基于人臉識(shí)別的人員入井唯一性檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張立剛 李誠(chéng)誠(chéng)

摘要：煤礦井口人員入井唯一性檢測(cè)系統(tǒng)是在煤礦人員定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，借助井下人員定位識(shí)別卡檢測(cè)功能，利用人臉識(shí)別的生物特征識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員身份的檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)煤礦入井人員唯一性監(jiān)測(cè)。為礦山企業(yè)工作人員進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的身份識(shí)別，從根本上解決了代替刷卡和漏刷卡等問題。

關(guān)鍵詞： 煤礦;人員入井; 唯一性檢測(cè); 人臉識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）17-0186-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

2016年國(guó)家安監(jiān)總局頒發(fā)了新的煤礦安全規(guī)程，其中對(duì)礦用人員定位系統(tǒng)增加了新的要求，既增加了煤礦入井人員的唯一性識(shí)別要求，杜絕人卡不匹配等問題，同時(shí)也對(duì)煤礦真實(shí)考勤提出了考查要求。

傳統(tǒng)的煤礦人員入井考勤系統(tǒng)包含有人員定位系統(tǒng)、礦燈考勤系統(tǒng)、井口虹膜考勤系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)在正常情況下都可記錄人員入井情況，并提供統(tǒng)計(jì)查詢功能。但都不能解決人員代替刷卡和捎帶卡的問題。隨著人臉圖像識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識(shí)別的速度和準(zhǔn)確度已經(jīng)非常完善，本文通過人臉識(shí)別技術(shù)和人員定位系統(tǒng)結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)了人員入井唯一性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從根本上解決了代替刷卡和漏刷卡等問題。

1 系統(tǒng)概述

礦井人員入井唯一性檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)我國(guó)煤礦的現(xiàn)狀，采用先進(jìn)的人臉識(shí)別技術(shù)，將人臉特征識(shí)別技術(shù)、RFID無線射頻技術(shù)、視頻分析技術(shù)、并融合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行提取和整合，解決以往人員考勤系統(tǒng)只認(rèn)卡不認(rèn)人的考勤問題，通過人臉特征識(shí)別庫(kù)和與人員定位系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，保證入井人員的人卡一致、一人一卡，當(dāng)井下遇到突發(fā)事故，礦井可準(zhǔn)確地獲取井下人員信息情況，幫助救援人員進(jìn)行正確的救援判斷。同時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口，實(shí)現(xiàn)如三違人員未學(xué)習(xí)通過或其他情況明確禁止下井的人員，系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行判斷提醒，阻止下井，從而加強(qiáng)了監(jiān)督礦井生產(chǎn)管理過程，減少井下風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生，是提高礦井生產(chǎn)管理水平的必要手段。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要由終端計(jì)算機(jī)、顯示模塊、人員唯一性自動(dòng)檢測(cè)門（以下簡(jiǎn)稱“檢測(cè)門”）、進(jìn)門檢測(cè)模塊、人員識(shí)別模塊、人像識(shí)別比對(duì)儀（由攝像儀及軟件組成，以下簡(jiǎn)稱“攝像儀”）、礦用通信電纜等設(shè)備組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

3 工作原理

人員識(shí)別模塊主要實(shí)現(xiàn)檢測(cè)每個(gè)礦工身上攜帶的識(shí)別卡，如果是壞卡或者未帶卡，則不傳送卡號(hào)至上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件界面顯示，可以提示礦工未帶卡或者識(shí)別卡已損壞;如果只帶一張卡，則顯示相應(yīng)卡號(hào)信息;如果是多帶卡，則通過檢測(cè)結(jié)果觸發(fā)聲光報(bào)警控制模塊進(jìn)行報(bào)警提示。人像比對(duì)儀將采集到的人像信息與人像數(shù)據(jù)庫(kù)人像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)調(diào)取對(duì)應(yīng)注冊(cè)卡號(hào)與人員識(shí)別模塊檢測(cè)到的卡號(hào)是否一致，并語音提示成功或失敗。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在入井口安裝閘機(jī)和檢測(cè)門等裝置，保證人員有效快速入井，管理服務(wù)器就近安裝在井口附近房間內(nèi)，大屏幕顯示器安裝在入井通道內(nèi)，音箱安裝在井口入井等候大廳內(nèi)。

