四型机场| 浅谈广域全景技术在机场围界安防中的应用研究

  新疆是我国西北边疆的战略屏障，是西部地区经济增长的重要支撑点，是西部开放的重要门户，新疆的稳定关系着国家稳定、国家安全、民族团结发展大局。在国际周边环境及地区形势复杂，中亚地区已经形成了两条双月型的恐怖地带，新疆恰好在地处双月型的中部，特殊的地理位置和政治环境，经济形势和战略地位，决定了新疆地区反恐斗争的极端复杂性和长期性。特别自2009年以后，新疆地区的反恐形势进入了一个新的阶段。纵观近年来国际民航反恐形势持续恶化，连续发生了俄罗斯坠机事件、土耳其的爆炸事件、224索马里飞机爆炸事件和322布鲁塞尔的恐怖袭击事件，受各方面的因素影响，乌鲁木齐国际机场的空防安全压力和难度持续叠加。如何提高空防安全裕度、加深空防安全厚度、构筑立体空防保障体系是实现民航安全可持续发展必修的课题。

  1.构建“大空防格局”势在必行

  乌鲁木齐国际机场是西部门户重要的国际航空枢纽机场，与昆明长水国际机场并列为中国两大国家门户枢纽机场。“十三五”期间，乌鲁木齐国际机场坚持民航高质量发展的方向，尤其是南航引入A330宽体客机和B787等大型客机进入新疆，开拓中西南亚和欧洲航线，三期改扩建的破土动工，标志着乌鲁木齐国际机场将建成飞行区指标为4F，承载2条跑道、满足旅客吞吐量4800万人次、货邮吞吐量55万吨、飞机起降36.7万架次的高速发展需求，这些新的机遇、核心的挑战，使得乌鲁木齐国际机场空防安全责任任重道远。

  机场围界是机场空防安全的重要安保设施，是确保民航安全的一道重要屏障。综观国内各机场对围界的管控不尽相同，但并非都行之有效，机场非法入侵事件依然频频发生。2004年11月11日，两名男孩穿过国内某机场受损的防护围栏并藏匿在飞机的起落架舱中，结果造成一死一伤；2005年5月25日，在国内某机场又一次发生了男孩爬机坠落死亡事件；2005年7月28日国内某机场一名外来人员进入飞行区，并穿越机场跑道；2016年5月26日，一名16岁的少年翻越国内某机场周界护栏，并进入阿联酋航空公司EK303航班飞机货舱飞抵迪拜，构成一起非法入侵控制区、非法入境事件。这些事件对航空安全的威胁不容小觑，因此构建智慧安全、可靠稳固“大空防格局”势在必行。

  2017年7月6日，《民用运输机场安全保卫设施》(MH/T7003-2017)标准正式发布，并于2017年10月1日起实施，新标准对视频监控与围界安防系统这两个方面进行了明确细致的规定。虽然从现实角度来说，大多数机场其实已经实现了视频监控与围界安防系统的布控，但更新的、细致化标准的出台，对建立庞大的空防安全管理有了更加严格的要求，更成为现阶段各大机场围界管理需要面对的现实问题。

  2.筑牢空防安全的铜墙铁壁

  习近平总书记指出，“安全是民航业的生命线，任何时候任何环节都不能麻痹大意”。冯正霖局长要求“要深刻把握民航安全工作极端重要性，要始终从讲政治高度将安全工作作为头等大事来抓、作为生命线来守护，从总体国家安全和战略安全的层面认识和谋划民航安全工作，不断提高政治判断力、政治领悟力、政治执行力，以更高的境界、更高的标准、更高的自觉、更细的措施，把航空安全切实盯紧盯住。”因此，自觉强化对民航安全的政治担当，需要以强化责任担当为重要手段。

  针对当前严峻的安保形势和复杂的旅客结构，乌鲁木齐国际机场自觉强化对民航安全工作的政治担当，提出了“持续加强空防安全保障能力”的目标，通过推进“情报研判体系、治安防控体系、反恐应急处突体系、航空安保体系质量建设，构建乌鲁木齐大空防系统”的工作思路。乌鲁木齐机场围界全长13.6公里，2017年前采用的是“老三防”模式，即采用“物理围界阻隔（如单/双层金属围栏或砖墙并附加圈刺滚笼等）、远程闭路监控（无预警和报警功能，仅靠人工远程判读）、人员出警巡逻的传统模式。受大风、大雨等天气影响，平均每天的报警信息达到5000余次，海量信息时常造成系统服务器宕机，监控人员更容易因思想麻痹将真实报警信息与误报信息同等忽略处理，本应起着防御作用的围界却为各类非法入侵行为“网开一面”，这样一来机场空防潜伏着很大的安全隐患。

