淺談數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場的應(yīng)用

鄒銳

【摘 要】科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與普及應(yīng)用推動了視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動化、智能化的發(fā)展。在此背景下，數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)模擬化系統(tǒng)，并在各領(lǐng)域安全防護(hù)體系中得到廣泛應(yīng)用?；诖?，將數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)場安全管理中成為人們關(guān)注的重點話題。本文以機(jī)場跑道安全管理為例，從數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計角度出發(fā)，就數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)；機(jī)場；機(jī)場跑道

0 引言

在機(jī)場管理中，安全問題一直是機(jī)場各單位與部門（包括機(jī)場運行指揮中心、航站樓管理、機(jī)場消防、機(jī)場跑道監(jiān)管等等）關(guān)注的重點問題。隨著近年來我國航空事業(yè)的不斷發(fā)展，關(guān)于機(jī)場跑道異物監(jiān)控的研究成為機(jī)場安全管理中思考的重點問題之一。為提升機(jī)場跑道安全管理質(zhì)量與工作效率，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用得到人們越來越多的關(guān)注。成為改善機(jī)場跑道安全問題的重要手段?；诖?，在關(guān)于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場應(yīng)用的研究中，認(rèn)知并掌握數(shù)字視頻在機(jī)場跑道異物監(jiān)測中的有效應(yīng)用至關(guān)重要。

1 問題的提出背景

經(jīng)濟(jì)全球化的深入發(fā)展以及我國國民經(jīng)濟(jì)水平的提升，推動了我國航空事業(yè)的高速發(fā)展。在此背景下，國內(nèi)機(jī)場運輸量得到大幅度提升，飛機(jī)起降率愈發(fā)頻繁。機(jī)場跑到作為飛機(jī)安全起飛的重要載體，其安全管理是機(jī)場安全管理工作中的重點也是難點。在機(jī)場跑道安全管理中，跑道異物（FOD，F(xiàn)oreign Object Debris）是影響機(jī)場跑到安全的重要因素之一。通常情況下，跑道異物來源有許多種，例如工作人員攜帶、機(jī)場環(huán)境、機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施或機(jī)場設(shè)備運行等等，而跑道異物的產(chǎn)生對航空飛行設(shè)備處在嚴(yán)重的破壞性，嚴(yán)重將導(dǎo)致飛機(jī)失事。故在機(jī)場管理工作中，需對機(jī)場跑道進(jìn)行嚴(yán)格檢查，但僅靠人為巡檢無法做到全天、全時檢查，且工作負(fù)擔(dān)中，存在人力資源浪費問題?；诖耍瑢崿F(xiàn)機(jī)場跑道智能化監(jiān)控檢查已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者以及相關(guān)工作人員研究的重點課題。據(jù)文獻(xiàn)資料分析可知，英國奎奈蒂克公司、以色列Xsight公司以及美國Trex Enterprises公司關(guān)于機(jī)場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出毫米波雷達(dá)方案、高分辨率相機(jī)集成方案以移動毫米波方案等等[1]。在此過程中數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為機(jī)場跑道異物監(jiān)測體系中不可或缺的存在，具有重要研究價值與現(xiàn)實意義。

2 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場中的應(yīng)用

本文以機(jī)場跑道異物監(jiān)測為實例應(yīng)用，就數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場中的應(yīng)用進(jìn)行了具體分析，在工作經(jīng)驗總結(jié)與文獻(xiàn)分析基礎(chǔ)上，提出如下數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案。

2.1 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)組成結(jié)構(gòu)

在機(jī)場跑到異物監(jiān)測體系中數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要發(fā)揮著視覺驗證與動作指導(dǎo)作用，它通過借助以太網(wǎng)、光纖、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等實現(xiàn)圖像信息的采集與管控。因此，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常情況下主要由數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、伺服云臺、電源系統(tǒng)、鏡頭、照明組織、后臺管控軟件體系等溝通組成[2]。其中數(shù)字?jǐn)z像機(jī)與鏡頭是整個系統(tǒng)不可或缺的存在，作用于物體成像與傳遞；照明組織側(cè)重于系統(tǒng)夜間作業(yè)物體照明補(bǔ)光，提升物體影像清晰度；伺服云臺側(cè)重于圖像信息傳輸管控；后臺管控軟件則用以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息以及相應(yīng)系統(tǒng)與設(shè)備的管控。

