浅析智能视频监控系统在民航机场安防中的应用

高凯

吉林省民航机场集团公司 吉林 长春 130000

建设新型的智能视频监控系统，通过引进先进的地理信息技术、视频智能分析技术、大数据技术，充分挖掘视频监控资源的有效信息，提高机场工作人员的工作效率，以满足机场安全管理工作的提升。本文对智能视频监控系统如何充分挖掘视频资源数据在机场安防中的应用进行了分析和探究。

1 概述

为了保障机场的安全运行，机场往往安装了大批量的摄像机，对机场各个区域进行有效的监控，并根据《MH/T 7003-2017 民用运输机场安全保卫设施MHT7003-2017》要求，前端摄像机进行了90天的录像存储。如何充分挖掘视频资源数据，提升机场的安全防范等级，成为每个机场亟待解决的问题。

随着智能视频分析、大数据、地理信息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，开发出满足机场各部门需求的智能视频监控系统，充分发挥视频资源作用，是目前的主要任务。

通过建设机场智能视频监控平台，引进先进的视频智能分析技术，对视频画面中的海量数据进行智能分析，过滤掉用户不关心的图像信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。该技术彻底改变了以往依靠工作人员对监控画面进行监视模式，大大提高报警精确度，提升工作人员效率[1]。

2 平台系统架构

2.1 系统功能架构

通过建设的智能视频分析系统，与监控管理平台实现集成，简化用户日常管理的多系统切换，实现安防统一管理。整体软件系统架构需求如下：

视频信息源：主要由网络视频服务器和摄像机构成，为视频智能分析提供视频流。

监控管理平台：实现机场全范围的视频联网，实现全范围的视频设备信息管理和控制，为机场提供一个统一的视频调用访问入口。

接口层：通过建立标准化的数据接口，实现数据访问开放、数据采集接入、视频播放插件。对接口的访问方式、数据参数、返回结果集信息项、数据格式都进行了严格定义，并配合数据过滤验证服务，保证进入到系统的数据的有效性和完整性，减少垃圾数据的生成；保证了对外输出数据的接口一致性，数据信息的规范性，为整个系统的数据交互的稳定提供了良好的基础。

数据交换层：是整个平台数据交换的枢纽，是安全体系的重要组成部分，通过各类标准化接口及交换服务实现了机场范围内的安全资源数据的交互共享。数据库内存储了内部软件参数配置、硬件参数配置、监控策略配置、人员角色权限配置等信息。在进行业务数据采集集中存储的同时，要对各业务系统数据进行梳理分析关联，进行数据的规范化、标准化处理，提供权限控制和存取管理。

应用层：为用户提供了实战业务应用，为各级用户提供用户关心的具体视频智能分析数据展示、视频报警管理处置。

展现层：以机场安全门户的方式，为用户提供安全业务的统一访问管理应用，提供安全类业务系统功能展示管理，实现用户的单点登录、统一安全认证和个人信息的管理；为机场视频分析业务提供统一的门户主页和业务信息管理、发布服务。

2.2 系统网络架构

前端摄像机：为视频智能分析提供视频流。

监控平台服务器/网络视频服务器：部署视频管理软件，负责管理用户、权限审核、电视墙管理、流媒体管理、存储管理、联网管理、接入设备管理，可实现与上下级联网的接入控制和管理，通过视频中间件模块，支持硬盘录像机、数字视频服务器、网络摄像机、视频监控平台、报警设备、语音设备等的接入服务。

流媒体服务器：通过对输入视频流的复制、转发，可以扩充视频流转发路数，在不考虑带宽的前提下，可以支持任意路数的访问，这样就可以转发一路给原有监控平台，一路给智能视频分析系统，同时给每个客户端流媒体播放器转发一路视频流。

智能分析服务器：智能视频分析服务器是基于报警规则来进行智能视频分析的，因此需要先安装一个智能视频分析客户端软件，通过客户端软件进行规则设置。客户端软件提供一系列的过滤器，通过对监控画面配置一个或多个过滤器，设置临界值（如通过设定奔跑速度下限来确定是否有奔跑行为），实现对监控画面的报警规则配置。目前常规的智能视频分析服务器可支持50路视频。

3 基于机场的行业性应用

3.1 人脸识别技术应用

人脸识别技术应用：主要用于航站楼主要出入口、安检通道、工作人员通道、登机口部署人脸抓拍摄像机对视频中的人脸进行抓拍；在后台服务器部署人脸比对服务软件，对抓拍的人脸与人脸库中的黑名单人员进行比对，从而实现快速身份识别，实现智能预警，并形成该人员在机场的行程轨迹。支持静态人脸比对功能，可人脸图片导入系统，并与人脸库进行比对，检索出与之相似的人脸图片，并按照相似度进行排序。

3.1.1 实时人脸比对计算。提供高效的人脸比对算法，单台比对服务支持不小于100抓拍相机数据的实时比对；支持国内主流设备厂家的各型号抓拍相机，并支持多品牌设备混合接入应用。

系统算法具备很强的适应能力，支持根据现场环境的自我学习升级。比对服务支持集群部署，可以通过硬件的扩容实现比对能力的提升。

3.1.2 黑、白名单比对报警。系统服务支持黑白名单无感知比对，通过前端抓拍相机实时抓拍机场各通道经过人员的人脸数据，由黑名单比对服务进行“黑名单”人脸比对，如果比对命中，则进行警报。支持白名单比对，发现白名单人员进行提示。

