机场专用的跑道防侵入智能管理系统和方法

摘要

本发明公开了一种机场专用的跑道防侵入智能管理系统和方法，系统中，信息采集模块采集机场跑道的图片或视频，数据处理模块对图片或视频进行解析和识别，得到机场跑道和对应的飞机在港时间区间；平开门控制模块控制通道平开门的开启和关闭；数据工作站根据车辆信息和人员信息以及预设权限信息，确定车辆和人员是否具有进入跑道权限；若车辆无权限或人员无权限，发送拒绝开门指令；若车辆和人员均有权限，确定当前跑道是否在飞机在港时间区间内，若不在则发送允许开门指令，若在则发送等待开门指令。通过本发明的技术方案，实现飞机跑道的防侵入管理，实现权限验证，提高飞机跑道防侵入效果，避免主观判断造成的失误，提高安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及安防管理技术领域，尤其涉及一种机场专用的跑道防侵入智能管理系统和一种机场专用的跑道防侵入智能管理方法。

背景技术

目前，机场现有的跑道防侵入技术，是在一个安全的警戒距离处，施划STOP停止线，以及竖立停止标牌，用以提醒即将进入飞机跑道的人员，越过此线前应首先观察机场相应跑道上是否有飞机正在起飞或降落。

设立该停止线和停止标牌来对跑道防侵入，存在很多安全隐患。具体包括：

(1)无法验证越线人员和车辆是否具有进入跑道资格；

(2)无法有效阻挡不具有进入跑道资格的人员和车辆强行进入机场跑道；

(3)越线人员对于机场跑道是否有飞机在港主要靠主观判断，无法有效确定机场跑道的飞机在港时间；

(4)越线人员对机场跑道的判断收到气象条件和夜晚的影响，可能出现误判情况。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种机场专用的跑道防侵入智能管理系统和方法，通过机场监视子系统对机场跑道进行图片或视频采集，以此判断机场跑道的飞机在港情况，通过车辆识别模块和人脸识别模块对提出开门请求的车辆和人员进行信息采集，以此判断车辆和人员的进入跑道权限，在车辆和人员均具有进入跑道权限时，根据机场跑道的飞机在港情况通过平开门控制模块控制平开门的开启和关闭，实现飞机跑道的防侵入管理，实现权限验证，提高飞机跑道防侵入效果，避免主观判断造成的失误，提高安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种机场专用的跑道防侵入智能管理系统，包括：机场监视子系统、自动门子系统和数据工作站；所述机场监视子系统包括信息采集模块和数据处理模块，所述信息采集模块通过图片数据采集或视频数据采集方式采集机场跑道的图片或视频，所述数据处理模块对所述信息采集模块采集到的图片或视频进行解析和识别，得到所述机场跑道和对应的飞机在港时间区间并输出至所述数据工作站；所述自动门子系统包括通道平开门、平开门控制模块、车辆识别模块和人脸识别模块，所述通道平开门设置于所述机场跑道的安全线内，所述车辆识别模块和所述人脸识别模块设置于所述通道平开门处，所述车辆识别模块、所述人脸识别模块和所述平开门控制模块均与所述数据工作站相连接，所述平开门控制模块与所述通道平开门相连接，并根据所述数据工作站的指令控制所述通道平开门的开启和关闭；所述数据工作站根据所述车辆识别模块、所述人脸识别模块获取的车辆信息和人员信息以及预设权限信息，确定提出开门请求的车辆和人员是否具有进入跑道权限；若车辆无权限或人员无权限，所述数据工作站向所述平开门控制模块发送拒绝开门指令；若车辆和人员均有权限，所述数据工作站根据所述数据处理模块提供的信息确定当前跑道是否在飞机在港时间区间内，若不在飞机在港时间区间内则向所述平开门控制模块发送允许开门指令，若在飞机在港时间区间内则向所述平开门控制模块发送等待开门指令，直至超出飞机在港时间区间后向所述平开门控制模块发送允许开门指令。

在上述技术方案中，优选地，所述数据处理模块预先根据采集并标注的图片样本和视频样本进行飞机特征的机器学习，利用学习完成的飞机特征识别模型对所述信息采集模块采集得到的图片或视频进行解析和识别，得到所述机场跑道上的飞机特征；所述数据处理模块根据所述机场跑道上的飞机特征结合预设的塔台指挥信息，确定所述机场跑道上的飞机以及对应的飞机在港时间区间。

在上述技术方案中，优选地，对于正在进港的飞机，所述数据处理模块根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间；对于正在出港的飞机，所述数据处理模块根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间。

