智能视频分析在机场的应用 - 安防知识网

随着我国的经济高速发展，经济商务运输日益增加，有效保护机场周界安全、客流人员安全、货物安全检查，提高机场的安全防范，成为亟待解决的问题。飞机起降过程中人员流动较大，作为交通枢纽，安全保护的级别要求也相对较高，对全实时、零延时的视频和控制提出了很大的挑战。

一、前言

在传统的闭路电视监控模式下，保安人员需要监视太多的视频画面，远远超出人类的接受能力，导致实际监控效果降低。如果能帮助监控人员及时的发现异常行为并进行处理、制止或处罚，消除可能存在的安全隐患，以保证财产或人员的安全，将对机场安全管理部门的管理工作产生非常重要的意义。

本文的提出，旨在利用当今最先进的智能视频分析技术，加强对机场的智能监控，通过智能分析处理及时发现机场内部及周界的异常行为并自动报警，从而提高监管工作人员的工作效率，减轻工作负担，提高监测准确度，使机场管理工作更加有效。

二、机场对智能视频分析技术的应用现状

国际反恐形势不断严峻，机场对安全的需求更为强烈。机场作为反恐的标志性区域，因其区域分布广、人流量大，历来属于突发事件多发区域，这决定了机场高安全级别控制的要求。自美国“9.11”事件发生以来，机场安保正日益受到机场当局的重视。

然而目前机场的安防系统仍停留在传统监控的阶段，已经很难满足机场对安全的实际需求。因其缺乏对视频的智能分析，普遍还处在一个只能“监”不能“控”的被动状态，大多只具备事后取证的功能，对于发生的可疑和异常行为无法起到预防、预警的作用。采用智能视频分析技术，主动对视频中出现的关键信息或者用户感兴趣的事件进行实时提取和记录，达到及时报警并利用存储的事件信息来有效地检索视频数据的目的，可有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象，有力地帮助机场应对袭击和处理突发事件。

智能视频分析技术的出现及日臻成熟，为解决这一问题提供了很好的技术手段。但如何针对机场的实际情况，开发满足需求的应用，实现监控告警也控制设备的联动是我们的主要任务。

三、需求及具体应用

机场是非常复杂的环境。特别是他们需要处理的场面都是非常拥挤的。如果随便选用一些低档的视频分析，它们在处理一个两三人的场面事件都不准确，那么要准确处理拥挤人群的事件就更加困难了。在一个空旷的场景检测危险的遗留物或旅客的行李时都都不准确，那么要在拥挤的场面就更不可靠了。在一个摄像机里准确的识别一张面孔都不准确，要想同时实现识别多张面孔就更吃力了。

由于摄像头众多，在这种环境中特别重要的是采用视频分析，以脱离单靠人眼去浏览视频的旧有操作模式。但在选择视频分析系统之时，必须选择可靠并符合机场复杂和拥挤的场景，以避免一些不必要的高误报率，无故增加工作量。任何视频分析系统必须能够应付所有机场的下列共同情况：

1)该系统必须配有误警过滤器，因为现代化机场需要结合室内与室外的环境（例如，大幅的玻璃幕墙和玻璃屋顶都会容易对一些低档的视频分析系统造成误报的原因）

2）该系统必须应付户外场景，也必须能够应付恶劣的天气条件下，光影的变化，如车灯等

3）该系统必须有处理大量的，高度集中的流动人口的能力，也有能力去侦测被经常遮蔽的遗留物

4）该系统应能管理人员和车辆队列的能力（例如许多人在登记处排队，和在的士站排队）它可以提供参数信息，如平均等待时间和排队长度。

5）该系统应能探测一个被废弃了超过10分钟或以上的行李，并可在人多和经常被遮蔽的情况下也能检测，如在办理登机手续的柜台和登机口处作检测。

6）该系统必须能够识别行李和手推车，并能够识别到被遗弃在手推车上的行李。

7）该系统必须有一个可以在检疫区域，包括禁止通行区和禁区，侦测徘徊和逆行行为的功能。

8）由于摄像头众多，该系统必须是轻度计算，能在一台基本的服务器上就能支持大量的摄像头，并能够用低分辨率（如QCIF）的图片就能提供高准确率的侦测。

9）即使用百万像素的摄像头操作时，系统都能够在同一相机同时执行检测和辨认，也可轻松传送相关信息，完全不对存储和宽带增加负荷。

10）特别是那些安装在高处天花板上摄像机，要覆盖的范围都是非常广阔的，该系统必须具有灵活性，可随时切换到高分辨率（包括130万像素分辨率）实现检测，。

11）该系统必须在同一画面同一摄像机上运行多个检测（如在拥挤复杂环境中的遗留物侦测和拥挤管理）。

1.候机楼监控：检测人员异常移动、人群聚集和物品遗留

出发大厅、候机楼人员密集度高、人流量大，安全隐患多；一方面人群的过度拥挤容易造成恶性事件的发生，另一方面因为人员众多给一些违法犯罪分子实施偷窃等违法犯罪行为留下可乘之机。同时，出发大厅、候机楼属于机场的核心区域，一旦有恐怖分子恶意破坏或者实施恐怖活动，将给机场正常运行与人员安全造成非常恶劣的影响，所以出发大厅和候机楼的安全保障显得尤其重要。

