淺析智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在民航機場安防中的應(yīng)用

高凱

吉林省民航機場集團公司 吉林 長春 130000

建設(shè)新型的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過引進先進的地理信息技術(shù)、視頻智能分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，充分挖掘視頻監(jiān)控資源的有效信息，提高機場工作人員的工作效率，以滿足機場安全管理工作的提升。本文對智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)如何充分挖掘視頻資源數(shù)據(jù)在機場安防中的應(yīng)用進行了分析和探究。

1 概述

為了保障機場的安全運行，機場往往安裝了大批量的攝像機，對機場各個區(qū)域進行有效的監(jiān)控，并根據(jù)《MH/T 7003-2017 民用運輸機場安全保衛(wèi)設(shè)施MHT7003-2017》要求，前端攝像機進行了90天的錄像存儲。如何充分挖掘視頻資源數(shù)據(jù)，提升機場的安全防范等級，成為每個機場亟待解決的問題。

隨著智能視頻分析、大數(shù)據(jù)、地理信息技術(shù)的出現(xiàn)及日臻成熟，為解決這一問題提供了很好的技術(shù)手段。但如何針對機場的實際情況，開發(fā)出滿足機場各部門需求的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，充分發(fā)揮視頻資源作用，是目前的主要任務(wù)。

通過建設(shè)機場智能視頻監(jiān)控平臺，引進先進的視頻智能分析技術(shù)，對視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進行智能分析，過濾掉用戶不關(guān)心的圖像信息，僅僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。該技術(shù)徹底改變了以往依靠工作人員對監(jiān)控畫面進行監(jiān)視模式，大大提高報警精確度，提升工作人員效率[1]。

2 平臺系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

通過建設(shè)的智能視頻分析系統(tǒng)，與監(jiān)控管理平臺實現(xiàn)集成，簡化用戶日常管理的多系統(tǒng)切換，實現(xiàn)安防統(tǒng)一管理。整體軟件系統(tǒng)架構(gòu)需求如下：

視頻信息源：主要由網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和攝像機構(gòu)成，為視頻智能分析提供視頻流。

監(jiān)控管理平臺：實現(xiàn)機場全范圍的視頻聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全范圍的視頻設(shè)備信息管理和控制，為機場提供一個統(tǒng)一的視頻調(diào)用訪問入口。

接口層：通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問開放、數(shù)據(jù)采集接入、視頻播放插件。對接口的訪問方式、數(shù)據(jù)參數(shù)、返回結(jié)果集信息項、數(shù)據(jù)格式都進行了嚴(yán)格定義，并配合數(shù)據(jù)過濾驗證服務(wù)，保證進入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的有效性和完整性，減少垃圾數(shù)據(jù)的生成；保證了對外輸出數(shù)據(jù)的接口一致性，數(shù)據(jù)信息的規(guī)范性，為整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互的穩(wěn)定提供了良好的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)交換層：是整個平臺數(shù)據(jù)交換的樞紐，是安全體系的重要組成部分，通過各類標(biāo)準(zhǔn)化接口及交換服務(wù)實現(xiàn)了機場范圍內(nèi)的安全資源數(shù)據(jù)的交互共享。數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲了內(nèi)部軟件參數(shù)配置、硬件參數(shù)配置、監(jiān)控策略配置、人員角色權(quán)限配置等信息。在進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集集中存儲的同時，要對各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行梳理分析關(guān)聯(lián)，進行數(shù)據(jù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化處理，提供權(quán)限控制和存取管理。

應(yīng)用層：為用戶提供了實戰(zhàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用，為各級用戶提供用戶關(guān)心的具體視頻智能分析數(shù)據(jù)展示、視頻報警管理處置。

展現(xiàn)層：以機場安全門戶的方式，為用戶提供安全業(yè)務(wù)的統(tǒng)一訪問管理應(yīng)用，提供安全類業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能展示管理，實現(xiàn)用戶的單點登錄、統(tǒng)一安全認(rèn)證和個人信息的管理；為機場視頻分析業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一的門戶主頁和業(yè)務(wù)信息管理、發(fā)布服務(wù)。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

