论文部分内容阅读
“白天或者黑夜，传感器就在那里，不懈不怠；晴天或者雨天，摄像头就在那里，不偏不倚。”这就是重庆江北机场的围界安防系统。跟前段时间被树为典范的浦东机场物联网项目不同，重庆机场的物联网应用进一步提升了性价比，让物联网更易于推广。
小雨淅淅沥沥，重庆江北机场的一个偏僻角落里，钢丝围栏静静地伫立在那儿。环顾四周，没有看到巡逻的车辆，也没有站岗的工作人员，他碎步挪动到围界旁边，用手触碰到铁丝护栏，突然，围界内的警报器响起，广播开始播放“请勿靠近机场围界”的警告。只见原本指向另一个方向的监控摄像头开始迅速转移方向，并对准了他……
围界安防报警系统启动了！
别紧张，这只是记者与机场工作人员在一起做一个模拟测试。围界是将机场飞行控制区与外界隔离的一道安全屏障，通常由铁栅栏或铁丝网围成。机场设置围界是为了实行飞行区封闭式管理，以维持飞行区的良好秩序。
重庆江北国际机场用地约493.4公顷（约为7401亩），位于重庆市郊东北方向两路城区和沙坪镇之间的丘陵地貌区。于去年年底投入运行的机场物联网围界报警系统是一套综合利用计算机技术、网络技术、数字技术、集闭路电视监控、图形智能化处理、声光报警的安防围界报警系统。它能为机场各生产运营、安全监视部门提供多种安全监控解决方案，最大限度地确保机场安全生产。
摸准需求 量体裁衣
春节期间，重庆江北国际机场物联网围界报警系统项目组的许多成员都坚守在岗位，新系统上线刚两个月，正在试运行期间，还需要进行调整和改善。虽然只是一套安防系统，但建设之初对需求的剖析至关重要，决定着最终建成的系统能否真正“跑起来”。
在项目还没开始时，重庆江北国际机场扩建指挥部经理鲁勤俭就跑遍了全国各地，凡是围界报警有一定特色的机场都去考察一番。“虽然很多机场都建立了围界报警系统，但是却没有一个能完全借鉴的样板工程，有的建设费用金额太高、有的灵敏度不够，要选择一套适合自身应用的方案，需要下足功夫。”鲁勤俭回忆说。
所谓内行看门道，鲁勤俭是技术出身，因此去观摩考察时并不只是看看监控屏、试验试验灵敏度，而是经常让值班人员直接调出系统的报警日志来看，“这种方式一目了然，做不了假。”鲁勤俭笑言。
“围界安防的报警方式有视频分析、张力围栏、振动电缆、激光对射、红外线、微波、传感器、振动光纤等很多种方式。其中，有些方式施工难度较大，有些后期维护成本较高，有些误报率较高。经过对这几种方式详细的比较，我们发现振动传感器比较适合重庆机场使用。”鲁勤俭告诉记者。
目前，重庆江北国际机场通航城市70余个，航线140余条。机场飞行区等级为4E级，跑道长3600米，可满足年旅客吞吐量1500万人次、货邮吞吐量45万吨的生产需要。此次计划建设安防系统的机场飞行区围界总长度约11.2km。“我们要求飞行区安防周界报警系统综合应用各种先进的技术，将不同的防范措施与手段有效联动和集成。”
通过多方比较，最后重庆机场并没有选择那些国外昂贵的解决方案，而是采用了有着中科院背景的泛联物联网公司提供的“感知机场”方案，产品采用振动传感器，由泛联物联网自主研发，属国内首创。较之振动光纤、红外对射等传统围界防入侵安防技术，它在复杂环境下更具有强抗干扰能力和环境自适应性等特点，并且能与其他报警系统等进行联动，高效响应，整体提高了安防监控水平，使机场安全防范关口前移，实现智能化的入侵探测。
物联网要的是整体联动
重庆机场的周界安防报警系统中心设在位于T2航站楼内的主机房，电视墙、控制终端等设在北灯光站。围界由双层钢丝网围界构成，系统管网主干利用通信管道，沿围界敷设。智能探测器布设距离为3~6米，通过总线与探测主机通信，实时上传围栏振动数据。
“系统包含了前端感知探测、智能网络传输和后台融合算法三部分。最关键的是，整个物联网围界报警系统可以与红外视频、智能分析两个系统无缝集成，从而在第一时间对入侵的对象进行分析，提供智能喊话和人工警告两种模式。”鲁勤俭介绍说。真正能产生作用的物联网一定不是孤立存在的，而需要整个系统的联动。