为保障出发大厅、候机楼的正常候机秩序，通过智能视频分析系统实现异常奔跑、打架检测，在监视区域内发现打架行为，系统及时记录并报警，提醒相关人员采取措施处理，以防止事件的进一步恶化，造成流血事件的发生。对于在大厅和候机楼异常奔跑的行为，系统同样会及时给予预警，提醒关注并分析判断，对于实施偷窃后逃窜或者追逐等行为实现第一时间的处理，有效辅助机场安保人员的日常管理。

以反恐为重要方向，针对大厅和候机楼区域，通过视频分析系统实现遗留物体的监测，当视频画面中出现可疑物品在一定时间段内无人看管时，系统将立刻报警，并提醒相关人员及时查看并处理。一方面可以及时帮助旅客照看好随身物品以防意外丢失；另一方面也是反恐的典型应用，可以帮助安保人员及时发现爆炸物等危险物品。

2.安检通道和机场登机口监控：逆行检测和人数统计

机场安全检查通道、机场登机口都只允许旅客单向出入，而不允许旅客反向穿越。这两个地方都是人员相对复杂，人流密度相对较大的地方，不按照正常的秩序很容易因为人员摩擦引起恶性事件的发生。同时人群的过度拥挤也往往容易造成意外事故，影响机场正常运转。

为保障各出入口人员流动的正常秩序，采用智能视频分析系统针对安检通道和机场登机口进行人群密集度的检测。当大厅人群保有量超过一定值时，系统将预警提醒相关人员关注，并合理安排人员进行协调管理，以防因为人员过多而导致的恶性事件发生。

同时在安检通道、机场登机口这类人员单方向流动区域，为防止逆向穿越，从而造成进站或者乘机秩序的混乱。采用智能视频分析系统可实现各出口和入口的实时逆行检测，一旦发现与正常行进方向相背离的穿越者，系统将及时报警，以便第一时间安排相关人员处理。系统具有良好的稳定性，通过对安检通道内和机场登机口处人员的运动轨迹的分析，能够在较多人员聚集甚至部分遮挡的情况下，完成逆向穿越人员的检测和报警。

3.门禁监控：尾随检测和入侵检测

门禁系统是机场安防系统的一个重要组成部分。工作人员须刷卡后方可根据权限通过门禁进入各个区域，没有权限者禁止进入。机场个别门禁属于涉密区域，很多时候要求不能有人员靠近。

为保证机场门禁系统安全，每个通过门禁人员都必须刷卡验证，通过智能视频分析系统对进行门禁尾随检测，对通过门禁人员进行检查和跟踪，从而准确地出入门禁人员人数，当与刷卡卡号次数不符时进行尾随报警。提示工作人员处理。

针对涉密区域门禁，通过智能视频分析系统对整个区域进行检测，发现可疑人员靠近或者闯入立刻报警。

4.行李监控：物品丢失检测、周界检测

机场行李房是旅客行李传输并对其实施检查的地方，因行李传送带一般比较长，而且并不一定都是直线平行运输，在转弯、上下运输过程中难免会有跌落遗漏，而且在传输的过程中，旅客行李的纷繁复杂，仅通过人力的监督和查看很难做到疏而不漏。

另外行李房因为其运输旅客行李物品的独特功能，决定了行李房区域高敏感性、高安全性的特点，在非允许情况下，禁止人员随意靠近或者进入，以保证旅客行李物品的绝对安全。

采用智能视频分析系统，对行李传输带全程监控，实现物品遗失检测，并在各视频范围内依据传送带的区域定义事件的周界，一旦出现行李、包裹等物品滑落，或者从传送带区域消失时，系统立刻触发报警，提醒相关人员及时处理。

同时在行李房周边区域通过智能视频分析系统对整个传送区域进行周界检测，严密地监视各出入口人员进出情况，发现可疑人员靠近或者闯入立刻报警。

5.围界监控：非法闯入与越界检测、滞留、徘徊检测

机场周边环境复杂，跨度大，给安全防范的落实增添了更大的难度，传统的监控方式已不能满足实际的需求。只有提升监控力度，加强人防和技防的结合，才能从根本上提高监控能力持续性和有效性，从而控制机场周边的安全。

