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机场智能视频监控系统
一，系统概述
国际反恐形势的不断严峻，使得社会对安全的需求更加强烈。机场作为反恐的重要标志性区域，因其区域分布广、人员流量大等特点，历来属于恐怖和突发事件多发地段。因此也决定了机场高安全级别控制的强烈要求。从美国“9.11”事件发生以来，机场安保正日益受到政府和人民的重视。
特别是奥运在中国的举办，使得安保与人们的距离日益贴近，安检成了出行必修课。作为承载着世界与中国连接的重要交通枢纽，更是因为机场过往人员的特殊性和超乎寻常的流动率而成为城市安保的重中之重。机场的安全需求也因此得到前所未有的凸显，以至于全国各地机场都正紧锣密鼓的加强安保力度的升级，力求在奥运期间为旅客的出行提供安全、舒适的服务，为北京奥运会的成功举办站好第一班岗。
然而就目前机场的安防系统来说，仍停留在传统监控的阶段性特点已经很难满足机场对安全的实际需求。因其缺乏对视频的智能分析，普遍还处在一个只能“监”不能“控”的被动状态，大多只具备事后取证的功能，对于发生的可疑和异常行为无法起到预防、预警的作用。
深圳辉锐天眼科技有限公司作为国内领先的智能视频产品开发商和解决方案提供商，一直专注于智能视频分析系统的研究开发工作，其丰富的智能视频分析产品，能够实现对视频进行周界监测与异常行为分析，并可对于指定目标物体进行近距离持续动态跟踪；对于视频指定区域内的可疑或异常行为进行自动标记，及时报告可疑事件的发生。它改变了传统监控系统被动提供视频画面的状态，能够主动对视频监控中的人、车辆和物体进行定位、跟踪、分析和判断，并以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息。
系统提高了监控的有效性和持续性，其更加快速的反应时间以及更加强大的数据检索和分析功能，使得监控能力得到极大的改善，从而更加有效地协助安全人员应对袭击和处理突发事件；帮助管理人员进行科学的、可量化的管理；并帮助工作人员轻松维护大型安防系统。
二、基础技术说明
智能视频监控采用领先的计算机视觉、人工智能等技术，对视频进行周界监测与异常行为分析，为用户提取视频图像中的关键信息。从智能分析常用技术来说，主要有以下几点：
2.1、前景物体检测
以固定摄像头监控所关心的区域，从视频中提取图像的纹理、颜色等各种信息，确定监控区域内基本的背景模型，并通过时间段的不同关注背景模型的变化。再按照实际的检测规则对物体的具体行为进行判断，此技术的应用将可以有效实现周界检测和基本的行为识别。例如非法闯入、越界、物品消失、物品的遗留等。
2.2、特征模式分析
首先从视频中提取图像的基本特征，如图像的颜色、纹理等。并依据这些特征提取检测物体的基本信息，例如人、车辆、物体的基本信息特征，并通过跟踪和关注这些特征的变化确定所检测物体的行为。此技术的应用可以实现物体的跟踪、分类、人数的统计等。
2.3、运动模式分析
它是在视频画面内物体的运动路线形成后，根据运动轨迹对物体的行为或性质做进一步分析和确认。一方面它可与前景物体检测相结合，剔除树叶、云影等产生的误警，增强场景的适应性；另一方面通过检测物体运动轨迹的检测，可以有效实现拥挤场景下的逆行检测、行人异常加速、打架斗殴、人群聚集等等。
辉锐天眼智能视频分析系统在以上基础上，专门针对人的特征以及人的运动进行模式分析，采集了描述人体各部分的外形轮廓、相对位置、颜色等多种特征，组成了海量的辅助分类信息，与运动跟踪的结果一起对视频中的人的行为或性质做出判别，可以最终实现如闯入禁区、逆行、滞留，尾随、打架、聚众等异常行为的检测。
三、辉锐天眼智能视频通用基本模块
智能视频是视频监控的一种高端应用，它以其强大的功能对传统监控进行一个极大的补充和增强。辉锐天眼智能视频分析系统能满足各行业多样化需求，并采用功能模块化设计，为不同行业提供完善的解决方案。主要可实现功能模块如下：
周界检测
自动检测侵入监控防区的入侵者（人、物体或者交通工具），能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征，并报警.具体来说它可以实现以下6个基本的检测行为。
（1）进入禁区：检测是否有人、物体或车辆进入预定区域，用户可灵活调节灵敏度；
