基于物聯網的浦東機場飛行區圍界防入侵系統應用

文/林建海 陸開

基于物聯網的浦東機場飛行區圍界防入侵系統應用

文/林建海 陸開

傳感器網絡技術，打造抗干擾能力強，虛警和漏警率極低，滿足全天候全天時監控要求的基于物聯網技術的機場圍界防入侵系統，在浦東機場得到成功應用。

為了滿足2008年民航總局修訂的《民用航空運輸機場安全保衛設施建設標準》(MH/T 7003-2008)中的相關要求，強化飛行區安全，上海機場和中科院上海微系統所組成聯合開發團隊，基于中科院上海微系統所自主知識產權的傳感器網絡技術，打造抗干擾能力強，虛警和漏警率極低，滿足全天候全天時監控要求的基于物聯網技術的機場圍界防入侵系統，在浦東機場得到成功應用，由此為圍界防入侵帶來革命性的技術創新。

項目背景

機場飛行區是航空器起降的重要場所，其安全性直接與旅客、機組人員、其他工作人員的生命安全息息相關。2008年中國民用航空局在《民用航空運輸機場安全保衛設施建設標準》(MH/T 7003-2008)中明確規定：“年客運量超過1000萬/人次的機場應設立周界報警、視頻監控系統，且系統應能對周界入侵行為作出判斷，對目標進行分類，應能在機場飛行和安全照明的環境下工作，應滿足全天候運行的要求。”

浦東機場作為中國最繁忙的機場之一，飛行區圍界長期單純依靠物理圍欄和人工巡邏，缺乏有效的技防手段。2008年上海機場集團和中科院上海微系統所組成聯合開發團隊，基于傳感器網絡技術，打造抗干擾能力強，虛警和漏警率低，滿足全天候全天時監控要求的周界防入侵系統，為機場周界防入侵帶來革命性的技術創新。

系統簡介

浦東機場飛行區圍界防入侵系統長27.1公里，分為不同的類型。防入侵系統因地制宜，針對不同圍界類型的需求，設計了不同的布設方案。

系統架構

防入侵系統架構如圖1所示，具體包括：前端子系統，網絡傳輸子系統，指控中心子系統及供電子系統。前端子系統包括智能感知器、視頻監控、號角、照明燈等，通過智能感知器感知入侵信號，并通過指控中心聯動照明、號角和攝像機；網絡傳輸子系統負責前端與指控中心的信息傳遞；指控中心子系統部署了服務器和坐席，負責處理信號與數據存儲；供電子系統負責供電。

系統工作原理

系統前端智能感知器采用蜘蛛網仿生學原理，多傳感手段協同，多視角檢測、識別目標。當有翻越、破壞等警情發生時，前端通過多傳感器協同感知，并通過數據融合智能判斷，將疑似入侵信號傳至指控中心，在這里通過特定算法減少誤判、鎖定目標位置，并啟動報警，顯示視頻畫面，聯動照明及廣播系統對現場進行警示，安檢隊員可依據預案處理警情。

系統的技術優勢

系統除防入侵固有的功能外，還具備如下特點：

● 系統自學習機制

● 系統自檢與自調理

● 報警等級自定義

● 入侵目標分類與定位

系統建設運行情況

系統建設情況

浦東機場圍界防入侵系統建設經歷了兩個階段，包括試驗段及整體工程，歷時共約4年。

● 2.4公里試驗段

2007年底，在浦東機場第一跑道北側建設2.4公里系統試驗段。通過與張力圍欄效果比對，表明物聯網防入侵技術在性能上已超越傳統安防手段。

● 24.7公里整體工程

2009年6月，防入侵系統24.7公里整體工程投入建設。系統試運行階段，進行了大量改進，穩定性得到大幅提高。同時，建立現場環境數據樣本庫，提升對環境的適應能力。2011年1月，系統自檢功能上線。2011年9月正式通過驗收。

系統運行情況

飛行區圍界防入侵系統自2010年3月上線，運行逐步平穩。系統無漏警，2011年后誤警數量降至每日10次以內，具體情況如下：

● 漏警統計分析

系統試運行，安檢護衛部門安排專人進行大量測試。自2010年10月起，平均每天測試百余次。前期測試出現部分不報警現象主要是由于網絡故障、磚墻圍界敏感度差等原因造成。隨著設備自檢功能上線，設備完好率提高，加之算法自學習機制不斷完善，漏警現象徹底消除。如圖2(a)所示：

● 誤警統計分析

如圖2(b)所示，系統運行至今，誤警數量顯著減少，并逐步趨于穩定。系統成功經受了臺風、雨雪等天氣考驗。

● 設備故障統計分析

自2010年10月至今，防入侵系統前端設備故障率呈明顯下降趨勢。自檢功能上線以來，通過設備更換，故障率由2010年10月份的4.4%迅速下降至不足0.1%。

系統運行成效

提升機場安全系數

該系統有效的將技防、人防、物防融合在一起，形成三位一體的立體式防范，提升了飛行區的空防安全。系統初驗以來，已成功協助安檢部門抓捕了4名非法入侵人員。

優化機場安全管理模式

系統建設前，機場飛行區內建有7個瞭望哨，共有6輛巡邏車24小時不間斷巡邏。這種傳統的、被動的密集型人工實地巡查模式，不僅成本開支高，而且容易遺漏可疑目標。系統建成運行后，撤銷瞭望哨，取消24小時巡邏，將機場飛行區分成6塊區域，設6輛巡邏車駐點待命，從而由被動防范轉變為主動監控、快速出警。

總的來說：浦東機場圍界防入侵系統是國內機場物聯網技術運用的首例，該系統抗干擾能力強，漏警率、虛警率極低，可滿足全天候全天時的監控要求，為機場周界防入侵帶來了革命性的技術創新。隨著物聯網技術的逐漸成熟，防入侵系統將更加優化，成本將進一步減低、運行維護將更加方便，有望在國內外機場大規模推廣。

（作者就職于上海國際機場股份有限公司）