浦东机场三跑道工程 第三节安防系统设计优1

第三节安防系统设计优化一、总体方案概述浦东机场飞行区需设置防人侵系统的围界位于上海东部长江入海口南岸的滨海地带，总长约37.9km。目前，机场飞行区物理围界已分三期建成，其中，一期物理围界总长11包括2.2的砖墙和8.8km的钢筋栅栏;二期物理围界总长18.5km，包括3km的砖墙和15.5km的钢筋栅栏；三期物理围界总长8.4km，包括2.9km的砖墙和5，5km的钢筋栅栏。围界内3m处为巡场道.围界外东临大海，其他方向为农田或住宅。浦东机场是长江三角洲的国际枢纽航空港，国际客运、货运日益繁忙,它对机场安全防御能力提出了越来越高的要求。特别是在“9•11”事件之后，国际政治形势、国内外航空安全局势日趋复杂的情况下，加强国际枢纽航空港的安全防范成为机场管理的重中之重。2008年北京奥运会和2010年上海世博会的举办，给浦东机场飞行区围界防入侵系统的建设带来了现实的、迫切的需求。目前，浦东机场飞行区围界的日常安全管理主要依靠公安分局机坪大队和安检护卫大队人员开车或者骑自行车巡逻以及定点岗哨的方式，这些方式有其不可避免的弊端，无法对围界实现全天候、全天时的实时监控和防护。警卫人员主要依靠对讲系统进行通信,无法及时获取并记录告警情况下的图像信息，跟踪监控可能的入侵者，给机场的安全带来漏洞。只有尽早建设浦东机场飞行区围界防入侵系统，才能弥补漏洞、提高安全防御能力。二、闲内机场闱界现状目前,国内大部分机场的安防手段主要依靠建设物理围界以及人员开车或者骑自行车巡逻以及定点岗哨的方式。采用围界监控报警系统的机场寥寥可数，甚至还有个别系统因误报率高等因素未能达到预期效果。下面是国内已采用围界监控报警系统的机场介绍。(一）乌鲁木齐机场乌鲁木齐机场是全国首个正式投人使用围界防人侵监控报警系统的机场,其飞行控制区实现了全天候动态化管理。其围界防人侵子系统由前端探测设备、视频监控系统、报警处理器、报瞀处理主机、信号传输及供电等组成。前端探测设备采用张力围栏和埋地泄露电缆，其中张力围栏7500m、泄露电缆2800m。视频监控系统由室外全方位云台黑白摄像机、室外固定黑白摄像机、视频控制双向光端机等设备组成。其特点是：全天候监控，如果有人企图翻越张力围栏，或者在泄露电缆1.5m范围内活动,立即有广播系统对其进行警告，夜晚还将开启照明系统，随后摄像机跟踪拍摄，公安执勤人员在最短时间内作出判断并到达事发现场。不足之处：防范手段单一，系统可靠性不能得到充分保证。(二）广州新白云机场围界长达30余公里，仅派专车绕场巡逻一周便需近一小时。其电子防卫系统由北京航空航天大学负责设计、开发与集成，是目前国内最大的基于震动传感电缆的围界安防系统，它对翻越和破坏围界的行为及时发出报警、警报和警告。该系统主要由报警探测器〔震动传感电缆、微波探测器〕、报警信号分析控制器、广播喇叭、广播驱动装置、照明灯具、照明灯驱动装置、传输设备、报警控制主机、报警管理计箅机及相关软件组成。实施方法：电缆分段安装，每段（防区）不大于150m,沿围界每隔300m在摄像机立杆上安装一个广播喇叭，每隔15III安装一盏照明灯，同时在围界上设置围界防入侵报警设备。报警信号在系统中心报警控制主机上显示并记录事件发生的时间、地点，同时自动启动广播在现场播放警告、劝阻语言。当环境照度低于1Lx时则自动启动灯光照明。不足之处：震动传感电缆发生过被偷盗的情况;系统的误报率偏高。(三）重庆机场机场围界均安装了红外线报警系统，一旦有人翻越,摄像头便会自动跟踪“入侵者”，同时监控室内的电脑画面自动切换到报警现场，如果人侵者跑向机坪，强光射灯便会发出100000lm（相当于100只100瓦灯泡的照度）的强光，迅速跟着“入侵者”移动,电脑同时自动响起广播,“请退回，注意安全！”，机评上的巡逻车会迅速赶到现场将“人侵者”制服。不足之处：系统可靠性受气候等环境因素的影响较大。