近年來，國內外機場陸續(xù)發(fā)生外來人員蓄意敲擊撞擊、攀爬翻越、剪切破壞飛行區(qū)物理圍界，闖入機坪或潛入機艙等一系列不安全事故，對機場空防安全造成了極大的危害，可見機場圍界安防還是普遍存在一系列安全缺陷。因此，針對機場而言，采用更加安全可靠、管理靈活的圍界安防系統(tǒng)技術就顯得十分必要。

　　背景

　　隨著我國經濟高速平穩(wěn)增長與科技飛速發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，乘坐飛機出行已經成為人們商務辦公與休閑旅游的佳選擇之一。機場作為重要的公共交通樞紐，具有規(guī)模體量大、投資高、設施設備多、運行復雜、人員密集、政治經濟影響大等特點，對其進行高效安全防范顯得尤為重要。

　　機場安全防范系統(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)和其它公共服務區(qū)安全防范系統(tǒng)三大部分。其中，飛行區(qū)安全有效運行，除航空器本身的安全因素外，很大程度取決于飛行區(qū)機坪及周邊圍界的安全。機場圍界作為機場飛行區(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，擔負著保障飛行區(qū)安全的重任。

　　早期機場飛行區(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/雙層金屬圍欄或磚墻并附加圈刺滾籠等)、遠程閉路監(jiān)控(無預警和報警功能，僅靠人工遠程判讀)、人員出警巡邏的傳統(tǒng)模式。

　　隨著國內機場旅客吞吐量、貨郵吞吐量、飛機起降架次不斷增加及各大機場對多跑道的需求的增加，導致飛行區(qū)圍界范圍較以往大范圍的擴充，同時因人力資源成本增加等諸多因素，機場飛行區(qū)圍界如還簡單的依靠“老三防”進行安全防范已遠不能滿足機場管理部門對飛行區(qū)空防安全管理要求和需求。在此情況下，對圍界報警系統(tǒng)技術的提升顯得尤為迫切。

　　當前機場圍界報警系統(tǒng)技術正朝著數(shù)字化、網絡化、智能化及多技術手段相融合的方向發(fā)展。

　　技術發(fā)展現(xiàn)狀

　　當前國內外圍界報警系統(tǒng)前端探測技術種類繁多，國內各大機場主要采用的前端探測技術有：紅外對射、激光對射、張力圍欄、振動電纜、振動光纜、地埋式壓力振動探測等。

　　隨著圍界報警系統(tǒng)技術研發(fā)的不斷加深，目前國內市場上又增添了電容擾動、智能視頻分析、振動傳感探測以及雷達探測等技術應用于機場圍界。

　　機場飛行區(qū)圍界報警系統(tǒng)概述

　　總體要求

　　一般來說，飛行區(qū)圍界報警系統(tǒng)需要滿足三個基本要素：探測分析、阻擋延緩、復核響應。

　　1、探測分析，是指感知顯性和隱性風險事件的發(fā)生并發(fā)出報警信息，應做到準確無誤。

　　2、阻擋延緩，是指利用物理圍界和聲光電輔助聯(lián)動系統(tǒng)阻止并威懾入侵者，起到推延風險事件發(fā)生的作用，應做到長短合適。

　　3、復核響應，是指組織力量為制止風險事件的發(fā)生所采取的快速行動，應做到迅速響應、及時處置。

　　系統(tǒng)架構

　　系統(tǒng)通過在鋼筋網圍界和磚墻圍界上設置入侵探測報警設施，實現(xiàn)對非法入侵的報警，并通過圍界安防管理平臺控制視頻監(jiān)控、聲光警示等措施，形成一個閉合、完整的安全防范系統(tǒng)。當前，主流圍界報警系統(tǒng)包含：前端探測子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、輔助聯(lián)動子系統(tǒng)、氣象站子系統(tǒng)、防雷接地子系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、網絡傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)控中心子系統(tǒng)

