機場視頻監(jiān)控技術(shù)與應(yīng)用

胡宗健

（廣州白云國際機場建設(shè)發(fā)展有限公司，廣東廣州 510470）

1 智能安防技術(shù)概述

人工智能應(yīng)用水平日益提高，其逐步滲透至多個行業(yè)中?，F(xiàn)階段的機場安防技術(shù)，通常會在視頻監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)，該技術(shù)可以通過自動化的方式精準完成人臉識別、行為分析等相關(guān)工作。

智能視頻分析系統(tǒng)深度整合以人工智能為代表的現(xiàn)代化技術(shù)，通過訓練后的模型展開分析，生成具有參考價值的數(shù)據(jù)，為分析及決策提供參考依據(jù)。

從應(yīng)用場景的角度分析，智能視頻分析技術(shù)包含兩個類別：卡口場景，其主要為人臉、人員卡口、車輛卡口，根據(jù)要求配備場景攝像機，可適時調(diào)整采集位置、角度等參數(shù)；非卡口場景，其要求相對較低，并未對攝像機的安裝位置以及角度提出嚴苛的要求。

2 機場智能安防的實現(xiàn)方式

前端攝像機、后臺服務(wù)器是兩種較為典型的智能視頻分析實現(xiàn)方法，前端攝像機被應(yīng)用于復雜度較低的分析算法中，如進入檢測、越線檢測等。后臺服務(wù)器常被應(yīng)用于復雜度較高的分析算法中，較為主流的功能有人群密度測定、人臉識別等。

2.1 前端攝像機智能分析

以智能攝像機為主要裝置，其可對視頻內(nèi)容進行深入分析，識別關(guān)鍵要素，判斷行為、進行場景理解，可較為有效地提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運行效率。

（1）基本組成。

傳感器、處理器及通信三大模塊。

（2）智能分析攝像機。

①以安防要求為準，提前設(shè)定智能視頻分析規(guī)則，以此為操作基準，針對視頻展開實時的智能分析；②分析規(guī)則無特定的約束，具體視實際需求而定，依托傳輸網(wǎng)絡(luò)連通作用，將視頻圖像及時傳輸至應(yīng)用系統(tǒng)，進行針對性分析。

（3）功能用途。

較典型的有視頻報警、智能視頻診斷、數(shù)據(jù)分析等。

2.2 后臺服務(wù)器分析

以GPU的專用服務(wù)器為核心，適配前端攝像機，由該裝置采集視頻，經(jīng)傳輸后由后端機房的服務(wù)器做針對性的處理，提取視頻中的信息，進行相應(yīng)的判斷。

（1）基本組成。

以攝像機、傳輸網(wǎng)絡(luò)、智能分析系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)為核心，通過彼此間的協(xié)同作用，構(gòu)成完整的體系，可適用于復雜度較高的圖像分析算法，解決以往攝像機處理能力受限的問題。

（2）功能用途。

較典型包括人臉識別、復雜物體識別、特定范圍內(nèi)的密度統(tǒng)計等。

3 智能安防技術(shù)在機場的應(yīng)用分析

通過智能安防分析系統(tǒng)的應(yīng)用，可以智能化的方式感知現(xiàn)場環(huán)境，并在全面采集數(shù)據(jù)后將其清晰呈現(xiàn)，以用于反饋機場實時的安全狀態(tài)。對于前期來說，已經(jīng)適配分析規(guī)則，可作為安全事件的識別及判斷依據(jù)，以更精準的方式掌控機場的安全態(tài)勢。

3.1 客流分析

（1）實時采集客流量的數(shù)據(jù)，包含出入口人員總量、人群密度、候機排隊長度等，若某功能區(qū)的人員總量超出上限值，將及時發(fā)出提醒，以便專員視實際情況采取調(diào)整措施。

（2）客流分析的覆蓋范圍較廣，包含出入口、值機區(qū)、安檢區(qū)、候機區(qū)等各個覆蓋乘客行動路徑的場所，得益于此優(yōu)勢，可更有效地對特定場所采取增減人員、增減設(shè)施等相關(guān)措施，從源頭上規(guī)避安全問題，提高機場的運營效率。