三，浦东机场围界状况目前试验段围界布设在部分钢筋物理围界以及部分砖墙围界，正式完工后的T1试验段围界不仅扩大了现存围界所包括的范围，还将建成融合了双层围界、单层围界、砖墙围界等各种类型的物理围界以及电子围界在内的多层多级围界防入侵系统。浦东机场围界平面现状见图8-4，T1试验段围界位置见图8-5，演示地段位置示意见图8-6，丁T1段围界建成后情况见图8-7。四.设计原则.思路4创新点(一）设计原则为规范民用机场建设，民航总局发布了《民用航空运输机场安全保卫设施建设标准》(MH-T7003-1995、规定了有关飞行区围界、通道、监控和报警系统等民用机场安保设施的建设标准：（1）年旅客吞量1000万以上一类机场应设立围界报警、视频监控系统，系统应能对围界入侵行为作出判断，对目标进行分类，应能在机场飞行和安全照明的环境下工作，应满足全天候运行的要求；（2）一类机场宜建立第二道围界。以上要求将作为2008年民航总局安全审夜内容之一.国际民航组织（ICAO）和全球航空安全管理组织（GASAG）都对民用机场飞行区围界设施建设提出了建议和参考。鉴于上述国内外民航组织对机场飞行区围界安全防范工作的重视和要求,着手建设浦东机场飞行区围界防入侵系统的要求相当明确。设计方案针对浦东机场建设规模大、处于滨海盐雾区以及机场电磁环境特殊要求的特点,根裾降低虚警误警、阻挡延缓、复核响应、经济存效的设计要求，考虑国内机场围界防人侵系统暴露出的问题，在已建物理围界基础上设计围界防入侵系统，拟先建设2〜3km的围界防入侵系统演示示范段.在此基础上逐步建成全部围界的防入侵系统.提高浦东机场的安仝防御能力。(二）设计思路（1）结合物理阻拦和不同的电子防护技术以达到现想的探测率。（2）把已有传感器及传感前端组成传感网.协同综合分析，达到极低的虛警/漏警率。（3）降低浦东滨海盐雾区气候、地理地貌、环境噪声等各类干扰因索。（4）对报警的情况进行入侵级別及情况分析、甄别。（5）智能视频监控跟踪、提前预报、人工实时复核、精确定位入侵地点。（6）系统工作时确保不干扰影响地空、地面无线电通信联络的畅通，以机场正常通信为准则；中心集中报醬和手机移动报警。(三）创新点（1）新概念的围界报警系统和阻挡相结合；（2）采用多种防入侵手段协同综合探测，融合报警以及声光、视频联动，克服传统探测手段单一、误报率高、安全性差的缺点，而且组合气象传感器提供气象信息，能自动适应设置相应的检测参数，从而提高全天候、全天时的检测性能，降低虚警、漏警率；（3）高级的信号处理达到一个高水平的探测智能判断能力.减少来自无关干扰（如：风、雨、动物、飞机、汽车和非入侵者引起的信号源等）的误报率；（4）被动隐蔽式的防入侵系统；（5）能够适应各种地形，不留死角；(6)无生命危害；（7）功能强大，防破坏能力强，靠近、翻越都能触发报警；（8）上位机采用友好界面，并结合三维GIS，对防区实时在线监控；（9）在停电的情况下系统能继续工作.具有交、直流断电保护功能；（10）具有高苽的可靠性和最小的维护要求。五、防人位探测手段(一）各种防入優探测手段目前的防入侵探测手段根据探测原理的不同可分为以下4种：1.空间区域探测主要采用电磁场、微波、红外、视频等技术在空间形成不可见的探测区域。所用探测设济包括主动微波探测器、静电场探测器、红外光束探测器等。优点：相对廉价.不受光线或云彩阴影的影响。缺点：场受小动物的下扰.耑摄像机：次确认.保护区域易受被探测识别。2.依附围界探测采用驻极体电缆、光纤电缆、惯性传感器等构建的具有一定阻挡作用的探测系统。所用电缆包括震动传感电缆、震动传感光缆、惯性震动电缆等。优点：安装迅速简便。缺点：受气候影响，在盐雾区易被腐蚀；易松动、变形，维护工作量大；分段设防，电缆易被剪断（某机场已发生该类事故）。3.独立围界系统采用张力、光纤、电容、高压脉冲等传感器构建的具有阻挡和探测功能的探测系统。所用装置包括张力围栏、隐蔽围界、电子脉冲传感器等。优点：物理屏障和入侵探测系统有机结合；探测概率高，误报率低，每千米每二：个月误报少于一次(唯一能给出误报率的探测手段)。