毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统在民航机场的应用

摘要：毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统具有广泛的应用潜力，可以在民航机场领域得到推广。在某民航机场的实际应用中，毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统广泛部署在飞行区围界区域，并通过毫米波雷达和视频分析技术实现实时监测和识别，对异常活动进行报警和处理。该系统具备多种高级功能，如智能分析算法和高抗干扰能力，可以应对各种恶劣环境和极端天气。毫米波雷达与视频分析的融合在围界安防系统中能够发挥重要作用，能有效解决机场现有围界入侵报警技术易受复杂天气、周围环境影响以及漏报率和虚警率高的问题，保障民航机场的安全和秩序。

关键词：围界安防系统；毫米波雷达；视频行为识别；智能分析

中图分类号：TN959.1+7文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）34-0095-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1引言

1.1民航机场安防的重要性

民航机场安防的重要性是不可忽视的。随着民航行业的快速发展，机场作为一个涉及大量人员和重要设施的场所，其安全问题日益突出。保障机场安全已成为机场运行管理机构的重要任务，而安防系统则被视为实现这一目标的关键手段之一。

民航机场的安全问题涉及旅客和员工的生命财产安全以及航空器的运行安全。一旦发生安全事故，可能造成严重的人员伤亡和财产损失。因此，需要建立健全高效的安防系统，并借助先进的技术手段，预防安全事件的发生，确保机场人员和设施的安全，以及航班的正常运行。

1.2传统围界安防系统的局限性

传统围界安防系统在民航机场应用中存在一些局限和不足，主要体现在以下几个方面。首先，传统围界安防系统在目标检测和识别方面能力有限，无法灵敏地感知和准确地识别人员、车辆或其他物体。其次，传统系统的监控范围相对狭窄，无法实现全方位、全天候的监控，从而可能导致监控盲区和安全漏洞。此外，传统围界安防系统在数据处理和分析方面存在着一定的局限性，无法进行实时的视频分析和智能识别，从而无法快速准确地发现异常情况。综上所述，传统围界安防系统在民航机场应用中暴露出诸多不足，亟须引入毫米波雷达与视频分析技术的融合系统，以提升围界安防的智能化水平和整体效能。

2系统在民航机场安防中的优势

毫米波雷达技术是一种无线电波技术，其可以穿透雾霾、烟雾和雨雪等，对目标进行高精度的探测和跟踪。而视频分析技术则是通过对图像和视频进行分析，实现目标检测、人数统计和行为分析等功能。毫米波雷达与视频分析技术的融合，可以充分发挥两者的技术优势，进一步提高围界安防系统的性能和效果。

基于毫米波雷达与视频分析融合的安防系统作为一种创新的围界安防解决方案，完全突破了围界的传统思维模式。毫米波雷达围界“点线面”管理真正实现了24小时全天候机场线围界防范，而且其核心要义是将入侵行为的“瞬态”管理扩展到了“连续”管理，实现了入侵事件的事前、事中和事后管理。也包括全天候的安全管理，无论是在糟糕的大风或者大雾环境，还是夜晚的无光环境，雷达围界安防都可以严密监控被控区域的安全态势。

毫米波雷达和视频分析技术的融合，使系统能够更加精准地监测出潜在的安全威胁。毫米波雷达可以通过穿透力强的特点，探测到隐蔽在围界背后的人员或物体，而视频分析技术则可以对监控画面进行实时分析，识别出异常行为或行为规律。这种双重技术的结合，大大提高了报警准确率，减少了误报率以及漏报率。

通过在民航机场应用融合毫米波雷达与视频分析技术的围界安防系统，能够提升安防效率。该系统能够实时监测机场的围界区域，包括周界、跑道、停机坪等重要区域，并通过毫米波雷达和视频分析技术，实现对这些区域的全天候监控和智能分析。不仅可以有效减少人工监控的工作量，还能够提高监控的准确性和及时性。系统能自动识别和报警各种异常行为和事件，如逗留、翻越、攀爬、抛物等，从而能够迅速响应并采取相应的安全措施。另外，该系统还可以与其他安防设备和系统进行联动，如与安防平台等进行系统集成，实现安全信息的共享和联动响应。通过提升安防效率，系统在民航机场的安全保障工作中将发挥重要作用，提升机场的整体安全水平。综上所述，毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统能够实现全天候、全方位、高精度的入侵检测和识别，大幅提升机场围界安防的智能化水平和整体效能，为机场安全运营提供有力保障。

