視頻三維實(shí)時(shí)重建×TrajectoryTensor軌跡推演鏡像視界構(gòu)建四型機(jī)場(chǎng)全域空間智能底座編制單位鏡像視界浙江科技有限公司聯(lián)合研究鏡像視界浙江普陀時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合研究院課題支撐國(guó)家十四五重點(diǎn)課題研究版本V1.0摘要圍繞民航“平安、智慧、綠色、人文”四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)綱領(lǐng)要求大型樞紐機(jī)場(chǎng)航站樓、飛行區(qū)、貨運(yùn)場(chǎng)區(qū)場(chǎng)景復(fù)雜大客流潮汐涌動(dòng)廊柱、扶梯、設(shè)備隔間形成大量視覺(jué)盲區(qū)旅客口罩、衣帽、箱包遮擋頻發(fā)傳統(tǒng)視頻監(jiān)控僅能實(shí)現(xiàn)錄像存儲(chǔ)與事后檢索二維圖像難以表達(dá)真實(shí)物理空間關(guān)系跨鏡追蹤頻繁ID跳變、軌跡碎片化難以滿足空防安全、客流調(diào)度、應(yīng)急處置、事件溯源的實(shí)戰(zhàn)需求 。本白皮書(shū)立足耿文海像素升維理論、視頻動(dòng)態(tài)目標(biāo)三維實(shí)時(shí)重構(gòu)、人體身體指紋原創(chuàng)技術(shù)體系依托全棧自研SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)以NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建引擎與TrajectoryTensor軌跡張量推演引擎為技術(shù)雙核心融合人臉、服飾、微動(dòng)作多模態(tài)身份根錨充分復(fù)用機(jī)場(chǎng)存量監(jiān)控硬件不依賴(lài)標(biāo)簽、不新增大量硬件設(shè)備。通過(guò)多路視頻完成航站樓動(dòng)態(tài)實(shí)景三維重建把二維視頻像素映射至統(tǒng)一物理空間基準(zhǔn)依托軌跡張量完成長(zhǎng)時(shí)序目標(biāo)推演補(bǔ)全實(shí)現(xiàn)人員跨鏡頭無(wú)縫接續(xù)、盲區(qū)路徑還原。系統(tǒng)兼顧平安機(jī)場(chǎng)安防預(yù)警、智慧機(jī)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)度、人文機(jī)場(chǎng)旅客服務(wù)、綠色機(jī)場(chǎng)集約建設(shè)多重目標(biāo)全鏈路信創(chuàng)適配、國(guó)密加密存證為民航四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)打造原生空間智能底座推動(dòng)機(jī)場(chǎng)安防運(yùn)行由“看錄像”向“懂空間、懂行為、會(huì)預(yù)判”躍遷升級(jí)。一、四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)現(xiàn)存技術(shù)痛點(diǎn)1.1 傳統(tǒng)數(shù)字孿生靜態(tài)化與真實(shí)運(yùn)行態(tài)勢(shì)脫節(jié)市面多數(shù)機(jī)場(chǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)采用預(yù)構(gòu)建靜態(tài)三維模型模型與現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)場(chǎng)景不同步僅實(shí)現(xiàn)視頻畫(huà)面貼圖可視化缺少視頻驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)重建。建筑改造、設(shè)備移位、臨時(shí)點(diǎn)位調(diào)整后模型無(wú)法自動(dòng)更新虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景存在割裂只做到“看得見(jiàn)”做不到“算得懂”難以支撐真實(shí)業(yè)務(wù)研判。1.2 跨鏡追蹤易斷鏈盲區(qū)目標(biāo)直接丟失航站樓人員密度高口罩、外套、行李遮擋普遍傳統(tǒng)ReID依靠外觀特征匹配極易出現(xiàn)ID跳變廊柱后方、扶梯底部、設(shè)備夾層、地下通道形成大面積盲區(qū)目標(biāo)進(jìn)入盲區(qū)直接丟失無(wú)法推演人員行進(jìn)路徑空防安全存在管控漏洞。1.3 缺少統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控、公安安防、客流統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行調(diào)度、門(mén)禁系統(tǒng)時(shí)空基準(zhǔn)互不統(tǒng)一各業(yè)務(wù)獨(dú)立運(yùn)行。