　　機場圍界探測報警系統(tǒng)技術研究

　　主流探測技術概述

　　當前，國內外各大機場主要采用各類探測傳感器的方式進行前端入侵探測報警，取得了良好的效果。探測傳感器的技術類型主要分為：接觸式與非接觸式。

　　接觸式技術

　　(1)脈沖電子圍欄

　　可在金屬圍欄表面或磚墻頂部架設，系統(tǒng)由脈沖發(fā)生器產生(5~10)kV非致命脈沖高壓，當有入侵者強行攀爬翻越圍界并觸碰到電子圍欄時，會有短暫強烈的觸電疼痛感，進而觸發(fā)報警聯(lián)動設備，起到阻擋威懾報警的作用。

　　優(yōu)點：可以起到報警、阻擋、威懾作用，安裝方便。

　　缺點：定位性較弱，同時電纜某處損壞將對整體圍欄的使用產生影響。

　　(2)張力圍欄

　　以傳感器探測柱和張力柱構成其豎向主體，以張力鋼絲構成其橫向主體。任何攀爬、觸碰張力圍欄的行為，均會導致圍欄產生應力形變，張力鋼絲捕捉到的張力信息與預設報警閥值進行比對，如超過閥值則立即觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：不受電磁干擾，既可作為圍界報警探測器也可與物理圍界充分結合，作為物理阻擋以增強物防效果，報警防區(qū)布置靈活。

　　缺點：設備造價較高，維護成本偏高，易受四季溫濕度變化影響重新調整張力閥值，對安裝隊伍的要求較高。

　　(3)振動電纜

　　傳感電纜成對平行綁扎固定在金屬圍欄上，當入侵目標觸碰、撞擊、攀爬、破壞圍欄時，會引起電纜的振動，使得電纜內活動的導體切割磁力線，產生電脈沖信號進而觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：安裝簡便，在原有的圍墻、防護柵網、房頂?shù)忍幘�可安裝;探測傳感器為無源分布式，呈電纜狀，布線簡單靈活。

　　缺點：易受電磁干擾，易受雷雨影響。

　　(4)振動光纜

　　傳感光纜成對平行綁扎固定在金屬圍欄上，利用光學干涉理論，當入侵目標觸碰、撞擊、攀爬、破壞圍欄時必然會引起光纜的振動，使得光纖中傳輸?shù)墓獠▍⒘堪l(fā)生變化進而觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：光纜不受電磁波影響，光纜價格比電纜低廉;適合復雜地形，不受地形高低、曲折、轉彎等環(huán)境限制。

　　缺點：易受大風、雨雪、雷電等惡劣天氣等影響。

　　(5)電容擾動

　　報警探測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發(fā)射線，上下線均為信號感應線形成電容耦合感應場，當入侵目標靠近時會導致電容耦合場效能量的變化，當變化量超過事先設定值時則觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：環(huán)境適應性較高，可適用于柵欄圍界、磚墻圍界，受天氣影響較小。

　　缺點：由于開放電磁場的物理原理，功耗相對較高。

　　(6)振動探測器

　　主要由壁掛式智能探測器、智能探測主機、信號傳輸電纜及支架附件組成。通過對圍欄或磚墻上振動信號的采集、分析、融合計算，完成基于振動信號的報警輸出，完成報警聯(lián)動。

　　優(yōu)點：單點傳感器發(fā)生故障，不影響系統(tǒng)報警功能，受天氣影響較低;

　　缺點：比較適合金屬絲圍欄，對于實體墻的防護效果有限。

　　非接觸式技術

　　(1)紅外對射

　　發(fā)射單元與接收單元成對架設在圍界防區(qū)兩端。發(fā)射單元主動發(fā)射定向光束，當入侵目標經過定向光束形成的警戒區(qū)域時，觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：美觀、隱蔽。安裝簡單，具有靈敏的感應能力。

　　缺點：只能直線布防，布設環(huán)境單一，易受惡劣天氣、空中漂浮物、樹木、動物等周邊環(huán)境物體的影響。

　　(2)泄漏電纜

　　泄漏電纜是一種具有特殊結構的電纜，埋在地下的電纜之間形成一個看不見的電磁場探測區(qū)，當入侵目標進入探測區(qū)時，會引起電磁場的擾動，進而觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：布設隱蔽。