（2）离开禁区：检测是否有人、物体或车辆离开预定区域，用户可灵活调节灵敏度；
（3）单向越界：检测是否有人、物体或者车辆突然从某个指定方向越过预定边界，单方向进行检测，也叫做“单向绊线”；
（4）双向越界：检测是否有人、物体或者车辆突然从任意方向越过预定边界，双方向进行检测，也叫做“双向绊线”；
（5）滞留：检测是否有可疑人、物体或车辆在指定的区域内长时间停留，当滞留时间超过预设值，系统将发出报警；
（6）徘徊：检测是否有可疑人、物体或车辆在指定的区域内长时间来回走动，当徘徊时间超过预设值，系统将发出报警；
（7）逆行检测：在密集区域对以规定方向反向运动的人、物体或车辆进行检测。典型应用场景是一些单向流动出入口或区域。
（8）异常奔跑：检测是否有人员快速运动，可区分行人、物体或者车辆，及时发现偷盗或抢劫行为。
（9）打架：能够检测是否有打架斗殴事件，可区分行人、物体或者车辆。
（10）聚众：检测是否有群体聚集现象：通过对区域内人群(有时也可针对车辆)的密集程度的定性检测，获得一个拥挤的估计值，从宏观上对拥挤行为进行自动检测和报警。
（11）遗留物体检测：车辆或来历不明的物品停靠或放置在设定区域超过一定的时间则产生报警。比如有人遗留包裹或爆炸物等。主要用来检测被遗弃在公共场所的可疑物品，是反恐的典型应用。
（12）骤变：当视频图像发生巨大变化时系统报警。如摄像头被遮挡和大幅度移动时，有效预防不法分子通过遮挡和转动摄像头销毁犯罪证据。
（13）门禁尾随监测：检测是否有人尾随通过门禁等特殊通道，有效防止尾随偷窃和抢劫行为。
（14）出入口人数统计：在出入口统计进出的人数，结合各出入口的实时人数信息，即可得到封闭空间内的实时保有量，可提供分时段的人数统计结果。并可在总人数超过预设值时，系统发出报警。
（15）视频质量监测：对视频图像出现的视频丢失、雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像头故障做出判断并发出报警信息。对重要摄像头的及时保护可有效防止不法分子破坏摄像头或传输设备的行为。
（16）动态图像放大：能控制云台摄像机对移动目标进行放大抓拍，并生成高清晰度图片。可以更加有效的帮助执法取证和城市突发事件的记录。
（17）识别与分类：精确地侦测和识别单个物体或多个物体的情况，可对视频中的行人、车辆及其它目标物进行分类。
（18）车牌识别检测：通过对车辆厂牌的识别，可以实现套牌车的检测、车辆对比、以及对车辆的有效查询。当车辆通过监测路段时，系统进行自动图片智能抓拍；可以实现车辆颜色、大小、车标和各种类车牌的自动识别；并进行黑名单比对，对逾期未年检、注销、肇事、逃逸、盗抢等车辆进行报警。这对于城市视频治安监控是最典型的功能应用。
（19）违章停车检测：对视频区域内的车辆进行监控，对异常停车车辆进行捕获、识别、保存。当检测车道内出现逆行、车祸、遗洒等突发事件进行报警。
四、系统总体设计方案
4.1、设计原则
1.先进性：在系统设计和设备选型方面，在考虑系统的实用性前提下，尽量采用国际上先进的视频图像算法与数字通讯技术，确保系统在国内的领先地位，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的使用周期。
2.可行性：系统与用户及上级管理部门的需求和管理制度相适应；与用户在建设规模方面的实际情况相吻合。
3.可靠性：系统采用与平台分离的设计方案，确保视频监控平台软件与智能分析系统能够长期稳定、可靠安全地运行。
4.标准性：系统设计时，所采用的技术手段遵循业界标准，特别是提供了标准接口，使系统具有较高的灵活性，与其它系统方便互联，同时可适应今后的升级或引进新技术。系统具有良好的互联、互控及升级能力，与视频监控平台能实现无缝对接。
5.可扩展性：系统功能充分满足实际需求，如果用户需要接入更多处理单元，或者更多功能，可以方便地实现。
4.2、系统应用
4.2.1、出发大厅、候机楼——异常奔跑、打架检测、物品遗留检测
需求分析：
出发大厅、候机楼人员密集度高、人流量大，安全隐患多；一方面人群的过度拥挤容易造成恶性事件的发生，另一方面因为人员众多给一些违法犯罪分子实施偷窃等违法犯罪行为留下可乘之机。加强安保系统的改善成为了一种不时之需。同时，出发大厅、候机楼属于机场的核心区域，一旦有恐怖分子恶意破坏或者实施恐怖行为活动，将给机场正常运行造成非常恶劣的影响，同时也将造成重大的人员伤亡，所以出发大厅和候机楼的安全保障显得尤其重要。
