机场安防综合监控管理系统研究

2022-09-22陈琛

科技创新导报 2022年16期

陈琛

（成都双流国际机场四川成都 610202）

机场安防是保障机场平稳运行的关键，在当前网络技术发展的背景下，打造一套完整的综合监控管理系统具有必要性。为了能够不断强化综合监控系统的功能，相关人员要重点解决各个监控系统独立运行的问题，在坚持集成化管理的基础上，最终打造出一个符合机场安防管理的监控管理系统，这也是本文研究的主要目的。

1 总体设计方案

1.1 系统架构

本文在物联网技术基础上打造出机场安防综合监控管理系统，该技术中充分发挥出物联网技术工艺成熟的优点，可以降低系统在建成后出现故障的概率。按照层次划分，该系统的层次划分方案如表1所示。

1.2 系统功能

按照表1 介绍的系统结构，在本次设计中所要实现的设备功能主要包括以下几方面。（1）设备互联网。在机场安防综合监控管理系统中，应实时采集机场运行的数据来实现数字化监控，因此，在系统功能设定中，应选择一种可以快速采集系统运行数据的方法，在确保正常通信的基础上，借助高效便捷的采集方式来存储数据，提高数据处理效果。（2）系统配置技术。当机场安防监控系统所采集的数据经过网络渠道上传至数据库时，应保证设备与数据之间的匹配。而现阶段考虑到机场的监控设备存在参数、类型方面的差异，所以，在该功能中要解析监控视频中的原始数据，再将其加工为可识别的数据后再上传。（3）大数据分析。为强化机场安防效果，可借助大数据技术来识别数据库中的资料，在获得分析数据后，对整个机场的安防工作现状进行分析与评估，总结有无潜在安全隐患。

表1 系统的功能层次划分方案

2 机场安防综合监控管理的关键技术

2.1 监控设备互联

本次研究中，基于物联网技术，所建设的综合监控管理系统是面向机场安防工作的，因此，在该系统上需要采集每一个监控单位的数据，并完成数据存储与上传。在对相关技术可行性展开分析后，最终选择了技术成熟的Modbus/TCP技术来构建物联网体系，来强化安防综合监控系统的功能。

本文所使用的Modbus/TCP 技术是经过通信模型实现的，该技术的架构如图1所示。在该技术下，为保证正常的通信系统需求，整个监控系统可以采用请求、指示、响应及证实等方法，确保正常的监控管理系统实现。

图1 机场安防综合监控系统的客户端与服务器交互模型

在监控管理系统设备互联模块下，模块的总体设计方案为：在设备中嵌入数据采集程序，将设备的PLC设定为Modbus/TCP客户端，之后经服务器不断采集设备运行数据即可。此时，为确保安防综合监控系统的运行效率，一台服务器分别连接5～8 台监控设备采集数据，并按照设备对应的IP 型号区分设备；为能够顺利应对机场安防过程中的突发事件，在每台服务器上都配置备用服务器，当采集服务器无法正常运行时，备用服务器可以采集监控设备的各种信息。

在该系统中，为了能够随时提取不同监控设备的数据，系统自动匹配客户端（监控设备）的端口号码及IP 地址、其他数据类型等信息，经过上述资料，能够解析机场安防的实时数据。在本次机场安防综合监控管理系统中，主要使用4 种Modbus 功能，分别为01、02、03、04，在功能码中的01与02能够传输线圈值，而03、04可用于传输寄存器的参数。所以，在监控装置解析期间，可根据功能码的分布情况完成监控数据解析，例如，当系统中解析的功能为01 与02 时，系统可以对监控数据按照布尔类型数据处置，整个数据处理过程较为简单，解析速度快；而当功能码为03或者04时，则需要根据监控视频类型做解析。

