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深耕細分行業:大華“機場AR全景”助力機場三大場景智慧安防建設

近日,浙江大華技術股份有限公司(以下簡稱“大華”)針對機場航站樓、飛行區、陸側交通的智慧安保建設推出了“機場AR全景”解決方案。該解決方案不僅涵蓋了AR塔臺、航空器追蹤、航空器掛牌、航班狀態保障等功能,涉及到AR全景云眼、客流統計、排隊檢測等技術,還實現了與機場ADS-B系統、A-CDM系統的充分融合,并先后與青島流亭國際機場、長沙黃花國際機場、南京祿口國際機場、廣西南寧國際機場開展了合作與深度應用,充分展現出大華近年來深耕機場安防細分行業市場的成績。

為此,為了更好地了解大華“機場AR全景”解決方案,促進機場對智慧安防新產品、新技術的了解,我網近期聯系了大華航空行業技術總監韓偉鐘先生,韓偉鐘就該解決方案的具體內容進行了分享。相關內容如下:

“從無到有”、“從零到一”,

大華實現機場智慧安防解決方案提供商的“華麗轉身”

機場安防網:近年來,機場行業與安防行業的合作越來越緊密,機場也越來越重視對安防新技術、新技術的應用,那么,請談談近幾年大華在機場安防領域上的業務發展情況如何?

韓偉鐘:我們正式進入機場這個行業應該說是在2015年。早先,大華在機場安防行業一直以機場安防設備的提供商為身份,供給機場的產品設備往往是由合作伙伴或渠道商供給的,我們對設備在機場的具體應用也知之甚少。

2015年,大華針對不同行業分別成立了不同的行業事業部,進行行業業務的深耕,包括行業解決方案和行業產品的開發工作。當時,我們成立了大交通事業部,并在大交通事業部下面單獨細分出了航空領域,包括:民航局、空管局、機場集團、中航油、航空公司,以及民航相關的配套企業,開始正式深耕民航機場這個行業。由此便開始了大華從機場安防設備提供商到解決方案提供商、設備提供商身份的“華麗轉身”。

航空事業部成立初期,我們對整個民航行業的了解、認知度也很淺顯,通過多年來與機場業主、設計院等民航單位接觸,我們結合現有的技術,根據他們的需求和應用場景,不斷地研發符合機場應用的解決方案,并不斷地細劃這些方案,從航站樓到飛行區,再到陸側交通,再到這三大場景中的每一個細節,我們都進行深耕、進行了融合與創新,可以說,大華在機場這個細分行業中,也經歷了“從無到有”、“從零到一”的過程。

 “機場AR全景”就是我們根據機場的實地需求,結合AR技術和全景技術在航站樓、飛行區,以及陸側交通落地應用的一個具體的解決方案。

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AR與全景雙技術融合,實現大屏直接指揮調度

機場安防網:大華推出的“機場AR全景”解決方案率先應用了“AR”技術,那么,AR技術的應用與以往的全景應用又有哪些亮點和不同?

韓偉鐘:這個解決方案充分利用了“AR”和“全景”兩項技術。其中,全景技術其實早幾年都在提,最早是利用幾部攝像機或服務器拼接成一個完整的畫面,但這只解決了大場景監控畫面整體視覺效果的體驗感。比如:指揮中心的大屏上會投射出一個非常直觀、完整的畫面場景,而不是一塊一塊的屏顯示不同的監控畫面,這就是全景監控的優勢。

AR技術是一種增強現實技術。AR全景是在全景監控畫面的基礎上,疊加了增強現實的信息,這些信息可以在全景監控畫面上進行實時的顯示、鏈接跳轉等功能,發揮了更加智能化、更加直觀的功能,用戶可以在“AR全景”畫面上直接進行指揮、調度。