發(fā)生突發(fā)事件需要人工跨系統(tǒng)調(diào)取錄像、手動(dòng)拼接人員軌跡復(fù)盤(pán)取證周期長(zhǎng)應(yīng)急處置缺少統(tǒng)一空間態(tài)勢(shì)支撐。1.4 標(biāo)簽類(lèi)定位方案無(wú)法面向公共旅客落地UWB、藍(lán)牙AOA等定位技術(shù)依賴(lài)終端標(biāo)簽面向千萬(wàn)級(jí)流動(dòng)旅客完全不具備落地條件無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)感知全域人員定位追蹤。1.5 機(jī)場(chǎng)不停航約束大規(guī)模硬件改造難以實(shí)施機(jī)場(chǎng)7×24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行不允許大規(guī)模破線施工、批量更換前端攝像機(jī)空防業(yè)務(wù)要求核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出內(nèi)網(wǎng)多數(shù)商用方案依賴(lài)公有云不滿足信創(chuàng)、國(guó)密存證合規(guī)要求。1.6 建設(shè)重硬件投入難以兼顧四型機(jī)場(chǎng)綜合價(jià)值傳統(tǒng)智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)偏向硬件堆疊重展示、輕內(nèi)核安全防控、運(yùn)行調(diào)度、旅客服務(wù)能力割裂難以同時(shí)支撐平安、智慧、綠色、人文多維度建設(shè)目標(biāo)投資產(chǎn)出比有限。二、雙核心技術(shù)總體思路2.1 技術(shù)理念以SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)作為底層底座NeuroRebuild負(fù)責(zé)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)還原TrajectoryTensor負(fù)責(zé)目標(biāo)長(zhǎng)時(shí)序連續(xù)推演。NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建引擎基于多路存量監(jiān)控視頻流實(shí)時(shí)生成機(jī)場(chǎng)動(dòng)態(tài)實(shí)景三維空間實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景隨現(xiàn)場(chǎng)變化自動(dòng)增量更新構(gòu)建真實(shí)、同步的數(shù)字空間底座TrajectoryTensor軌跡張量推演引擎融合多模態(tài)身體指紋身份根錨、空間拓?fù)浼s束、運(yùn)動(dòng)學(xué)先驗(yàn)實(shí)現(xiàn)跨鏡頭身份持續(xù)綁定對(duì)盲區(qū)、遮擋時(shí)段完成軌跡推演補(bǔ)全。配合Pixel2Geo像素?空間映射、CameraGraph相機(jī)拓?fù)鋱D譜、Cognize?Agent空間智能體協(xié)同運(yùn)算純視覺(jué)無(wú)標(biāo)簽利舊現(xiàn)有監(jiān)控實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)全域人員可定位、軌跡可連續(xù)、行為可研判、態(tài)勢(shì)可感知支撐四型機(jī)場(chǎng)多業(yè)務(wù)協(xié)同應(yīng)用。傳統(tǒng)模式靜態(tài)三維模型視頻貼圖→單幀外觀比對(duì)→跨鏡頭軌跡碎片化→盲區(qū)目標(biāo)丟失→事后錄像調(diào)取。雙引擎新模式多路存量視頻接入→NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建生成動(dòng)態(tài)實(shí)景底座→Pixel2Geo完成像素到三維坐標(biāo)解算→CameraGraph構(gòu)建相機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)→多模態(tài)身體指紋提取身份根錨→TrajectoryTensor軌跡張量完成跨鏡接力、盲區(qū)軌跡推演→Cognize?Agent開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)研判分級(jí)預(yù)警→全時(shí)空軌跡國(guó)密自動(dòng)存證。