前端攝像機：為視頻智能分析提供視頻流。

監(jiān)控平臺服務(wù)器/網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器：部署視頻管理軟件，負責(zé)管理用戶、權(quán)限審核、電視墻管理、流媒體管理、存儲管理、聯(lián)網(wǎng)管理、接入設(shè)備管理，可實現(xiàn)與上下級聯(lián)網(wǎng)的接入控制和管理，通過視頻中間件模塊，支持硬盤錄像機、數(shù)字視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機、視頻監(jiān)控平臺、報警設(shè)備、語音設(shè)備等的接入服務(wù)。

流媒體服務(wù)器：通過對輸入視頻流的復(fù)制、轉(zhuǎn)發(fā)，可以擴充視頻流轉(zhuǎn)發(fā)路數(shù)，在不考慮帶寬的前提下，可以支持任意路數(shù)的訪問，這樣就可以轉(zhuǎn)發(fā)一路給原有監(jiān)控平臺，一路給智能視頻分析系統(tǒng)，同時給每個客戶端流媒體播放器轉(zhuǎn)發(fā)一路視頻流。

智能分析服務(wù)器：智能視頻分析服務(wù)器是基于報警規(guī)則來進行智能視頻分析的，因此需要先安裝一個智能視頻分析客戶端軟件，通過客戶端軟件進行規(guī)則設(shè)置?？蛻舳塑浖峁┮幌盗械倪^濾器，通過對監(jiān)控畫面配置一個或多個過濾器，設(shè)置臨界值（如通過設(shè)定奔跑速度下限來確定是否有奔跑行為），實現(xiàn)對監(jiān)控畫面的報警規(guī)則配置。目前常規(guī)的智能視頻分析服務(wù)器可支持50路視頻。

3 基于機場的行業(yè)性應(yīng)用

3.1 人臉識別技術(shù)應(yīng)用

人臉識別技術(shù)應(yīng)用：主要用于航站樓主要出入口、安檢通道、工作人員通道、登機口部署人臉抓拍攝像機對視頻中的人臉進行抓拍；在后臺服務(wù)器部署人臉比對服務(wù)軟件，對抓拍的人臉與人臉庫中的黑名單人員進行比對，從而實現(xiàn)快速身份識別，實現(xiàn)智能預(yù)警，并形成該人員在機場的行程軌跡。支持靜態(tài)人臉比對功能，可人臉圖片導(dǎo)入系統(tǒng)，并與人臉庫進行比對，檢索出與之相似的人臉圖片，并按照相似度進行排序。

3.1.1 實時人臉比對計算。提供高效的人臉比對算法，單臺比對服務(wù)支持不小于100抓拍相機數(shù)據(jù)的實時比對；支持國內(nèi)主流設(shè)備廠家的各型號抓拍相機，并支持多品牌設(shè)備混合接入應(yīng)用。

系統(tǒng)算法具備很強的適應(yīng)能力，支持根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的自我學(xué)習(xí)升級。比對服務(wù)支持集群部署，可以通過硬件的擴容實現(xiàn)比對能力的提升。

3.1.2 黑、白名單比對報警。系統(tǒng)服務(wù)支持黑白名單無感知比對，通過前端抓拍相機實時抓拍機場各通道經(jīng)過人員的人臉數(shù)據(jù)，由黑名單比對服務(wù)進行“黑名單”人臉比對，如果比對命中，則進行警報。支持白名單比對，發(fā)現(xiàn)白名單人員進行提示。

3.1.3 人員布控比對報警。系統(tǒng)支持人員的臨時布控、撤控?？梢耘R時將某個人員的照片進行布控操作，可以靈活設(shè)定布控的時間段、布控范圍等參數(shù)。布控完成后，比對服務(wù)將按照布控規(guī)則進行人員的人臉比對監(jiān)控。支持布控信息的隨時撤銷。

3.1.4 人員軌跡監(jiān)控。員軌跡監(jiān)控，通過人臉比對識別數(shù)據(jù)對某個人在一定時間段內(nèi)的軌跡進行監(jiān)控。

支持按照人員姓名、人員照片進行人員軌跡的檢索查詢；提供基于地圖的人員軌跡刻畫回溯[2]。

3.2 視頻智能檢索

3.2.1 視頻濃縮（摘要及快速檢索）。系統(tǒng)支持存儲視頻的智能檢索及摘錄、批注功能，將報警事件/疑似事件的視頻濃縮片段與值班日志結(jié)合起來，值班員可對報警視頻及重要視頻片段做規(guī)定內(nèi)容的日志批注，獨立存儲及管理查詢。