我們以航站樓的全景監控為例,傳統的全景監控類似于航站樓的二維平面圖像,平面電子圖上會顯示出很多監控點位和報警點位,要看的話,就要用鼠標點擊,然后會出現一個彈框,可以在彈框里進行單一點位視頻畫面信息的監看。那如果在AR全景系統中看的話,這些監控點位和報警點位是分布展示在實時的全景畫面上的,除了監控點位和隱蔽報警點位以外,我們還可以在“AR全景”畫面上顯示門禁的點位、員工信息的點位,并且每個點位都會對應一個標簽,標簽上顯示這個點位的信息,比如針對員工的標簽,會顯示出員工姓名張三、聯系電話、崗位及崗位職責等信息。這些點位的信息和標簽的信息在整個AR全景畫面上將分圖層顯示出來,相較于傳統的全景顯示更加直觀。

一方面,用戶可以直接在全局上看到異常情況,然后來點擊對應的監控調取詳細細節;另一方面,可以直接點擊畫面上的任意一個想看點位的標簽就可以彈出這個點位的監控畫面或文字信息內容,非常的直觀。

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機場AR全景系統介紹

機場安防網:該解決方案涵蓋了三部分場景應用:飛行區、航站樓、機場陸側。請分別介紹下每個場景的具體應用、功能和解決的問題?

【飛行區AR全景/AR塔臺】

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韓偉鐘:首先,飛行區的AR全景,我們也叫“AR塔臺”,說白了,“AR塔臺”最基礎的就是對于機坪監控系統的改進,大家都知道原來機坪上的監控點位都是分散的,后臺的監控畫面也是一一獨立的,這些監控畫面在機場AOC運行指揮中心的大屏上是非常分散和復雜的,你要看一個機位的監控畫面就要找第幾號機位、第幾個廊橋,就要單獨點擊,非常復雜,如果采用AR全景的方式將會非常直觀的看到整個飛行區的情況,也可以整體的看到所有廊橋和機位信息,同時,哪個機位有任何異常也會一目了然。比如:一架飛機進入到某個機位,在整體的畫面上就可以看到第37號廊橋進入一架中國國航51/52的航班。原來要通過多個系統去看,這個航班有沒有到?這個廊橋停的哪個航班?……

當前,很多機場都進行了塔臺的移交,移交后就由機場來進行整理航空器落地到停機位等方面的管理,這樣機場自身就會更加關注整個航空器的起降,及其在機坪運行的全流程信息?!癆R塔臺” 除了現實機坪全景的AR顯示外,主要關注了機場生產環節的整個流程,包括:航空器的起飛和降落、航空器的追蹤、軌跡還原、航班掛牌、航班保障等,一方面輔助機場的塔臺運行,服務機場運行的安全;另一方面,也為機場的A-CDM提供數據的支撐,助力智慧機場建設。

一是航空器的起降監控。我們利用了激光重載云臺產品實現了飛機起飛和降落的全程全自動跟蹤聚焦,包括起飛和落地情況的細節,全程不需要人工干預,輔助了空管人工通過傳統的肉眼觀察判斷航空器起降的情況。  

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二是航空器的地面軌跡的跟蹤及軌跡還原。比如:工作人員在后臺全景畫面上用鼠標框選了一架航空器,然后全景畫面的下方就會彈出一個小框,小框里就可以顯示出這架被框選的航空器降落后,從滑行道到聯絡道,再到機位的全程視頻信息。方便機場工作人員在后臺全景上可以直觀地看到航空器整體的滑行軌跡。

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在這項功能上,我們運用了高點、低點聯動的功能,當一架航空器降落后,系統就會自動調取能夠拍攝到航空器的球機,球機有可能是安裝在廊橋或特定的位置,只要航空器在這個球機的視野中,這個球機就會一直跟蹤這架航空器,如果航空器的運行超過這個球機的視野范圍,那么下一個可以看到航空器的球機就會接力跟蹤,一直跟蹤到航空器的停機位上,這樣就實現了飛機從跑道到機位的過程跟蹤。同時,當有問題發生時,機場可以查看航空器跟蹤視頻,進行軌跡還原,從而判斷問題出現在哪一個環節上。

三是航空器的掛牌功能。我們通過與機場的ADS-B系統對接,有效地獲取了整個航空器經緯度的坐標信息和航班號,實現了在視頻跟蹤航空器的整個過程期間,航空器的掛牌顯示,機場工作人員在后臺的全景視頻中可以清晰地看到正在運行的每架航班的航班號及坐標信息。