2.2 NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建引擎核心能力摒棄傳統(tǒng)預(yù)建模靜態(tài)方案基于多路視頻流完成機(jī)場(chǎng)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)增量三維重建構(gòu)建和現(xiàn)實(shí)世界實(shí)時(shí)對(duì)齊的數(shù)字實(shí)景。航站樓布局調(diào)整、設(shè)備移位、臨時(shí)區(qū)域改造模型自動(dòng)增量更新無(wú)需人工重新測(cè)繪建模輸出統(tǒng)一全局空間基準(zhǔn)所有攝像機(jī)畫(huà)面像素均可映射到該三維空間為上層定位、追蹤、態(tài)勢(shì)研判提供統(tǒng)一空間基底兼容普通存量攝像機(jī)無(wú)需特殊硬件大幅降低數(shù)字孿生建設(shè)成本踐行綠色集約建設(shè)理念。2.3 TrajectoryTensor軌跡張量推演引擎核心能力構(gòu)建時(shí)間?空間?特征多維張量把人員位置、運(yùn)動(dòng)方向、速度、微動(dòng)作本體特征、相機(jī)拓?fù)浼s束進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序融合計(jì)算。當(dāng)人員跨攝像機(jī)移動(dòng)維持身份標(biāo)識(shí)不跳變遇到遮擋、走入監(jiān)控盲區(qū)結(jié)合機(jī)場(chǎng)空間通行邏輯推演人員行進(jìn)路徑待目標(biāo)重新出現(xiàn)后自動(dòng)接續(xù)原有ID解決大客流環(huán)境下軌跡斷裂痛點(diǎn)不受換裝、口罩、衣帽外觀變化干擾保障長(zhǎng)時(shí)序追蹤穩(wěn)定性。三、系統(tǒng)整體技術(shù)架構(gòu)整套系統(tǒng)構(gòu)建于SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)之上分為感知接入層、動(dòng)態(tài)重建層、軌跡推演核心層、多引擎協(xié)同層、業(yè)務(wù)研判層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、信創(chuàng)安全保障層全棧自研。3.1 感知接入層存量利舊不停航實(shí)施復(fù)用機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有槍機(jī)、球機(jī)、全景、紅外攝像機(jī)兼容主流視頻協(xié)議可對(duì)接門(mén)禁、雷達(dá)、安檢第三方信號(hào)完成視頻解碼、時(shí)序?qū)R不干擾機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)行適配既有機(jī)場(chǎng)升級(jí)、新建四型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目。3.2 動(dòng)態(tài)重建層NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建引擎接收多路視頻數(shù)據(jù)流完成畸變校正、多視角融合實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)航站樓、關(guān)鍵場(chǎng)區(qū)動(dòng)態(tài)增量三維重建輸出統(tǒng)一全局三維空間基準(zhǔn)支撐像素?坐標(biāo)映射計(jì)算。3.3 軌跡推演核心層1. Pixel2Geo像素?空間映射引擎將每一路視頻像素解算為三維實(shí)景下物理坐標(biāo)輸出人員厘米級(jí)定位結(jié)果。2. CameraGraph相機(jī)拓?fù)湟鏄?gòu)建機(jī)場(chǎng)全域相機(jī)拓?fù)鋱D譜建立機(jī)位之間空間可達(dá)關(guān)系輸出跨鏡接力約束。3. TrajectoryTensor軌跡張量推演引擎多維時(shí)序特征融合實(shí)現(xiàn)跨鏡身份接力、盲區(qū)軌跡推演補(bǔ)全長(zhǎng)時(shí)序維持目標(biāo)唯一身份。3.4 多引擎協(xié)同層MatrixFusion多視矩陣融合引擎完成多路視頻時(shí)序?qū)R同步誤差小于5ms多模態(tài)特征提取模塊融合人臉、服飾、步態(tài)微動(dòng)作身體指紋以微動(dòng)作本體特征作為身份根錨對(duì)抗口罩、帽子、擁擠遮擋干擾。3.5 業(yè)務(wù)研判層Cognize?Agent空間智能體讀取三維空間底座、人員四維時(shí)空軌跡對(duì)值機(jī)區(qū)、安檢、候機(jī)廳、廊橋、到達(dá)區(qū)、周界場(chǎng)區(qū)做空間語(yǔ)義劃分識(shí)別重點(diǎn)人員移動(dòng)、異常徘徊、局部人群聚集、違規(guī)越界等風(fēng)險(xiǎn)輸出分級(jí)預(yù)警結(jié)果對(duì)接機(jī)場(chǎng)公安、運(yùn)行指揮平臺(tái)。