3系统在民航机场的应用

本案例将重点介绍民航某机场对毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统的实际应用情况。

3.1总体架构设计

本系统由设备控制层、边缘计算层、数据存储层、功能组件层和应用组件层，以及集成平台构成。

设备控制层。设备控制层实现设备开机、关机、设备联动、设备跟踪等设备控制功能，由设备底层系统实现。围界设备采用雷达和视频高度集成设计，实现雷达与视频精准联动，无缝融合，联合采用智能算法分析目标，在雷达确认之后，由视频二次确认，提高识别的准确率，显著降低误报率和漏报率，提高了围界安全监控的能力水平。

边缘计算层。边缘计算层实现设备端数据采集、数据加工、数据存储、设备状态监控、设备报警控制、设备联动控制。采用边缘计算技术和人工智能算法技术，实现数据在设备侧的高效处理和计算，在多路视频数据同时接入的情况下，采用并行计算的高性能实时视频处理算法，精确获取数据、加工数据，保证数据质量，同时采用人工智能算法，精确分析实时视频数据，准确判断目标分类并实时框选目标。

数据存储层。数据存储层实现系统运行过程中需要的业务数据从存储，以及系统运行过程产生的实时数据从存储。其中业务数据包括设备参数数据、设备位置信息、设备规格信息、人员信息、防区信息、监控规则信息、权限信息等数据。过程数据包括图像数据、视频数据、轨迹数据等。

功能组件层。功能组件层提供系统运行的标准功能组件和定制化开发组件，以及系统集成开发平台、安防平台和工作流平台，支持完成系统的运行。

应用层。应用层包括门户UI组件，登录统一认证组件、实时监控展示组件和查询组件，实现用户对系统的操作功能。

系统集成平台。系统提供基于SDK和API的集成端口，为系统自身扩展，以及与调度指挥平台无缝集成提供接口，并能为第三方开放实时数据和历史数据，支持与第三方的多种协议对接、集成和联调。

3.2系统硬件部署架构设计

民航机场围界安防系统硬件部分主要包括探测前端、数据传输系统、安保监控中心三大部分。

探测前端由雷视融合设备、灯光系统、IP广播、激光对射等组成。

雷视融合设备通过毫米波雷达与视频处理技术在信号级别的有机融合，对各类信息的精确分析，提前预警，提供报警的准确度，在保障不会有漏报的同时，极大地降低误报率。雷视融合设备发现入侵目标后，可通过喇叭播放声音进行驱离警示以及通过灯光进行驱离警示。四光束激光对射入侵探测器安装于道口以及紧急出口处，支持人、车等四层警戒。

数据传输系统整合前端获取的数据，为管理层提供信息传输服务，实现远距离通信和远程控制的目的。数据传输系统主要包括承载网络和接入网络两部分，承载网络为机场安防内网。接入网络通过光纤通信的方式接入管理平台。

安保监控中心系统负责实现人机交互通信功能，可24小时全天候在线监测与历史回溯，同时对探测的入侵目标（如人、车等）的入侵行为并进行相应处置。系统硬件部署架构如图3所示。

探测前端的雷达在目标进入防区时进行探测预警，同时通过目标的距离、角度和速度判断出目标的准确位置。雷达融合视频进行目标符合，判断是否为需要报警的目标。

系统可以进行雷达、相机等设置，用户可以自定义防区设置划分出预警、报警区域，可以通过报警记录进行视频回放、案情处理等操作。用户可以完全不用操作，就能通过发出图像和声音的警报，同时实现摄像头自动追踪目标。

当毫米波雷达探测[2]到防区内的入侵目标后，毫米波雷达实时测算得到入侵目标的距离、运动速度和方位数据，通过数字波束合成（DBF）技术，能够有效地提高雷达系统的抗干扰能力，具有高精度角度分辨能力，较低速度探测能力，借助边缘计算信号处理和模式识别算法，可区分人、车目标，并有效滤除昆虫、飞鸟等小动物以及一定强度的风霜雨雪干扰。多目摄像机根据入侵目标的距离自动选择合适焦段对入侵行为进行录像，可旋转球型摄像机可根据入侵目标距离和方位自适应焦点并旋转对准入侵目标，对入侵行为进行补充录像[3]。