“系统具有应对突发入侵事件的能力，它融合了传感器探测报警和智能视频分析预报警两种功能，能够应对复杂的入侵方式，合理地调配资源，提高响应速度，减少因入侵对机场运营造成的损失。”说起这套系统，鲁勤俭充满了自豪，“虽然它算不上配置最好的，但是，在性价比和功能方面，在国内也是位于前列的。”重庆机场的物联网围界报警系统可以实现智能管理，节约成本，减少占用资源，仅夜间采用激光摄像机与物联网联动一项功能就可每年节约近百万元。
难题：
平衡误报和漏报
说起误报和漏报间的平衡，可能是很多机场技术人员遇到的共性问题。如果灵敏度很高，可以阻挡更多异常事件，当然安全级别也能很高，但同时也会带来很多误报，比如受风、飞机气流等影响，围界可能晃动，系统会误判别为异常，触发报警，这样的情况发生多了，就像“狼来了”喊的次数多一样，反而会让值班人员放松警惕，漏掉真正应该注意的异常。可是，也不能走到另外一个极端，灵敏度如果太低，那么一些侵犯事件就侦测不到了，围界将形同虚设。
“为了最大限度地降低系统的漏报率和误报率，重庆机场围界报警系统避免使用单一的检测手段，各前端探测器之间应能进行充分的数据共享和数据融合。此外，控制软件也能过滤风、动物等非人员入侵的干扰，有效地平衡误报与漏报。”鲁勤俭介绍说。
软件可以进行配置，调整联动动作，可以与视频系统、语音告警系统、灯光系统等第三方系统进行有效的结合，以满足飞行区安防围界报警的要求。系统还可以根据运行模式、管理体制及实际应用情况的需求进行灵活的功能配置和用户使用权限优先级控制，提供必要的动态调度控制机制。
运用物联网相关技术，漏报和误报间的平衡正在逐步得到解决。
采访手记
“感知机场”需要样板工程
重庆机场只是一个缩影。
经过几十年的建设和发展，中国机场总量初具规模，机场密度逐渐加大，初步形成了以北京、上海、广州等枢纽机场为中心，以成都、昆明、重庆、西安、乌鲁木齐、深圳、杭州、武汉、沈阳、大连等省会或重点城市机场为骨干以及其他城市支线机场相配合的基本格局。在近年来扩大内需政策的推动下，国内机场建设无论是从资金还是政策上都获得了大力的支持，各地机场建设掀起了新的高潮，这也要求机场服务能力、运营水平、安全防范能力得到相应提高。
目前机场安全措施主要集中在航站楼中，包括人防、技防和物防等，形成了戒备森严、功能完善的航站楼安防体系，但是十几甚至几十公里长的机坪周界安防却没有得到足够重视，存在很大隐患，是机场安防系统的薄弱环节。中国民用航空总局2008年3月1日发布的《民用航空运输机场安全保卫设施》规定：根据机场年旅客吞吐量，机场安全保卫等级分为四类，大于等于1000万为一类，大于等于200万为二类，大于等于50万为三类，小于50万为四类。规定要求，一类机场宜设立两道围栏（墙），还应设立周界报警、视频监控系统，对周界形成完整的覆盖，并能对目标进行分类，对入侵行为作出判断，应能在机场飞行和安全照明的环境下工作，并应满足全天候运行的要求；二类、三类机场宜设立周界报警、视频监控系统。
虽然做出了如此规定，但是目前国内具有推广和示范价值的基于传感器技术的机场围界报警系统却凤毛麟角，究其原因，价格昂贵、技术标准不统一、技术成熟度不高等是拦路虎。以上海浦东机场为例，其飞行区围界防入侵系统由两万多个传感器节点构成，不仅可以探测出入侵者所在的区域，还能检测到侵入者的动作姿态，并根据系统对这些信息的判别，分别采取不同的警告方式，但其造价高昂，难以推广，令许多机场望而却步。虽然国内已经有一些运行状况良好的机场围界系统，但是还需要提炼它们各自的优点，形成一些更易于推广的解决方案。