  自2017年起，乌鲁木齐国际机场正式启动“智慧安防”体系建设，组建专业技术团队攻坚围界管控新技术应用，在充分考虑新疆特殊的战略地位及自然气候的前提下，通过多次选型及升级，最终形成了的“广域全景周界安防侦测系统”，后经过8个月的现场持续测试、验证、升级，于2018年9月正式投入运行。

广域全景周界安防侦测系统

  该系统仅用19套设备实现乌鲁木齐机场13.6公里围界的无死角、全覆盖，极大地提升了围界整体安全裕度，提高了安全管理水平，进一步加强了空防安全把控力，筑牢了机场空防安全的“防线”。

  3.科技“智慧安防”体系

  传统围界报警系统平均每日报警信息高达5000多次，乌鲁木齐国际机场在选型周界安防侦测系统时，如何降低误报率是我们首先解决的一个问题。在前期围界报警系统仅依靠振动电缆触发报警，监控人员无法看到现场画面，无法甄别该报警是否为大风天气影响、大型FOD挂碰、工作人员日常巡逻或是外来人员非法入侵，每日误报率、无效出警率居高不下。2018年正是乌鲁木齐国际机场如火如荼开展“三基”建设的上升期，我们牢牢抓住“三基”建设机遇，大力推进班组创新，研发围界管控创新项目，其中就重点解决了降低围界误报的问题。通过架设165台摄像头实现围界控制区域全覆盖，对围界存在的问题建立危险源数据库，对可能影响围界报警的事物、工作人员、车辆活动较多的围界区域进行分类，对人员活动频繁的围界区域加密监控摄像头，监控人员接到报警信息后可立即调看现场画面，采取对应措施。至此，误报信息下降至100条以内，围界出警由之前的每周平均70次，下降至平均每周2次，一次性解决了目标在哪、是否为有效报警的问题，即“所见即所得”。

  新疆冬季多降雪、大雾天气，最长可持续4个月，夏季高温，机坪最高温度高达40摄氏度，大部分传统监控系统不适于在新疆冬夏极端天气下运行，而“广域全景周界安防侦测系统”的热成像功能却能有效应对这一环境挑战。2018至2019年，我们通过反复试验，16次升级了热成像功能，架设专用摄像头转台，每2秒实现360°俯仰角取景一次，跟踪距离可达到300—600米。

  这一功能的实现，为乌鲁木齐国际机场大雾天气下的空防安全保障提供了强有力的支撑。传统监控系统在大雾天气下就成了盲人的“眼睛”，而“广域全景周界安防侦测系统”的热成像功能能够识别物体及形态，并准确指引高清云台摄像机对入侵目标实施持续跟踪识别定位。

围界全景式光电侦测系统在部署及防控威力范围示意图

  2019年10月12日夜间，因大雾天气影响能见度仅为50米，“广域全景周界安防侦测系统”热成像探测出241#号段围界异常，监控画面清晰显示一辆施工车辆因能见度低碰撞围界，监控人员及时通知值守人员到场处置，整个过程仅用时3分钟。在夏季机坪温度高于生物体表温度的情况下，依然能够感知识别热源及活体物质。同时，高像素与大广角的设备优势，也可为各类安全事件的调查取证提供有效视频证据。

  2020年，为贯彻《推进四型机场建设行动纲要》文件精神，乌鲁木齐国际机场大力突进智慧机场建设，设立了一系列智慧建设项目。我们乘着“四型机场”建设的东风，深挖智慧安防潜能，再一次升级增设机场围界“广域全景周界安防侦测系统”相关重要功能2项，为乌鲁木齐国际机场智慧安防建设推波助澜。一是实现智能远程划定防区功能。监控人员可在系统界面对重要区域画出一定形状的图框，该区域人员一旦超出图框边界，便触发报警，围界值守人员赶赴现场对该区域人员进行教育，此功能便于对围界区域相关作业人员加强管控。特别是自2020年新冠疫情复工复产后，机坪施工项目激增，施工人员管理难度加大，不按区域活动引发不安全事件的潜在风险较高，给空防安全带来一定的管理压力，远程划区布防功能可以有效规避这一风险、缓解管理压力。

根据工作需要对车辆、人员常活动区域进行智能划防

  为了更加智能地区别报警等级，清晰地区别人员、车辆动物入侵性质，判定入侵对象在划定防区内的活动时长和轨迹，2020年对系统报警信息进行升级改造，智能地分为高、中、低三个级别，分别用红、黄、绿弹窗提示。当移动目标处于正常的活动范围和时长，系统默认低级危险，显示绿色窗口；当目标在报警区域活动时长大于6秒，系统会升级为中级危险，弹出黄色报警窗口；大于15秒，系统默认高级危险，弹出红色报警窗口。使信息性质及等级更为明确，监控员一目了然，能够快速发布对应的处置指令，节省信息识别时间，提升了信息处置工作效率。

