基于物联网的浦东机场飞行区围界防入侵系统应用

文/林建海 陆开

基于物联网的浦东机场飞行区围界防入侵系统应用

文/林建海 陆开

传感器网络技术，打造抗干扰能力强，虚警和漏警率极低，满足全天候全天时监控要求的基于物联网技术的机场围界防入侵系统，在浦东机场得到成功应用。

为了满足2008年民航总局修订的《民用航空运输机场安全保卫设施建设标准》(MH/T 7003-2008)中的相关要求，强化飞行区安全，上海机场和中科院上海微系统所组成联合开发团队，基于中科院上海微系统所自主知识产权的传感器网络技术，打造抗干扰能力强，虚警和漏警率极低，满足全天候全天时监控要求的基于物联网技术的机场围界防入侵系统，在浦东机场得到成功应用，由此为围界防入侵带来革命性的技术创新。

项目背景

机场飞行区是航空器起降的重要场所，其安全性直接与旅客、机组人员、其他工作人员的生命安全息息相关。2008年中国民用航空局在《民用航空运输机场安全保卫设施建设标准》(MH/T 7003-2008)中明确规定：“年客运量超过1000万/人次的机场应设立周界报警、视频监控系统，且系统应能对周界入侵行为作出判断，对目标进行分类，应能在机场飞行和安全照明的环境下工作，应满足全天候运行的要求。”

浦东机场作为中国最繁忙的机场之一，飞行区围界长期单纯依靠物理围栏和人工巡逻，缺乏有效的技防手段。2008年上海机场集团和中科院上海微系统所组成联合开发团队，基于传感器网络技术，打造抗干扰能力强，虚警和漏警率低，满足全天候全天时监控要求的周界防入侵系统，为机场周界防入侵带来革命性的技术创新。

系统简介

浦东机场飞行区围界防入侵系统长27.1公里，分为不同的类型。防入侵系统因地制宜，针对不同围界类型的需求，设计了不同的布设方案。

系统架构

防入侵系统架构如图1所示，具体包括：前端子系统，网络传输子系统，指控中心子系统及供电子系统。前端子系统包括智能感知器、视频监控、号角、照明灯等，通过智能感知器感知入侵信号，并通过指控中心联动照明、号角和摄像机；网络传输子系统负责前端与指控中心的信息传递；指控中心子系统部署了服务器和坐席，负责处理信号与数据存储；供电子系统负责供电。

系统工作原理

系统前端智能感知器采用蜘蛛网仿生学原理，多传感手段协同，多视角检测、识别目标。当有翻越、破坏等警情发生时，前端通过多传感器协同感知，并通过数据融合智能判断，将疑似入侵信号传至指控中心，在这里通过特定算法减少误判、锁定目标位置，并启动报警，显示视频画面，联动照明及广播系统对现场进行警示，安检队员可依据预案处理警情。

系统的技术优势

系统除防入侵固有的功能外，还具备如下特点：

● 系统自学习机制

● 系统自检与自调理

● 报警等级自定义

● 入侵目标分类与定位

系统建设运行情况

系统建设情况

浦东机场围界防入侵系统建设经历了两个阶段，包括试验段及整体工程，历时共约4年。

● 2.4公里试验段

2007年底，在浦东机场第一跑道北侧建设2.4公里系统试验段。通过与张力围栏效果比对，表明物联网防入侵技术在性能上已超越传统安防手段。

● 24.7公里整体工程

2009年6月，防入侵系统24.7公里整体工程投入建设。系统试运行阶段，进行了大量改进，稳定性得到大幅提高。同时，建立现场环境数据样本库，提升对环境的适应能力。2011年1月，系统自检功能上线。2011年9月正式通过验收。

系统运行情况

飞行区围界防入侵系统自2010年3月上线，运行逐步平稳。系统无漏警，2011年后误警数量降至每日10次以内，具体情况如下：

● 漏警统计分析

系统试运行，安检护卫部门安排专人进行大量测试。自2010年10月起，平均每天测试百余次。前期测试出现部分不报警现象主要是由于网络故障、砖墙围界敏感度差等原因造成。随着设备自检功能上线，设备完好率提高，加之算法自学习机制不断完善，漏警现象彻底消除。如图2(a)所示：

● 误警统计分析

如图2(b)所示，系统运行至今，误警数量显著减少，并逐步趋于稳定。系统成功经受了台风、雨雪等天气考验。

● 设备故障统计分析

自2010年10月至今，防入侵系统前端设备故障率呈明显下降趋势。自检功能上线以来，通过设备更换，故障率由2010年10月份的4.4%迅速下降至不足0.1%。

系统运行成效

提升机场安全系数

该系统有效的将技防、人防、物防融合在一起，形成三位一体的立体式防范，提升了飞行区的空防安全。系统初验以来，已成功协助安检部门抓捕了4名非法入侵人员。

优化机场安全管理模式

系统建设前，机场飞行区内建有7个瞭望哨，共有6辆巡逻车24小时不间断巡逻。这种传统的、被动的密集型人工实地巡查模式，不仅成本开支高，而且容易遗漏可疑目标。系统建成运行后，撤销瞭望哨，取消24小时巡逻，将机场飞行区分成6块区域，设6辆巡逻车驻点待命，从而由被动防范转变为主动监控、快速出警。

总的来说：浦东机场围界防入侵系统是国内机场物联网技术运用的首例，该系统抗干扰能力强，漏警率、虚警率极低，可满足全天候全天时的监控要求，为机场周界防入侵带来了革命性的技术创新。随着物联网技术的逐渐成熟，防入侵系统将更加优化，成本将进一步减低、运行维护将更加方便，有望在国内外机场大规模推广。

（作者就职于上海国际机场股份有限公司）