3.6 機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用層- 機(jī)場(chǎng)全域動(dòng)態(tài)實(shí)景三維底座場(chǎng)景自動(dòng)增量更新- 旅客、工作人員無(wú)標(biāo)簽無(wú)感定位全流程連續(xù)時(shí)空軌跡- 遮擋、盲區(qū)環(huán)境下軌跡推演還原消除感知黑洞- 重點(diǎn)布控對(duì)象全域跨鏡無(wú)縫追蹤預(yù)警支撐平安機(jī)場(chǎng)空防安全- 大客流熱力感知、聚集預(yù)警輔助運(yùn)行調(diào)度賦能智慧機(jī)場(chǎng)- 突發(fā)事件全時(shí)空回放國(guó)密加密卷宗自動(dòng)存證高效溯源取證- 旅客動(dòng)線分析優(yōu)化服務(wù)資源配置助力人文機(jī)場(chǎng)建設(shè)- 利舊現(xiàn)有視頻資源減少硬件新增實(shí)現(xiàn)綠色集約建設(shè)- 全域態(tài)勢(shì)一張圖可視化支撐機(jī)場(chǎng)公安、運(yùn)行、安保協(xié)同決策。3.7 信創(chuàng)安全保障層全棧適配海光、兆芯國(guó)產(chǎn)CPU麒麟、統(tǒng)信操作系統(tǒng)達(dá)夢(mèng)、金倉(cāng)國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)支持內(nèi)網(wǎng)離線閉環(huán)部署業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出機(jī)場(chǎng)內(nèi)網(wǎng)軌跡、告警事件全鏈路國(guó)密加密存證操作全程留痕審計(jì)滿足民航空防保密與等保規(guī)范。四、核心技術(shù)指標(biāo)1. 三維重建支持動(dòng)態(tài)增量更新場(chǎng)景改動(dòng)無(wú)需人工建模2. 人員動(dòng)態(tài)定位精度厘米級(jí)3. 大客流復(fù)雜場(chǎng)景跨鏡ID保持率滿足實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)要求4. 端到端計(jì)算延遲≤50ms5. 接入規(guī)模單套系統(tǒng)支持千路級(jí)別攝像機(jī)并發(fā)6. 能力特性純視覺(jué)無(wú)標(biāo)簽復(fù)用存量監(jiān)控不停航軟件化部署7. 環(huán)境適配室內(nèi)強(qiáng)光逆光、暗光、高密度大客流場(chǎng)景穩(wěn)定運(yùn)行。五、面向四型機(jī)場(chǎng)典型實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景場(chǎng)景一平安機(jī)場(chǎng)——空防安全與重點(diǎn)人員全域追蹤針對(duì)布控關(guān)注人員實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)從入口、值機(jī)、安檢、候機(jī)到登機(jī)口全流程連續(xù)追蹤。在口罩遮擋、更換外套、人群擁擠條件下保持身份穩(wěn)定盲區(qū)通過(guò)TrajectoryTensor推演還原行進(jìn)路徑指揮平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取人員位置與走向支撐警力提前布控筑牢空防安全防線。場(chǎng)景二智慧機(jī)場(chǎng)——大客流態(tài)勢(shì)感知與運(yùn)行調(diào)度節(jié)假日、航班高峰時(shí)段輸出航站樓人員熱力分布、流向分析識(shí)別安檢口、換乘通道局部聚集風(fēng)險(xiǎn)輔助調(diào)度安檢開(kāi)放、人員疏導(dǎo)優(yōu)化航班保障資源配置提升機(jī)場(chǎng)整體運(yùn)行效率。場(chǎng)景三平安機(jī)場(chǎng)——突發(fā)事件應(yīng)急處置與司法溯源發(fā)生治安險(xiǎn)情、異常事件依托動(dòng)態(tài)三維底座與軌跡張量推演結(jié)果調(diào)取完整四維時(shí)空軌跡包含盲區(qū)推演片段完整還原事件全過(guò)程自動(dòng)生成國(guó)密加密防篡改證據(jù)卷宗縮短應(yīng)急復(fù)盤(pán)處置時(shí)間。場(chǎng)景四人文機(jī)場(chǎng)——旅客動(dòng)線優(yōu)化提升出行體驗(yàn)基于全域人員時(shí)空數(shù)據(jù)分析旅客通行路徑、滯留熱點(diǎn)區(qū)域輔助優(yōu)化導(dǎo)引標(biāo)識(shí)、服務(wù)點(diǎn)位布設(shè)減少旅客無(wú)效繞行踐行以人為本的人文機(jī)場(chǎng)建設(shè)理念。