2.2 主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計

首先，硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。針對實際情況，機(jī)場跑道數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)布設(shè)的位置存在一定的要求，通常情況下數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像監(jiān)控點需配置在距離機(jī)場跑道邊緣線300與500米范圍內(nèi)，其高度在據(jù)跑道地面7～10米氛圍之間，要求數(shù)字?jǐn)z像機(jī)能夠?qū)Σ怀^地面4厘米，水平延伸1100米的空間進(jìn)行監(jiān)控[3]。在此背景下，需科學(xué)選用各項組成設(shè)備，保證設(shè)備性能指標(biāo)對實際需求的滿足。例如，就數(shù)字?jǐn)z像機(jī)而言，在進(jìn)行設(shè)計時，需做到以下幾點：其一，處于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，進(jìn)行數(shù)字信息編碼傳送；其二，基于嵌入式架構(gòu)的設(shè)計，借助圖像傳感器、數(shù)字信號編碼壓縮器、數(shù)據(jù)信息交換與傳輸裝置等，實現(xiàn)視頻信息采集、數(shù)字信息傳遞與處理、信息存儲與應(yīng)用等作用的有效發(fā)揮。基于此，數(shù)字視頻檢測系統(tǒng)中的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)需具備圖像高質(zhì)量傳感性能，需具備較高的圖像分辨能力，需具備適宜的成像靶面尺寸，需具備良好的視覺感官。從而實現(xiàn)對監(jiān)控物體的有效監(jiān)控與管理。就鏡頭的設(shè)計而言，需選用高清鏡頭，通過焦距、光圈、雨刷管控法，進(jìn)行不同環(huán)境下鏡頭的有效管控，從而實現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)對機(jī)場跑道的實時監(jiān)控。

其次，軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計。在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，其軟件設(shè)計主要指代系統(tǒng)后臺控制系統(tǒng)的設(shè)計。側(cè)重于對圖像信息的管理與處理，數(shù)字視頻監(jiān)控設(shè)備的管理與維護(hù)。因此，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場應(yīng)用中，其軟件設(shè)計主要從視頻顯示、攝像機(jī)鏡頭設(shè)計、云臺管控等環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行軟件開發(fā)與應(yīng)用。例如，關(guān)于視頻顯示方面的設(shè)計，可采用OSD（on-screen display，屏幕菜單式調(diào)節(jié)法）進(jìn)行視頻預(yù)覽與屏幕顯示設(shè)計，在此過程中可通過對數(shù)字?jǐn)z像機(jī)采集到的視頻信號進(jìn)行解碼處理，對實時監(jiān)控目標(biāo)的動態(tài)信息，包括目標(biāo)坐標(biāo)位置等進(jìn)行顯示；關(guān)于云臺管控的設(shè)計，主要側(cè)重于實現(xiàn)伺服云臺的動態(tài)管控。對此，可通過創(chuàng)設(shè)模擬方位板塊，實現(xiàn)云臺轉(zhuǎn)動方位的模擬控制在，值得注意的云臺轉(zhuǎn)動方位的控制可通過轉(zhuǎn)動速度與時間設(shè)置得以具體體現(xiàn)；通過創(chuàng)設(shè)數(shù)字坐標(biāo)與預(yù)制位置板塊，實現(xiàn)伺服云臺的精細(xì)化管控，在此過程中可通過建立協(xié)議與設(shè)計角度參數(shù)值實現(xiàn)盱眙轉(zhuǎn)動角度的精細(xì)化管控，并對其運行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

此外，各項參數(shù)的配置與系統(tǒng)日常管理設(shè)計。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場中的有效應(yīng)用，離不開系統(tǒng)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)各項參數(shù)的優(yōu)化配置與系統(tǒng)（設(shè)備）日常管理與維護(hù)。對此，在系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用過程中，需注重系統(tǒng)前端與后端各項參數(shù)的科學(xué)配置。例如，在進(jìn)行前端參數(shù)配置時，需重點對伺服云臺參數(shù)（包括云臺轉(zhuǎn)動速度、云臺控制協(xié)議等）、鏡頭焦距參數(shù)、鏡頭光圈調(diào)節(jié)速度參數(shù)、攝像機(jī)視頻傳輸位率、視頻幀率等進(jìn)行科學(xué)配置；在進(jìn)行后端參數(shù)配置時，需重點對圖文傳輸路徑、用戶日志文件存儲路徑、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等進(jìn)行配置。并在實際應(yīng)用中，注重網(wǎng)絡(luò)故障、系統(tǒng)運行程序故障的日常檢修與維護(hù)。

3 結(jié)論

總而言之，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場，尤其是機(jī)場安全管理工作中具有重要應(yīng)用價值，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實踐應(yīng)用，是當(dāng)今機(jī)場建設(shè)與發(fā)展過程中不可或缺的存在。本文在文獻(xiàn)資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實踐工作經(jīng)驗就數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場跑道異物監(jiān)測工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，旨在提升機(jī)場跑道安全管理水平與效率，進(jìn)一步認(rèn)知數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場中應(yīng)用的價值與意義。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]孫源，孫燦飛，劉佳偉.數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)在機(jī)場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013，（15）：91-93.endprint