機(jī)場(chǎng)安全的重要性與挑戰(zhàn)

機(jī)場(chǎng)作為重要的交通樞紐，人員和物資流動(dòng)頻繁，其安全至關(guān)重要。任何未經(jīng)授權(quán)的入侵行為都可能對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、旅客生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)安全措施，如在航站樓內(nèi)構(gòu)建的人防、技防和物防體系雖較為完善，但機(jī)場(chǎng)圍界區(qū)域廣闊，環(huán)境復(fù)雜，給安全防護(hù)帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。例如，圍界周邊可能存在自然環(huán)境干擾，如風(fēng)雨、沙塵等惡劣天氣，以及鳥類、動(dòng)物活動(dòng)等，同時(shí)，隨著無(wú)人機(jī)等低空飛行器的廣泛使用，其非法闖入機(jī)場(chǎng)限制區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)也在增加。這些都對(duì)機(jī)場(chǎng)防入侵檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性和適應(yīng)性提出了極高要求。

雷達(dá)傳感器工作原理

雷達(dá)傳感器是一種利用電磁波來(lái)感知目標(biāo)物體信息的設(shè)備。常見(jiàn)的 24GHz 雷達(dá)傳感器，通過(guò)發(fā)射頻率為 24.125GHz 左右的微波，再接收物體反射回來(lái)的回波信號(hào)進(jìn)行工作。其工作原理主要分為兩種模式。

CW 多普勒雷達(dá)傳感器模式

在這種模式下，雷達(dá)傳感器將 24GHz 選為發(fā)射頻率，利用發(fā)送與接收信號(hào)的頻率差，依據(jù)特定公式能夠計(jì)算出物體運(yùn)動(dòng)的速度。雙通道傳感器經(jīng)過(guò)參考信號(hào)與回波信號(hào)的混頻，會(huì)輸出兩個(gè)頻率幅度相同、相位差為 90° 的中頻信號(hào) IF1 和 IF2。根據(jù)這 90° 相位引導(dǎo)的信號(hào)類型，可精準(zhǔn)識(shí)別物體的運(yùn)動(dòng)方向，判斷其是遠(yuǎn)離還是靠近雷達(dá)傳感器。例如，當(dāng)有物體靠近雷達(dá)時(shí)，回波信號(hào)頻率會(huì)高于發(fā)射信號(hào)頻率，通過(guò)分析這種頻率變化以及兩個(gè)中頻信號(hào)的相位關(guān)系，就能確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

FMCW 雷達(dá)傳感器模式

若要測(cè)量靜態(tài)物體到傳感器的距離等參數(shù)，選用線性升坡或降坡作為發(fā)射頻率的時(shí)間相關(guān)函數(shù)即可，并定期重復(fù)這些坡以獲取平均值。FMCW 雷達(dá)通過(guò)不斷改變發(fā)射信號(hào)的頻率，在發(fā)射信號(hào)與接收回波信號(hào)之間產(chǎn)生頻率差，這個(gè)頻率差與目標(biāo)物體的距離成正比。通過(guò)精確測(cè)量頻率差，就能計(jì)算出目標(biāo)物體與雷達(dá)傳感器之間的距離。這種模式在測(cè)量距離方面具有較高的精度和準(zhǔn)確度。

雷達(dá)傳感器在機(jī)場(chǎng)防入侵檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)

全天候工作能力

機(jī)場(chǎng)運(yùn)行是全天候的，防入侵檢測(cè)系統(tǒng)也需如此。許多傳統(tǒng)的安防設(shè)備，如攝像頭，在天氣和照明條件不佳時(shí)，性能會(huì)大幅下降。例如在暴雨、大霧天氣中，攝像頭的可視范圍會(huì)嚴(yán)重受限，難以清晰捕捉目標(biāo)；在夜晚，尤其是沒(méi)有良好照明的區(qū)域，攝像頭也難以準(zhǔn)確識(shí)別潛在入侵者。而雷達(dá)傳感器利用電磁波工作，不受光線和惡劣天氣影響，無(wú)論是在烈日炎炎的白天，還是伸手不見(jiàn)五指的夜晚，亦或是暴雨、沙塵等惡劣天氣條件下，都能穩(wěn)定地發(fā)射和接收電磁波，準(zhǔn)確探測(cè)到地面和空中的入侵物體，為機(jī)場(chǎng)提供持續(xù)可靠的防護(hù)。

探測(cè)范圍廣

機(jī)場(chǎng)圍界范圍廣闊，需要防入侵檢測(cè)系統(tǒng)具備較大的探測(cè)范圍。雷達(dá)傳感器的探測(cè)距離遠(yuǎn)，如一些高性能雷達(dá)傳感器的探測(cè)距離可達(dá)數(shù)公里，能夠覆蓋大面積的機(jī)場(chǎng)圍界區(qū)域以及周邊潛在的入侵路徑。相比之下，傳統(tǒng)的一些基于物理周界的傳感器技術(shù)，如震動(dòng)光纖、震動(dòng)電纜等，只能覆蓋周界圍欄區(qū)域，屬于 “線” 式防護(hù)，防護(hù)范圍極為有限。雷達(dá)傳感器的廣域探測(cè)能力可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)圍界及周邊區(qū)域的 “面” 式防護(hù)，大大降低入侵行為的漏檢概率。

