对于关键基础设施如机场的安全防范，传统方法通常是通过保安或警卫人员监视多台摄像机以及其它传感器，安全环境完全依赖在人的注意力上。 随着时间的推移，注意力也随之逐步下降，安防系统多是名存实无。此外，还有诸多客观因素正困扰着机场高风险资产的保护：

复杂的人员调配延误了现场保护，或者牺牲太多的现场资源;

难以有效监视和巡逻广阔的边界;

高价值资产需要的不仅仅是间断的安防系统或者使用可靠或非智能的监控传感器。

如此一来，机场基础设施变成高度脆弱。

基于智能广域周界监控系统(智能广域周界监控)的智能视频分析正在改变对关键基础设施的安全防范的理念。 一个智能广域周界监控系统利用客户现有的或者将要建设的CCTV监控系统去了解每一台摄像机视场范围之内发生了什么，并提供独一无二的功能，即集合所有摄像机视频流，同时接受其它传感器类型接入(例如，门禁、入侵探测、智能围栏、雷达、GPS、RFID追踪等)，以形成一个对所保护区域的统一视角。

最高级的智能广域周界监控系统是基于地理空间而构建的。系统给用户提供在受保护的区域内所有移动物体确切的位置、速度和方向，并且显示在二维或三维的地理地图上。 这个地理空间识别也帮助智能广域周界监控系统提供分类目标物的功能——自动区分人，车等。并且滤除无关紧要的背景“噪音”，如风、波浪、阴影等等。

智能广域周界监控系统可以让操作员轻松地对重要资产或者边界划防区(虚拟围栏)，并且对不同的安全侵害设置自动报警的安防策略。系统提供了一个统一的用户界面，这个界面不仅可以识别所感兴趣的目标物的位置并对其分类， 还可以确认这些目标物是否会违反安全策略。当侵害发生时，报警可以被设置为通过报警，弹出视频和手机短信自动通知个人以便于联动。

智能广域周界监控系统的最终结果是： 充分利用系统监控设备和其他传感器全天候24×7监控所要保护的区域，提供了传统CCTV安全系统力所不及的保护等级。系统也使得安保人员对监控器以及由其对危险做评估的依赖性大大降低，并且报警报告高度准确，更重要的是，对报警确认与反应所需要的时间大大缩短(可以以秒来计算)。

由于智能广域周界监控系统的技术优势以及成本优势，该系统在欧美等发达国家机场获得广泛应用。下面就如何对该系统进行设计谈一下个人的粗浅见解。

对于视域及覆盖区的设计原则

标准CCTV装置中，设计者最初关注的是将摄像机安装在离关注区域尽可能近的地方。然而在像机场周界一般的特大监控范围区域内，如此操作多少有点铺张浪费。另外，由于每台摄像机只能覆盖很小的一个区域，摄像机的数量自然“壮观”，而面对琳琅满目的监控画面，安保人员很难确保整个安全区域的安全。

在智能广域周界监控系统设计思路中，作为一个围绕智能视频建立起来的系统，设计摄像机部署方案的主要动因是使用一台摄像机覆盖更大的区域。这就要求摄像机放置在远离目标区域的地方，使得一台摄像机能够覆盖相当于3-5台CCTV摄像机监控的区域。

为了减少不同厂商间摄像机的差别，智能视频设计时考虑到镜头覆盖的视域(根据FOV视场角测量)。镜头焦距值由于厂商及CCD技术的不同存在差异，但作为区域覆盖方法的一种，FOV视场角是非常可靠的。

宽角视域摄像机覆盖了更多离机器近的区域，窄角摄像机涵盖了更远的距离。阴影段表示每像素的米数，中段最远端表示计算机侦测到人类目标的最大限度。

智能视频监测技术的通用量尺为“目标像素”，是指分析目标需要的视频像素量。目标离探测摄像机越近，就能获得更多的像素用于分析。拥有较低目标像素要求的技术能在更大范围内进行分析。这对探测准确性及成本上都起着很重要的作用。拥有较低目标像素要求的技术需要更少的摄像机及设备，覆盖指定区域。

智能视频侦测时，“目标像素”指计算机侦测、细分及追踪目标时的图像分辨率。在标准CCTV设计中做摄像机视域计算时，考虑到的是人们需要看到所有细节这一事实。然而，智能视频软件只需通过很少细节就能分辨所观察到的目标。这就立刻区分了CCTV设计及智能视频：计算机远远胜过人类。

