客戶應用
航空旅客量節節攀升使得機場在各方面的管理工作日益繁複,如何解決持續增加的營運挑戰已然成為全球機場的共同課題。除此之外,這些擔負國內外空中交通樞紐之責的機場,也苦於因濃霧或下雨等不良氣候條件,所造成的停機坪及飛機跑道能見度不佳,進而導致航班延遲或取消。
為解決能見度挑戰,中國境內一座每年運客量五千萬人次以上的重要機場佈署了戶外增強型影像監控系統(EVS),為控制塔台視線死角增加攝影機數量,為塔台管制員提供超過180°的機場全景畫面;此系統也能放大顯示特定物體以利追蹤,且可識別飛機於監視畫面旁顯示對應的航班資訊。
這套EVS系統在十二個塔台管制員視線死角上各設4至8台攝影機,能同時產生近百條獨立的影像串流。這些攝影機所提供的影片拼接在電視牆上形成廣角畫面,可使機場管制員清晰地掌握機場全局,以減少人工現場巡視查驗的需求。
該機場的智慧EVS系統是以凌華科技AVA-5500邊緣運算平台為核心,時時刻刻攝影監視涵蓋視線死角的戶外現場,為每套監控系統連接的多組影像進行人工智慧(AI)分析處理後,再將分析結果回傳至塔台伺服器。
EVS系統為機場提供即時且直覺的監控,改善夜間及惡劣氣候的能見度,大幅增加機場的安全運作。內建AI演算法能自動偵測飛機跑道及停機坪上的異物,有助於提升機場營運效率,從而降低人事及相關勞務成本。
挑戰
由於機場的戶外應用環境及特殊營運要求,EVS系統必須能夠應付許多複雜的挑戰,包括:
▍需要較高解析度品質及大量影像串流,以提供清晰影像及充份覆蓋
▍需要在嚴苛環境條件下以超高可靠度執行邊緣運算
▍需要更先進的可遠距遙控的即時AI分析技術,以達成更智慧的空中交通管制和安全影像監控
品質更好的影像
機場一般而言包含廣大的周邊開放空間、大規模的設施和容易出現管控視線死角的建築區域。而諸如下雨、下雪和濃霧等不良氣候條件也會使得能見度降低。
EVS系統在視線死角佈署攝影機,並且結合來自不同角度的視像,拼接生成機場的全景畫面。坐在塔台中的管制員能透過直覺且易用的介面,將跑道、滑行道和停機坪一覽無遺。
但不同的照明條件和機場各角落於一天中的光線變化,可能在影像中產生斷點。為達成無縫的高品質影像呈現,EVS系統特別採用先進影像處理軟體,也因此使得強大的GPU圖形加速運算成為EVS 系統的首要條件。
適合戶外應用的強固型邊緣運算平伺服器
此機場EVS系統將邊緣運算伺服器安裝於防水的機箱中佈署於戶外,處理以往由後端室內伺服器負責的影像處理和物件追蹤的任務。使用AVA-5500主機處理邊緣資料可減輕後端工作站負擔,降低網路頻寬要求,從而節省用於資料處理和傳輸的花費,同時提升效率和即時性能。
但邊緣運算伺服器必須能在機場中嚴苛的戶外環境下運作,包括極端溫度和震動。AVA-5500採用無風扇設計可適應各種操作溫度,為MXM顯示卡配備整合式冷卻解決方案,且以強固耐震的連接器提供戶外邊緣運算伺服器所需要的可靠度,承受嚴苛環境並維持全年全時無休運轉。
人工智慧影像監控的需求
為避免飛機碰撞和安全威脅,空中交通管制員必須密切監控機場範圍內的所有活動。然而人力畢竟無法永遠保持警戒,人眼也可能錯過不夠醒目的危險徵象──例如跑道或滑行道上可能造成飛機引擎嚴重損害的微小異物。
為彌補人工監控的不足,新一代影像監控系統結合尖端科技AI技術,增加例如異物自動偵測、即時示警和警報觸發等智慧功能。AI技術的實施需要以強大的CPU和GPU能力來滿足先進影像分析的要求。
凌華科技解決方案
這套EVS系統中採用的凌華AVA-5500平台,內建NVIDIA Quadro®嵌入式GPU MXM 模組,且通過EN50155認證,充分展現凌華在AI、IoT和邊緣運算技術上的卓越專業知識。AVA-5500以堅實強固的無風扇設計提供強大的CPU/GPU處理能力,同時確保可靠度,因此特別適合戶外影像分析的邊緣運算應用,尤其是機場和鐵路等運輸領域。
嵌入式GPU影像分析平台
傳統影像監控架構的伺服器是使用外插式擴充顯示卡來解決影像處理要求,但PCIe顯示卡的連接器設計在嚴苛環境下無法長期使用。AVA-5500的MXM顯示卡模組採用螺絲及導熱墊片固定,能提供長期可靠的持續運作。
凌華 AVA-5500採用第七代Intel® Core™ i7 處理器(原為Kaby Lake)及NVIDIA Quadro GPU MXM 模組,是目前市面上唯一採用嵌入式GPU的無扇人工智慧邊緣運算平台。憑藉與NVIDIA在GPU技術上的合作,凌華採用NIVIDIA GPU的產品不僅使用壽命長,且保障至少五年的服務與支援。
專為戶外極端環境打造的強固設計
凌華AVA-5500是專為運輸應用所設計的邊緣運算伺服器,其堅固的設計特點包括:
▍無風扇對流冷卻結構可避免因風扇故障而需停機檢修,並可減少灰塵進入的機會
▍嵌入式GPU和採用可固定I/O連接器,有效抵抗衝擊和震動
▍操作溫度範圍廣,可耐受極端氣候(-25°C至70°C)
▍輸入電壓範圍廣(16.6至137.5VDC),搭配堅固的M12連接器
便利安裝的精巧尺寸
凌華AVA-5500具有寬360mm、深204.5mm、高73.6mm的精巧尺寸,實現體積、重量與功耗(SWaP)之間的完美平衡,特別適合需要密集影像處理的戶外應用,並且擁有卓越的性價比。其所佔空間小,方便裝設在航廈大樓外牆上或安裝在空間有限的地點。
優勢
▍卓越性價比:以優秀處理能力成就影像分析及AI應用所需的密集運算
▍強大嵌入式GPU符合高品質影像處理需求,改善機場影像監控的能見度問題
▍於邊緣進行資料處理,減輕後端工作負擔,降低網路頻寬要求,有助於提升應變速度與情況掌握
▍耐用設計,適合涉及極端溫度、衝擊和震動的運輸和極端戶外應用
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