CN101261760B - 机场飞行区安防信息系统 - Google Patents

Abstract

机场飞行区安防信息系统，由周界探测子系统、视频监控子系统、音频广播子系统、通讯传输子系统、中央控制子系统和远程控制子系统构成。本系统解决了以往系统中各子系统间的“孤岛”现象，使整个系统的协调性与处警反应能力得到提高。本系统通过通讯传输子系统将各部分有机的组合在一起，达到当报警发生时各子系统立即进行协同工作，从而构成一个封闭、全面、完善的安防信息系统；该系统采用双环路总线技术及光纤为信息传输载体，运用计算机数字信号、视频成像及音频信号处理，实现三网合一的大戏野外综合信息系统。该系统具有稳定性强，灵敏度高，智能化程度高，操作维护方便等特点。

Description

机场飞行区安防信息系统

所属技术领域

本发明涉及一种用于机场的安全防范系统，尤其是一种可用于机场的飞行区域内的安全防范的网络信息系统。

背景技术

已有技术的安防系统中，各分支部分所呈现“孤岛”现象，各部分一般都只为实现某种具体的功能而存在，并不能互相兼容与集成整合。这种各自独立的状态，使系统的整体协调性与处警反应时间受到影响。在处理报警问题时，无法达到“牵一发而动全身”的联动效果。在飞行区的周界防范上，原有方式多采用振动电缆与红外对射探测器进行布防，由传统的枪式摄像机进行辅助视频监控。这种防范措施，第一，电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)对振动电缆的灵敏度有很大的影响，容易产生误报与漏报，并且功耗较大；第二，红外对射探测器的特种材料外壳虽能够滤除白光的干扰，但对光干扰源中的红外线部分却无能为力，尤其使用普通的透射式或反射式进行红外光线聚焦的镜片，在聚焦特定波长的红外线时，同时也对所有人物的光线进行了聚焦，因此仍然容易引起误报的现象；第三，辅助视频监控系统方面，传统枪式摄像机体积大，云台转动速度慢而且存在死角，不能快速准确的锁定目标，无法做到飞行区动态监视无盲区的效果。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可对机场飞行区周界非法入侵的行为进行探测及报警，整合周界附近的紧急广播、照明、监控设备及飞行区入口通道的控制和图像监控，构成一个封闭、全面、完善的安防信息系统。飞行区重点防范区域动态监视(视频)无盲区；系统无误报警(恶劣天气除外)；系统无漏报；照明光线分布均匀，夜间视频捕捉效果良好；能人工开启和关闭前端照明和广播设备；任意切换不同区域的视频图像；更有效的抗电磁干扰；防雷系统；可有效地实现对翻越和破坏围界的非法入侵行为及时发出警报与警告，以达到及时处置、核实和防范的目的。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：机场飞行区安防信息系统，包括：周界探测子系统、视频监控子系统、音频广播子系统、通讯传输子系统、中央控制子系统和远程控制子系统，其特征在于：所说的机场飞行区安防信息系统中的周界探测子系统(1)、视频监控子系统(2)、音频广播子系统(3)、通讯传输子系统(4)、中央控制子系统(5)和远程控制子系统(6)采用总线技术及光纤为信息传输载体，利用正、反向通讯回路将各子系统串连，综合运用计算机数字信号、视频信号处理、音频信号处理及报警联动控制，实现该安防信息系统的自动控制；

周界探测子系统，是由报警处理器(7)、振动传感光缆(8)、气象探测模块(9)、激光入侵探测器(10)及联动模块(11)组成，用于对前端入侵事件进行探测，当振动传感光缆或激光入侵探测器检测到非法入侵时，迅速的将信号发送至音频广播子系统与中央控制子系统，产生报警联动与激发报警；

视频监控子系统，是由室外固定摄像机(12)、室外云台摄像机(13)、室外球形摄像机(14)暖光源照明灯(15)、光照度传感器(16)组成，用于对机场飞行区重要通道及警戒区域实时监控，当报警发生时，中央控制子系统输出的控制信号通过通讯传输子系统到达摄象机，摄像机自动定位到预先设置好的位置进行目标定位与捕捉并巡视报警区域，当监控区域光照度不足时暖光源照明灯将自动点亮加强照度，摄象机即可捕捉目标；