3.2 人臉識別

人臉識別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于遠距離、非接觸、隱蔽性、全面性，是安防工作中的關(guān)鍵支撐技術(shù)。人臉識別的工作內(nèi)容包含人臉身份確認、人臉身份驗證。在卡口場景中常涉及人臉身份確認操作，可在監(jiān)控點布設(shè)高精度、高靈敏性的人臉抓拍攝像機，實時采集信息并傳輸給后端人臉識別服務(wù)器，以便對采集的信息加以比對，識別人員的身份。人臉識別中，主要比對識別依據(jù)為人臉黑名單庫和靜態(tài)人臉庫。

對于人臉黑名單動態(tài)布控，其由現(xiàn)有卡口處的攝像機采集圖像，基于深度學習模型從中提取特征向量，并與黑名單庫人臉進行比對，進行相應(yīng)的判斷。對于人臉靜態(tài)比對，需借助深度學習模型檢測人臉，并快速抓拍圖片，根據(jù)圖像信息提取人臉深度學習特征向量，將其與靜態(tài)庫中的人臉進行比對，以準確確定被識別人的身份。具體至機場智能安防工作中，可在安檢驗證柜臺、登機口等區(qū)域展開人臉身份的識別操作。

在人臉身份驗證應(yīng)用中，以人臉白名單較為典型，其在人臉門禁、人臉核驗等場景中均得到廣泛的應(yīng)用。人臉身份驗證可使用活體檢測等較為先進的手段，可規(guī)避利用面具、照片假冒人臉的行為，可更為精準地做好安全防控工作，以保證機場各功能區(qū)域的安全性。根據(jù)安檢驗證柜臺、登機口等關(guān)鍵區(qū)域的人流特點，合理適配人臉身份驗證機制，可提高安防水平，達到人、票、證合一的效果。

3.3 行為分析

行為分析是機場安防中的重要手段，可用于判斷人員的異常行為，在貴重物品監(jiān)視、區(qū)域重點防范等領(lǐng)域均具有可觀的應(yīng)用價值；此外，可實現(xiàn)對異常行為的報警，有助于提高視頻監(jiān)控的準確性、效率，可使安防工作人員更迅速進行響應(yīng)。

行為分析可用于群體的態(tài)勢分析工作中，具體涉及人員徘徊檢測、人群聚集分析、人群涌動分析等方面，同時可針對人員密集場所展開分析，以提高應(yīng)對水平，避免出現(xiàn)被動應(yīng)對的局面。

對于行李托運區(qū)、值機區(qū)、候機區(qū)等關(guān)鍵的場所，可將各區(qū)域的風險態(tài)勢等級作為立足點，并以特定顏色的熱力圖顯示，從而精準區(qū)分，管理人員可以通過更直觀的方式掌握航站樓各區(qū)域的實際風險態(tài)勢，及時采取管理措施。

3.4 視頻結(jié)構(gòu)化

視頻結(jié)構(gòu)化在非卡口應(yīng)用中具有代表性，依托于結(jié)構(gòu)化分析與快速檢索機制，可高效提取人員的特征，形成目標小圖和場景大圖，并將兩類信息完整寫入存儲設(shè)備內(nèi)，以便后續(xù)可根據(jù)需求進行快速查詢，使信息在各時段均具有可利用性[1]。

在視頻結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)快速分析過程中，可較為有效提取視頻中目標的特征屬性信息，根據(jù)信息串聯(lián)成事件的特定線索，立即展開分析，提前進行感知，并采取針對性的處理措施。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)航站樓隔離區(qū)的特點，配備視頻監(jiān)控攝像機，并將其作為視頻結(jié)構(gòu)化分析的硬件裝置，可節(jié)省重新布點的煩瑣環(huán)節(jié)，保證人員軌跡分析的準確性。

