需因地制宜、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),盡量避免使用單一探測(cè)技術(shù)進(jìn)行圍界防范。
機(jī)場(chǎng)圍界安防系統(tǒng)方案建議
為了避免單一技術(shù)手段的局限性,機(jī)場(chǎng)圍界報(bào)警系統(tǒng)建議在方案設(shè)計(jì)時(shí)可考慮采用接觸式技術(shù)配合非接觸式技術(shù)相結(jié)合的方式,并聯(lián)動(dòng)必要的聲、光、電輔助報(bào)警設(shè)備和視頻監(jiān)控等。即采用多種復(fù)合探測(cè)技術(shù)通過(guò)多角度、多層次融合決策的手段探測(cè)報(bào)警,不但可以及時(shí)判別入侵行為,而且相對(duì)單一技術(shù)手段能更為準(zhǔn)確的過(guò)濾外界無(wú)關(guān)項(xiàng)的干擾,進(jìn)而降低圍界入侵信息的漏報(bào)率和誤報(bào)率,以提升圍界報(bào)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。
關(guān)于構(gòu)建圍界安防系統(tǒng)管理平臺(tái)的思考
圍界安防系統(tǒng)管理平臺(tái)作為圍界前端各子系統(tǒng)(探測(cè)子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、廣播子系統(tǒng)、燈光子系統(tǒng))的集成和聯(lián)動(dòng)起著至關(guān)重要的作用,可以說(shuō)圍界安防系統(tǒng)管理平臺(tái)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心和大腦直接關(guān)系到整體圍界安防系統(tǒng)的使用效果。
就目前來(lái)說(shuō),大多數(shù)機(jī)場(chǎng)圍界安防系統(tǒng)平臺(tái)僅僅為機(jī)場(chǎng)管理部門(mén)提供簡(jiǎn)單的觸發(fā)報(bào)警功能信息;但是,作為圍界安防管理平臺(tái)如僅作為單一的觸發(fā)報(bào)警信息平臺(tái)已不能滿足當(dāng)前機(jī)場(chǎng)安全管理部門(mén)更深層次的業(yè)務(wù)和管理需求,單純的圍界報(bào)警平臺(tái)將現(xiàn)場(chǎng)大量報(bào)警信息的甄別及核實(shí)工作推向了后臺(tái)監(jiān)控人員,導(dǎo)致圍界現(xiàn)場(chǎng)大量的非入侵報(bào)警信息的濾除工作是由后臺(tái)監(jiān)控人員進(jìn)行處理,同時(shí)單純的報(bào)警平臺(tái)對(duì)入侵報(bào)警信息的處置缺乏對(duì)應(yīng)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制,導(dǎo)致后臺(tái)人員就算發(fā)現(xiàn)入侵信息,也僅能通過(guò)有限的手段對(duì)入侵事件進(jìn)行干預(yù),對(duì)于突發(fā)事件單純的報(bào)警平臺(tái)僅是對(duì)事件的記錄而不能為管理者提供進(jìn)一步有效的控制措施。通過(guò)近年來(lái)對(duì)機(jī)場(chǎng)圍界入侵事件的分析,可以看出,如何有效控制入侵者對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道和機(jī)坪航空器的侵害是機(jī)場(chǎng)安全管理部門(mén)重點(diǎn)關(guān)注和防范的方向,那么這就要求圍界安防管理平臺(tái)不僅僅只是一個(gè)觸發(fā)圍界報(bào)警信息平臺(tái),機(jī)場(chǎng)安全管理部門(mén)更需要的是一個(gè)能提供圍界有效報(bào)警信息和對(duì)有效報(bào)警信息采取措施預(yù)案和事件后處置功能的智能型綜合管理平臺(tái),這就要求圍界安防系統(tǒng)管理平臺(tái)不但要有基礎(chǔ)的報(bào)警功能、人員管理功能、電子地圖功能和對(duì)周界廣播、燈光控制的功能外,系統(tǒng)平臺(tái)還要具備對(duì)前端報(bào)警信息按照一定的規(guī)則進(jìn)行初步過(guò)濾、評(píng)判和自動(dòng)識(shí)別的能力,以減輕后臺(tái)監(jiān)控人員對(duì)非入侵報(bào)警信息甄別的工作壓力;其次系統(tǒng)平臺(tái)還應(yīng)具備針對(duì)入侵報(bào)警信息進(jìn)行情況預(yù)判,并集合場(chǎng)地信息、航班信息、人員信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為安保部門(mén)及時(shí)提供報(bào)警事件處置預(yù)案的功能,后臺(tái)監(jiān)控人員可根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)提供的預(yù)案將告警信息及處置方案及時(shí)推送給離入侵區(qū)域近且配備智能移動(dòng)終端(手持PAD設(shè)備)的圍界巡邏人員、航空器職守人員及飛行區(qū)內(nèi)相關(guān)地勤人員等,使現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)掌握入侵者的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)并形成事件聯(lián)動(dòng)效應(yīng),將入侵人員在短的時(shí)間內(nèi)有效的予以控制;此外,為了更好的提高平臺(tái)后處置的聯(lián)動(dòng)效率,系統(tǒng)管理平臺(tái)還應(yīng)與機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接(如機(jī)場(chǎng)的ACDM信息系統(tǒng)等),只有將機(jī)場(chǎng)的航班信息、站坪信息、電子地圖信息、相關(guān)人員的職守等信息數(shù)據(jù)與系統(tǒng)平臺(tái)有機(jī)的結(jié)合,圍界安防平臺(tái)才能通過(guò)大數(shù)據(jù)的手段為機(jī)場(chǎng)安防管理部門(mén)提供更及時(shí)可靠的事件后處置信息和預(yù)案,同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)也應(yīng)通過(guò)大數(shù)據(jù)的不斷豐富,使自身具備一定的自學(xué)習(xí)功能,終成為功能豐富、智能化的圍界安防系統(tǒng)管理平臺(tái),這樣將會(huì)極大程度地解放機(jī)場(chǎng)空防管理部門(mén)的人力資源,并更具效地為機(jī)場(chǎng)管理者提供高效的圍界安防服務(wù);除此之外,圍界系統(tǒng)管理平臺(tái)還應(yīng)向上兼容更高一級(jí)的機(jī)場(chǎng)“安防智能管理平臺(tái)”平臺(tái),實(shí)現(xiàn)在“機(jī)場(chǎng)大安防”平臺(tái)下的統(tǒng)一調(diào)度和管理。
未來(lái)展望
隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等一大批新興通信技術(shù)的涌現(xiàn),數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化乃至智慧化的未來(lái)在向我們招手,未來(lái)圍界安防系統(tǒng)將會(huì)朝著更加全面、智能、高效的方向邁進(jìn)。
如前端入侵探測(cè)報(bào)警部分采用更加智能的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)探測(cè)報(bào)警技術(shù)和人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等智能分析技術(shù);在圍界重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置人工智能機(jī)器人等輔助人員巡視;后臺(tái)圍界系統(tǒng)管理平臺(tái)進(jìn)一步融合AR/VR等技術(shù)為機(jī)場(chǎng)安全管理部門(mén)提供高度可視化立體全景場(chǎng)景模式,使圍界安防系統(tǒng)管理平臺(tái)功能得以進(jìn)一步增強(qiáng)和提升。