　　缺點：受附近的金屬物體影響。

　　(3)地埋壓力振動傳感

　　當入侵目標進入傳感器探測區(qū)時，會使土壤密度會發(fā)生改變并向下傳導壓力和振動，進而會引起填充加壓液體管子或光纜彎曲變形，終導致傳感器探測到變化的信號，當變化量超過事先設定值時則觸發(fā)報警。

　　優(yōu)點：布設隱蔽。

　　缺點：易受附近的運動物體和圍界周邊土質影響。

　　(4)安防雷達

　　雷達安防技術采用雷達微波進行360°掃描，識別移動目標，從而達到對周界入侵的監(jiān)控與告警。

　　優(yōu)點：雷達微波對云、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：雷達在有地形或障礙物遮蔽時，存在覆蓋盲區(qū)問題，對空管導航雷達的相互影響有待進一步論證。

　　(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，是利用計算機視覺技術，在不需要人為干預的情況下，對視頻信號進行處理、分析和理解，并對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行控制，自動發(fā)現(xiàn)入侵跡象，提前報警，進而達到監(jiān)控與告警的目的。

　　優(yōu)點：可以在物理圍界鐵網之外設置虛擬防區(qū)，提前發(fā)現(xiàn)入侵跡象產生預報警，給現(xiàn)場安防人員提供更多的響應時間。本身具備安防視頻系統(tǒng)的基本功能，直接可視化。

　　缺點：像素比對和運動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受影響，圍界外樹木、建筑等復雜環(huán)境也會影響分辨效果，遮擋區(qū)域易形成盲區(qū)。

　　通過對以上接觸式與非接觸式圍界報警技術的描述不難看出，單純的接觸式與非接觸式圍界報警前端探測技術都存在各自的優(yōu)缺點。

　　非接觸式技術能夠在圍界外圍預先發(fā)現(xiàn)入侵，接觸式技術必須非常靠近或接觸后才能發(fā)現(xiàn)入侵目標;預警功能性是非接觸式技術的優(yōu)勢所在，然而由于安裝方式和技術原理的原因，非接觸式技術的探測區(qū)域基本為扇形，物理圍欄或其它物體會對其探測造成遮擋，同時為了確保探測靈敏度，在人員活動密集區(qū)域，無效報警相對頻繁。

　　接觸式設置高靈敏度時，只要接觸肯定能發(fā)現(xiàn)，雖然現(xiàn)有探測傳感分析技術能夠對天氣、車輛、行人路過等干擾進行一定的濾除，但對于雨雪、大霧等極端天氣任會對被動式探測造成一定影響。

　　綜上，圍界報警系統(tǒng)的技術選型需因地制宜、優(yōu)勢互補，盡量避免使用單一探測技術進行圍界防范。

　　機場圍界安防系統(tǒng)方案建議

　　為了避免單一技術手段的局限性，機場圍界報警系統(tǒng)建議在方案設計時可考慮采用接觸式技術配合非接觸式技術相結合的方式，并聯(lián)動必要的聲、光、電輔助報警設備和視頻監(jiān)控等。即采用多種復合探測技術通過多角度、多層次融合決策的手段探測報警，不但可以及時判別入侵行為，而且相對單一技術手段能更為準確的過濾外界無關項的干擾，進而降低圍界入侵信息的漏報率和誤報率，以提升圍界報警系統(tǒng)的準確率。

　　關于構建圍界安防系統(tǒng)管理平臺的思考

　　圍界安防系統(tǒng)管理平臺作為圍界前端各子系統(tǒng)(探測子系統(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)動起著至關重要的作用，可以說圍界安防系統(tǒng)管理平臺作為整個系統(tǒng)的核心和大腦直接關系到整體圍界安防系統(tǒng)的使用效果。