2.2 系统配置方案

在本文介绍的物联网框架下，当设备互联模块采集到监控视频的数据并完成上传时，上述数据本身是无异常的，数据库无法直接存储视频数据，所以，需要通过对视频技术进行解析之后才能用于判断机场安防工作的现状。而结合机场安防工作的现状来看，因为安防系统中的监控设备可能会出现型号差异的问题，且不同类型的监控系统所需要采集的数据存在不同，若根据监控设备的类型建立解析模块，则会显著提升运营成本。为了解决上述问题，本文设置了通用配置模型，该模型能够对不同的监控设备采用统一的操作规程进行处理，其基本配置方案包括为每一种类型的安防监控设备建立配置文件，此时，配置文件汇总以下内容：（1）监控设备数据解析方法；（2）设备监控数据的存储文档；（3）数据的存储格式。之后，服务器在采集监控系统的数据后，可按照设备的编号信息将其上传至对应的配置文件上，再按照规定存储数据即可，此时，当采集的视频监控数据出现变化时，只需要通过对配置的文件做修改后即可，不需要重新解析整个视频监控模块。

2.3 功能模块的设计方案

2.3.1 基本信息管理

（1）在基本信息管理中，需要针对每个机场安防监控设备的参数进行监控，包括监控设备的基本信息、监控设备的定位方案等，并且在该监控设备运行中，可以根据IP 地址生成唯一代码，通过该代码，可以快速确定安防管理中出现异常的位置，方便安防人员第一时间抵达现场进行处理。

（2）人员信息管理。安防系统直接与安防人员对接，能够记录安防人员的位置及其他旅客的行动轨迹。在出现特殊情况时，可以联系最近的安防人员；或者针对违法乱纪人员，进行监控视频跟踪。

2.3.2 报警管理

在安防系统在运行过程中，可以根据监控系统运行中出现的问题进行第一反馈。例如，在监控机场内电梯等装置运行状态时，可以根据发现的异常数据或者运行故障，按照工作人员设定的标准判断报警等级，并将电梯运行前后的故障对比发送给安防人员。或者当监控系统发现异常温度变化时可产生火警信息，由工作人员前往现场进行处置，判断有无火灾险情等。

自1999年联合国教科文组织倡导建立世界地质公园网络以来，地质公园作为地质学研究的基础来源和实践平台。在其保护和开发、建设和发展实践过程中，如何促进地质公园可持续发展也成为国内外研究者所关注的重点。但对其可持续发展的研究，基本上都是针对特定地质公园所现存的问题、围绕地质公园的自身条件及其总体规划发展，采用环境容量测算法将地质公园旅游环境承载力的测度作为衡量旅游发展及生态环境是否能可持续发展的重要标准之一[1-2]。但是旅游环境容量测算法测算的主要结果仅为可容纳游客人数，未统筹考虑在游客人数增长条件下导致的生态、环境等问题。

2.3.3 数据库设计

数据库能够存储机场安防综合监控系统运行中出现的异常数据，在本次设计中，同样采用层次划分的方法进行设计，具体如下。（1）基础层设计。根据设备监控管理的要求，机场安防中的影像资料可以被存储在数据库中，一般数据库可以根据功能设定提供7～14d的影像信息保存周期。（2）跟踪层。设备互联中监控设备所采集到实时独立运行数据，在监控系统中可以用于判断机场安防的现状。同时，在实时数据解析中，可按照数据库的内容进行解析结果判断机场安防现状，通过相关数据，能够描述异常或者正常运行的过程。（3）统计层。该功能层可以通过对视频数据的处理与分析，在用户界面汇总视频监测的结果，并形成统计数据，通过上述数据，工作人员可以更加直观地判断机场安防的现状。

在数据库设计中应包含以下信息。（1）存储监控设备的基本资料，包括后监控设备的名称、类别及创建时间等。该量表直接与监控设备系统管理权限对接，不仅能够采集监控设备运行过程中的数据，也能与设备之间实现关联，并为相关职能部门提供处理数据等。（2）监控系统的配置信息，是指监控系统运行中所采集的运行数据。例如，在监控系统监控电梯运行数据中，数据库可以存储该电梯的名称、采集协议、报警等相关信息，并且借助设备IP 地址实现与设备连接的关键，在特定的采集周期内，可以形成电梯设备运行的数据量表。（3）报警表。数据库中该功能可以记录报警编号、报警名称、报警临界值等资料，该数据库直接与监控设备关联，在将报警值与设备绑定之后，确保系统在发现异常数据后可以及时定位。同时，通过与报警类型表相关联，这种设计方法方便随时区分设备故障或者异常故障等，获得报警的分级评估结果。