與此同時,我們通過與機場離港系統進行對接,把航班、航班號和機號進行了關聯,這樣系統就可以自動進行掛牌信息的切換,切換后可以進行機號顯示、航班號顯示。

四是航班保障功能。主要實現了航空器的四個檢測功能。包括:航空器入位和離位檢測、上輪檔和側輪檔的檢測、靠/側廊橋狀態檢測,以及客艙艙門開關的檢測。

也就是說,當航空器到達指定機位后,我們采用了專門為機場定制的兩款專業相機來實現上述的功能。

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一方面,系統可以把上述所有的數據傳送給機場相關部門,方便日常的管理,以及事后的分析;另一方面,也可以把上面所有的數據傳送給機場的A-CDM系統,這樣相當于通過視頻給A-CDM系統一份數據支撐。用戶可以在A-CDM系統上根據這些數據的精準程度來精確地部署整個航班的保障工作。

這里我插入一個小插曲:現在很多機場都建設了A-CDM系統,根據該系統,每個機場都要對每架航班的每個保障環節進行記錄,比如:長水國際機場的A-CDM系統,每架航班都需要40個節點的保障信息,這個數據量是非常驚人的。而且這40個節點中,有很多節點根本沒有自動化的數據獲取手段,要依賴人工進行錄入,有些是通過手持終端的APP進行錄入的,這種人工錄入節點數據的方式,就會導致很多是航班是在保障后或起飛后進行人工補錄的數據,那這樣的話,這個A-CDM系統整體智能化的意義就沒有了。那我們就思考有些節點的信息是否可以通過視頻監控來獲取,并打通A-CDM這個系統,以便實現節點保障信息的自動錄入功能,從而幫助甲方提升效率。

其中,在航空器入位和離位、上輪檔和側輪檔、靠/側廊橋的檢測上,我們專門開發了一款槍型相機,安裝在航站樓空側,正對著停機位,可以拍攝到整個航空器的全貌,這款相機自帶了GPU的深度學習芯片和定制開發的算法。

就像智能交通的卡口攝像機一樣,卡口攝像機就是過一輛車就會自動記錄這輛車的信息,包括:車標、車型、車牌號等信息記錄下來,這個算法也是同理。比如:當飛機過來靠橋后,攝像機就會把飛機的信息自動提取出來,幾點幾分靠橋,攝像機就會自動生成一條信息記錄,并把這條信息發送給機場工作人員,或者把這條信息發送給第三方系統,或者是機場自己的生產系統。當然,這個算法我們也是在機場通過成千上萬個小時的錄相進行深度學習得以實現的。

但是需要指出的是,上面的三組檢測對于攝像頭的像素和點位的安裝條件要求比較高,如果機場的安裝條件不好,那么檢測的質量就會下降。

此外,在上述三組檢測功能的基礎上,我們還根據機場提出的新需求,將飛機開始加油和停止加油檢測、拖車和行李傳送車開始時間和截止時間節點檢測,這兩組新算法加入到了槍機中,目前正在進行測試,已經做了第一輪的測試,第二輪測試準備在今年年底實現。

在客艙艙門開關的檢測上,我們也是研制了一款專門針對機場行業應用的半球型攝像機,我們把它安裝在廊橋里面,實現對客艙艙門開關的一個檢測,比如:客艙艙門什么時候開、什么時候關。

以上就是“AR全景”在飛機區的一個功能實現,從飛機落地到飛機入位的全流程,不僅僅體現在直觀的看的層面上,也為機場的A-CDM系統提供了節點數據自動獲取的手段和節點數據的支撐。

【航站樓AR全景應用】

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第二個應用場景是航站樓的AR全景應用。這里對于傳統智能視頻監控包含禁區區域入侵、快速奔跑、倒地、打架斗毆等智能分析功能我就不單獨提了,因為這些都是最基本、最通用的功能,目前所有的智能視頻監控產品基本上都可以實現。我主要介紹一下我們目前根據機場的實地需求推出的大場景、智能化開發的最新幾項功能:主要針對一是旅客客流的分析;二是人群密度和排隊的分析;三是針對旅客個體的分析。 