在上述技术方案中，优选地，所述数据工作站对提出开门请求的车辆和人员的请求信息和进入时间进行记录并存储备案。

在上述技术方案中，优选地，所述机场监视子系统、所述自动门子系统与所述数据工作站之间通过路由器和交换机构建本地局域网，通过防火墙与外部网络相连接。

本发明还提出一种机场专用的跑道防侵入智能管理方法，应用于如上述技术方案中任一项所述的机场专用的跑道防侵入智能管理系统，包括：通过车辆识别模块和人脸识别模块采集提出开门请求的车辆信息和人员信息，并发送至数据工作站；根据所述车辆信息、人员信息和预设权限信息，确定对应的车辆和人员是否具有进入对应飞机跑道权限；若车辆无权限或人员无权限，则向平开门控制模块发送拒绝开门指令，平开门拒绝开启；若车辆和人员均有权限，则根据机场监视子系统采集并识别得到的机场跑道和对应的飞机在港时间区间信息，确定当前跑道是否在飞机在港时间区间内；若当前跑道不在飞机在港时间区间内，则向平开门控制模块发送允许开门指令，驱动所述平开门开启，若当前跑道在飞机在港时间区间内，则向所述平开门控制模块发送等待开门指令，直至超出飞机在港时间区间后向所述平开门控制模块发送允许开门指令，驱动所述平开门开启。

在上述技术方案中，优选地，所述机场监视子系统用于预先根据采集并标注的图片样本和视频样本进行飞机特征的机器学习，利用学习完成的飞机特征识别模型对采集得到的图片或视频进行解析和识别，得到所述机场跑道上的飞机特征；还用于根据所述机场跑道上的飞机特征结合预设的塔台指挥信息，确定所述机场跑道上的飞机以及对应的飞机在港时间区间。

在上述技术方案中，优选地，对于正在进港的飞机，所述数据处理模块根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间；对于正在出港的飞机，所述数据处理模块根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间。

在上述技术方案中，优选地，机场专用的跑道防侵入智能管理方还包括：对提出开门请求的车辆和人员的请求信息和进入时间进行记录并存储备案。

在上述技术方案中，优选地，通过路由器和交换机构建本地局域网实现各模块之间的数据通信，并通过防火墙与外部网络相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过机场监视子系统对机场跑道进行图片或视频采集，以此判断机场跑道的飞机在港情况，通过车辆识别模块和人脸识别模块对提出开门请求的车辆和人员进行信息采集，以此判断车辆和人员的进入跑道权限，在车辆和人员均具有进入跑道权限时，根据机场跑道的飞机在港情况通过平开门控制模块控制平开门的开启和关闭，实现飞机跑道的防侵入管理，实现权限验证，提高飞机跑道防侵入效果，避免主观判断造成的失误，提高安全性。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的机场专用的跑道防侵入智能管理系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例公开的机场专用的跑道防侵入智能管理方法的流程示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1、机场监视子系统；11、信息采集模块；12、数据处理模块；2、数据工作站；3、自动门子系统；31、通道平开门；32、平开门控制模块；33、车辆识别模块；34、人脸识别模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本发明提供的一种机场专用的跑道防侵入智能管理系统，包括：机场监视子系统1、自动门子系统3和数据工作站2；机场监视子系统1包括信息采集模块11和数据处理模块12，信息采集模块11通过图片数据采集或视频数据采集方式采集机场跑道的图片或视频，数据处理模块12对信息采集模块11采集到的图片或视频进行解析和识别，得到机场跑道和对应的飞机在港时间区间并输出至数据工作站2；自动门子系统3包括通道平开门31、平开门控制模块32、车辆识别模块33和人脸识别模块34，通道平开门31设置于机场跑道的安全线内，车辆识别模块33和人脸识别模块34设置于通道平开门31处，车辆识别模块33、人脸识别模块34和平开门控制模块32均与数据工作站2相连接，平开门控制模块32与通道平开门31相连接，并根据数据工作站2的指令控制通道平开门31的开启和关闭；数据工作站2根据车辆识别模块33、人脸识别模块34获取的车辆信息和人员信息以及预设权限信息，确定提出开门请求的车辆和人员是否具有进入跑道权限；若车辆无权限或人员无权限，数据工作站2向平开门控制模块32发送拒绝开门指令；若车辆和人员均有权限，数据工作站2根据数据处理模块12提供的信息确定当前跑道是否在飞机在港时间区间内，若不在飞机在港时间区间内则向平开门控制模块32发送允许开门指令，若在飞机在港时间区间内则向平开门控制模块32发送等待开门指令，直至超出飞机在港时间区间后向平开门控制模块32发送允许开门指令。

