数字光端机在上海国际机场中的应用

　　背景

机场作为特殊领域，一旦发生安全事故影响非常大。"吻瘫机场"事件的发生，令全世界都重新重视机场安防的重要性。为了保证机场和旅客安全，各个国家都不同形式地加大对机场安保的建设投入。安防建设必须非常谨慎，确保万无一失。上海国际机场位于上海长江入海口南岸，占地50多平方公里，机场拥有3条跑道、2个航站楼、218个停机位、70座登机桥，可保障年旅客吞吐量6000万人次。同时，装备有导航、助航灯光、通讯、雷达、气象和后勤保障等系统，能提供24小时全天候服务。

通过天地伟业光端机的密集应用，将机场航站楼、机场配套仓库、跑道等近千余点视频及时传输至主控平台，使得飞机机位监控以及飞行区监控尽收眼底，保证旅客从进入机场到登机始终处于被监控状态。上海国际机场也实现了"处处设防，滴水不漏"的理念，满足了世博会的特殊需求。

国际型机场监控系统的需求特点

国际型机场作为一个综合性强且比较特殊的交通枢纽，它的安防监控系统不同于一般的安防系统，其内部工作机构众多，通常包括公安、消防、安全局、航站楼管理中心、应急指挥中心、交通管理中心、安检、海关、机坪管理部门、边防、行李、车库、卫检、供油等近20类，各部门对于机场的安全管理既相对独立，又有交叉，其需求呈多样化特点。

国际机场安全防范系统通常包括三个类别：视频监控系统（CCTV）、出入口门禁控制系统（ACS）和周界报警系统（PAS）。三个子系统表面上相互独立，但通过有效整合信息资源和防范手段，可以构建功能完备的智能安防系统，让机场具备更加全面和有效的防范能力，保证安全运营。

　数字光端机在机场监控中的需求及保障

视频监控系统

国际机场的占地面积大，场内交通道路和配套设施复杂，监视摄像点数量多，少则几百路，多则上千路。同时，客货流动量大、飞机起降量大、车辆活动频繁，为了保证空防安全和地面安全，内部安全和周界安全等，所以对全实时、零延时的视频切换显示和摄像机控制提出了严格要求。由于建筑分散且职能不同，安装在各处的监控系统会形成相对独立的监视管理平台，分别监控不同区域，承担不同任务。一般包括候机楼、货运站、飞行区、配餐中心、行李分检区、停车库、油库、道路交通等。但由于机场的调度指挥，又必须互相关联成为一个整体。国内机场设有管理和保障部门、政府有关部门的派出机构以及各航空公司、银行、电信等，安全管理比较复杂。各部门工作流程相互关联，有交叉管理的需要，需要给相关部门提供方便快捷的远程图像浏览和管理。

视频监控系统是机场安全防范系统的基础系统，必须接受其它子系统的信息并与之联动。视频监控系统由前端设备、传输设备、中心设备和相关软件组成，前端摄像点大多安装在候机厅、安检通道（验证台端和通道前后端）、登记口、电梯、周界、停机坪和建筑物顶层，以实现对现场进行监视和控制。传输设备目前使用光端机传输的比例比较大。

对于占地面积较大的机场监控视频传输而言，采用光纤进行视频和数据传输，主要因为在中远距离传输方面，光传输的效果更好更稳定，尤其是这类大型国际化机场，因为周围的环境会对视频传出产生干扰，造成视频图像抖动，画面出现滚动波纹等情况，而光纤传输则会避免这种干扰的产生。

除此之外，数字光端机还有一些特点也是机场安防监控必备的。

　　1、传输容量大，信息种类全

在模拟时代，即便引入CWDM技术，模拟光端机单纤传输16路视频也成为极限，而目前数字光端机已綷-可以很轻松的实现单纤传输128路非压缩视频，同时可以加入以太网、数据、语音、开关量等信号，极大地丰富了光端机传输的信号种类。传输容量的提升，提高了光纤带宽的利用率，降低了传输系统的成本，提高了性价比。另外，光纤资源/光端机的综合造价大幅降低，对国际机场这样大型的工程施工造价也会大幅度降低。

　2、信号传输质量好

在国际机场环境复杂的情况下，又要掌握机场各个安防全景的实时动态避免公共环境下的各种信号干扰，PCM的数字化处理方式彻底解决了模拟光端机视频通道干扰的问题，现在数字光端机视频信噪比可达到67dB,远远超出模拟的50dB,信号传输质量非常高。

在解决视频传输质量的同时，机场大范围长距离的传输监控要求也更高了，但多模光纤的使用势必会限制传输距离，最远不会超过2公里。所以机场工程现场开始考虑用单模光纤传输，这样传输距离由以前的几公里一下变成了几十公里甚至上百公里。这主要是因为影响光纤传输带宽度的主要因素是各种色散，而以模式色散最为重要，单模光纤的色散小，故能把光以很宽的频带传输很长距离。

目前，数字光端机已綷-成为绝对市场主流，如何适应室外环境变化，长期可靠运行是主要衡量标准，以天地伟业的数字光端机为例，不但对通讯接口采用了雷电泄放和过流的三重保护电路，还对视频以及电源设计了防雷防护电路。

