浦东机场防入侵技术案例分析 - 安防知识网

机场周界防入侵系统正逐步过渡到以目标驱动为特征的第三代防入侵技术，本文主要结合浦东机场的典型案例对基于传感器网络的第三代目标驱动型周界防入侵技术的运用以及前景进行探讨。

2008年，民航总局修订了《民用航空运输机场安全保卫设施建设标准》（MH/T 7003-2008），详细地规定了有关飞行区周界、通道、监控和报警系统等民用机场安保设施的建设标准，其中明确提出对入侵目标进行识别、分类及全天候全天时工作的要求。今年7月1日，《民用机场管理条例》正式实施，新条例对机场的安全运营提出了更高的要求。周界防入侵系统是机场安全的第一道防线。上海机场集团于两年前开始和中国科学院合作，双方组成联合开发团队，形成用户与研制方紧密合作的有效合作模式，基于中科院自主知识产权的传感器网络技术，打造第三代机场周界防入侵技术。这种目标驱动型报警技术的抗干扰能力强，虚警和漏警率极低，满足全天候全天时的监控要求，全面超越第二代信号驱动报警，为机场周界防入侵带来了革命性的技术创新，并在浦东机场得到成功应用。

系统工程概况
浦东国际机场是华东地区的国际枢纽航空站，占地50多平方公里，日均起降航班达700架次左右，年旅客保障能力达到6000万人次、年货邮吞吐能力达到420万吨。机场地处亚热带，位于上海长江入海口南岸的滨海地带，为海洋性气候，年降水量1427.9mm，距离海边500米，有轻度盐雾，室外温度为-10℃〜40℃，极端风速可达37 m/s。周界防范主要依靠物理围界和人员定期巡逻的方式，存在着很大的安全漏洞隐患。同时因为机场所属区域气候条件复杂，周界又临近道路，常年有大型货车经过，因此传统一、二代技防手段都无法完成浦东机场周界技防的重任。

浦东国际机场为完成整个飞行区周界的物防、人防、技防的一体化建设，同时为了降低整体大规模建设的风险，在2007年底开始进行飞行区周界防入侵系统第一期工程建设（如图1所示），系统采用了基于传感器网络的第三代防入侵技术，建设位置位于浦东机场第一跑道北侧的仓储路附近，总长2.4公里。该系统主体工程于2008年1月24日完成，经受了当年特大雪灾的考验，经过两个月的试运行，于2008年4月7日正式验收通过并交付使用。建设至今，未发生漏警和误警。

系统功能及特点
机场周界防入侵系统的一期工程包括了前端周界防入侵探测分系统、联动控制分系统、视频监控分系统、指控中心分系统、网络及供电分系统等（见图2）。主体方案中前端周界防入侵探测分系统采用了中科院全新的传感器网络防入侵设备，根据机场对周界布防的要求，将周界布防设定为双层、单层、砖墙等三种基本类型，建立了三级三维的布防体系，画地为牢，排除外界干扰，虚警、漏警率极低。

[nextpage] 周界根据布防要求设定三级报警，分别为预警区、报警区和出警区：
·预警区位于周界外部，主要用于防止闲杂人员接近。当人员靠近围栏时，系统将产生预警信号，并自动进行声光警告督促人员迅速离开。
·报警区依附物理周界而建，用于对入侵行为发出报警。当人员攀爬、翻越、破坏围界时，将触发产生报警，系统自动协同融合探测信号，对目标及其行为进行分类识别。若系统判断确属人员入侵，则立即启动现场声光报警，并实时联动到指控中心值班人员进行处理，同时支持远程手持设备联动。
·出警区位于周界内部区域，用于对已入侵目标实施出警。当人员非法侵入周界后，将实时触发紧急报警信号，同时产生现场声光报警，并联动视频在指控中心产生紧急入侵提示，值班人员可以根据报警GIS位置远程指挥巡逻人员出警抓获。

周界防范同时实现了三维防范，形成低空、地面、地下三维立体报警体系。低空部分，实现对空中翻越等入侵行为的报警；地面部分，实现对攀爬、破坏等入侵行为的报警；地下部分，实现对掘地入侵行为的报警。

系统建立的三级三维立体防御体系，具备了对入侵目标和入侵行为的分类识别，能够识别出目标是什么、在哪里、干什么，可对人员攀爬、破坏围栏、无意碰触、动物经过、异物悬挂、大风大雨等进行区分。同时采用了画地为牢策略，能够智能化屏蔽非入侵干扰源，排除飞机起降、周边建设施工、大型货车驶过等机场常见的外部干扰，有效降低了虚警率。系统还具有自适应自学习机制，可根据机场周围气候复杂多变、周边干扰严重、周界环境多样化等特点，适应各种气候地貌环境，达到使用时间越久、判断入侵越准确的效果。同时结合机场组合气象传感器，根据实时气象信息，采用多模式工作方式，自动调整系统算法和参数，进一步降低误报和漏报率。

系统运行情况
系统在2008年1月24日建设完成后进行了大量高强度的测试。一方面建设单位采用全天候、全天时测试方法，对各种可能入侵情况进行案例脚本大纲编纂，逐点循序的进行测试。在两个多月的测试期间，即便是产品的研发人员，也无法逾越自己构筑的电子长城。另一方面，机场方作为最终用户进行了背靠背的测试，多批次人员、多气候状况下对围界的各个点进行轮番功能测试，尤其经历了南方雪灾的综合考验，测试结果漏报和误报率为零。

截至目前，该系统经受住了机场滨海环境下的台风、雪灾、高温、湿热、盐雾等复杂气候考验，设备工作正常，未发生一起漏报和误报事件。系统的正常稳定运行，极大的提升了机场安检部门在该区域的安全防范能力，改善了以前单独依赖人防、完全依靠现场巡逻的防范方式，为机场安防构建了一个新的现代化模式，也必将为机场周界安防工作带来质的突破。目前，浦东国际机场24.7公里周界第三代防入侵系统正在全面建设中。

结语
浦东机场周界防入侵系统一期工程的成功建设，不仅为浦东机场周界筑起无缝立体“电子长城”打下良好基础，而且对基于传感器网络的第三代目标驱动型周界防入侵技术进行了应用验证，达到应用与技术的互促互动。

由于在浦东机场一期工程中得到成功应用，第三代周界防入侵技术受到了民航总局的高度重视。2007年6月，由中国民用机场协会主办，在浦东机场召开了全国机场安防技术现场研讨会，与会的众多机场代表均对此项技术表示高度认可。该技术目前正在全国各机场进行推广应用，将满足民航总局对机场安防的新要求，推动我国机场安防系统建设整体水平的提升。

据中科院专家介绍，继第三代周界防入侵系统在机场的成功经验，上海世博局在世博园区也完成了对该系统的测试，即将投入世博会应用。同时该系统已经受到了监狱、电力等安防领域的重视，应用范围将得到进一步扩展。

（本文作者腾建军为上海国际机场股份有限公司技术设备部部长、刘海涛为中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长、肖波为中国科学院上海微系统与信息技术研究所博士。）