在该实施例中，通过机场监视子系统1对机场跑道进行图片或视频采集，以此判断机场跑道的飞机在港情况，通过车辆识别模块33和人脸识别模块34对提出开门请求的车辆和人员进行信息采集，以此判断车辆和人员的进入跑道权限，在车辆和人员均具有进入跑道权限时，根据机场跑道的飞机在港情况通过平开门控制模块32控制平开门的开启和关闭，实现飞机跑道的防侵入管理，实现权限验证，提高飞机跑道防侵入效果，避免主观判断造成的失误，提高安全性。

具体地，监视子系统由信息采集模块11和数据处理模块12两大模块组成。信息采集模块11用来对机场跑道上正在进港和正在离港的所有飞机进行24小时无间隙跟踪和监测。信息采集模块11优选采用光电转台系统，在该实施例中采用北京和普威视科技股份有限公司出品的“HP-Z50Ⅱ型光电转台系统”，其为集高清电视、中波/长波热成像仪、近红外激光照明、高精度跟踪模块、智能分析模块、精密伺服转台等于一体的远距离光电探测系统，具备全天候全时全维发现、跟踪、识别和追迹目标的功能，可实现15公里范围内目标搜索、移动侦测、热点告警拉近看清等功能。

基于信息采集模块11，通过有线/无线传输设备，将采集到的图片信息或视频信息，首先传输至数据处理模块12的专用数据库服务器1号进行存储，同时，传输至算法服务器；算法服务器根据信息内容，比如：

(a)航班名称；

(b)航班时刻表；

(c)飞行高度；

(d)在港跑道；

(e)塔台指挥信息，等等；

再基于一定的预设算法，就能确定：

(1)航班名称；

(2)进港或离港时间；

(3)进港或离港时段；

(4)所在跑道名称；

(5)或即将进入的跑道名称。

算法服务器根据指令，把上述计算结果传输给数据处理模块12的专用数据库服务器2号，用作数据存储；同时，算法服务器将根据指令把上述计算结果传输至数据工作站2。

为了节约存储空间，所有数据的存活时间优选设置为48小时，48小时后，自动溢出。

在上述实施例中，优选地，数据处理模块12预先根据采集并标注的图片样本和视频样本进行飞机特征的机器学习，利用学习完成的飞机特征识别模型对信息采集模块11采集得到的图片或视频进行解析和识别，得到机场跑道上的飞机特征；数据处理模块12根据机场跑道上的飞机特征结合预设的塔台指挥信息，确定机场跑道上的飞机以及对应的飞机在港时间区间。

具体地，信息采集模块11实现对图片样本和视频样本的采集。通过人工现场采集飞机图片，每个场景采集不同时间段的8000张及以上图片，对每张样本图片进行数据标注，包括飞机外观、机身图案、航标等特征的标注。视频数据采集需要用摄像头对飞机活动区域进行覆盖，进行24小时的监控，存储48小时及以上视频数据，拿到数据样本后，对视频数据进行解码分割，导出图片，对样本图片进行特征标注。对标注好的样本进行算法训练，通过对人工标注的信息进行识别学习，形成飞机特征识别模型，从而达到对实施过程中采集到的图片进行飞机特征的识别。

图像识别主要包括待检测图片图像解析、图像预处理、图像分割、图像特征提取和特征分类几个功能模块。图像预处理为对上一步获得的飞机图像进行预处理，如裁剪、对齐等，图像预处理是为了保证后续图像处理过程能够顺利进行。

在上述实施例中，优选地，对于正在进港的飞机，数据处理模块12根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间，并将得到的结果打包发送给数据工作站2；对于正在出港的飞机，数据处理模块12根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间，并将得到的结果打包发送给数据工作站2。

在上述实施例中，数据工作站2接收并存储监视子系统提供的飞机进港(或离港)信息；接收提出开门请求人员及相应车辆的信息，并与预存的具有进入跑道权限的人员信息和车辆信息进行对比，判断提出开门请求人员和车辆是否具有进入跑道权限，并根据判断结果，向自动门子系统3发出：允许开启、拒绝开启或等待开启的指令。

其中，提出开门请求人员的车辆信息通过自动门子系统3中的车辆识别模块33进行采集和识别，人员信息通过人脸识别模块34进行采集和识别。优选地，车牌识别模块采用内置高清摄像机，支持全号牌识别，从而实现对进入飞机跑道的多种类车辆进行识别，应用于不同场景，可支持云平台接入，便于通过无线局域网将采集和识别信息发送至数据工作站2。人脸识别模块34采用动态防伪双摄，解决利用各类照片在各种载体上的欺骗行为，支持夜间红外、RGB双补光，保证夜间人脸识别的正常进行，支持外接二维码扫描器和身份证阅读器，以验证证件的真实性。