精準(zhǔn)的目標(biāo)識(shí)別與跟蹤能力

雷達(dá)傳感器不僅能夠檢測(cè)到物體的存在，還能精準(zhǔn)獲取目標(biāo)物體的位置、速度、運(yùn)動(dòng)方向等信息。在機(jī)場(chǎng)環(huán)境中，當(dāng)有不明物體靠近或闖入時(shí)，雷達(dá)傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)跟蹤。例如，當(dāng)有無(wú)人機(jī)闖入機(jī)場(chǎng)禁飛區(qū)域時(shí)，雷達(dá)傳感器能夠快速鎖定無(wú)人機(jī)的位置，并持續(xù)跟蹤其飛行軌跡，將相關(guān)信息及時(shí)傳輸給機(jī)場(chǎng)安保系統(tǒng)。這種精準(zhǔn)的目標(biāo)識(shí)別與跟蹤能力，使得機(jī)場(chǎng)安保人員能夠迅速了解入侵目標(biāo)的動(dòng)態(tài)，及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施，相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，大大提高了應(yīng)對(duì)入侵事件的效率和準(zhǔn)確性。

實(shí)際應(yīng)用案例與系統(tǒng)構(gòu)建

木�？萍嫉臋C(jī)場(chǎng)周界安防解決方案

木牛科技基于 WAYV 雷達(dá)的機(jī)場(chǎng)周界安防解決方案為國(guó)內(nèi)某 4E 機(jī)場(chǎng)帶來(lái)了顯著的安全提升。該方案利用 WAYV 安防雷達(dá)可監(jiān)控廣闊場(chǎng)景內(nèi)多個(gè)目標(biāo)的特性，精確測(cè)量每個(gè)目標(biāo)的距離、方位和速度等位置信息。雷達(dá)能夠自主引導(dǎo) PTZ（Pan/Tilt/Zoom）攝像頭，當(dāng)雷達(dá)檢測(cè)到入侵目標(biāo)后，會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)攝像頭對(duì)準(zhǔn)、放大并跟蹤入侵者，實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵目標(biāo)的連續(xù)、清晰抓拍分析。通過(guò)多臺(tái)雷達(dá)組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)場(chǎng)周界和部分關(guān)鍵區(qū)域的無(wú)死角覆蓋。

系統(tǒng)構(gòu)建與功能實(shí)現(xiàn)

在實(shí)際構(gòu)建機(jī)場(chǎng)防入侵檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，雷達(dá)傳感器與其他設(shè)備協(xié)同工作。雷達(dá)傳感器負(fù)責(zé)對(duì)入侵目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和跟蹤，將獲取的目標(biāo)信息傳輸給后端控制系統(tǒng)�？刂葡到y(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法，判斷目標(biāo)是否為入侵行為。一旦確認(rèn)入侵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，并聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備，如調(diào)動(dòng)攝像頭進(jìn)行復(fù)核，對(duì)入侵現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄像記錄等。例如，管理人員可以通過(guò)可視化監(jiān)控軟件，實(shí)時(shí)查看入侵目標(biāo)的位置、行動(dòng)速度和軌跡信息。同時(shí)，系統(tǒng)還支持與第三方 VMS 視頻監(jiān)控軟件或者其他入侵報(bào)警系統(tǒng)集成，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的功能性和兼容性。管理人員可以根據(jù)機(jī)場(chǎng)不同區(qū)域的敏感度，自由劃定防區(qū)并設(shè)置不同的報(bào)警等級(jí)。如將周界外圍區(qū)域設(shè)為監(jiān)控區(qū)，在此區(qū)域雷達(dá)只調(diào)動(dòng)攝像頭復(fù)核，不進(jìn)行報(bào)警；周界外緊鄰圍欄的特定區(qū)域設(shè)為預(yù)警區(qū)，雷達(dá)檢測(cè)到目標(biāo)后自動(dòng)調(diào)動(dòng)攝像頭并觸發(fā)報(bào)警；周界線及其空側(cè)內(nèi)場(chǎng)區(qū)域設(shè)為報(bào)警出景區(qū)，一旦檢測(cè)到入侵立即發(fā)出緊急報(bào)警。通過(guò)這種多層次的防護(hù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)場(chǎng)圍界區(qū)域的高效、精準(zhǔn)防護(hù)。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技的不斷進(jìn)步，雷達(dá)傳感器在機(jī)場(chǎng)防入侵檢測(cè)領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)更多發(fā)展機(jī)遇。一方面，雷達(dá)傳感器的性能將不斷提升，探測(cè)精度、距離和可靠性將進(jìn)一步提高。例如，新型雷達(dá)技術(shù)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)更小目標(biāo)的檢測(cè)，以及在更復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定工作。另一方面，雷達(dá)傳感器與其他先進(jìn)技術(shù)，如人工智能、大數(shù)據(jù)的融合將更加緊密。人工智能算法可以對(duì)雷達(dá)獲取的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，進(jìn)一步提高目標(biāo)識(shí)別的準(zhǔn)確性和效率，自動(dòng)區(qū)分鳥類、動(dòng)物等自然活動(dòng)與真正的入侵行為。大數(shù)據(jù)技術(shù)則可以對(duì)歷史入侵?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘潛在的入侵模式和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為機(jī)場(chǎng)安全管理提供更有針對(duì)性的決策支持。此外，雷達(dá)傳感器系統(tǒng)的小型化、集成化發(fā)展，也將使其在機(jī)場(chǎng)部署更加便捷，成本進(jìn)一步降低，從而推動(dòng)其在更多機(jī)場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，為全球機(jī)場(chǎng)安全防護(hù)水平的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。