　　就目前來說，大多數(shù)機場圍界安防系統(tǒng)平臺僅僅為機場管理部門提供簡單的觸發(fā)報警功能信息;但是，作為圍界安防管理平臺如僅作為單一的觸發(fā)報警信息平臺已不能滿足當前機場安全管理部門更深層次的業(yè)務和管理需求，單純的圍界報警平臺將現(xiàn)場大量報警信息的甄別及核實工作推向了后臺監(jiān)控人員，導致圍界現(xiàn)場大量的非入侵報警信息的濾除工作是由后臺監(jiān)控人員進行處理，同時單純的報警平臺對入侵報警信息的處置缺乏對應的聯(lián)動機制，導致后臺人員就算發(fā)現(xiàn)入侵信息，也僅能通過有限的手段對入侵事件進行干預，對于突發(fā)事件單純的報警平臺僅是對事件的記錄而不能為管理者提供進一步有效的控制措施。通過近年來對機場圍界入侵事件的分析，可以看出，如何有效控制入侵者對機場跑道和機坪航空器的侵害是機場安全管理部門重點關注和防范的方向，那么這就要求圍界安防管理平臺不僅僅只是一個觸發(fā)圍界報警信息平臺，機場安全管理部門更需要的是一個能提供圍界有效報警信息和對有效報警信息采取措施預案和事件后處置功能的智能型綜合管理平臺，這就要求圍界安防系統(tǒng)管理平臺不但要有基礎的報警功能、人員管理功能、電子地圖功能和對周界廣播、燈光控制的功能外，系統(tǒng)平臺還要具備對前端報警信息按照一定的規(guī)則進行初步過濾、評判和自動識別的能力，以減輕后臺監(jiān)控人員對非入侵報警信息甄別的工作壓力;其次系統(tǒng)平臺還應具備針對入侵報警信息進行情況預判，并集合場地信息、航班信息、人員信息等數(shù)據(jù)進行分析，為安保部門及時提供報警事件處置預案的功能，后臺監(jiān)控人員可根據(jù)系統(tǒng)平臺提供的預案將告警信息及處置方案及時推送給離入侵區(qū)域近且配備智能移動終端(手持PAD設備)的圍界巡邏人員、航空器職守人員及飛行區(qū)內相關地勤人員等，使現(xiàn)場人員及時掌握入侵者的實時動態(tài)并形成事件聯(lián)動效應，將入侵人員在短的時間內有效的予以控制;此外，為了更好的提高平臺后處置的聯(lián)動效率，系統(tǒng)管理平臺還應與機場業(yè)務系統(tǒng)進行對接(如機場的ACDM信息系統(tǒng)等)，只有將機場的航班信息、站坪信息、電子地圖信息、相關人員的職守等信息數(shù)據(jù)與系統(tǒng)平臺有機的結合，圍界安防平臺才能通過大數(shù)據(jù)的手段為機場安防管理部門提供更及時可靠的事件后處置信息和預案，同時系統(tǒng)平臺也應通過大數(shù)據(jù)的不斷豐富，使自身具備一定的自學習功能，終成為功能豐富、智能化的圍界安防系統(tǒng)管理平臺，這樣將會極大程度地解放機場空防管理部門的人力資源，并更具效地為機場管理者提供高效的圍界安防服務;除此之外，圍界系統(tǒng)管理平臺還應向上兼容更高一級的機場“安防智能管理平臺”平臺，實現(xiàn)在“機場大安防”平臺下的統(tǒng)一調度和管理。

　　未來展望

　　隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、移動互聯(lián)、人工智能、機器學習等一大批新興通信技術的涌現(xiàn)，數(shù)字化、網絡化、智能化乃至智慧化的未來在向我們招手，未來圍界安防系統(tǒng)將會朝著更加全面、智能、高效的方向邁進。

　　如前端入侵探測報警部分采用更加智能的無線傳感器網絡探測報警技術和人臉識別、虹膜識別、語音識別等智能分析技術;在圍界重點區(qū)域設置人工智能機器人等輔助人員巡視;后臺圍界系統(tǒng)管理平臺進一步融合AR/VR等技術為機場安全管理部門提供高度可視化立體全景場景模式，使圍界安防系統(tǒng)管理平臺功能得以進一步增強和提升。