中國民航事業(yè)在近幾年由于北京奧運、上海世博和廣州亞運的接連進行，使得整體航空客貨運量不斷增加，加上國家對外旅游持續(xù)增長、推升，帶動旅游乘客快速增加，未來的十二五計劃內(nèi)機場業(yè)務(wù)將會維持快速增長。如中國航空業(yè)者將會在10年內(nèi)再增加航空飛行器達2000架，航空運輸量將會大幅擴張，機場的擴建及相關(guān)業(yè)務(wù)也相應(yīng)增加。航空運輸與機場建設(shè)需求成長，也使得國內(nèi)各機場面臨不同的發(fā)展及安全挑戰(zhàn)，機場安全成為倍受關(guān)注的公共議題。接下來筆者簡要的探討一下機場安防系統(tǒng)產(chǎn)品選型與安裝施工這個應(yīng)用議題。

　　機場安防區(qū)域需求項目有哪些

　　在探討機場安防要用哪些產(chǎn)品及如何安裝前，先來看看機場現(xiàn)階段安防建設(shè)基本需求有哪些?首先不論是大型國際機場或是區(qū)域性國內(nèi)機場，其建置都是朝一個完善的區(qū)域架構(gòu)去建設(shè)的;機場安全防范系統(tǒng)更應(yīng)該綜合考慮整個機場的不同環(huán)境與功能特點、將必須防范的機場各內(nèi)外區(qū)域和需要防范的各種不同用途機場建筑，做好具體的環(huán)境鏈接、設(shè)備布建和管理操控配置等，依機場各種特性建設(shè)不同的安全防范系統(tǒng)，能合理及有效地將這些系統(tǒng)以分散或集中管理的機制及平臺組合成一個完整的系統(tǒng)架構(gòu)。

　　以一個實際的國際機場建設(shè)為例，它具有各種不同環(huán)境區(qū)域的典型機場結(jié)構(gòu)，在環(huán)境上包含嚴(yán)格管制的主副跑道區(qū)、停機坪、維修機棚、油料庫、航管中心、塔臺、氣象雷達站、近場管制臺等管制區(qū)及半開放的公共區(qū)登機候機樓、航站旅客大廳、安檢大廳、海關(guān)，還有內(nèi)部作業(yè)的行李運輸、航空貨運站、消防管制中心、作業(yè)車停放庫、空廚作業(yè)區(qū)，最后是最外圍的旅客停車場和連外道路等區(qū)域。這么多的不同性質(zhì)區(qū)域環(huán)境都需要采用特定的安防產(chǎn)品及技術(shù)，再加上管理來最大限度地發(fā)揮安全防范作用。且這些集中或分散管轄的區(qū)域都必須有既獨立又關(guān)連交叉的自動化監(jiān)控管理需求，而在末端管理上;它還具有包括航站中央控制室、出入境管理中心，航站主領(lǐng)導(dǎo)辦公室，塔臺航管中心、行李處理中心，旅客服務(wù)處，航空公安警局，海關(guān)控制中心，地勤控制室、安管中心和機場消防隊等至少10個以上的主副控制站點?；谶@些環(huán)境需求，可列出產(chǎn)品選型前的系統(tǒng)主要項目有飛航管制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)及報警防盜報系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、周界安全系統(tǒng)等，下面依各種安防子系統(tǒng)內(nèi)容進行環(huán)境設(shè)備選型及施工說明。

　　飛航安全管理設(shè)備選型與施工原則

　　機場安防系統(tǒng)，通常理解到的應(yīng)用都只落在機場建筑內(nèi)外區(qū)域而已;很少人會將飛航安全管理(也就是所謂的飛安)納入到機場安防系統(tǒng)中，但其實飛行器的安全才是機場安全的首要任務(wù)，除了飛行器本身停放與維護檢查，還有航空公司之飛安監(jiān)理業(yè)務(wù)，如航機及航空人員證照查驗、航空人員酒精濃度抽測等執(zhí)行嚴(yán)格之外，飛航安全管理還包括加強機場設(shè)施管理與改善，如維護跑道、滑行道設(shè)施之巡查維護、執(zhí)行機場四周養(yǎng)鴿或野鳥群查，還要在跑道兩端架設(shè)攔截鳥網(wǎng)以防止飛機引擎鳥擊事件對機場跑道面異物FOD(Foreign Object Debris)等地勤監(jiān)控都屬于機場安防的一環(huán)。在這個區(qū)域環(huán)境上，飛鳥侵入防制措施及設(shè)備包括：