实施方案：
为保障出发大厅、候机楼的正常候机秩序，通过智能视频分析系统实现异常奔跑、打架检测，在监控区域内发现打架行为，系统及时记录并报警，提醒相关人员采取措施处理，以防事件的进一步恶化，造成流血事件的发生。对于在大厅和候机楼异常奔跑的行为，系统同样会及时给予预警，提醒关注并分析判断，对于实施偷窃后逃窜或者追逐等行为实现第一时间的处理，有效辅助机场安保人员的日常管理。
以反恐为重要方向，针对大厅和候机楼区域，通过视频分析系统实现遗留物体的监测，当视频画面中出现可疑物品在一定时间段内无人看管时，系统将立刻报警，并提醒相关人员及时查看并处理。一方面可以及时帮助旅客照看好随身物品以防意外丢失；另一方面也是反恐的典型应用，可以帮助安保人员及时发现爆炸物等其它危险物品。
4.2.2、安检口、机场出口——人数统计、逆行检测
需求分析：
机场安全检查口只允许旅客单向进入，而不允许旅客反向穿越；同样机场的出口也是只允许旅客出去，而不允许旅客反向进入。这两个地方都是机场人员相对复杂，人流密度相对较大的地方，不按照正常的秩序很容易因为人员摩擦引起恶性事件的发生。同时人群的过度拥挤也往往容易造成意外事故，影响机场正常运转。
实施方案：
为保障各出入口人员流动的正常秩序，采用智能视频分析系统针对安检口和机场出口进行人群密集度的检测。当大厅人群保有量超过一定的值时，系统将预警提醒相关人员关注，并合理安排人员进行协调管理，以防因为人员过多而导致的恶性事件发生。
同时在安检口、机场出口这类人员单方向流动区域，为防止因极少数不守规矩的人员逆向穿越，从而造成进站或者乘机秩序的混乱。采用智能视频分析系统实现各出口和入口的实时逆行检测，一旦发现有和正常行进方向相背离的逆向穿越者系统将及时报警，以便第一时间安排相关人员处理。系统具有良好的稳定性，通过对安检通道内和机场出口处人员的运动轨迹的分析，能够在较多人员聚集甚至部分遮挡的情况下，完成逆向穿越人员的检测和报警。
4.2.3、机场周边——非法闯入与越界检测、滞留、徘徊检测
需求分析：
机场周边环境一般较复杂，不安全因素比较难估计，再加上机场周界跨度大的特点，给安全防范的落实增添了更多的难度，传统的监控方式早已不能满足实际的需求。只有提升监控力度，加强人防和技防的结合，才能从根本上控制机场周边的绝对安全级别，从而提高监控能力持续性和有效性。
实施方案：
采用智能视频分析系统在机场周边形成一个 7*24 小时实时监控的环绕圈，实现全天候越界检测，在各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，系统将实时的记录其行动路线并向前端报警提醒有关人员关注并做及时处理。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。
同时针对机场周边的各敏感区域，进行实时的非法滞留和徘徊检测。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的对于异常行为事件进行判断处理。极大的加强机场安保系统能力的提升。
4.2.4、机场停车场——车牌识别检测、违章停车检测、物品遗留检测
需求分析：
停车场的有效管理对于机场的安全维护是很重要的一部分，机场日夜来往人流量大，车辆的密集度也相应的比较大。这一方面加大了车辆管理的难度，另一方面也给机场带来了很多不安定因素。所以迫切需要保障停车场车辆正常进出的同时，更需要对于违法犯罪车辆实现有效查处，保证停车场的正常秩序。
实施方案：
通过智能视频分析系统对停车场实现全天候车牌识别检测和违章停车检测，对于指定区域范围实时监控，识别包括民用车牌、武警、军警等类型的牌照以及 2002 式牌照的车牌种类；并有效识别车牌颜色、车型大小、境内流行车标，包括奥迪、大众、丰田、本田等。系统支持自动黑名单的比对，可以实现对逾期未年检、注销、肇事、逃逸、盗抢等车辆进行报警，以达到对停车场进出车辆的有效管理。