另外，传统的二维分析技术分析目标时要求的目标像素很高， 因为它过分依赖于分析目标形状。这种方法要求相对高的像素，才可能从周边环境，如环境噪音中，识别感兴趣的物体。由于二维分析法不适用于长距离，所以用户需要屏蔽这些区域，降低错误警报。而三维分析技术具有出色的目标像素性能，因为三维分析法能研究分析探测摄像机的地理坐标，以及摄像机拍摄的每一像素如何对应实际位置。这就需要另一个探测标准尺度，即深度。二维分析法能决定二维影像相关位置、高度及宽度，与它不同的是，三维分析法能知道物体实际的确切位置。

每张完整的视频图像由至少几万像素组成。智能视频的回放基于对连续画面中不同帧的检测。目标像素指图像中精确侦查到一个目标所需的像素。像素值越大，越容易辨认。目标离摄像机越近，就有更多像素用于分析。侦测、追踪目标时，真正的广域智能视频系统仅用四像素就可精确目标，并分辨目标为人。而相较而言，对肉眼来说，视频屏幕上四像素图像本质上是很难分辨的。

根据表1的参数设计，我们通过软件将机场的整个围界放置在一个专用的设计软件中，得到的设计结果如图2所示。

每一个扇形均表示一个探测摄像机所覆盖的范围，斜线区域表示可以探测到人类的范围。目前基于如上设计，可以选用的传统热感摄像机最远的探测距离约为800米，该热感摄像机的焦距长度约为100mm。

为了更形象的说明成像效果，我们引用了热成像摄像机的成像计算公式，即：

成像大小(像素值)=目标物高度(m) ×焦距值(mm))/物距(m) ×像源尺寸(mm)

=1.7×100/800×0.0038

=5.59 个像素

根据此公式还可以得出，VistaScape探测1.7米的目标物的最远距离为1100米。

由此可见，该设计方案大大减少了摄像机的数量，尤其是摄像机的安装位置，直接的好处就是，降低了安装及运营维护成本。由于选用的都是热成像摄像机，因此无需投入大量的资金用于机场周围照明设施的建设，这方面节约的投资大约在1千万美元左右，同时每年减少的碳排量约为200吨左右。

广域智能视频系统的组成

智能广域周界监控系统支持多个，同时的摄像机种类接入，包括模拟摄像机、数字(IP) 摄像机、黑白摄像机、彩色摄像机、固定摄像机、联动摄像机、红外摄像机和热感摄像机，并且可以最低限度的处理视频帧大小为640×480像素或者320×240 像素。

1、模拟摄像机输入

智能广域周界监控系统支持NTSC和PAL模拟视频格式。

2、数字(IP)摄像机输入

智能广域周界监控系统通过使用一个或者多个数字视频压缩/解压或者编码/解码标准支持数码摄像机到IP视频流的连接。但是系统默认会使用DirectShow 滤波器最低程度地接收MJPEG或者MPEG4解码视频。

3、密集性能的智能视频分析(VCA)设备

智能广域周界监控系统可以支持通过一个简单VCA设备接入的多个摄像机，这个设备是以4个分辨率为320 ×240/640×480像素模拟或者IP数字摄像机为一个单位。

广域智能视频系统的架构设计

智能广域周界监控系统是属于服务器/客户端架构，并且可以通过不同的计算机在同一TCP/IP网络中可以去设置服务器与客户端软件。

智能广域周界监控系统具备管理整个周界监控系统的能力，包括现场的设置/参数匹配和显示以及视频组件的选择与控制(如各台摄像机的视角、PTZ控制和数字视频录像)，后者可以伸展到使用高级API与外部系统通信。

通常，智能广域周界监控系统应该包括一个API(应用程序接口)， 这个API(应用程序接口)提供事件/报警信号给到外部系统，比如危险管理系统、控制中心系统。

此外，还应包括视频组件，智能广域周界监控系统应该具备与外部设备通信。比如数字视频录像机(DVRs)和网络视频录像机(NVRs)这些外部设备，同样也包括外部输入和输出模块。

结语

尽管广域智能分析系统已经是非常成熟的技术，在国外的机场设施也有着广泛的应用，但不是所有的智能视频技术都适用于机场环境。一些技术要求至少100像素的目标，这是针对小型室内设施或者针对短距离的二维的识别。但广域范围自动监测设备的三维识别的低像素设计原理无需如此。最佳广域范围自动监测智能视频方案是从4像素的目标开始，侦测、跟踪目标。通过对环境中所有物体的高频率分析，以屏蔽周围复杂环境对真实移动目标物的影响，这是我们在做设备选型时首要考虑的问题。