抗风球型转台摄像机在机场监控中运用

1.1.机场安防背景

        随着国民经济的提升和航空业的发展，飞机已经成为众多人士商务、旅游出行选择。飞机高率、快捷的运输手段在带给我们便利的同时也成为治安事件的“重要地区”，因此机场的安保防范系统建设历来是中国乃至全世界关注的热点。

        从当前国内外机场安防系统建设的情况来看，安检、登机、周界防护、航站楼监控都是必不可少的环节。随着反动组织活动的加剧，针对机场跑道、停机坪、油库、机库的监控也在逐步加强，但是从以上的这些应用中我们不难发现当前的机场安防监控，特别是视频监控更多的是注重于区域性质的管理。我国能完成实际意义上的多功能“点”、“线”、“面”结合的，具有全天候工作的视频监控手段的机场却不多。

        所有乘客可接近的建筑、登机桥、停机坪等区域，我们都可定义为安保禁区。而遇到的问题是飞机会不断地从“非安保区”到“安保区”，机场内的车辆、人员等也会不断地在进出“安保禁区”。虽然在不同区域出入口都有各种类型的报警监测方式，但是只有视频监控才能让操作员直观的了解现场情况。

1.2.机场安防监控现状

        目前的机场周界防范主要通过在周界上安装各种传感器进行探测，如：红外对射、震动电缆、埋地电缆等报警联动就近摄像机对现场情况进行监控。这样虽然在一定程度上能够起到防护作用，但是周界探测器只能在入侵者试图穿越周界时才能报警，无法做到事先预警，而且机场防护面范围大、周界较长，管理人员在收到报警信号确认警情之后往往没有足够的时间对入侵做反应及部署，更难保证在入侵者侵入之前赶到现场。

        另外，入侵探测器不能探测出入侵的人数，而其联动的视频监控系统由于覆盖范围有限，很难发现所有的入侵者；而在入侵者已突破周界的情况下，只能使用就近的视频系统跟踪，由于入侵者的行进路线具有随机性，人数也不确定，而防卫人员赶到现场也需要一定的时间，容易造成局面上的失控，对防卫人员也会带来威胁；此外现有的各种周界防范技术，误报也较多，导致很难做到意义上的防护。

        而对于机场内停机坪、飞机跑道、维修机库、维修机坪等区域的监控更是少之则少，甚至有些是通过塔台上指挥人员来观察，要么是在一些重要区域安装近距离监控系统。

        综合分析影响该技术手段实施的原因主要包括：

        （1）因净空高度限制而无法大量立杆安装监控摄像机，导致机场监控的某些区域成为监控盲区；

        （2）普通摄像机和云台性能限制无法做到多功能监控和超远、超广角监控；

        （3）因气候原因导致无法实现全天候监控；

        （4）普通摄像机无法满足夜晚监控的要求。

        所以迫切需要一种监控距离远、能多方位、全天候工作的视频监控系统。

1.3.机场高空瞭望视频监控可行性分析

        就机场环境而言，无法大量立杆安装云台摄像机确实是一个缺陷，但也正是由于净空高度限制，使机场塔台成了一个无可质疑的制高点，可以达到“一览众山小”的目的。安星公司充分利用机场自身地理优势结合公司固有的光机电技术优势及多年监控行业经验积累，率先在国内开发出了机场高空瞭望多方位远距离双光谱（可见光+热成像）抗风球型转台摄像机。该系统配备750mm长焦镜头、210万网络高清摄像机、150mm高灵敏度非制冷型热成像、数控重载转台、高密封防护罩等设备，实现如下功能：

        （1）从场面到细节的全机场乃至周边环境的一体化多方位、全天候实时监控；

        （2）高精度的数控云台系统，配合周界报警系统实现对快速入侵或者深入主体的入侵者连续跟踪；

        （3）配合雷达或者智能分析系统实现对飞机起飞、降落过程的全程跟踪式监控，很大程度上避免一些事故的发生；

        （3）具有夜间、雾天等恶劣环境下进行监控的全天候观察能力；

        （4）在相对隐蔽的情况下对机场各个区域进行定期扫描式的分区域监控。

1.4.双光谱抗风球型转台摄像机在机场高空瞭望项目上的功能

         该抗风球型转台摄像机采用先进的电视与数字视频技术、计算机数字化图像处理技术、多方位数字转台技术及高精度数字控制技术，有效地降低强风对前端设备造成的损伤，获得稳定清晰的图像。具有如下功能：