  2019年初再次对侦测系统进行了升级改造，实现了与广域全景侦测系统的联动，自动探测入侵目标，并自动进行种类识别报警，当入侵范围大于15秒，为高级危险时，声广告警系统自动联动报警，报警信息更加准确详细。在前期出警处置中，通过统计发现，平均每周至少发生一起因机场附近施工人员、居民好奇观望、健身跑步，导致误入围界外侧布防区域触发报警，值守人员赶赴现场发现并不属于“有心之举”，出现多次“乌龙出警”。为避免无效出警，我们加装声光警告驱离系统，场外人员误入红外布防区域后，现场发出驱离警报声驱使误入人员自动离开。而事情发生的现场画面也一直在监控员的视线中，若人员仍不离开，值守人员可出警赶赴现场驱离。

  4.智慧安防驱动“四型机场”建设

  “广域全景周界安防侦测系统”的投入使用标志着乌鲁木齐国际机场现已建成全国飞行区地空一体化广域持久监测防入侵平台。自2018年该系统使用以来，技术指标和管理指标均有提升，共防范了小动物入侵253次，准确发现大型FOD1658次，围界周边施工监管86次，顺利通过上级安保测试12次，发现地下管道违规作业1次；误报率由每天的5000多条，下降至100条以内，围界出警由之前的日均10次，下降至平均每周确认出警2次；围界巡视人员由先前的40人缩减至12人，降低了用工成本。从近4年的实际使用效果来看，达到预期目标。

  首先，实现了由被动防御到主动探测，从线型探测到面型覆盖的方向性转变，因采用的是视频图像智能识别的无源技术体制，对环境无任何电磁等有源信号污染，适合于机场对有源信号需要严格管理的环境要求，符合“绿色机场”建设方向。

  其次，实现360度全景化目标自动探测识别，可以灵活设置预警、报警、紧急报警处置三级报警体制，探测距离远，实现对安全威胁目标无死角、全过程在线监控。2019年3月10日民航新疆管理局对乌鲁木齐国际机场进行了一次围界入侵盲测，“广域全景周界安防侦测系统”发挥了巨大作用，侦测系统提前发现，监控人员准确判断入侵人员的意图、位置，指挥值守人员在入侵人员双脚落地的第一时间成功控制住入侵者，从发现目标到控制目标仅用时1分30秒。

  最后，该系统是基于视频图像智能分析，入侵目标的探测和识别是“所得即所见”，工作人员对入侵威胁事件的处理过程更简洁直观。防入侵系统自动定义入侵性质，实现机器深度学习识别威胁目标，过滤非威胁目标，智能化定义安全等级并自动化推送报警信息，减少安全管理人员工作强度，把精力放在有价值的信息处理工作中。

民航新疆管理局对乌鲁木齐国际机场进行围界入侵盲测

夜间、下雪天系统采集到的小动物及车辆

  基于以上技术和应用优势，自该系统建成并投入使用以来，已经产生了巨大的管理和经济效益，发挥了良好的应用效果和行业影响。目前的探测范围可覆盖飞行区大部分区域，随着技术支持能力的提升，后期可实现基于该系统覆盖飞行区全区域内的实时监管。

  在实现围界探测识别及入侵报警基础上，由于广域持久监测技术具有探测范围大的核心技术优势，具有实时在线对任意区域进行灵活布防、撤防的功能优势，后期可实现对飞行区内各类作业及人员活动进行分区安全监控，从而无需建设新的技防系统、增加新的建设投资。

  该系统在乌鲁木齐国际机场的建成使用，已在国内机场行业形成巨大的示范效应，上海浦东、天津滨海、内蒙古机场集团等国内数十家机场陆续赴乌鲁木齐机场进行参观考察和交流经验，上海浦东、北京首都等机场也已先后采用该技术实施了围界防入侵系统的改造和建设。

  结语

  “广域全景周界安防侦测系统”的建成使用，是乌鲁木齐国际机场走好“四型机场”建设在空防安保领域实现落地的第一步，虽然取得了一定成绩，但面临的外部形势仍在发生复杂深刻的变化，防范化解安全风险的行动一刻都不能松懈。下一步，乌鲁木齐国际机场计划研究推行围界防控双系统布控，增设双波段摄像监控，实行可见光加热成像双判断，即当发生入侵报警，两个系统均给出指令方作为有效警报予以出警，仅一个系统给出指令则视为警戒，不作为出警警报处理，为今后围界无人化值守奠定技术基础。

  机场智慧安防建设永远在路上。乌鲁木齐国际机场将以新时代新思想为引导，以科技创新为新动力，持续推进“四型”机场建设，牢记“三个敬畏”，应用新技术手段不断提升空防安全保障能力，使民航发展在持续安全道路上行稳致远。