支持對于重點區(qū)域的存儲視頻的疑似事件快速智能收索。值班人員在工作期間，可借助平臺的事件智能檢索及濃縮功能，將前一天存儲視頻做重點的自動檢索，將發(fā)生的事件（未報警）及疑似事件的視頻片段檢索并批注、保存。

報警視頻及日志數(shù)據(jù)庫單獨存儲，便于日后的管理、檢索及導(dǎo)出。將視頻片段匯總及批注在規(guī)定時間（如一天）存檔；將每階段形成的各個視頻片段形成一個整體的視頻，并與日志形成可檢索的視頻日志文件。

應(yīng)支持的可索引點包括但不限于：攝像機名稱、時間、報警類型（自動生成）、人工批注的關(guān)鍵詞（統(tǒng)一規(guī)定）等。

3.2.2 以圖搜圖。通過在航站樓旅客流程主要節(jié)點部署人臉抓拍攝像機，因此產(chǎn)生了大量的視頻監(jiān)控，讓監(jiān)控遍布整個航站樓，因此如何讓視頻檢索出指定目標(biāo)變得輕而易舉，這就是視頻檢索使用以圖搜圖鎖定目標(biāo)快照來尋找線索的目的所在。

以圖搜圖的功能相對來說是比較直觀的，簡單來說它是視頻偵查中圖偵系統(tǒng)的應(yīng)用，以圖像的相似性在視頻中查找視頻片段，輸入人或者車的特征以圖像視頻展現(xiàn)出來，這樣真實地展現(xiàn)在用戶面前加大了用戶對圖像偵查的可信度，且實際應(yīng)用也得到更大提高。

此檢索功能適用于工作人員在尋找可疑人員或車輛的歷史移動軌跡中使用，這樣不僅能直觀地看到事實依據(jù)，而且能更及時地找到線索，方便了辦案需求。

在本系統(tǒng)中主要實現(xiàn)以下功能：

輸入人的特征，可以搜索一個或幾個攝像機在一定時間范圍內(nèi)的視頻，搜索到后將視頻展現(xiàn)出來，特征包括但不限于衣服的顏色、是否佩戴眼鏡、是否戴帽子、頭發(fā)長短等；

輸入車的特征，可以搜索一個或幾個攝像機在一定時間范圍內(nèi)的視頻，搜索到后將視頻展現(xiàn)出來，特征包括但不限于車的車牌號、顏色等。

3.3 視頻質(zhì)量診斷

平臺支持智能的圖像質(zhì)量的集中管理功能，采用對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻圖像的偵測技術(shù)，分布式的拓撲結(jié)構(gòu)，提供先進、有效的數(shù)據(jù)收集、視頻診斷能力，有效地幫助維護人員對數(shù)量眾多的圖像采集設(shè)備的有效運行做自動檢測，并自動形成故障統(tǒng)計報表。應(yīng)可支持下列常見圖像質(zhì)量的檢查：