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一是旅客客流的分析、人員情況的分析,這也是整個機場AR全景解決方案中最重要的部分。我們在航站樓出入口、航站樓和航站樓之間的通道等這些關鍵的位置布設一些具有人員統計功能的攝像機,這個攝像機可以進行一個旅客專項客流信息的統計。

二是對于人群密度和排隊的分析,我們在值機島、安檢待檢區域和安檢通道三個位置進行人群的分析。一方面主要是看這個區里的人群態勢,現在比較熱的一款產品是人群熱度圖,如果這個區域里人群密度過大,那么這個區域中就會呈現紅色,這時系統就可以自動報警,同時,系統也可以自動計算出這一區域中人群的數量。比如:我們可以在系統中設定安檢待區域或值機島區域的人數上限為80人,一旦現場超過了80人那么系統就自動報警,那我們就可以在這塊報警區域增設人力或其它應急手段等方式,緩解區域人群過于集中的情況。

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另一方面,主要是針對比較規則的人群隊列分析。我們在每個安檢通道、值機柜臺通道、登機口位置安裝相關的設備進行人群排隊的檢測,這個檢測是比較精確的。我用我們在湖南長沙黃花國際機場和南京祿口國際機場部署的這套系統為案例介紹一下,系統可以檢測到目前安檢待檢區有多少人在排隊,每個人進入排隊隊列的時間,排隊等待的時間大概是多少,這樣我們可以進行安檢通道通過率的計算。如果一個安檢通道進入的旅客數量超過十人,并且排隊等待的時間可能會超過十分鐘,這時候系統可以告警給機場安檢部門,機場安檢部門的負責人就會知道現在安檢通道的情況,以此來判斷是否有必要增開安檢通道,或增加一些安保人員到現場進行指揮引導、安全維護等。

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三是針對旅客個體的分析。

我們都知道,現在機場的業主和航空公司都比較關注一點是“找人”的需求,比如:臨近登機了或已經開始登機了,在航站樓里的旅客還一直沒有出現,廣播也找不到人,因為航站樓比較大,有些時候旅客可能不在這個區域,在另外的區域中,所以聽不到廣播,這樣就會造成航班的延誤。那我們的系統中有一項功能是以圖搜人,就可以有效地解決這個問題。

首先,我們會在安檢通道里抓拍一張旅客的照片進行入庫,這個抓拍不是安檢信息系統在安檢驗證臺的人臉識別比對,而是在安檢通道里面進行抓拍的。

然后,我們在通過安檢的隔離區的路口、隔離區的分叉路口等關鍵節點和登機口的位置會安裝一些具備人臉拍抓功能的攝像機。一旦出現上面的情況時,我們可以輸入旅客在安檢通道中抓拍的照片,然后尋找這位旅客在航站樓隔離區中的軌跡,就可以通過視頻找到這位旅客幾點幾分在隔離區的那個位置出現過,最終通過工作人員或廣播定向的找到這位旅客,以有效避免航班延誤的可能。

【陸側交通AR全景】

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第三個場景應用是陸側交通的AR全景。

由于機場的地面交通涉及有高架橋、地面停車場、停車樓、出租車的蓄車池、網約車的集中停放點等非常復雜的基礎設施,所以當前機場的陸側交通車輛管理也是一個很大的痛點,包括大興國際機場也是如此。那么,對于這些車輛的管理以及整體交通實時的態勢分析,以及車輛軌跡搜索,我們就可以通過一個陸側的全景制高點來進行AR增強應用,這樣會有一個非常直觀的效果,以便于機場對陸側交通綜合態勢的管理與分析。

其實,這個場景我們最早在公安的平安城市、上海的進博會等都進行了應用,效果是很好的,那對于整個機場來說,它可以起到對社會車輛、員工車輛、重點旅客車輛的關注。

具體來講主要針對兩塊。一是針對陸側交通情況和路狀分析管理。主要是通過攝像機檢測到整個陸側的擁堵情況,信號燈情況。有些機場公安會用我們的設備進行紅綠燈信息號燈的控制和交通管理,類似于一個小城市的交通管理。