　　· 裝設(shè)捕鳥設(shè)施(如攔鳥網(wǎng))捕捉飛鳥;

　　· 驅(qū)散鳥群的巡查車;

　　· 固定式定時及不定時驅(qū)散鳥群之嚇阻高聲音響設(shè)備;

　　· 裝設(shè)嚇阻飛鳥侵入之搖動設(shè)備(如紅旗及彩帶或假人);

　　· 飼養(yǎng)鷹隼放飛及使用搖控小型模型飛機驅(qū)散鳥群。

　　這些針對鳥擊事件的飛安防范在施工安裝原則上，必須注意設(shè)備的抗機尾噴射氣旋及風(fēng)力固定牢靠度及耐候性，以免脫落造成對跑道的危害因素，且跑道的入侵物包含飛機機體及發(fā)動機組件(如螺絲、金屬墊圈、小工具、小釘子)還有小雜物(如工作證件、筆、小型動物、小樹枝及殘葉、小沙石頭、瀝青、小木片、塑料片或保麗龍和厚紙片，甚至是冰雹)都可能是危險入侵物，因應(yīng)跑道異物入侵防制措施及設(shè)備包括如下。

　　· 跑道及滑行道兩側(cè)架設(shè)IVS智能視頻高解析圖像式視頻跑道異物入侵偵測系統(tǒng)，通過高分辨率探測和智能識別跑道上的障礙物并予以清除;[nextpage]

　　· 架設(shè)94.5GHz調(diào)頻雷達，雷達目標(biāo)長距離探測定位和識別，可探測跑道上的雜物并予以定位，讓人員找到清除(圖1);

　　· 在跑道邊緣燈上架設(shè)77GHz雷達和攝像機機，采用多點跑道面監(jiān)測方式對跑道中線掃描，以CCTV影像輔助確認(rèn)降低誤報率方式(圖2);

　　· 以約60公里時速的車載移動監(jiān)控方式，以安裝車頂?shù)?8-81GHz雷達及高倍數(shù)高解晰監(jiān)視攝像機加上管理軟件組成，達成探測與異物目標(biāo)鎖定功能。

　　在對跑道雜物探測器設(shè)備安裝施工上，必需注意的是防撞擊及其牢固性，還有攝像機系統(tǒng)易受雨、霧及日夜亮度天候的影響，在可見度低的情況下具有很多局限性。

圖1  跑道FOD探測雷達+PTZ CCTV

圖2  跑道邊緣燈裝置FOD探測器

　　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)選型與安裝原則

　　一般國際機場面積非常遼闊，因此有必要在機場的主副跑道區(qū)、停機坪、維修機棚、油料庫、航管中心、塔臺、氣象雷達站、近場管制臺等管制區(qū)，及半開放的公共區(qū)登機候機樓、航站旅客大廳、安檢大廳、海關(guān)、還有機場作業(yè)區(qū)的行李運輸、航空貨運站、作業(yè)車停放庫、空廚作業(yè)區(qū)和旅客停車場及連外道路口等各環(huán)境區(qū)域設(shè)置不同應(yīng)用功能的攝像機，同時在機場的心臟航站中央控制室、出入境管理中心，航站主領(lǐng)導(dǎo)辦公室，塔臺航管中心、行李處理中心，旅客服務(wù)處，航空公安警局，海關(guān)辦公室，地勤控制室、檢疫安檢站中心和機場消防隊值班室分別設(shè)置集中主控與分區(qū)副控中心，以責(zé)任區(qū)分不同層級及區(qū)域畫面監(jiān)控，構(gòu)成嚴(yán)密安全體系，確保整個機場內(nèi)外旅客與設(shè)施的安全。[nextpage]

