一、項目背景

　　隨著中國國力的日益增長，每年舉辦的大型國際活動也越來越多，包括：北京會、上海世博會、廣州亞運會、APEC、北京亞歐經(jīng)濟論壇、東北亞經(jīng)濟論壇、博鰲亞洲論壇、中非經(jīng)濟論壇等，這些國際活動增進了世界對中國的了解，拓展了中國與其他國家的交流與合作空間，提升了中國的軟實力，展示了開放和自信的國際形象；同時也對舉辦城市機場防衛(wèi)與機場安全提高了要求，作為最重要之一的機場，關(guān)系到交通運輸安全、參會人員安全乃至國家安全，為保證其安全、暢通和實效，機場安全管理的現(xiàn)代化、高科技、自動化安全防衛(wèi)措施的建設(shè)和完善。同時就安全管理角度來說，機場這一個“出不起事故”的領(lǐng)域，無論是國際航線機場還是國內(nèi)客運機場，在安全管理范疇仍然面臨許多漏洞，如跑道車輛闖入、飛鳥“圍攻”、無人機入侵、起落架故障、飛機降落偏離跑道、襲擊等等，都是威脅機場安全的“罪魁禍首”。這些安全事故時有發(fā)生，輕則造成航班延誤，旅客滯留，重則機毀人亡、帶來恐慌。該系統(tǒng)的建設(shè)，將會對以上機場安全隱患提供技術(shù)上的支持，可成功實現(xiàn)監(jiān)控、識別、預警及雷達指引鎖定跟蹤的需要，為機場的安全防范“保駕護航”。

二、系統(tǒng)介紹

　　機場安全智能監(jiān)控系統(tǒng)，是針對機場飛行區(qū)內(nèi)的機場跑道道面、機場凈空管制、停機坪、滑行道等重要地段全天時、多角度、立體化遠程晝夜視頻監(jiān)控管理。該系統(tǒng)能夠為航空安全管理單位提供及時、準確、全面的機場管理信息，有效避免飛機降落時偏離跑道、起落架未打開（飛機鎖定跟蹤，人工判斷起落架狀態(tài)）、無人機“襲擊”、機場跑道內(nèi)車輛和人員入侵等飛行安全事故的發(fā)生，提高機場安全管理水平，從科技角度避免（或降低）機場事故的發(fā)生，實現(xiàn)人防、物防到技防的一個跨越。

三、軟件介紹

機場飛行區(qū)全天候綜合監(jiān)測預警系統(tǒng)包括如下幾個部分：

1.重點區(qū)域行人、車輛報警。為保障機場跑道及重點區(qū)域的安全，需要24小時監(jiān)控跑道及相關(guān)區(qū)域。一旦檢測到有人或者車輛闖入，立刻聲光報警，提醒用戶處理。系統(tǒng)能夠智能區(qū)分闖入目標的類型：人、車和飛機，僅對人和車報警。

2.飛機起降跟蹤監(jiān)控。在機場高點架設(shè)高精度光電系統(tǒng)，可對接雷達系統(tǒng)，在晝夜24小時及全天候下，實現(xiàn)飛機起飛及降落全過程的手動和自動追蹤、目標特寫、目標定位，提供軌跡的實時刻畫和事后回放分析等。輔助用戶查看起落架是否落下、飛機機身特征、運行軌跡等。

四、系統(tǒng)特點與優(yōu)勢

1. 不間斷檢測，及時告警 多個紅外熱像儀無縫拼接全面覆蓋整個監(jiān)控區(qū)域，實現(xiàn)不間斷檢測監(jiān)控區(qū)域，從分析目標到告警的時間只需5～10秒，滿足用戶的要求。

2. 不同點位靈活配置檢測設(shè)備 我們可以根據(jù)實際需要檢測的區(qū)域，按照要求的設(shè)備架設(shè)地點，靈活配置熱像儀的數(shù)量、鏡頭焦距、相機安裝角度和檢測時間等，實現(xiàn)對關(guān)注區(qū)域的全覆蓋實時檢測。