同时监测所有通过检测区域的机动车图像，当系统检测到有车辆在用户指定的禁止停车带停留超过用户指定时间（时长可以在 4-999 秒内自由设置）时，系统自动开始对对违章车辆进行录像。为了避免重复抓拍同一辆违章车辆，本系统可以通过车辆信息识别排除已经被抓拍的违章车辆。
另外，在停车场的监控范围内，通过文智能视频分析系统实现遗留物体检测，当存在某个不明物体无人看管超过预先设置时间值时，系统将实时向前端安保人员告警，并及时进行查看和处理。这将有力的查处和排除危险物、爆炸物等遗留现象，及时遏止犯罪行为的发生。
4.2.5、行李房——物品丢失检测、周界检测
需求分析：
机场行李房是旅客行李传输并检查的地方，因行李传送带一般就比较长，而且并不一定都是直线平行运输，在转弯上下运输过程中难免会有跌落遗漏，而且在传输的过程中，旅客行李的纷繁复杂，使得单通过人力的监督和查看很难做到疏而不漏。
另外行李房因为其运输旅客行李物品的独特功能，决定了行李房区域高敏感性的、高安全性的特点。在非允许情况下，禁止人员随意靠近或者进入，以保证旅客行李物品的绝对安全系数。
实施方案：
为了有效防止意外发生而导致旅客行程耽误，同时更为了降低人力成本避免安排更多人员来观察。采用智能视频分析系统，对行李传输带全程监控，实现物品遗失检测，并在各视频范围内依据传送带的区域定义事件的周界，一旦出现行李、包裹等物品滑落，或者从传送带区域消失时，系统立刻触发报警，提醒相关人员进行及时的处理。
同时在行李房周边区域通过智能视频分析系统对整个传送区域进行周界检测。严密的监控各出入口人员进出情况，发现可疑人员靠近或者闯入立刻报警。预防和杜绝偷窃、抢劫等犯罪行为的发生。
4.2.6、超大行李电梯——门禁尾随检测
需求分析：
行李电梯是运输旅客大型行李物品的工具，在正常情况下，除了行李员，不允许任何人和物品进入电梯。使用超大行李电梯时，行李员须刷卡后方可进入电梯，其他人员禁止进入。
实施方案：
为保证行李员搬运行李的正常流程不受干扰，也确保行李等物品的安全，通过智能视频分析系统对超大行李电梯入口处进行门禁尾随检测，对进入电梯的人员进行检查和跟踪，从而准确地计算出进入电梯的人数，当与刷卡卡号次数不符时进行尾随报警，提醒关注并杜绝无关人员进入现象。
4.2.7、停机坪、机场内重要设备和区域——非法闯入、徘徊、滞留检测
需求分析：
停机坪属于飞机停航期间或者非运营时段的专门停放区域；也是高安全级别控制区域。为保证飞机的正常运行和相关物品财产的绝对安全，必须严防可疑人员接近飞机。甚至禁止接近飞机坪停放区域。
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，同样有着较高的安全级别控制要求，稍有意外将严重影响机场的正常运转，必须严格禁止任何人员接近，以有力的杜绝恶意破坏、偷窃等犯罪行为的发生。
实施方案：
针对停机坪、燃料库等敏感区域范围内进行 7*24 小时的实时监控，采用智能视频分析系统实现周界检测，系统支持灵活的参数设置，对于指定范围内出现可疑人员进入现象可实时的记录报警；以提醒相关人员注意。而且同时针对人员滞留、徘徊行为进行监测，发现有可疑人员在指定区域内停留或者徘徊时间超过一定时限，系统即刻报警。这将在最大程度上加强机场安全监控的有效性，严格控制可疑人员的恶意闯入与破坏行为，保证停机坪和敏感区域的绝对安全，保障航班飞机正常飞行和机场的正常运转。
4.2.8、机场跑道——动态跟踪检测
需求分析：
机场跑道是机场的重要通道，其安全关系到飞机的起落安全，在飞机起落时不能有任何人或异物在通道上，以免影响飞机的正常起飞和降落。同时通过监测机场跑道飞机的起落情况，防止飞机起落过程中的突发事件发生，并为日后的取证和管理留下完整的视频资料。
实施方案：
采用智能视频分析系统实现飞机的动态跟踪检测，对于飞机从跑道起飞到离开地面实现连续性的控制观察，包括飞机降落时同样持续性跟踪直到平稳停靠。可选择跟踪目标整体或任意局部特征进行跟踪。系统根据用户预设值一旦检测目标，能迅速对目标识别，进行定位。在跟踪的过程中，本系统能自动调节画面分辨率，在准确跟踪目标的同时保持图像最佳显示效果。