音频广播子系统，是由前端功率放大器(17)、室外扬声器(18)、警灯警笛(19)组成，用于对非法入侵者进行威慑与警告，当报警发生时，报警处理器输出信号控制警灯点亮，警笛发出声音；

通讯传输子系统，是由同轴电缆(20)、电缆(21)、音频线(22)、视频光端机(23)、数据光端机(24)、音频光端机(25)、光缆(26)组成，用于传输系统内所有数据与信号，是整个报警系统的联系纽带，所有子系统都通过此系统进行连接，通讯传输子系统的物理链路主要由光缆、同轴电缆、双绞线与传输设备构成；

中央控制子系统，是由报警主机(27)、协议转换器(28)、硬盘录像机(29)、分区广播呼叫站(30)、监视器(31)、视频矩阵(32)、控制键盘(33)、广播呼叫键盘(34)组成，是整个安防信息系统的核心，利用远程网络监控，实现对报警控制的所有设置、控制、记录、管理功能，通过与报警系统、监控系统的集成，实现与图像监控系统的联动控制；

远程控制子系统，是由网络交换机(35)、远程控制终端(36)组成，可通过IP网络实现对系统的远程控制。

机场飞行区围界全部采用钢制栅栏围界，在栅栏上分段安装振动传感光缆，相邻的两个防区配置1个双通道报警分析控制器；在围界活动门处，采用激光入侵探测器进行防护，其报警输出连接到报警处理器(7)，该报警处理器内置有语音模块，其输出控制功率放大模块和广播扬声器；报警处理器同时有节点输出到广播扬声器驱动模块和照明驱动模块。

本发明的效果是：解决了以往系统中各子系统间的“孤岛”现象，使整个系统的协调性与处警反应能力得到提高。本系统通过通讯传输子系统将各部分有机的组合在一起，达到当报警发生时各子系统立即进行协同工作。从而使整套系统构成一个封闭、全面、完善的安防信息系统，可有效地实现对非法入侵行为及时发出警报和警告，并实时记录、存储报警事件发生时的动态视频信息及报警信息，及时处置和有效防范，确保飞行安全。该系统由于采用总线技术及光纤为信息传输载体，并且综合运用计算机数字信号、视频信号处理、音频信号处理及报警联动控制等先进技术，具有稳定性强，灵敏度高，智能化程度高，操作维护方便等特点。本系统具有以下主要功能：自动防入侵报警功能、摄像机自动定位报警区域、自动联动音频广播系统及照明辅助系统、自动实时记录存储报警联动信息、系统故障报警提示、检测报警、视频、声音、照明功能、实时显示系统当前工作状态。

附图说明

图1是机场飞行区安防信息系统的系统连接图；

图2是机场飞行区安防信息系统的周界探测子系统连接图；

图3是机场飞行区安防信息系统的视频监控子系统连接图；

图4是机场飞行区安防信息系统的音频广播子系统连接图；

图5是机场飞行区安防信息系统的通讯传输子系统连接图；

图6是机场飞行区安防信息系统的中央控制子系统连接图；

图7是机场飞行区安防信息系统的远程控制子系统连接图；

图8是机场飞行区安防信息系统的系统联动过程图。

机场飞行区安防信息系统，是由六个子系统：周界探测子系统(1)、视频监控子系统(2)、音频广播子系统(3)、通讯传输子系统(4)、中央控制子系统(5)和远程控制子系统(6)构成，如图1-图7所示，系统的各子系统由报警处理器(7)、振动传感光缆(8)、气象探测模块(9)、激光入侵探测器(10)、联动模块(11)、室外固定摄像机(12)、室外云台摄像机(13)、室外球型摄像机(14)、暖光源照明灯(15)、光照度传感器(16)、前端功率放大器(17)、室外扬声器(18)、警灯警笛(19)、同轴电缆(20)、电缆(21)、音频线(22)、视频光端机(23)、数据光端机(24)、音频光端机(25)、光缆(26)、报警主机(27)、协议转换器(28)、硬盘录像机(29)、分区广播呼叫站(30)、监视器(31)、视频矩阵(32)、控制键盘(33)、广播呼叫键盘(34)、网络交换机(35)、远程控制终端(36)组成。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