停机坪是飞机停航期间或者非运营时段的专门停放区域，也是高安全级别控制的区域。为保证飞机的正常运行和相关物品财产的绝对安全，必须严防可疑人员接近飞机，甚至禁止接近飞机坪停放区域。

采用智能视频分析系统在机场周边形成一个7*24小时实时监视的环绕圈，实现全天候越界检测，在监控范围内定义一条严禁穿越的虚线，一旦有人在任何时段触碰或者越过这条线，系统将实时记录其行动路线，并向前端报警提醒有关人员关注与及时处理。严格控制不明物体或人接近机场周边行为，形成高安全系数的机场周界防范体系。

同时在机场的一些敏感区域，如机场燃料库、供电站以及一些重要的设备存放区等，有着较高的安全级别控制要求，必须严格禁止任何人员接近，以杜绝恶意破坏、偷窃等犯罪行为的发生。采用智能视频分析系统实现周界检测，系统支持参数的灵活设置，当发现有可疑人员或者物体在监控范围内逗留或者徘徊超过预设值，系统将对可疑行为进行记录并实时报警。这将协助机场安保人员及时地对异常行为事件进行判断处理，极大的加强机场安保系统能力的提升。

6.现场运营监控：动态跟踪检测

机场跑道是机场的重要通道，其关系到飞机的起落安全，在飞机起落时不能有任何人或异物在通道上，以免影响飞机的正常起飞和降落。通过监测机场跑道飞机的起落情况，可防止飞机起落过程中突发事件的发生，并为日后的取证和管理留下完整的视频资料。

采用智能视频分析系统实现飞机的动态跟踪检测，对飞机从跑道起飞到离开地面实现连续性的控制观察，包括飞机降落时同样持续性跟踪直到平稳停靠。可选择跟踪目标整体或任意局部特征进行跟踪，系统根据用户预设值一旦检测目标，能迅速对目标进行定位与识别。在跟踪的过程中，系统能自动调节画面分辨率，在准确跟踪目标的同时保持图像最佳显示效果。

为了让执法人员更快辨认可疑人物，用户在动态跟踪过程中可随时手动放大目标图像，系统会自动调整图像参数，确保目标跟踪顺利进行。此外，为了达到监控范围的最大化，当被跟踪目标移动并超出一个摄像头范围，并进入另一摄像头的监视范围时，该摄像头会继续进行跟踪，实现对监控目标远距离多方位的连续跟踪。目标离开镜头范围后，摄像机将自动恢复到初始状态。

四、应用面临的挑战

一个机场，就像一座小城市。它包括不同的部门和机构，如安保，航空公司，警察，检疫，出入境审查，交通管理，停车场管理，零售，货运等等。而且机场里都有大量的摄像头，大部份的系统都由不同的部门共用，但每一个部门都可能有自己的具体要求和目标。因此，最有效是需要“一个”全面的系统，能够满足机场里各个部门的要求，使它们都能全面应用。更重要的是运作有效，完全兼容的系统，当有紧急事故时需要确保任何信息都可以迅速地分发，马上反应做出协调和补救措施。

在国外已有太多的例子证明机场人多的地方都是恐怖份子要生事的地方。所以机场管理层的行动都必须是迅速和有效的。通常机场都安装有大量的摄像头，如果只依靠传统的全天候录像和基本的移动侦测系统，已经不能满足现代化机场的需求。

目前一些专注在机场项目的工程商和集成商最头痛的是不容易找到一个可靠高效，能在拥挤复杂的场景下操作的视频分析的智能系统。一个有效并可跟机场管理系统有联动而且能够“全自动化监控”的视频分析系统。例如可以同时处理远距离侦测和近距离识别，以舒缓日益增加的视频量，以使机场的运作更有效。

五、结语

采用智能视频分析技术的现代化机场安防系统，来应对民航业急速发展，机场的安全与保障机场顺畅运行带来的高要求和新挑战。华天成智能视频分析技术能解决机场现有监控存在的问题，对机场整体区域进行立体式动态监控，形成一个7×24小时实时、动态、智能、可视的智能化监控系统环绕圈，实现了全天候智能监测。该系统对任何可疑目标、可疑行为、异常事件、非常规事件等均可开展智能分析，并进行实时报警和记录，这将协助机场安保人员及时地对异常行为或事件进行判断和处置，强化了风险防控，切实提升了机场的安全管理水平。