为了让执法人员更快辨认可疑人物，用户在动态跟踪过程中可随时手动放大目标图像，系统会自动调整图像参数，确保目标跟踪顺利进行。此外，为了达到监控范围的最大化，当被跟踪目标移动并超出一个摄像头范围时，系统会检测被跟踪目标进入的另一摄像头继续进行跟踪，实现对监控目标远距离多方位的连续跟踪。目标离开镜头范围后，摄像机将自动恢复到初始状态。这将完整的记录飞机起飞落地的过程，全天候监控机场飞机的日常运转情况。并在意外突发事件发生的情况下能提供强有力的视频资料供参考。
4.2.9、机场综合视频质量诊断系统
针对机场大量采用视频设备而需进行有效管理的的情况下，可以通过辉锐天眼视频诊断系统对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像头故障做出准确判断并发出报警信息。有效预防因硬件导致的图像质量问题及所带来的不必要的损失，及时检测破坏监控设备的不法行为。
从功能满足上来说，辉锐天眼视频质量诊断系统有以下具体应用：
视频清晰度异常检测
1，自动检测视频中由于聚焦不当、镜头损坏或异物遮蔽引起的视野主体部分的图像模糊．
2，被偶然异物遮挡（如柳絮团） 对焦发生异常视频干扰检测
自动检测视频图像中混有杂乱的“横道”“波纹”、、或一阵阵
杂乱的飞点、刺、线状干扰导致的图像模糊、扭曲、雪花、抖动
或滚屏等噪声现象．
3，视频亮度异常检测,
4，雪花噪声、彩色带状滚屏的复合干扰折叠干扰
5，自动检测视频中由于摄像头,故障、增益控制紊乱、照明条件
异常或人为恶意遮挡等原因引起的画面过暗、过亮或黑屏．亮度过高
6，视频偏色检测：自动检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像头故障等原因造成的视频中的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的带状偏色．
7，视频信号缺失检测：自动检测因前端云台、摄像机工作异常、损坏、人为恶意破坏或视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失现象．
8，PTZ 运动检测：前端的 PTZ 摄像头在安装一段时间后，可能发生部分或全部 PTZ 功能异常的情况，例如，左转失灵，上下倒序等等。该功能能够自动对 PTZ 的各指令进行测试，使管理人员准确及时把握系统内 PTZ 的运行情况。
9，画面冻结检测：发生视频冻结时，监控中心的画面静止，摄像头的实时画面无法被正常纪录，而由于并未发生视频信号丢失，常常难以引起人员注意。通过使用天眼视频诊断系统的监测功能，就能及时发现这类隐患。
结合机场实际的视频质量诊断应用来讲，具体可以分为以下两种：
1.以应急为主的视频质量检测：针对机场的一些重要区域，如机场周界、安检口、候机楼、停机坪等。必须保证视频监控摄像头的绝对安全保障，保证监控设备的日常运行情况，在机场安保能控制的范围内使得监控设备有效运转。发现有人恶意破坏或者遮挡等行为能及时给予预警，检测破坏监控设备的不法行为，提醒相关人员采取措施并及时处理。
2.以维修为主的视频质量检测：面对所有视频监控摄像头，对于因使用过程中出现的故障（如视频清晰度异常、视频干扰、视频亮度异常、视频偏色、视频信号缺失、画面冻结等）进行检测，有效预防因硬件导致的图像质量问题及所带来的不必要的损失，为视频监控增益控制紊乱（忽亮忽暗）黄、紫带状偏色单纯性青色偏色的持续和有效监控提供坚实的基础。当发现设备故障时能第一时间进行维修或者更换处理。
4.3、系统特点
由深圳辉锐天眼科技有限公司开发的智能视频分析系统，结合机场的实际应用，最终可以体现以下特点：
智能监控功能：7×24 全天候视频自动智能分析，将安保人员从繁杂而枯燥的“盯屏幕”任务解脱出来。无需值班人员监控监控器，只在发生警情情况下报警提示值班员完成警情复合和处警。
智能预警功能：不仅仅局限于提供视频画面，能主动对视频信息进行智能分析，识别和区分物体，自定义事件类型，异常行为及时自动预警。在罪犯可能实施犯罪之前自动识别犯罪征兆，并完成现场警告、警示和预警；
对视频监控下的可疑行为实时标记并存储，从中识别并提取出有用的关键信息。事后按照事件进行检索查询方便快捷。
不仅只是针对监控中心正在监控的视频进行智能分析，可以对所有视频进行智能行为分析；
完全模块化设计，定制化的智能解决方案，满足不同的监控需求，提供完善的整体解决方案。
基于标准的开放性系统架构，可扩展性强。除了能提供服务器版本产品形式外，也可以嵌入到第三方视频监控系统。