        1.不受外界环境影响，全天候、多方位实时监控

        机场高空瞭望项目弥补了普通监控手段无法避免的环境物体阻挡、视野范围狭小、雾天夜晚无法观看、能见度低的缺点，完全意义上实现了24小时不间断、全天候、多角度、无阻挡、大范围、高精度化的动态视频监控预警联动指挥功能。安星公司机场高空瞭望双光谱一体化云台摄像机，配备150mm镜头，640×512分辨率的高灵敏度红外热成像。热成像对物体辐射的红外线进行被动成像，不受环境光线和照明光线的限制，可以实现对4km内热点智能探测并告警显示，能够全天候工作；同时搭配60倍光学变焦12.5-750mm焦距的长焦镜头及210万网络高清摄像机，具有光学透雾和自动聚焦功能，在烟尘、雾霾等恶劣天气条件下，能看清2000米处人物的局部细节；搭载360°多方位高精度数字转台，实现大范围监控。该产品通过网口输出1080P白光图像、热图像等，支持主流图像编码格式。

机场高空瞭望双光谱效果图(左边可见光图像，右边热图像)

        2.实现远距离、大范围监控

        机场高空瞭望双光谱设备安装于机场的制高点处同时兼顾整个机场区域，解决了普通摄像机需要大量安装立杆的麻烦。白天采用750mm长焦镜头和150mm热成像相结合的方式进行监控，能同时输出1080P白光图像和热图像，可见光可监控4km的人物活动细节；晚上利用热成像进行探测，对热源目标的探测距离可达5km；同时采用高精度重载动力转台，抗风能力强，图像零抖动，实现大范围远距离监控。此外，安星公司拥有自家的光轴远程电动校准技术，远程电动调节使彩色图像和红外图像位置重合一致，这在同行中处于领导地位。

        3.可见光双透雾、热成像全透雾功能

        机场占地面积较大，要做到对各个区域的巡视谈何容易，只能依靠摄像机进行监控，恶劣天气定时巡检难度更大，而普通监控设备在雨雾天气形同虚设，针对这一现状，安星机场高空瞭望双光谱设备采用具备宽光谱和透雾滤片切换装置的透雾镜头，实现光学透雾，软件进行二次图像处理实现电子透雾功能，在雾霾雨雪天气极大提高了监控的能见度；同时热成像自身透雾能力极强，雨雪雾霾天气对监控不会造成任何威胁。可见光2km透雾效果如下所示：

                                        广角未开启透雾功能                                                广角开启透雾功能

         4.长焦镜头自动聚焦功能

        安星机场高空瞭望双光谱设备配备750mm长焦镜头，众所周知，长焦镜头的自动聚焦一直是行业中难以突破的瓶颈。安星公司凭借多年的研发实力，采用图像高速聚焦算法，独自的快速自动聚焦技术，无需人工调焦，操作便捷，解决了长焦镜头聚焦困难或者无法自动聚焦的难题，聚焦速度快。

        5.高密封、强防护、抗飓风、三防处理外观设计

        高空瞭望设备一般都装在野外区域的制高点，正是这种应用场合的特殊性才给监控带来了很大的挑战。许多监控厂家的设备经常出现雨水渗入使设备损坏，导致监控系统瘫痪。同行很多厂家在材料选型上为了节省成本，防护罩基本都是采用铝合金薄片拼接焊接而成，防护等级较低，长时间的风吹雨淋会导致护罩焊接处出现氧化锈蚀现象，灰尘、雨水容易沿焊接缝隙进入护罩造成内部元器件损坏。安星激光夜视摄像机护罩四周采用6mm厚硬质不锈钢板一次性冲击而成，周围实现无缝连接，高密封性，防护罩表面采用防盐雾喷涂技术，结构夯实坚固耐用。外接插头安装于防护罩下方，采用优于民用级别的航空插头，既考虑到防水又方便简单易用。同时考虑到南北天气差异，安星公司根据设备安装区域，对设备配套设施进行专业定制。防护罩内部集成智能温控系统。温度传感器对内部温度进行实时采集，同时系统具备除雾功能，保证内外空气流通，确保设备正常工作；转台转动部件进行了防冻处理，保证寒冷天气设备不潮湿、不堵转。

        6.特种智能数控转台

        安星机场高空瞭望双光谱球型转台摄像机采用特殊技术设计生产，具有高精度定位、抗强风、抗腐蚀性能；在恶劣环境中使用，图像能保持高清平稳，无抖动；维护量小，使用寿命长，操控预置位功能强大，具有智能化。可选安装目标锁定及自动跟踪功能（定制），对捕捉到的目标及时锁定并跟踪，跟踪控制速度可达0.01°/s。整机采用高密度铝合金材料，按IP66防护等级设计，雷电和浪涌等多重保护措施，智能温控系统和强散热通路，在户外常规条件下使用几乎免维护，极适合长期对空中低、慢、小目标的实时监控。

        正因为双光谱抗风球型转台摄像机在机场高空瞭望项目上具有如上功能特性，该产品通过在土库曼斯坦首都国际机场、南宁吴圩国际机场、贵阳龙洞堡国际机场、恩施许家坪国际机场等机场监控的大量案例工程的实施，现在该套系统已经逐步趋于完善，受到了国内外直接用户高度认可和肯定。红外热成像系统的成功应用，使机场管理的全天候、高效率、节能环保、前瞻性监控概念已逐步深入人心。