数据库与跟踪层模型对接，在设计跟踪层模型中，整个过程包含监控设备运行过程与数据采集的所有数据库，是对机场安防现状的一种正确评估，与机场管理模块对应，经该模块可以与机场安防系统平台实现对接，其中的重点包括以下方面。（1）实时报警列表。包括报警编号、报警名称、报警时间等资料，系统可以根据预设方案来判断紧急处理方案。（2）历史报警报表。包括历史报警编号、报警信息、报警解决时间、报警原因等，方便随时采集报警资料。与系统预案表相关联，可以查看报警出现时系统选择的紧急处理方案；与设备报警操作记录相关联，可以查看解决报警的方法。

2.4 硬件功能模块的功能

2.4.1 视频监控分系统的实现

视频监控系统作为安防体系中最为复杂的系统，机场中摄像机的数量可能达到上千个。在这种情况下，为满足安防系统设计的基本要求，应按照监控目标的差异来选择相应的监控系统，包括安检区监控系统、候机楼监控系统等，这些系统中，需要设置高清近距离摄像机及人脸识别系统；而针对机场跑道、停机坪等特殊空间，需要设置昼夜远距离监控设备，该设备可以对飞机的安全起降情况进行监控，所以，在系统实现中，通常应选择高精度定位云台，在物联网体系中，该云台可以与机场的雷达系统之间形成互动。

在系统设计中，应重点关注以下几方面问题。（1）系统以计算机网络化管理系统为核心，在保证子系统相对独立的基础上，借助物联网实现双向连接，在打造双向的视频与数据通信系统之后，可以满足多级网络系统操作的要求。（2）考虑到机场定位的特殊性，在监控系统设计中，应考虑到不同层级系统的功能设定情况，其中包括最高操作级别的应急指挥监视控制中心和仅次于应急指挥控制中心的机场治安管理控制中心。（3）系统中，针对各子系统的控制应遵循任务相近、流程合理的基本操作原则，在设计方案中，应充分发挥每个子系统的功能化，并对监控中心的数据进行实时监控。

2.4.2 防盗报警系统

防盗一直是机场安防工作中的重点内容，为有效杜绝盗窃等问题发生，在本次设计中，可以按照被保护目标的差异及室内情况来选择不同类型的防爆探测装置，包括红外报警器、复合型报警器及视频监控报警器等。针对机场中的重要目标，可以设置多条防线，采用交叉防护的方法来解决单一报警器存在的死角问题。

2.4.3 通道控制分系统

机场中的通道控制分系统主要集中在候机楼中，此时，在设计方案中应重点考虑以下几方面问题。（1）因为候机楼面积大，所以需要控制的出入口通道数量较多，且不同区域的控制要求存在差异，所以，在设计方案中应充分考虑到机场人员、海关人员、边防检查人员等不同类型工作人员的需求。（2）机场本身具有特殊性，出入口通道的控制效果会影响安防效果及旅客的生命安全等，在设计中，应考虑到证件识别、影像鉴别及点名功能等，如系统能够随时记录旅客进入机场、离开机场、行进轨迹等资料。（3）数据库共用及数据恢复等。该系统设计能够记录安防综合监控系统的运行数据，如门的自动关闭与报警、系统设备的安全状况等。

2.4.4 火灾报警系统

因为机场航站楼具有大空间、大平面的特征，在安防系统中增设火灾报警系统时应考虑以下方面。（1）正确选择火灾探测器。该技术可通过火灾动力学理论与火灾探测技术，配合热屏障系统来按照不同场所选择相应的火灾探测装置。（2）在不同区域及不同用途的消防设备可以与其他控制系统之间实现联动，并与监控系统对接。（3）火灾应急广播系统能满足大平面建筑物的安防传播要求，并且能够与现有广播系统对接。