二是針對于具體車輛的管理。主要是針對過往車輛的車輛信息識別、大數據分析,一方面是對危險車輛和危險旅客的預警;另一方面是對員工或VIP貴賓車輛的重點關注和服務保障的提醒,比如:**領導目前已經到哪里了,即將到達機場,以便工作人員提前安排保障工作。

第三方面是針對個體車輛的違章行為的管理。比如:出發層有一個限時車輛違章的管理,3分鐘車輛還沒有離開,就可以進行違章抓拍和告警。

第四方面是整個陸側還有一個很大的功能區,就是停車場或停車樓,我們有一套完整的解決方案,從前端的無卡停車到車位誘導、再到手機APP反向尋車,以及繳費和管理。目前這套陸側停車場的系統已經在長水國際機場的停車樓進行了整體應用,總共管理了3800多個車位。這個項目今年也被民航局列為了民航機場智慧停車場的十大項目之一。

如果陸側道路的AR全景和停車場系統結合在一起的話,整個方案就可以實現對所有進入機場的任意車輛進行軌跡還原。

其實,從更大的層面上來看,如果我們把陸側AR全景、停車場系統,以及航站樓的人臉識別系統打通,就可以清楚的知道某一車輛在某時進入到機場、停在哪個車位、車主人臉信息、航站樓里的軌跡信息、某時離開等全部信息。如果有暴恐份子進入機場的話,那么我們就可以從車輛定位到人員定位把這一整塊給串聯起來,這就是一個非常完整的軌跡,這對于機場公安進行重點車輛定位、人員定位有很大的幫助。

落地應用情況喜人,大華將進一步布局機場行業

機場安防網:該款“機場AR全景”解決方案目前在哪些機場進行了應用?在應用過程中都取得了怎樣的成績?

韓偉鐘:今年6月份我們正式對外發布了飛行區的AR全景解決方案;10月份我們正式對外發布了航站樓AR全景解決方案;現在我們進行所有系統方案的整合發布。因此,機場AR全景解決方案之前與機場的合作也是分區分步實現的。

最早,我們與青島流亭機場合作進行飛行區AR全景整體系統的開發和應用;然后,我們配合湖南長沙黃花國際機場的安防集成平臺,開發了面向安防系統的整合,包括:視頻、門禁、報警三大系統的整合,并在湖南長沙黃花國際機場的航站樓側我們部署了航站樓的AR系統;今年年初,我們與南京祿口國際機場的航站樓智能化系統進行合作,也實現了南京祿口機場航站樓的AR全景系統的應用,包括:值機島和安檢區的人員態勢、排隊長度,而旅客尋找以圖搜人這項功能正在落地中;在廣西南寧國際機場我們目前實現了飛行區AR全景的機位檢測功能落地。此外,目前還有一些正在合作的機場。

機場安防網:2020年大華將如何布局機場安防行業市場?

韓偉鐘:明年,我們將針對機場比較關注的上述三個場景,圍繞我們推出的“機場AR全景”進行全面推廣,讓更多的機場了解和有效地應用到“機場AR全景”。

同時,在我們推廣和落地的過程中,也會進一步吸收和融合不同機場的不同實地需求,后續會針對整個機場行業研發出更為精細化的平臺,并整合到機場行業應用的大系統中。也就是說,2020年,我們要實現的目標就是產品和解決方案的進一步落地,然后吸收需求,再進行公司產品的升級和迭代,同時,我們也會在更多的民航活動中展現大華進年來深耕民航市場行業的新產品、新技術、新的解決方案。

機場安防網:以上為大華近年來深耕民航安防市場所取得的一系列經驗與成績,希望大華未來也能繼往開來,茁壯成長為機場安防行業的領先解決方案提供商。更希望廣大的安防小伙伴們可以更好地與機場合作,助力智慧機場與平安機場的建設!更多地推出機場需要的新產品新技術!感謝!

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