机场周界环境复杂、目标混杂，还经常可能暴露在恶劣气候环境下，这要求系统的智能性、可扩展性和健壮性都得达到很高的要求。目前全国机场数近500个，其中大型中型机场约100个，按照每个机场建设10
小雨淅淅沥沥，重庆江北机场的一个偏僻角落里，钢丝围栏静静地伫立在那儿。环顾四周，没有看到巡逻的车辆，也没有站岗的工作人员，他碎步挪动到围界旁边，用手触碰到铁丝护栏，突然，围界内的警报器响起，广播开始播放“请勿靠近机场围界”的警告。只见原本指向另一个方向的监控摄像头开始迅速转移方向，并对准了他……
围界安防报警系统启动了！
别紧张，这只是记者与机场工作人员在一起做一个模拟测试。围界是将机场飞行控制区与外界隔离的一道安全屏障，通常由铁栅栏或铁丝网围成。机场设置围界是为了实行飞行区封闭式管理，以维持飞行区的良好秩序。
重庆江北国际机场用地约493.4公顷（约为7401亩），位于重庆市郊东北方向两路城区和沙坪镇之间的丘陵地貌区。于去年年底投入运行的机场物联网围界报警系统是一套综合利用计算机技术、网络技术、数字技术、集闭路电视监控、图形智能化处理、声光报警的安防围界报警系统。它能为机场各生产运营、安全监视部门提供多种安全监控解决方案，最大限度地确保机场安全生产。
摸准需求 量体裁衣
春节期间，重庆江北国际机场物联网围界报警系统项目组的许多成员都坚守在岗位，新系统上线刚两个月，正在试运行期间，还需要进行调整和改善。虽然只是一套安防系统，但建设之初对需求的剖析至关重要，决定着最终建成的系统能否真正“跑起来”。
在项目还没开始时，重庆江北国际机场扩建指挥部经理鲁勤俭就跑遍了全国各地，凡是围界报警有一定特色的机场都去考察一番。“虽然很多机场都建立了围界报警系统，但是却没有一个能完全借鉴的样板工程，有的建设费用金额太高、有的灵敏度不够，要选择一套适合自身应用的方案，需要下足功夫。”鲁勤俭回忆说。
所谓内行看门道，鲁勤俭是技术出身，因此去观摩考察时并不只是看看监控屏、试验试验灵敏度，而是经常让值班人员直接调出系统的报警日志来看，“这种方式一目了然，做不了假。”鲁勤俭笑言。
“围界安防的报警方式有视频分析、张力围栏、振动电缆、激光对射、红外线、微波、传感器、振动光纤等很多种方式。其中，有些方式施工难度较大，有些后期维护成本较高，有些误报率较高。经过对这几种方式详细的比较，我们发现振动传感器比较适合重庆机场使用。”鲁勤俭告诉记者。
目前，重庆江北国际机场通航城市70余个，航线140余条。机场飞行区等级为4E级，跑道长3600米，可满足年旅客吞吐量1500万人次、货邮吞吐量45万吨的生产需要。此次计划建设安防系统的机场飞行区围界总长度约11.2km。“我们要求飞行区安防周界报警系统综合应用各种先进的技术，将不同的防范措施与手段有效联动和集成。”
通过多方比较，最后重庆机场并没有选择那些国外昂贵的解决方案，而是采用了有着中科院背景的泛联物联网公司提供的“感知机场”方案，产品采用振动传感器，由泛联物联网自主研发，属国内首创。较之振动光纤、红外对射等传统围界防入侵安防技术，它在复杂环境下更具有强抗干扰能力和环境自适应性等特点，并且能与其他报警系统等进行联动，高效响应，整体提高了安防监控水平，使机场安全防范关口前移，实现智能化的入侵探测。
物联网要的是整体联动
重庆机场的周界安防报警系统中心设在位于T2航站楼内的主机房，电视墙、控制终端等设在北灯光站。围界由双层钢丝网围界构成，系统管网主干利用通信管道，沿围界敷设。智能探测器布设距离为3~6米，通过总线与探测主机通信，实时上传围栏振动数据。
“系统包含了前端感知探测、智能网络传输和后台融合算法三部分。最关键的是，整个物联网围界报警系统可以与红外视频、智能分析两个系统无缝集成，从而在第一时间对入侵的对象进行分析，提供智能喊话和人工警告两种模式。”鲁勤俭介绍说。真正能产生作用的物联网一定不是孤立存在的，而需要整个系统的联动。