1、通讯接口保护

主要是对于目前运用最为广泛的RS485/422/232,采用三级保护措施。

第一级：雷电泄放--泄放雷电或者感应雷能量，从上千伏降至150伏左右。

第二级：过流保护，使得电流冲击小于1安培，如果电流超过1安培，保护电路自动断开，将内部电路和接口隔离，电流恢复正常，电路自动恢复。

第三级：将第一级保护到150伏的电压降低到7-10伏，给芯片工作提供正常的电压范围。

2、视频保护电路

目前的视频保护采用桥式保护+TVS保护方式，保护等级可以达到75伏（视频信号一般只有2伏），能保护到视频信号的30倍以上。

3、电源保护

电源保护采用两级保护：

（1）过压保护

采用TVS方式保护，如果输入电路板电压超过正常电压1.5倍，TVS隔断电源回路，电源正常，TVS重新恢复电路。

 　　（2）过流保护

采用自恢复保险方式保护，如果输入电流大于线路板正常工作电流值的2倍以上，自恢复保险将电源断开，电路正常，自恢复保险供电恢复电路。

上海国际机场监控点位相对较为集中，所以选用的光端机型号均为8路视频光端机，如果将这100余对的独立接收机放入一个机柜中，会突显机柜杂乱无章，并且不利于对线材的整理。使用混合插卡机箱就很好的解决了这一问题，插卡机箱4U高度可以直接放入机柜中，接收机集中供电，减少机柜占用空间，方便管理。业务卡支持带电热拔插，单卡需要更换时，不影响其它卡的工作。机箱采用独立高性能开关稳压电源，光电隔离保护和电源抗浪涌设计。温控机箱，机箱风扇根据机箱温度自动开关，确保机箱长期稳定运行。

出入口门禁控制系统

候机楼内数以百计的通道、门和许多重要区域需要管理和控制。不同的区域有不同的控制要求，机场人员、航空公司人员、海关人员、边防检查人员、卫生防疫人员等不同的工作人员，会在不同的时间段进出不同区域的通道门。系统的权限设置和容量应满足各类人员的使用。

机场出入口通道的控制关乎空防和旅客的生命安全，因此应具备丰富多样的功能，例如反潜回、反胁迫密码开门、双门互锁、门区锁死等。具备对报警和控制信号输入输出接口的管理能力，实现与其它子系统的联动。出入口门禁控制子系统由读卡器、门禁控制器、管理软件组成，能对进出机场隔离区和机场内重要区域的人员车辆识别、记录和管理。

周界报警子系统

对上海国际机场控制区（跑道、滑行道、停机坪、飞行区围栏及出入口通道）的监控管理和安全保卫，及时发现警情，确保飞行安全。应根据不同飞行区的具体情况和系统要求把控制周界划分为若干小区域，细化对边界的控制管理，提高报警的精确度。与视频监控子系统联动，报警的同时利用视频监控看到现场情况，及时处理问题。

围界远离候机楼和停机坪，夜间光线很暗，所以还应与附近的照明系统进行联动，以保证照度，对入侵者同时也是一种威慑。周界报警子系统主要由报警探测器、广播设备、照明设备、报警控制主机组成，起到警戒侦测报警的作用。不难看出，视频监控子系统是整个机场安防系统的核心系统，因为视频监控子系统能直接对现场的情况进行监视，其他子系统可以将各自探测感知的动态信息传递给视频监控子系统，进行信息共享和联动反应，及时调配人员和设备，对现场的实际情况做出综合处理。

（1）视频和报警的联动

当有警情发生时，周界探测器自动向中心传送报警信号，矩阵的多媒体软件自动弹出以报警点为中心的区域电子地图，显示报警的相关信息和控制窗口，同时控制矩阵自动在屏幕墙上切换显示对应地点的图像，联动相应的摄像机对准该位置，报警联动的摄像机图像能自动录像存储报警前后一段时间内的情景。同时自动启动广播对现场播放警告劝阻语音以及自动启动灯光照明。

（2）视频和门禁刷卡的联动

当有非法卡被拒绝进入或者触发了设定的刷卡条件，矩阵将根据预设的门的状态条件在屏幕墙上切换显示对应地点的图像，联动相应的摄像机对准该位置，也可以根据组合策略切换显示周边环境的实时情况。

（3）门禁和报警的联动

可以设定紧急报警时联动相应门区的关闭，无法用卡打开，只有操作员确认消警后才能恢复自控。软件自动弹出显示以报警点为中心的区域电子地图，提示与报警相关的信息。机场安防系统必须具有先进性、可靠性、稳定性、完整性、经济性和可操控性等优点。同时通过资源共享、信息处理和智能控制实现各子系统的集成管理。传输方式通过带有开关量功能的天地光端机，与视频监控结合，可以实现报警信号联动相应的摄像机图像切换到屏幕墙并进行抓拍和录像。这些核心构建的机场智能安防系统，更加贴近用户的实际需求，将在现有条件下帮助中国的国际航空港加快现代化建设的步伐！

　　结束语

上海是我国最重要的綷-济中心城市和对外贸易口岸，肩负着面向世界、服务全国的重任。而上海国际机场也进一步确立了国际货运枢纽地位。天地伟业光端机用它一贯的过硬品质和强大的稳定性能成功征服用户，上海国际机场成为继上海世博会演艺中心之后的又一成功应用案例。  （作者单位：天津天地伟业数码科技有限公司提供）