　　閉路電視視監(jiān)控系統(tǒng)是機場安全防范系統(tǒng)中最直觀且復(fù)雜的系統(tǒng)，整個機場的攝像機數(shù)量可能達到數(shù)百到千個以上，所以在系統(tǒng)架構(gòu)選型上必須采取一種分散再集中管控的架構(gòu)，目前機場仍然大量采用的矩陣系統(tǒng)來說并不是難事(圖3)。這種大小衛(wèi)星式矩陣堆棧架構(gòu)一般多采用數(shù)字矩陣。

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圖3  機場安防系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　另外智能視頻在機場的應(yīng)用，也是現(xiàn)代化機場不可缺少的安防特性，配合機場內(nèi)外不同場所的安全需求，可以在最快和最佳的時間及方式下配合視頻圖像發(fā)出警報和事件信息，從而讓機場安管人員立即處理危機。

　　目前機場IVS智視頻監(jiān)控主要具有以下功能。

　　· 配合周界偵測：對入侵的不明目標(biāo)、人或車輛目標(biāo)偵測，追蹤及分析;

　　· 物體滯留偵測：對管制區(qū)及機場大廳敏感行李箱物體或車輛停留或遺留偵測;

　　· 物體消失或被移動偵測：對機場敏感區(qū)域偵測是否有物體消失或被移動;

　　· 徘徊人員偵測：對管制區(qū)或特定區(qū)偵測是否有人在游蕩，徘徊;

　　· 規(guī)則移動偵測：對機場內(nèi)外規(guī)則動向進行人車違規(guī)逆向行動的偵測及追蹤;

　　· 流量及密度偵測：對機場內(nèi)動線進行人群密度及流量進行偵測，以防止推擠情況及適時調(diào)整機場人流動線;

　　· 航機滑行偵測:對機場起降航機進行滑行道行進路線軌跡及起落架重點追蹤;

　　· 跑道FOD偵測:對機場跑道進行FOD入侵異物偵測追蹤及鎖定;

　　· 人員車輛尾隨偵測：對機場進出口進行尾隨禁制偵測;

　　· 煙火偵測：對機場全區(qū)進行煙火偵測及告警;

　　· 人流及車輛統(tǒng)計：計算器場各個進出口的人/車流量并作為管制參考。

　　智能視頻分析加入到閉路電視系統(tǒng)中，使得系統(tǒng)得以更智能化，再因為機場的封閉性運作方式，所以在建設(shè)閉路電視的系統(tǒng)選型及安裝時，仍應(yīng)該要滿足以下幾點要求原則。

　　· 閉路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)是一個模擬前端，再加上計算機控制、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、平臺管理、數(shù)字儲存及后端網(wǎng)絡(luò)再傳輸?shù)募軜?gòu)方式為原則，基本上以兼顧實時、保密及數(shù)字化為導(dǎo)向，各區(qū)域副控群組相對獨立，但又可以透過網(wǎng)絡(luò)及主副衛(wèi)星機制進行影像及畫面調(diào)撥互連互控，透過雙向的視頻/狀態(tài)通信，達成分級操作的多層級的矩陣連網(wǎng)系統(tǒng);[nextpage]

　　· 由于機場的運作幾乎都是24小時全年無休的方式，其運營有一定的層級管控，因此系統(tǒng)要有備援系統(tǒng)是必要的，雖然無法像雷達及電力供應(yīng)那樣可以達到兩套系統(tǒng)切換運用，但至少在選型上是采用有備用切換主機(redundant)的架構(gòu)設(shè)備，同時系統(tǒng)選型必須考慮優(yōu)先層級的應(yīng)急指揮監(jiān)視控制中心和次優(yōu)先等級的應(yīng)急副控中心的機場監(jiān)視系統(tǒng)管理機制;