出入礦井的人員經(jīng)過人員定位基站時(shí)，基站會(huì)讀取到人員信息并經(jīng)過人員定位系統(tǒng)判斷是否為入井人員，唯一性檢測(cè)系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)與人員定位系統(tǒng)主機(jī)通訊，將讀取到的入井人員信息傳遞給人臉閘機(jī)控制軟件，人臉識(shí)別成功后，若判斷當(dāng)前人員為待入井人員時(shí)閘機(jī)自動(dòng)開放，若判斷人員短時(shí)間內(nèi)曾入過井或輸入升井人員狀態(tài)，則閘機(jī)拒絕打開，同時(shí)廣播喊話報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)記錄違章情況，并自動(dòng)錄入待確認(rèn)信息內(nèi)，若經(jīng)員工領(lǐng)導(dǎo)確認(rèn)，確實(shí)安排升井取物，則恢復(fù)為合法狀態(tài)，若無相關(guān)證明，則確認(rèn)在違章信息內(nèi)。

自動(dòng)生成有效考勤報(bào)表，原則如下：

5.1人員信息管理

人員信息管理模塊是對(duì)人員信息、人臉信息、人員工號(hào)信息等資料的管理，包括部門定義，添加、編輯、刪除人員，人員離職，人員調(diào)動(dòng)，人臉錄入，人員工號(hào)登記等相關(guān)操作。

人員信息錄入：人員信息錄入可通過輸入或?qū)雰煞N方式，輸入方式適合小部分人員添加或修改，手動(dòng)按照系統(tǒng)要求進(jìn)行填寫錄入。導(dǎo)入方式適合系統(tǒng)進(jìn)行初始化或大批量增加人員信息，按照系統(tǒng)提供的EXECL報(bào)表的規(guī)定格式填寫，導(dǎo)入系統(tǒng)。也可用于系統(tǒng)人員信息備份和還原。

人臉特征信息錄入：人臉照片錄入有三種方式，1、從人員定位系統(tǒng)中批量導(dǎo)入人員照片信息;2、從照片文件中選取;3、通過人臉識(shí)別攝像儀在系統(tǒng)中注冊(cè)。三種方式可根據(jù)系統(tǒng)情況結(jié)合使用，首次初始化，可從人員定位批量導(dǎo)入，結(jié)合導(dǎo)入情況，對(duì)不符合人臉識(shí)別要求的照片進(jìn)行特殊標(biāo)注，進(jìn)行照片注冊(cè)或系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)注冊(cè)方式。

人員工號(hào)登記：唯一性檢測(cè)系統(tǒng)需要結(jié)合人員定位系統(tǒng)中定位卡信息，來判斷唯一性與否，兩個(gè)系統(tǒng)中人員信息，通過人員工號(hào)進(jìn)行唯一對(duì)應(yīng)。

5.2唯一性識(shí)別功能

包含兩個(gè)部分，首先由煤礦人員定位系統(tǒng)識(shí)別待入井人員，入井唯一性檢測(cè)判斷該員工是否在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行過出入井，提供有效名單給人臉閘機(jī)控制系統(tǒng)，其次在礦井人員下井等候大廳口或提升罐籠前安裝唯一性檢測(cè)門裝置，它包含人臉識(shí)別相機(jī)、動(dòng)態(tài)反饋人臉信息顯示屏、屏蔽式定位卡采集分站，當(dāng)人員進(jìn)入檢測(cè)門，攝像儀捕捉到人臉，系統(tǒng)按照程序提示用戶進(jìn)行下一步正確操作，保證人員快速準(zhǔn)確的通過。

5.3人卡綁定功能

人卡綁定單元是人臉識(shí)別子系統(tǒng)和RFID井下跟蹤定位子系統(tǒng)的結(jié)合點(diǎn)，主要完成人、卡隨機(jī)綁定和解除。提前將卡的信息和人的人臉信息進(jìn)行綁定。提供綁定，修改等功能。

5.4大屏幕顯示功能

現(xiàn)場(chǎng)入井口安裝大屏幕顯示器，顯示入井人員信息，報(bào)警信息等內(nèi)容。

5.5報(bào)警提示

設(shè)備安裝有聲光報(bào)警器，對(duì)非法進(jìn)入的行為進(jìn)行包含區(qū)隊(duì)、人名、違規(guī)類別的報(bào)警。

6 結(jié)語

基于人臉識(shí)別的礦井人員唯一性檢測(cè)系統(tǒng)通過人臉識(shí)別生物特征識(shí)別技術(shù)和人員定位系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行綜合比對(duì)，判斷入井人員是否不帶卡、攜帶壞卡、捎帶卡、替代卡等行為，具有較高的識(shí)別率和快速的識(shí)別速度。目前此系統(tǒng)已經(jīng)在永煤集團(tuán)城郊煤礦得到了良好的應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，保證了入井人員信息都是真實(shí)性、準(zhǔn)確性。

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