其中，平开门控制模块32由现场控制设备与数据工作站2协同进行，现场控制设备由可编程控制器为核心组成的从站，数据工作站2作为主站，主站与从站之间通过网络进行通讯，现场控制设备根据数据工作站2发送的控制指令，实现对平开门的开启和关闭。

在上述实施例中，优选地，数据工作站2对提出开门请求的车辆和人员的请求信息和进入时间进行记录并存储备案，以便后续对进入机场跑道人员信息的管理。

在上述实施例中，优选地，机场监视子系统1、自动门子系统3与数据工作站2之间通过路由器和交换机构建本地局域网，通过防火墙与外部网络相连接，防止受到网络攻击影响机场跑道管理或非法侵入机场跑道。

如图2所示，本发明还提出一种机场专用的跑道防侵入智能管理方法，应用于如上述实施例中任一项的机场专用的跑道防侵入智能管理系统，包括：通过车辆识别模块33和人脸识别模块34采集提出开门请求的车辆信息和人员信息，并发送至数据工作站2；根据车辆信息、人员信息和预设权限信息，确定对应的车辆和人员是否具有进入对应飞机跑道权限；若车辆无权限或人员无权限，则向平开门控制模块32发送拒绝开门指令，平开门拒绝开启；若车辆和人员均有权限，则根据机场监视子系统1采集并识别得到的机场跑道和对应的飞机在港时间区间信息，确定当前跑道是否在飞机在港时间区间内；若当前跑道不在飞机在港时间区间内，则向平开门控制模块32发送允许开门指令，驱动平开门开启，若当前跑道在飞机在港时间区间内，则向平开门控制模块32发送等待开门指令，直至超出飞机在港时间区间后向平开门控制模块32发送允许开门指令，驱动平开门开启。

在该实施例中，通过机场监视子系统1对机场跑道进行图片或视频采集，以此判断机场跑道的飞机在港情况，通过车辆识别模块33和人脸识别模块34对提出开门请求的车辆和人员进行信息采集，以此判断车辆和人员的进入跑道权限，在车辆和人员均具有进入跑道权限时，根据机场跑道的飞机在港情况通过平开门控制模块32控制平开门的开启和关闭，实现飞机跑道的防侵入管理，实现权限验证，提高飞机跑道防侵入效果，避免主观判断造成的失误，提高安全性。

在上述实施例中，优选地，机场监视子系统1用于预先根据采集并标注的图片样本和视频样本进行飞机特征的机器学习，利用学习完成的飞机特征识别模型对采集得到的图片或视频进行解析和识别，得到机场跑道上的飞机特征；还用于根据机场跑道上的飞机特征结合预设的塔台指挥信息，确定机场跑道上的飞机以及对应的飞机在港时间区间。

具体地，信息采集模块11实现对图片样本和视频样本的采集。通过人工现场采集飞机图片，每个场景采集不同时间段的8000张及以上图片，对每张样本图片进行数据标注，包括飞机外观、机身图案、航标等特征的标注。视频数据采集需要用摄像头对飞机活动区域进行覆盖，进行24小时的监控，存储48小时及以上视频数据，拿到数据样本后，对视频数据进行解码分割，导出图片，对样本图片进行特征标注。对标注好的样本进行算法训练，通过对人工标注的信息进行识别学习，形成飞机特征识别模型，从而达到对实施过程中采集到的图片进行飞机特征的识别。

图像识别主要包括待检测图片图像解析、图像预处理、图像分割、图像特征提取和特征分类几个功能模块。图像预处理为对上一步获得的飞机图像进行预处理，如裁剪、对齐等，图像预处理是为了保证后续图像处理过程能够顺利进行。

在上述实施例中，优选地，对于正在进港的飞机，数据处理模块12根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间；对于正在出港的飞机，数据处理模块12根据识别得到的飞机特征以及塔台指挥信息，确定飞机所在机场跑道以及进入跑道时间和占用跑道时间。

在上述实施例中，数据工作站2接收并存储监视子系统提供的飞机进港(或离港)信息；接收提出开门请求人员及相应车辆的信息，并与预存的具有进入跑道权限的人员信息和车辆信息进行对比，判断提出开门请求人员和车辆是否具有进入跑道权限，并根据判断结果，向自动门子系统3发出：允许开启、拒绝开启或等待开启的指令。

在上述实施例中，优选地，机场专用的跑道防侵入智能管理方还包括：对提出开门请求的车辆和人员的请求信息和进入时间进行记录并存储备案。

在上述实施例中，优选地，通过路由器和交换机构建本地局域网实现各模块之间的数据通信，并通过防火墙与外部网络相连接，防止受到网络攻击影响机场跑道管理或非法侵入机场跑道。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。