机场视频监控技术与应用

胡宗健

（广州白云国际机场建设发展有限公司，广东广州 510470）

1 智能安防技术概述

人工智能应用水平日益提高，其逐步渗透至多个行业中。现阶段的机场安防技术，通常会在视频监控领域应用人工智能技术，该技术可以通过自动化的方式精准完成人脸识别、行为分析等相关工作。

智能视频分析系统深度整合以人工智能为代表的现代化技术，通过训练后的模型展开分析，生成具有参考价值的数据，为分析及决策提供参考依据。

从应用场景的角度分析，智能视频分析技术包含两个类别：卡口场景，其主要为人脸、人员卡口、车辆卡口，根据要求配备场景摄像机，可适时调整采集位置、角度等参数；非卡口场景，其要求相对较低，并未对摄像机的安装位置以及角度提出严苛的要求。

2 机场智能安防的实现方式

前端摄像机、后台服务器是两种较为典型的智能视频分析实现方法，前端摄像机被应用于复杂度较低的分析算法中，如进入检测、越线检测等。后台服务器常被应用于复杂度较高的分析算法中，较为主流的功能有人群密度测定、人脸识别等。

2.1 前端摄像机智能分析

以智能摄像机为主要装置，其可对视频内容进行深入分析，识别关键要素，判断行为、进行场景理解，可较为有效地提高视频监控系统的运行效率。

（1）基本组成。

传感器、处理器及通信三大模块。

（2）智能分析摄像机。

①以安防要求为准，提前设定智能视频分析规则，以此为操作基准，针对视频展开实时的智能分析；②分析规则无特定的约束，具体视实际需求而定，依托传输网络连通作用，将视频图像及时传输至应用系统，进行针对性分析。

（3）功能用途。

较典型的有视频报警、智能视频诊断、数据分析等。

2.2 后台服务器分析

以GPU的专用服务器为核心，适配前端摄像机，由该装置采集视频，经传输后由后端机房的服务器做针对性的处理，提取视频中的信息，进行相应的判断。

（1）基本组成。

以摄像机、传输网络、智能分析系统及应用系统为核心，通过彼此间的协同作用，构成完整的体系，可适用于复杂度较高的图像分析算法，解决以往摄像机处理能力受限的问题。

（2）功能用途。

较典型包括人脸识别、复杂物体识别、特定范围内的密度统计等。

3 智能安防技术在机场的应用分析

通过智能安防分析系统的应用，可以智能化的方式感知现场环境，并在全面采集数据后将其清晰呈现，以用于反馈机场实时的安全状态。对于前期来说，已经适配分析规则，可作为安全事件的识别及判断依据，以更精准的方式掌控机场的安全态势。

3.1 客流分析

（1）实时采集客流量的数据，包含出入口人员总量、人群密度、候机排队长度等，若某功能区的人员总量超出上限值，将及时发出提醒，以便专员视实际情况采取调整措施。

（2）客流分析的覆盖范围较广，包含出入口、值机区、安检区、候机区等各个覆盖乘客行动路径的场所，得益于此优势，可更有效地对特定场所采取增减人员、增减设施等相关措施，从源头上规避安全问题，提高机场的运营效率。

3.2 人脸识别

人脸识别技术的应用优势在于远距离、非接触、隐蔽性、全面性，是安防工作中的关键支撑技术。人脸识别的工作内容包含人脸身份确认、人脸身份验证。在卡口场景中常涉及人脸身份确认操作，可在监控点布设高精度、高灵敏性的人脸抓拍摄像机，实时采集信息并传输给后端人脸识别服务器，以便对采集的信息加以比对，识别人员的身份。人脸识别中，主要比对识别依据为人脸黑名单库和静态人脸库。

对于人脸黑名单动态布控，其由现有卡口处的摄像机采集图像，基于深度学习模型从中提取特征向量，并与黑名单库人脸进行比对，进行相应的判断。对于人脸静态比对，需借助深度学习模型检测人脸，并快速抓拍图片，根据图像信息提取人脸深度学习特征向量，将其与静态库中的人脸进行比对，以准确确定被识别人的身份。具体至机场智能安防工作中，可在安检验证柜台、登机口等区域展开人脸身份的识别操作。

在人脸身份验证应用中，以人脸白名单较为典型，其在人脸门禁、人脸核验等场景中均得到广泛的应用。人脸身份验证可使用活体检测等较为先进的手段，可规避利用面具、照片假冒人脸的行为，可更为精准地做好安全防控工作，以保证机场各功能区域的安全性。根据安检验证柜台、登机口等关键区域的人流特点，合理适配人脸身份验证机制，可提高安防水平，达到人、票、证合一的效果。