3.3系统软件部署架构设计

机场围界安防系统可以动态伸缩，设计时考虑了各服务的扩展能力，尤其是CMS中心服务、DAG设备接入网关服务、流媒体服务、流存储服务、录像服务等核心服务，通过模块化设计，按业务功能进行整合，各业务服务根据规模可以集群扩展。

机场围界安防系统根据各设备推送的警情信息进行定位部署及指挥调度，系统统一对外提供警情推送接口，支持第三方管理平台接入，实现多系统联动。

围界警戒安防采用雷达+视频的边缘智能分析预警，将报警信息上送平台后，平台通过GIS地图显示目标位置、目标类型等，并弹出视频图像，监控中心可在阅览报警视频及信息的同时，发送指令给现场巡警人员，同时对报警进行消警处置。也可通过电子巡查功能，对巡查路线设置、预览设置等形成巡查预案，进行自动三维场景巡查。

区域监视安防采用智能视频分析算法，可对重点区域划定防区，通过系统行为分析、区域入侵检测、翻越围栏检测、徘徊检测等功能，判别后报警并可进行及时查阅。可通过综合视频监控建预案预览模式，对室外球机进行综合预览。

该系统利用毫米波雷达探测单元识别并跟踪范围内移动目标，当移动目标进入探测区域时，实时跟踪移动目标的运动位置和轨迹并发送给后端；后端利用搭载的AI视频分析单元根据移动目标的运动位置自动捕捉目标影像，并利用A1视频分析算法根据捕捉到的影像目标自动分析入侵目标类型，并判定是否为入侵行为，对判定为入侵行为的目标，系统利用告警单元发送驱离信号[5]。

机场围界安防系统由前端雷达和视频分别探测，最终经过前端边缘智能分析后，将目标入侵结果、目标类型、位置等相关信息上报至监控中心和分系统显示与处理。

区域监视系统分为边缘智能分析或中心服务器分析，主要支持区域入侵检测、支持翻越围栏检测、支持徘徊检测等异常行为进行预警，并上报至监控中心和分系统显示与处理。

道口监视系统采用激光对射，对人、车等进行管控，并上报至监控中心和分系统显示与处理。

系统报警处理流程如图6所示。

4结论

随着科技的不断进步和发展，毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统在民航机场的应用将有更广阔的前景和巨大的发展空间。在未来，随着技术的日益完善和成熟，该系统的性能将进一步提升，功能将得到更全面的拓展。本文详细分析了毫米波雷达与视频分析融合的民航机场围界安防系统的系统构成、技术优势和应用部署等，论证了该系统在民航机场安防中的重要价值。

首先，随着毫米波雷达和视频分析技术的进一步发展，系统检测和识别的准确性将进一步提高，对于围界安防的监控效果将更加精确和可靠。同时，随着智能算法的不断优化，系统将能够更好地识别和判断异常行为，并进行预警和及时处置，进一步提高安全防护的效果。

其次，随着无人化技术的不断推进，未来围界安防系统的智能化和自动化水平将显著提升。系统可以通过自动化巡逻和巡航功能，更好地监控机场内各个区域，及时发现和处置潜在的安全风险。

另外，随着数据处理和存储技术的不断进步，围界安防系统将能够更好地利用大数据分析和机器学习算法，对安全风险进行预测和预防。系统可以通过分析历史数据和实时数据，识别出潜在的安全威胁，并通过智能化的预警和决策机制，提前采取相应的措施，为民航机场的安全提供更全面和有效的保障。

综上所述，毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统在民航机场的应用具有广泛的发展前景。随着技术的不断进步，系统的性能将得到进一步提升，功能将更加全面和智能化。未来，该系统将成为民航机场安全保障的重要组成部分，为旅客提供更安全、便捷的出行环境。相信在不久的将来，毫米波雷达与视频分析融合的围界安防系统必将在民航机场乃至更多领域得到广泛应用，为公共安全保驾护航。

【通联编辑：梁书】