3. 紅外熱成像全天候監(jiān)測 可見光探測器受天氣影響比較大，所以在白天較好的天氣情況下采用可見光和紅外一起檢測目標。而紅外成像相較可見光成像在動目標預警方面具有更高的預警率，所以在霧天、雨天、夜晚的時候本系統(tǒng)以紅外熱像儀為核心預警設(shè)備，實現(xiàn)晝夜監(jiān)控。紅外傳感器主要針對的目標是人員、車輛、無人機等，從輻射學的原理來說，目標輻射峰值波長為10μm左右，所以用長波紅外預警系統(tǒng)為。

4. 全景大視域拼接 系統(tǒng)將關(guān)注區(qū)域自動拼接生成全景視頻，給用戶很強的現(xiàn)場感，同時疊加顯示預置點、屏蔽區(qū)、報警點以及當前檢測區(qū)域等。用戶通過對全景圖的瀏覽，可以了解前端的態(tài)勢。在目標預警后，可以自動引導監(jiān)控云臺跳轉(zhuǎn)到對應位置，此外雙擊全景視頻上一點也可以引導監(jiān)控云臺跳轉(zhuǎn)至該位置。

由于飛機速度快而體積大，單個視頻中很容易產(chǎn)生誤報，而利用全景視頻進行場景標定，盡量避免飛機被單個相機畫面分割而引起的誤報，提高告警準確率。

5. 重要區(qū)域檢測及報警 利用智能視頻分析技術(shù)，對紅外和可見光視頻進行實時分析處理，檢測跑道等重要區(qū)域，具備目標自動智能發(fā)現(xiàn)和跟蹤能力，主動提醒用戶關(guān)注疑似目標。 檢測與跟蹤部分采用自主知識產(chǎn)權(quán)的智能圖像分析技術(shù)。該技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)視頻運動偵測（VMD）技術(shù)所采用的簡單探測運動的方式。與傳統(tǒng)VMD基于像素來檢測運動不同，該技術(shù)基于目標來探測威脅，它所分析的對象是目標，其具有自學習、自適應和自調(diào)節(jié)能力。 此外，視頻標記技術(shù)幫助計算機區(qū)分目標類型。通常計算機中存儲和傳輸?shù)膱D像信息都是二維信息，但在某些情況下，我們需要獲取圖像中物體與實際三維場景的對應關(guān)系從而得到物體的實際高度，速度等信息。攝像機標定就是通過建立攝像機成像模型和求解攝像機內(nèi)外參數(shù)來建立三維空間和二維圖像之間的對應關(guān)系。標定可以確定圖像中物體的實際大小和空間位置，使計算機能立體地認識圖像，這樣便可以得到圖像中目標在三維世界中的實際尺寸。一方面可以濾除檢測到目標中的干擾（飛鳥，雨滴，小動物等），另一方面作為目標類型分類的一個參考依據(jù)。  

6. 目標特寫跟蹤 系統(tǒng)可以接收雷達系統(tǒng)反饋的飛機坐標，云臺跳轉(zhuǎn)至目標區(qū)域，通過手動鎖定或者周界報警自動聯(lián)動視頻圖像中的敏感目標，經(jīng)過云臺控制器對云臺指向位置的實時修正，實現(xiàn)目標的自動跟蹤，支持可見光對飛機的特寫拍攝。跟蹤算法具有一定的抗力，對于目標飛行過程中出現(xiàn)的遮擋、噪聲，以及前景和背景差異較小的情況，都可以不受影響，實現(xiàn)較魯棒。

7. 的跟蹤效果。 在跟蹤的過程中，根據(jù)目標的大小，平臺不斷的調(diào)整鏡頭焦距，確保目標始終保持在一個合適的大小。對于可見光相機，還要保證飛機足夠清晰的細節(jié)，便于監(jiān)控人員關(guān)注航班號、起落架等飛機細節(jié)特征。

8. 目標定位及軌跡展示

目標報警后，基于設(shè)備安裝參數(shù)、云臺角度、報警目標坐標等參數(shù)，利用數(shù)學公式計算出報警點的實際坐標，并不斷更新目標當前位置，在電子地圖中實時繪制目標軌跡。系統(tǒng)支持目標歷史軌跡的回放。