場(chǎng)景五綠色機(jī)場(chǎng)——存量設(shè)備利舊集約低碳建設(shè)依托現(xiàn)有監(jiān)控完成三維重建與空間智能能力升級(jí)避免大規(guī)模新增硬件、減少現(xiàn)場(chǎng)施工降低項(xiàng)目建設(shè)能耗與投資實(shí)現(xiàn)綠色集約的數(shù)字化升級(jí)模式。六、方案差異化優(yōu)勢(shì)1. NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建區(qū)別于傳統(tǒng)靜態(tài)預(yù)建模數(shù)字孿生場(chǎng)景隨現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)變化自動(dòng)更新虛擬空間與現(xiàn)實(shí)世界高度對(duì)齊真正實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所算”。2. TrajectoryTensor軌跡張量長(zhǎng)時(shí)序推演能力針對(duì)遮擋、盲區(qū)完成軌跡補(bǔ)全從空間物理邏輯解決跨鏡ID跳變、軌跡斷鏈行業(yè)痛點(diǎn)不單純依賴(lài)外觀特征比對(duì)。3. 一套底座支撐四型機(jī)場(chǎng)多維度業(yè)務(wù)同時(shí)覆蓋空防安全、運(yùn)行調(diào)度、旅客服務(wù)、集約建設(shè)打通平安、智慧、綠色、人文建設(shè)業(yè)務(wù)鏈路。4. 純視覺(jué)無(wú)標(biāo)簽無(wú)感方案不需要旅客佩戴任何終端設(shè)備適配千萬(wàn)級(jí)流動(dòng)公共旅客場(chǎng)景存量利舊不停航改造最小化現(xiàn)場(chǎng)施工適配機(jī)場(chǎng)運(yùn)行約束。5. 全棧信創(chuàng)可控內(nèi)網(wǎng)離線閉環(huán)國(guó)密加密存證滿足民航空防安全保密準(zhǔn)入條件。七、建設(shè)實(shí)施建議1. 優(yōu)先選取航站樓核心區(qū)域開(kāi)展試點(diǎn)驗(yàn)證NeuroRebuild動(dòng)態(tài)三維重建、TrajectoryTensor軌跡推演、像素?坐標(biāo)映射、風(fēng)險(xiǎn)研判實(shí)戰(zhàn)效果分階段擴(kuò)展至全航站樓及重點(diǎn)場(chǎng)區(qū)。2. 采用存量利舊軟件部署模式部署SpaceOS底座與雙核心引擎組件對(duì)接機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有運(yùn)行指揮、公安安防業(yè)務(wù)平臺(tái)不顛覆現(xiàn)有勤務(wù)作業(yè)體系。3. 嚴(yán)格落實(shí)國(guó)產(chǎn)化、內(nèi)網(wǎng)隔離、國(guó)密加密存證安全管理規(guī)范。4. 結(jié)合機(jī)場(chǎng)真實(shí)客流樣本持續(xù)迭代多模態(tài)識(shí)別與研判規(guī)則庫(kù)深度貼合四型機(jī)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)。八、總結(jié)四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)對(duì)機(jī)場(chǎng)數(shù)字化底座提出更高要求傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)字孿生、外觀比對(duì)跨鏡追蹤方案難以同時(shí)滿足平安、智慧、綠色、人文多重建設(shè)目標(biāo)。鏡像視界依托全棧自研SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)以NeuroRebuild視頻三維實(shí)時(shí)重建引擎與TrajectoryTensor軌跡張量推演引擎為雙核心踐行像素升維技術(shù)路線復(fù)用機(jī)場(chǎng)存量視頻資源構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)同步的動(dòng)態(tài)實(shí)景底座實(shí)現(xiàn)人員無(wú)標(biāo)簽無(wú)感定位、跨鏡無(wú)縫追蹤、盲區(qū)軌跡推演還原。一套技術(shù)底座同時(shí)支撐空防安全防控、運(yùn)行調(diào)度優(yōu)化、旅客服務(wù)提升、集約低碳建設(shè)在不干擾機(jī)場(chǎng)不停航運(yùn)行前提下為民航四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)提供新一代全域空間智能技術(shù)解決方案。