如图1-图7所示，机场飞行区安防信息系统，由六个子系统连接构成，它负责机场飞行区周边围栏非法入侵行为进行探测及报警，整合周界附近的紧急广播、照明、监控设备及飞行区入口通道的控制和图像监控，构成一个封闭、全面、完善的安防信息系统，另外，运用计算机数字信号、视频成像及音频信号处理，实现大型的野外综合信息系统。本系统可有效地实现对翻越和破坏围界的非法入侵行为及时发出警报与警告，达到及时处置、核实和防范的目的，确保飞行安全。机场飞行区安防信息系统中的周界探测子系统(1)、视频监控子系统(2)、音频广播子系统(3)、通讯传输子系统(4)、中央控制子系统(5)和远程控制子系统(6)六个子系统互相连接。周界探测子系统，是由报警处理器(7)、振动传感光缆(8)、气象探测模块(9)、激光入侵探测器(10)及联动模块(11)组成，负责对前端非法入侵事件进行探测，当振动传感光缆或激光入侵探测器检测到非法入侵时，会迅速的将信号发送至音频广播子系统与中央控制子系统以产生报警联动与激发报警事件；视频监控子系统，是由室外固定摄像机(12)、室外云台摄像机(13)、室外球型摄像机(14)暖光源照明灯(15)、光照度传感器(16)组成，负责对飞行区重要通道及警戒区域实时的监控，当报警发生时，中央控制子系统输出的控制信号通过通讯传输子系统到达摄象机，摄像机自动定位到预先设置好的位置进行目标定位与捕捉并巡视报警区域，当监控区域光照度不足时暖光源照明灯会自动点亮加强照度使摄象机更容易捕捉入侵目标；音频广播子系统，是由前端功率放大器(17)室外扬声器(18)警灯警笛(19)组成，负责对非法入侵人员进行威慑与警告，当报警发生时，报警处理器输出信号控制警灯点亮，警笛发出声音，值班人员在中央控制室的喊话以音频信号的形式通过通讯传输子系统传输至前端功率放大器，音频信号经功率放大器放大后由室外扬声器发出喊话内容，制止和驱赶非法入侵行为；通讯传输子系统，是由同轴电缆(20)电缆(21)音频线(22)视频光端机(23)数据光端机(24)音频光端机(25)光缆(26)组成，负责传输系统内所有数据与信号，是整个报警系统的联系纽带，所有子系统都通过此系统进行连接，通讯传输子系统的物理链路主要由光缆、同轴电缆、双绞线与无线传输设备构成，在此基础上运行和设置符合国际标准的协议与接口，如TCP/IP协议，RS485、RS422、RS232接口等；中央控制子系统，是由报警主机(27)协议转换器(28)硬盘录像机(29)分区广播呼叫站(30)监视器(31)视频矩阵(32)控制键盘(33)广播呼叫键盘(34)组成，是整个安防信息系统的核心，可对机场飞行区安防信息系统进行设置、控制、记录、管理，实现与图像监控系统的联动控制；远程控制子系统，是由网络交换机(35)远程控制终端(36)组成，远程控制子系统主要由网络交换机、远程控制终端等组成，可通过IP网络实现对系统的远程控制。

机场飞行区围界全部采用钢制栅栏围界，在栅栏上分段安装振动传感光缆，相邻的两个防区配置1个双通道报警分析控制器；在围界活动门处，采用激光入侵探测器进行防护，报警信号接入现场相应的报警处理器。振动光缆输出的报警信号及激光入侵探测器输出的报警信号输出到联动模块，该联动模块联动音频广播及照明灯。

本系统在围界配套摄像子系统中采用室外高速智能球型摄像机，可设置捕捉点预置位用于快速锁定目标。速度水平最高320°/秒；垂直200°/秒。可水平0-360°连续旋转，垂直0-120°旋转，带自动翻转功能，可全天候的监视围界情况，增强围界防范能力，并为围界报警提供视频信息，以验证报警和区分误报。实现飞行区周界动态监视无盲区。