　　· 在所有安防子系統(tǒng)連結(jié)下，整體系統(tǒng)規(guī)模龐大，控制與管理網(wǎng)絡(luò)層次增多，因此在與其它飛航安全、門禁及防盜報警系統(tǒng)聯(lián)接聯(lián)動時，個別獨立的系統(tǒng)必需在整體平臺故障離線下還能獨立運作達到最大應(yīng)用效率，可以在系統(tǒng)平臺整合性能恢復(fù)前利用各子系統(tǒng)進行機場安防維持，將可視直觀的圖像閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)變成為機場安全防范系統(tǒng)的主要控制核心;

　　· 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)必需是開放的通信協(xié)議架構(gòu)，以便于后續(xù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整合與數(shù)字化進程。

　　至于在機場各區(qū)域現(xiàn)場設(shè)備選型與安裝原則需注意以下。

　　· 主副跑道區(qū)、停機坪、維修機棚及機場周邊區(qū)域的室外攝像機，必須具備PTZ 及耐天候變化條件，鏡頭必需要有預(yù)設(shè)電動長焦倍數(shù)及透霧功能，具有夜視及紅外線感光影像呈現(xiàn)能力，能結(jié)合各類周界系統(tǒng)應(yīng)用探測器及飛航FOD系統(tǒng)進行圖像鎖定追蹤偵測，以能清晰掌握這些特定且較為寬闊區(qū)域的完整細膩圖像(圖4);

　　· 油料庫、航管中心、塔臺、氣象雷達站等管制區(qū)必須配合門禁及防盜警報系統(tǒng)進行監(jiān)控，此處的產(chǎn)品選型及安裝原則較為復(fù)雜，除油料庫必需為內(nèi)壓防爆(Explosion-proof)防護罩外，其它區(qū)域主要以固定式的室內(nèi)攝像機為主，可以半球攝像機或360度全景攝像機及紅外槍型攝像機為主，這些區(qū)域的出入口可用高速球來搭配門禁觸發(fā)圖像定位。安裝以管線不外露及設(shè)備隱蔽來達成有效且主動的圖像監(jiān)控與門禁報警聯(lián)動為原則;

　　· 登機樓候機樓、航站旅客大廳、安檢大廳、海關(guān)等機場大樓內(nèi)為主的區(qū)域在產(chǎn)品選型上依人員流動及物品監(jiān)控為主，可用嵌入式的室內(nèi)高速球攝像機，也可用室內(nèi)固定式日夜攝像機、半球攝像機或360度全景攝像機在走道長廊或各種登機前登記，或檢查柜臺區(qū)以務(wù)求100%涵蓋整個機場大樓，特別在出入口部分要達到高清效能，加以智能視頻分析以進行人員流量及行為異常檢測，還要配合海關(guān)出入境審核及門禁臉部輪廓清晰識別為要求，在長廊、機場挑空建筑高采旋光條件下，以攝像機的寬動態(tài)、背光補償、設(shè)備安裝的角度位置為考慮重點。

　　· 在行李房運輸帶區(qū)、航空貨運站、機坪作業(yè)車停放區(qū)及空廚作業(yè)區(qū)部份產(chǎn)品選型也是以各區(qū)作業(yè)內(nèi)容特性不同為原則，主要采取室內(nèi)外高速球為主，再搭配紅外線槍型攝像機，對行李作業(yè)區(qū)RFID識別功能及過程有無誤報也要納入影像監(jiān)控范圍以期降低行李運送錯誤率。安裝原則上位置安裝要能掌握行李區(qū)及航空貨運站的保全功能，以完整記錄行李及托運貨運站貨戶進出提取過程及防盜防走私闖關(guān)行為發(fā)生。對機坪作業(yè)車及棧板堆置，則以智能加上影像分析辨識進行作業(yè)車輛行進路線及棧板拖車擺放置是否適當(dāng)，還有是否危及飛行器及車輛行進安全監(jiān)控及智能視頻警告。