3.3 行为分析

行为分析是机场安防中的重要手段，可用于判断人员的异常行为，在贵重物品监视、区域重点防范等领域均具有可观的应用价值；此外，可实现对异常行为的报警，有助于提高视频监控的准确性、效率，可使安防工作人员更迅速进行响应。

行为分析可用于群体的态势分析工作中，具体涉及人员徘徊检测、人群聚集分析、人群涌动分析等方面，同时可针对人员密集场所展开分析，以提高应对水平，避免出现被动应对的局面。

对于行李托运区、值机区、候机区等关键的场所，可将各区域的风险态势等级作为立足点，并以特定颜色的热力图显示，从而精准区分，管理人员可以通过更直观的方式掌握航站楼各区域的实际风险态势，及时采取管理措施。

3.4 视频结构化

视频结构化在非卡口应用中具有代表性，依托于结构化分析与快速检索机制，可高效提取人员的特征，形成目标小图和场景大图，并将两类信息完整写入存储设备内，以便后续可根据需求进行快速查询，使信息在各时段均具有可利用性[1]。

在视频结构化业务快速分析过程中，可较为有效提取视频中目标的特征属性信息，根据信息串联成事件的特定线索，立即展开分析，提前进行感知，并采取针对性的处理措施。在实际应用中，可根据航站楼隔离区的特点，配备视频监控摄像机，并将其作为视频结构化分析的硬件装置，可节省重新布点的烦琐环节，保证人员轨迹分析的准确性。

（1）热成像摄像技术。

在暴力犯罪案件的发生时间中，以18：00～次日6：00为高发时段，与夜晚光线不足有关。通过热成像摄像机的应用，可在无须反射光、红外线的条件下完成监控工作，借助目标与环境间的温度差异，形成特定的热对比度，由此展开成像分析，解决了夜晚作案判断难度大的问题。在机场运营中，夜间飞机的导航会受到无关灯光的干扰，机场内的夜间光照相对微弱，不可有额外的灯光。可应用热成像技术，从解决夜间因光线不足，导致监视不全面、预警不及时的问题。热成像摄像技术可用于高温人群识别，其可精准锁定体温偏高的人员，为相关工作的开展提供了重要帮助。

恐慌心理易迫使人体血压升高，可利用血压监测的方式筛查旅客。现阶段，摄像头测血压技术是较为新颖的发展方向。一方面，通过摄像头的应用，拍摄皮肤表面图像，从中确定血管及皮肤颜色的细微变化，依托图像信息处理技术和图像血压算法，可确定被监测对象的血压。另一方面，摄像头测血压技术不会给被测人员带来不适感，被测人员不会察觉被测过程，能够主动采集数据，并实现远程处理。

（2）光纤光栅周界。

光纤光栅周界入侵报警系统充分应用到光纤光棚振动式周界探测器，将该装置串接于一体，形成监控范围较广、灵敏度较高的监控系统，可直接采集扰动信号，将其转至后端，由光纤光栅处理器及系统服务器做针对性的识别与处理，判断安防区域内的实际情况，若存在入侵行为，可以精准锁定其位置，同时生成入侵物的运行轨迹，具有安全可靠、功能丰富、监测灵活等应用优势[2]。

（3）智能监控。

在基于视频的行为识别中，设计分类器为重要的装置，拟利用人工神经网络方法实现，借助分类器对人的行为进行判断，如正常行走、跑、跳跃等。

①引入心理学理论，可对首次进入机场的旅客的行为进行判断，确定专属于每位旅客的行为特征，再将其与基础库的异常行为展开对比分析，根据对比结果做出相应的预警。

②设备持续性地采集旅客骨架步态特征，生成相应的信息，构建以旅客个人为单位的骨架数据库，若旅客的实际行为与预先建立的骨架数据库特征存在不适配的情况，则将其判断为异常行为，随即发出预警。图像识别在实际应用中存在局限性，为突破数据类别过于单一的束缚，可引入音频信号特征，更快速对旅客异常行为进行较为准确的判断。

4 结语

综上所述，航空运输是现代交通运输体系中的重要形式，具有便捷、高效的特点，为了提高航空运输的服务水平，应加强安防工作力度，为乘客以及工作人员营造安全的环境。在智能安防技术水平日益提高、产品逐步丰富的背景下，应以实际需求为出发点，合理选择安防技术，正确配套安防设施，切实解决工程化布点难度高、算法场景局限性强等问题。在后续的工作中，技术人员仍需进行探索，实现智能安防技术的升级以及产品的更新，提升机场的智能安防技术水平。