本系统在前端围界探测子系统中采用振动光缆系统与激光对射探测器进行联合布防。振动光缆系统安装简易，探测可靠性高，可远端调整每个防范区域的参数。由于用光传输数据和信号，不存在电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)。对信号的独特处理和一套稳定的程序一起称为自适应算法。由于采用这样的自适应算法，使得系统可以补偿环境影响，消除由于环境造成的误报。可选装气象站连接到每个信号处理器，将当前的天气状况变化反应给处理器，能够适应这些天气状况而不牺牲探测灵敏度。从而在根本上消除由环境引起的误报。

激光入侵探测器与同类主动探测器相比，对恶劣气候环境的适应性显著增强。激光束发射功率密度大，发散角小，光束集中，方向性好(红外线探测器发射光斑面积大，在百米处光斑直径达3米以上，而激光在百米处光斑直径小于0.2米)，在使用同等功率器件的条件下，目标接收处激光束的功率密度是红外发光二极管光束功率密度的数百倍。因而在同样气候条件下，激光的传输衰减远小于其他同类探测器，穿透雨雾能力强，探测距离可达数百米，极大减少了现场环境所产生的误报警。响应时间在5ms-1000ms之间可调(同类主动探测器响应时间在50ms-500ms之间)，可根据设备安装的不同现场环境调整响应时间，适应环境范围更广，可在-40℃～70℃的环境下正常工作，无需任何电加热器。输出为无电位触点，可与其他各种系统兼容。探测器自身抗电磁干扰性强，并对警戒激光束传播通路以外的区域、设备无任何电磁干扰。由于激光发散角小，光束集中，当用多组激光探测器在直线方向接续传输或小转折角传输时，均无红外线探测器所产生的相互串扰，从而消除此时红外线探测器产生的漏报警。对周围环境无任何光散射、污染及避免对行人眼睛可能造成的损害。

本系统中的通讯网络传输子系统采用光纤传输视频数据与控制信号。从根本上消除了电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)的影响。功耗相对于用通信电缆传输大大降低。由于采用光纤通信，使整个系统的报警联动时间小于1秒。在前端围界振动光缆与室外高速智能球型摄像机的配合下锁定目标的时间小于12秒。

本系统防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电。防直击雷电的避雷装置由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体。根据GB50057-94规范中的滚球法计算应用接闪器的高度，以有效的保护前端设施，通过引下线将电荷引入大地。接地体用GB50057-94规定的扁钢埋地制作，保证接地电阻为小于10欧姆。感应雷的防范采用安装防浪涌保护器的方式，当有感应雷产生的时候，可迅速的将电流释放，从而保护设备。

本系统报警中央控制子系统报警主机采用中央管理软件作为安全监视和管理系统。管理系统作为安全系统图型用户界面，界面友好、操作简单。在紧急报警情况下呈现清晰、整洁的界面，将操作员从不必要的繁杂的信息中解脱出来，只看到最关键的信息并可立即进入在线帮助信息和更复杂的控制操作。因而能够极大地提高安全系统的效率，使用异常简便，对值班人员的要求低。管理系统可对周界报警传感器进行远端维护和故障诊断功能，可以防止人为破坏对系统造成的影响。由于采用总线技术及光纤为信息传输载体，即利用正、反向通讯回路将各子系统串连，这种设计是预防在某一时间线路因故障突然中断时，仍然有另一条回路保证线路的畅通，同时报警主机配备了备用UPS电源，在遭遇停电情况下仍可持续工作，能保证系统的正常运行。