（1）熱成像攝像技術(shù)。

在暴力犯罪案件的發(fā)生時間中，以18：00～次日6：00為高發(fā)時段，與夜晚光線不足有關(guān)。通過熱成像攝像機的應(yīng)用，可在無須反射光、紅外線的條件下完成監(jiān)控工作，借助目標與環(huán)境間的溫度差異，形成特定的熱對比度，由此展開成像分析，解決了夜晚作案判斷難度大的問題。在機場運營中，夜間飛機的導航會受到無關(guān)燈光的干擾，機場內(nèi)的夜間光照相對微弱，不可有額外的燈光?？蓱?yīng)用熱成像技術(shù)，從解決夜間因光線不足，導致監(jiān)視不全面、預警不及時的問題。熱成像攝像技術(shù)可用于高溫人群識別，其可精準鎖定體溫偏高的人員，為相關(guān)工作的開展提供了重要幫助。

恐慌心理易迫使人體血壓升高，可利用血壓監(jiān)測的方式篩查旅客。現(xiàn)階段，攝像頭測血壓技術(shù)是較為新穎的發(fā)展方向。一方面，通過攝像頭的應(yīng)用，拍攝皮膚表面圖像，從中確定血管及皮膚顏色的細微變化，依托圖像信息處理技術(shù)和圖像血壓算法，可確定被監(jiān)測對象的血壓。另一方面，攝像頭測血壓技術(shù)不會給被測人員帶來不適感，被測人員不會察覺被測過程，能夠主動采集數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)遠程處理。

（2）光纖光柵周界。

光纖光柵周界入侵報警系統(tǒng)充分應(yīng)用到光纖光棚振動式周界探測器，將該裝置串接于一體，形成監(jiān)控范圍較廣、靈敏度較高的監(jiān)控系統(tǒng)，可直接采集擾動信號，將其轉(zhuǎn)至后端，由光纖光柵處理器及系統(tǒng)服務(wù)器做針對性的識別與處理，判斷安防區(qū)域內(nèi)的實際情況，若存在入侵行為，可以精準鎖定其位置，同時生成入侵物的運行軌跡，具有安全可靠、功能豐富、監(jiān)測靈活等應(yīng)用優(yōu)勢[2]。

（3）智能監(jiān)控。

在基于視頻的行為識別中，設(shè)計分類器為重要的裝置，擬利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實現(xiàn)，借助分類器對人的行為進行判斷，如正常行走、跑、跳躍等。

①引入心理學理論，可對首次進入機場的旅客的行為進行判斷，確定專屬于每位旅客的行為特征，再將其與基礎(chǔ)庫的異常行為展開對比分析，根據(jù)對比結(jié)果做出相應(yīng)的預警。

②設(shè)備持續(xù)性地采集旅客骨架步態(tài)特征，生成相應(yīng)的信息，構(gòu)建以旅客個人為單位的骨架數(shù)據(jù)庫，若旅客的實際行為與預先建立的骨架數(shù)據(jù)庫特征存在不適配的情況，則將其判斷為異常行為，隨即發(fā)出預警。圖像識別在實際應(yīng)用中存在局限性，為突破數(shù)據(jù)類別過于單一的束縛，可引入音頻信號特征，更快速對旅客異常行為進行較為準確的判斷。

4 結(jié)語

綜上所述，航空運輸是現(xiàn)代交通運輸體系中的重要形式，具有便捷、高效的特點，為了提高航空運輸?shù)姆?wù)水平，應(yīng)加強安防工作力度，為乘客以及工作人員營造安全的環(huán)境。在智能安防技術(shù)水平日益提高、產(chǎn)品逐步豐富的背景下，應(yīng)以實際需求為出發(fā)點，合理選擇安防技術(shù)，正確配套安防設(shè)施，切實解決工程化布點難度高、算法場景局限性強等問題。在后續(xù)的工作中，技術(shù)人員仍需進行探索，實現(xiàn)智能安防技術(shù)的升級以及產(chǎn)品的更新，提升機場的智能安防技術(shù)水平。