　　· 旅客停車場和機場外道路區(qū)域，這區(qū)域主要設(shè)備選型以PTZ日夜攝像機或高速球及有車牌識別功能的攝像機為主，同時結(jié)合停車場收費系統(tǒng)及交通控制系統(tǒng)進行周邊及車輛停放的監(jiān)控事故處理， 并與航空公安警察單位進行圖像聯(lián)動。其安裝原則也要注意安裝位置，但必需考慮耐候性及維修便利性。

圖4  機場維修機棚的PTZ監(jiān)控系統(tǒng) [nextpage]

　　機場消防安全系統(tǒng)選型與安裝

　　航站大樓消防安全是機場安全系統(tǒng)中的主要部份之一;機場航站都配有機場專屬的消防救災(zāi)隊，但其設(shè)備選型是以機場建筑物防范及處理災(zāi)害的消防設(shè)備，主要以“預(yù)防為主、搶救為輔”的觀念來設(shè)置，因此在消防系統(tǒng)產(chǎn)品選型上只要安裝有機場獨立的消防偵測系統(tǒng)及一般消防設(shè)備，如具各式化學(xué)藥劑自動滅火設(shè)備、滅火器、火警觸發(fā)警報系統(tǒng)、業(yè)務(wù)及緊急二用廣播系統(tǒng)和配置于航站內(nèi)的高樓緩降等逃生設(shè)備等，另外較為特殊的消防設(shè)備選型及安裝原則如下。

　　· 航空器具有之消防設(shè)備：航機火警警告系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng);

　　· 停機坪、跑滑道消防設(shè)施：設(shè)置干粉、泡沫滅火器、裝設(shè)地下式消防拴;

　　· 機場消防隊能力：以國際民航組織(CAO)消救等級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置消防隊編制。

　　防盜報警系統(tǒng)選型與安裝

　　機場是一個有限度開放的公共空間，因為大部機場設(shè)施及設(shè)備都價值高昂，且要求保護及保全性極高，所以絕不允許發(fā)生竊盜或破壞事件，因為人為的設(shè)施破壞或偷竊行為，很有可能對飛航安全或機場管理運作產(chǎn)生安全影響，且因機場區(qū)域遼闊，公安及武警的定點人力不足，因此機場的報警防盜系統(tǒng)因應(yīng)而生，機場場地型特殊，因此在各種報警防盜系統(tǒng)的探測器選型也就要特別注意其適合度及穩(wěn)定性還有可靠度。在報警防盜系統(tǒng)的探測器選型必須依據(jù)根據(jù)區(qū)域警戒目標(biāo)的重要性和環(huán)境特性來選擇不同類型的防盜報警探測器，簡單的如門位開關(guān)、玻璃振動或單、雙多道紅外線光束遮斷式報警器，或是紅外線加上微波的雙鑒或再加上熱感應(yīng)的三鑒技術(shù)報警器、壓力振動報警器等都是在機場各個環(huán)境上可以運用的報警防盜選型原則，同時在安裝上應(yīng)該避免跨區(qū)設(shè)置，還有建設(shè)上以多道防線，交叉防護方式以彌補報警器本身可能產(chǎn)生的探測盲區(qū)。

　　門禁控制系統(tǒng)選型與安裝原則

　　由于機場門禁系統(tǒng)主要以管制區(qū)的部分為主，如公務(wù)門、候機樓及航空公司辦公室等區(qū)域，所以門禁管制區(qū)在機場大樓內(nèi)較少。針對機場門禁系統(tǒng)的產(chǎn)品選型有以下幾點特性需要注意。

　　· 門禁系統(tǒng)的設(shè)備選型也必須是數(shù)字方式，因為須要平臺整合兼容;

　　· 機場的候機樓多且面積大，要控制的出入口也很多，各個單位有不同的門禁控制需求，在兼顧安全與防疫的原則下，門禁系統(tǒng)也必須是要能做到多重時段制及不同識別機制;