缺点：必须新建围界；造价昂贵;电子脉冲方式频谱较宽，尚未有对飞行器无干扰证明：耑摄像机二次确认。4.埋地电缆探测按一定的要求将探测传感器埋于地下，探测磁场、压力等变化而构建的隐蔽探测系统。听用探测设备包括围界式/地埋式鹿动电缆或电磁场探测器等。优点：不受因风摆动物体的影响;不受光线或云彩阴影的影响。缺点：易受小动物的干扰；需架设围界或开挖沟槽；保护区域窄小。(二）入侵探测系统出现误警的原因入侵探测系统出现误/漏报主要有以下几个方面的原因：（1）红外探测器对入侵行为判断力不够准确，造成误/漏报；红外探测器易受温度、光线等环境因索影响而产生误报。（2）天气、环境、动物等对入侵探测系统正常工作的干扰。（3）探测器的技术滞后是造成整个系统误、漏报问题的薄弱环节。近年来，先进、可靠的数字化处理技术已完全用于报警系统的控制主机及中心的接受设备中,而且技术渐趋成熟.但报警系统的最前端设备，如探测器却在技术上一直没有更大的突破，只是通过信号后处理技术或通过几种探测技术的复合或单-技术的累加得以提高系统的稳定性。由此可见，报警系统的源头的技术滞后是造成整个系统误、漏报问题的薄弱环节。所以.将探测器的误、漏报现象解决好是降低整个报警系统误漏报率的根本所在。(三）防入谩系统降底误、漏警率的解决方案考虑到机场特殊的地理环境、气候条件和电磁环境，本着降低虚警、漏警，提高探测率的目的.利用多种传感检测手段相结合的方式，建立机场防入侵系统的检测融合解决方案。在融合系统中，充分考虑了前端围界传感系统的探测特点、作用范围以及布设方式.将来自前端多个不同传感器的观测数据或判决结果进行融合，形成一个更完全、更准确的判决，实现机场复杂环境下全天候、全天时安全、可靠的监控。依据各局部检测器向系统融合中心提供的目标是否存在的局部决策信息.融合中心采用分布式决策融合算法。在实际应用场合中，对融合中心而言，各检测器仅能向融合中心提供目标是否存在的决策信息。针对这种特殊情况下的分布式决策融合,融合中心如何依据各个检测器的决策报告作出目标是否出现的决策。根据防入侵系统围界检测解决方案，前端的围界装置有组合气象传感器、倾角传感器、倾角传感器、固定摄像机、智能视频和张力围栏。倾角传感器、震动传感器和张力围栏用于入侵检测.视频用于入侵检测、复核及跟踪。六、防入侵系统设计方案(总体设计）（一）系统架构防入侵系统总体体系及架构分别如图8-8〜图8-10所示。图8-8界防人从系统结构图(二）前端入侵探测子系统1.重要区域针对钢筋围界，采用两层物理围界的方式考虑这类钢筋网围界周围比较开阔，具畨新建围界的条件，如图8-1所示。该方案由以下几部分组成：（1）第一层是张力围栏探测器(作为一层物理围界〉。张力围栏YEAL-15探测器每隔50m为一个防区,每个防区由一个YEAL-16处理器处理防区报警信号，YEAL-16处理器输出信号通过485总线接人位于指控中心的中央处理器，MagNet中央处理器可显示报警防区的报警类型、位置。张力围栏外侧设置铁刺网,阻止人员靠近张力围栏。在张力围栏上配备照明灯。照明灯布置髙度为4m，布置间距为25m，灯具为户外型。（2）第二层在张力围栏和钢筋网围界之间埋地敷设旗动定位传感系统。震动定位传感系统由光纤、震动探测器、控制中央处理器组成。震动探测器每隔10m埋设一个，检测探测区域内的震动图8-9防入侵系统软件结构图数据库管理气象传感器信号处理张力围栏信号处理倾角、震动定位系统信号处理智能视频跟踪信号处理视频信号记录查询、回放服务GIS服务前端防入侵探测报警信号接入服务固定视频信号处理三维建模报警地理信息显示报警信息融合处理系统联动处理处警信息处理GIS数据库接警信息数据库联动信息数据库处警信息数据库视频信息数据库WEB信息发布信号，检测结果通过光纤传输至指控中心的控制中央处理器。（3）第三层为固定摄像机。摄像机高度为3.5m，每隔100m架设一个，其视场固定。（4）第四层为钢筋网围界组成的物理围界以及安装在钢筋网上