“系统具有应对突发入侵事件的能力，它融合了传感器探测报警和智能视频分析预报警两种功能，能够应对复杂的入侵方式，合理地调配资源，提高响应速度，减少因入侵对机场运营造成的损失。”说起这套系统，鲁勤俭充满了自豪，“虽然它算不上配置最好的，但是，在性价比和功能方面，在国内也是位于前列的。”重庆机场的物联网围界报警系统可以实现智能管理，节约成本，减少占用资源，仅夜间采用激光摄像机与物联网联动一项功能就可每年节约近百万元。
难题：
平衡误报和漏报
说起误报和漏报间的平衡，可能是很多机场技术人员遇到的共性问题。如果灵敏度很高，可以阻挡更多异常事件，当然安全级别也能很高，但同时也会带来很多误报，比如受风、飞机气流等影响，围界可能晃动，系统会误判别为异常，触发报警，这样的情况发生多了，就像“狼来了”喊的次数多一样，反而会让值班人员放松警惕，漏掉真正应该注意的异常。可是，也不能走到另外一个极端，灵敏度如果太低，那么一些侵犯事件就侦测不到了，围界将形同虚设。
“为了最大限度地降低系统的漏报率和误报率，重庆机场围界报警系统避免使用单一的检测手段，各前端探测器之间应能进行充分的数据共享和数据融合。此外，控制软件也能过滤风、动物等非人员入侵的干扰，有效地平衡误报与漏报。”鲁勤俭介绍说。
软件可以进行配置，调整联动动作，可以与视频系统、语音告警系统、灯光系统等第三方系统进行有效的结合，以满足飞行区安防围界报警的要求。系统还可以根据运行模式、管理体制及实际应用情况的需求进行灵活的功能配置和用户使用权限优先级控制，提供必要的动态调度控制机制。
运用物联网相关技术，漏报和误报间的平衡正在逐步得到解决。
采访手记
“感知机场”需要样板工程
重庆机场只是一个缩影。
经过几十年的建设和发展，中国机场总量初具规模，机场密度逐渐加大，初步形成了以北京、上海、广州等枢纽机场为中心，以成都、昆明、重庆、西安、乌鲁木齐、深圳、杭州、武汉、沈阳、大连等省会或重点城市机场为骨干以及其他城市支线机场相配合的基本格局。在近年来扩大内需政策的推动下，国内机场建设无论是从资金还是政策上都获得了大力的支持，各地机场建设掀起了新的高潮，这也要求机场服务能力、运营水平、安全防范能力得到相应提高。
目前机场安全措施主要集中在航站楼中，包括人防、技防和物防等，形成了戒备森严、功能完善的航站楼安防体系，但是十几甚至几十公里长的机坪周界安防却没有得到足够重视，存在很大隐患，是机场安防系统的薄弱环节。中国民用航空总局2008年3月1日发布的《民用航空运输机场安全保卫设施》规定：根据机场年旅客吞吐量，机场安全保卫等级分为四类，大于等于1000万为一类，大于等于200万为二类，大于等于50万为三类，小于50万为四类。规定要求，一类机场宜设立两道围栏（墙），还应设立周界报警、视频监控系统，对周界形成完整的覆盖，并能对目标进行分类，对入侵行为作出判断，应能在机场飞行和安全照明的环境下工作，并应满足全天候运行的要求；二类、三类机场宜设立周界报警、视频监控系统。
虽然做出了如此规定，但是目前国内具有推广和示范价值的基于传感器技术的机场围界报警系统却凤毛麟角，究其原因，价格昂贵、技术标准不统一、技术成熟度不高等是拦路虎。以上海浦东机场为例，其飞行区围界防入侵系统由两万多个传感器节点构成，不仅可以探测出入侵者所在的区域，还能检测到侵入者的动作姿态，并根据系统对这些信息的判别，分别采取不同的警告方式，但其造价高昂，难以推广，令许多机场望而却步。虽然国内已经有一些运行状况良好的机场围界系统，但是还需要提炼它们各自的优点，形成一些更易于推广的解决方案。
机场周界环境复杂、目标混杂，还经常可能暴露在恶劣气候环境下，这要求系统的智能性、可扩展性和健壮性都得达到很高的要求。目前全国机场数近500个，其中大型中型机场约100个，按照每个机场建设10