　　· 門禁系統(tǒng)必須要有兩段式門禁，這是機場安防的特定要求，為的是防尾隨(Tailgate)及雙認(rèn)證功能，還要有相同區(qū)域二次進出時間間隔限制以防止不當(dāng)帶隨，還要有點名功能以確實掌握管制區(qū)人員動態(tài)，做好機場門禁管理;

　　· 門禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的共享、備份和恢復(fù);系統(tǒng)主機的備援都是必要的門禁選型及安裝原則。

　　周界安全系統(tǒng)選型及安裝

　　周界安全防范系統(tǒng)是機場安全項目中另一個重要部分;過去幾次在國內(nèi)發(fā)生兒童通過機場周界，在進入機場后躲藏于飛機起落架艙后導(dǎo)致死傷的案例，這給機場安管單位帶來很大的沖擊，因機場太遼闊，如果沒有良好的周界系統(tǒng)產(chǎn)品可以應(yīng)用，這種不當(dāng)入侵機場的事件還是會一直發(fā)生。因此，不要以為安裝有金屬的圍欄和帶有金屬刺片就可以阻擋不當(dāng)入侵于墻外。對于意圖不良的入侵者或破壞者來講，這些障礙物根本是不存在的。因此在周界系統(tǒng)產(chǎn)品選型上絕對不可以有僥幸心理，而應(yīng)充分利用各種不同的周界探測及阻絕等設(shè)備于機場周界安全應(yīng)用上，這些設(shè)備選型包含先進的光纖震動圍籬探測系統(tǒng)、埋地式壓力偵測器、拉力式偵測圍籬系統(tǒng)、圍籬微波探測系統(tǒng)及最經(jīng)濟但適用性最低的紅外線探測系統(tǒng)。這些是可以運用于機場周界的高新技術(shù)防范做為，再搭配閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)及IVS智能辨識系統(tǒng)的輔助，相信會有一個較為令人信賴的周界安全機制。

　　但這些機場的周界防范系統(tǒng)在安裝上也要考慮以下幾個層面。[nextpage]

　　· 機場的外圍周界區(qū)域通常在跑道外都還有一個緩沖區(qū)綠帶，再加上實際圍籬線，所以整體占地非常廣大，周界范圍也會達到十到數(shù)十公里左右。因為周界系統(tǒng)的探測設(shè)備仍然有一定距離的局限，因此在產(chǎn)品選型上就必須謹(jǐn)慎搭配合理的區(qū)域段長及范圍大小，讓偵測與反應(yīng)時間可以有合理的空間，同時也可以降低距離過大的誤報率與提升系統(tǒng)報警的準(zhǔn)確度;

　　· 機場周界系統(tǒng)由于距離管制中心與公安武警的崗哨都有一定距離，因此在警報動作后，通常只能靠閉路電視系統(tǒng)的鎖定追蹤才能達成周界防范系統(tǒng)的功能目標(biāo)，不然系統(tǒng)只能做到告警作用，而不能直接通過視覺觀看到周界圍籬入侵現(xiàn)場的情況，因此周界系統(tǒng)安裝必須與區(qū)域電視監(jiān)控系統(tǒng)做互連互控配合，另外周界遠離機場建筑及停機坪，夜間照明不良，所以必須再搭配遠距離高聲播音系統(tǒng)及紅外線或強光照明燈以達到阻絕嚇阻作用;

　　· 周界設(shè)備通常有射頻發(fā)射，但為了飛航安全，設(shè)備選型上必須不能產(chǎn)生干擾航管通信的無線電波為原則。

　　結(jié)語

　　機場安防是一個利用非常多機電與電子通信子系統(tǒng)所構(gòu)成的龐大科技運作結(jié)構(gòu)，有橫向及縱向系統(tǒng)的復(fù)雜連結(jié)應(yīng)用，施工上的種種考慮及限制更是安防系統(tǒng)上細致的工法展現(xiàn)。對機場安防的系統(tǒng)產(chǎn)品選型在此僅是粗略概論，希望能有機會再進一步系統(tǒng)建構(gòu)應(yīng)用與安防工程前輩分享。