視頻丟失：攝像機或編碼器出現(xiàn)故障的時候，容易產(chǎn)生視頻丟失，系統(tǒng)自動報警；

亮度異常檢測：如果攝像頭增益控制失敗，或者由于強光造成圖像飽和度過高，系統(tǒng)自動報警；

鏡頭遮擋檢測：如果攝像頭鏡頭被完全的或者部分的遮擋,系統(tǒng)自動報警；

模糊報警：由于自動聚焦故障或者維護問題造成畫面模糊，系統(tǒng)自動報警；

鏡頭移位：由于清潔鏡頭或者人為破壞的原因，使攝像頭的取景范圍偏離出了預(yù)先設(shè)置的場景，系統(tǒng)自動報警；

圖像無色彩：由于攝像機故障，使得圖像偏色或無色彩，系統(tǒng)自動報警；

圖像凝固：由于圖像傳輸中斷，造成圖像成靜態(tài)呆圖，凝固不動，系統(tǒng)自動報警；

云鏡控制失效：由于接口故障或攝像機控制部件故障，造成遠程云鏡控制失效，系統(tǒng)自動報警。

應(yīng)可支持視頻存儲設(shè)備的視頻存儲連續(xù)性檢測，視頻存儲業(yè)務(wù)持續(xù)有效性檢測，可自動形成故障報表。

3.4 非法闖入與越界檢測、滯留、徘徊檢測

非法闖入與越界檢測、滯留、徘徊檢測技術(shù)應(yīng)用：采用智能視頻分析系統(tǒng)在機場周邊形成一個7×24小時實時監(jiān)視的環(huán)繞圈，實現(xiàn)全天候越界檢測，在監(jiān)控范圍內(nèi)定義一條嚴(yán)禁穿越的虛線，一旦有人在任何時段觸碰或者越過這條線，系統(tǒng)將實時記錄其行動路線，并向前端報警提醒有關(guān)人員關(guān)注與及時處理。嚴(yán)格控制不明物體或人接近機場周邊行為，形成高安全系數(shù)的機場周界防范體系。同時在機場的一些敏感區(qū)域，如機場燃料庫、供電站以及一些重要的設(shè)備存放區(qū)等，有著較高的安全級別控制要求，必須嚴(yán)格禁止任何人員接近，以杜絕惡意破壞、偷竊等犯罪行為的發(fā)生。采用智能視頻分析系統(tǒng)實現(xiàn)周界檢測，系統(tǒng)支持參數(shù)的靈活設(shè)置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有可疑人員或者物體在監(jiān)控范圍內(nèi)逗留或者徘徊超過預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)將對可疑行為進行記錄并實時報警。這將協(xié)助機場安保人員及時地對異常行為事件進行判斷處理，極大地加強了機場安保系統(tǒng)能力的提升。

3.5 尾隨檢測和入侵檢測

尾隨檢測和入侵檢測：門禁監(jiān)控系統(tǒng)是機場安防系統(tǒng)的一個重要組成部分。工作人員須刷卡后方可根據(jù)權(quán)限通過門禁進入各個區(qū)域，沒有權(quán)限者禁止進入。機場個別門禁屬于涉密區(qū)域，很多時候要求不能有人員靠近。為保證機場門禁系統(tǒng)安全，每個通過門禁人員都必須刷卡驗證，通過智能視頻分析系統(tǒng)對進行門禁尾隨檢測，對通過門禁人員進行檢查和跟蹤，從而準(zhǔn)確地統(tǒng)計出入門禁人員人數(shù)，當(dāng)與刷卡卡號次數(shù)不符時進行尾隨報警，提示工作人員處理。針對涉密區(qū)域門禁，通過智能視頻分析系統(tǒng)對整個區(qū)域進行檢測，發(fā)現(xiàn)可疑人員靠近或者闖入立刻報警[3]。

4 結(jié)束語

建設(shè)新型的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對機場安全管理工作的提升有很大的幫助，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 降低工作強度，節(jié)省安防管控人力

人工監(jiān)控的方式，不僅準(zhǔn)確率較低，還浪費了大量人力資源。每個重要區(qū)域都需要安排執(zhí)勤人員，為了確保最低的誤報率，每天需安排輪崗換班。智能監(jiān)控系統(tǒng)的可實現(xiàn)7*24無間斷監(jiān)控，為安保部門節(jié)省了大量人力成本。

4.2 通過統(tǒng)籌規(guī)劃，提高圖像信息資源的利用率

減少重復(fù)建設(shè)費用，節(jié)省安防管控管理成本。通過統(tǒng)一規(guī)劃、綜合統(tǒng)籌，避免監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)各自為政，重復(fù)建設(shè)，相關(guān)子系統(tǒng)的平臺均可復(fù)用在其他監(jiān)控指揮系統(tǒng)中，提高平臺的使用效率和經(jīng)費利用率。

4.3 降低案件偵破、防范的費用

監(jiān)控系統(tǒng)提供的圖像信息作為有效的線索、有力的證據(jù)，大大節(jié)省了安防人員取證所花的時間、人力、物力和財力，同時提升整個安防系統(tǒng)的安全等級，提升對災(zāi)難的預(yù)見性和主動性。