3.1.3 人员布控比对报警。系统支持人员的临时布控、撤控。可以临时将某个人员的照片进行布控操作，可以灵活设定布控的时间段、布控范围等参数。布控完成后，比对服务将按照布控规则进行人员的人脸比对监控。支持布控信息的随时撤销。

3.1.4 人员轨迹监控。员轨迹监控，通过人脸比对识别数据对某个人在一定时间段内的轨迹进行监控。

支持按照人员姓名、人员照片进行人员轨迹的检索查询；提供基于地图的人员轨迹刻画回溯[2]。

3.2 视频智能检索

3.2.1 视频浓缩（摘要及快速检索）。系统支持存储视频的智能检索及摘录、批注功能，将报警事件/疑似事件的视频浓缩片段与值班日志结合起来，值班员可对报警视频及重要视频片段做规定内容的日志批注，独立存储及管理查询。

支持对于重点区域的存储视频的疑似事件快速智能收索。值班人员在工作期间，可借助平台的事件智能检索及浓缩功能，将前一天存储视频做重点的自动检索，将发生的事件（未报警）及疑似事件的视频片段检索并批注、保存。

报警视频及日志数据库单独存储，便于日后的管理、检索及导出。将视频片段汇总及批注在规定时间（如一天）存档；将每阶段形成的各个视频片段形成一个整体的视频，并与日志形成可检索的视频日志文件。

应支持的可索引点包括但不限于：摄像机名称、时间、报警类型（自动生成）、人工批注的关键词（统一规定）等。

3.2.2 以图搜图。通过在航站楼旅客流程主要节点部署人脸抓拍摄像机，因此产生了大量的视频监控，让监控遍布整个航站楼，因此如何让视频检索出指定目标变得轻而易举，这就是视频检索使用以图搜图锁定目标快照来寻找线索的目的所在。

以图搜图的功能相对来说是比较直观的，简单来说它是视频侦查中图侦系统的应用，以图像的相似性在视频中查找视频片段，输入人或者车的特征以图像视频展现出来，这样真实地展现在用户面前加大了用户对图像侦查的可信度，且实际应用也得到更大提高。

此检索功能适用于工作人员在寻找可疑人员或车辆的历史移动轨迹中使用，这样不仅能直观地看到事实依据，而且能更及时地找到线索，方便了办案需求。

在本系统中主要实现以下功能：

输入人的特征，可以搜索一个或几个摄像机在一定时间范围内的视频，搜索到后将视频展现出来，特征包括但不限于衣服的颜色、是否佩戴眼镜、是否戴帽子、头发长短等；

输入车的特征，可以搜索一个或几个摄像机在一定时间范围内的视频，搜索到后将视频展现出来，特征包括但不限于车的车牌号、颜色等。

3.3 视频质量诊断

平台支持智能的图像质量的集中管理功能，采用对标准数字视频图像的侦测技术，分布式的拓扑结构，提供先进、有效的数据收集、视频诊断能力，有效地帮助维护人员对数量众多的图像采集设备的有效运行做自动检测，并自动形成故障统计报表。应可支持下列常见图像质量的检查：

视频丢失：摄像机或编码器出现故障的时候，容易产生视频丢失，系统自动报警；

亮度异常检测：如果摄像头增益控制失败，或者由于强光造成图像饱和度过高，系统自动报警；

镜头遮挡检测：如果摄像头镜头被完全的或者部分的遮挡,系统自动报警；

模糊报警：由于自动聚焦故障或者维护问题造成画面模糊，系统自动报警；

镜头移位：由于清洁镜头或者人为破坏的原因，使摄像头的取景范围偏离出了预先设置的场景，系统自动报警；

图像无色彩：由于摄像机故障，使得图像偏色或无色彩，系统自动报警；

图像凝固：由于图像传输中断，造成图像成静态呆图，凝固不动，系统自动报警；

云镜控制失效：由于接口故障或摄像机控制部件故障，造成远程云镜控制失效，系统自动报警。

应可支持视频存储设备的视频存储连续性检测，视频存储业务持续有效性检测，可自动形成故障报表。

3.4 非法闯入与越界检测、滞留、徘徊检测

非法闯入与越界检测、滞留、徘徊检测技术应用：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，极大地加强了机场安保系统能力的提升。

3.5 尾随检测和入侵检测

尾随检测和入侵检测：门禁监控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，从而准确地统计出入门禁人员人数，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[3]。

4 结束语

建设新型的智能视频监控系统，对机场安全管理工作的提升有很大的帮助，主要体现在以下几个方面：

4.1 降低工作强度，节省安防管控人力

人工监控的方式，不仅准确率较低，还浪费了大量人力资源。每个重要区域都需要安排执勤人员，为了确保最低的误报率，每天需安排轮岗换班。智能监控系统的可实现7*24无间断监控，为安保部门节省了大量人力成本。

4.2 通过统筹规划，提高图像信息资源的利用率

减少重复建设费用，节省安防管控管理成本。通过统一规划、综合统筹，避免监控系统建设各自为政，重复建设，相关子系统的平台均可复用在其他监控指挥系统中，提高平台的使用效率和经费利用率。

4.3 降低案件侦破、防范的费用

监控系统提供的图像信息作为有效的线索、有力的证据，大大节省了安防人员取证所花的时间、人力、物力和财力，同时提升整个安防系统的安全等级，提升对灾难的预见性和主动性。