如图8所示，本发明机场飞行区安防信息系统的系统联动过程：振动传感光缆(8)、激光入侵探测器(10)检测到非法入侵后，输出报警信号到报警处理器(7)；气象探测模块(9)探测外界气象信息(包括风向、风速等)；报警处理器将信号通过电缆(21)、数据光端机(24)传输至报警主机(27)，报警主机确认报警并将信号返回至报警处理器(7)；报警处理器输出报警信号至联动模块(11)，联动模块迅速联动室外扬声器(18)、警灯警笛(19)，和暖光源照明灯(15)，光照度传感器(16)则控制暖光源照明灯是否点亮，报警主机(27)收到报警信号的同时，向视频矩阵(32)输出控制信号，信号经协议转换器(28)进行编解码再通过数据光端机(24)、电缆传输至摄像机。室外云台摄像机(13)、室外球型摄像机(14)则自动定位到预先设置好的位置，也可人为通过控制键盘(33)对摄像机进行操作，来巡视报警区域；同时报警主机将控制信号输出到分区广播呼叫站(30)，值班人员通过广播呼叫键盘(34)喊话，音频信号通过前端功率放大器(17)放大后经音频电缆(22)传输至室外扬声器(18)发出声音；室外固定摄像机(12)、室外云台摄像机(13)、室外球型摄像机(14)将视频信号通过同轴电缆(20)、视频光端机(23)传输至硬盘录像机(29)，硬盘录像机将报警联动事件的动态视频信息进行记录、存储的同时再转发到视频矩阵(32)，此时，与视频矩阵相连的监视器(31)、远程控制终端(36)等都可以显示报警联动事件的动态视频信息，远程控制终端(36)也可随时通过网络交换机(35)访问硬盘录像机(29)，调用近期内报警联动事件的动态视频信息。

Claims (2)

1.机场飞行区安防信息系统，包括：周界探测子系统、视频监控子系统、音频广播子系统、通讯传输子系统、中央控制子系统和远程控制子系统，其特征在于：所说的机场飞行区安防信息系统中的周界探测子系统(1)、视频监控子系统(2)、音频广播子系统(3)、通讯传输子系统(4)、中央控制子系统(5)和远程控制子系统(6)采用总线技术及光纤为信息传输载体，利用正、反向通讯回路将各子系统串连，综合运用计算机数字信号、视频信号处理、音频信号处理及报警联动控制，实现该安防信息系统的自动控制；

周界探测子系统，是由报警处理器(7)、振动传感光缆(8)、气象探测模块(9)、激光入侵探测器(10)及联动模块(11)组成，用于对前端入侵事件进行探测，当振动传感光缆或激光入侵探测器检测到非法入侵时，迅速的将信号发送至音频广播子系统与中央控制子系统，产生报警联动与激发报警；

视频监控子系统，是由室外固定摄像机(12)、室外云台摄像机(13)、室外球形摄像机(14)暖光源照明灯(15)、光照度传感器(16)组成，用于对机场飞行区重要通道及警戒区域实时监控，当报警发生时，中央控制子系统输出的控制信号通过通讯传输子系统到达摄象机，摄像机自动定位到预先设置好的位置进行目标定位与捕捉并巡视报警区域，当监控区域光照度不足时暖光源照明灯将自动点亮加强照度，摄象机即可捕捉目标；

音频广播子系统，是由前端功率放大器(17)、室外扬声器(18)、警灯警笛(19)组成，用于对非法入侵者进行威慑与警告，当报警发生时，报警处理器输出信号控制警灯点亮，警笛发出声音；

通讯传输子系统，是由同轴电缆(20)、电缆(21)、音频线(22)、视频光端机(23)、数据光端机(24)、音频光端机(25)、光缆(26)组成，用于传输系统内所有数据与信号，是整个报警系统的联系纽带，所有子系统都通过此系统进行连接，通讯传输子系统的物理链路主要由光缆、同轴电缆、双绞线与传输设备构成；

中央控制子系统，是由报警主机(27)、协议转换器(28)、硬盘录像机(29)、分区广播呼叫站(30)、监视器(31)、视频矩阵(32)、控制键盘(33)、广播呼叫键盘(34)组成，是整个安防信息系统的核心，利用远程网络监控，实现对报警控制的所有设置、控制、记录、管理功能，通过与报警系统、监控系统的集成，实现与图像监控系统的联动控制；

远程控制子系统，是由网络交换机(35)、远程控制终端(36)组成，可通过IP网络实现对系统的远程控制。

2.根据权利要求1所述的、机场飞行区安防信息系统，其特征在于：机场飞行区围界全部采用钢制栅栏围界，在栅栏上分段安装振动传感光缆，相邻的2个防区配置1个双通道报警处理器，在围界活动门处，采用激光入侵探测器进行防护，其报警输出连接到报警处理器(7)，该报警处理器内置有语音模块，其输出控制功率放大模块和广播扬声器；报警处理器同时有节点输出到广播扬声器驱动模块和照明驱动模块。

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