身份識(shí)別技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

周衛(wèi)兵 崔璨肖 飛曾靜

摘 要：身份驗(yàn)證技術(shù)是很成熟的技術(shù)，把這種技術(shù)應(yīng)用在工程設(shè)備中，可以極大地提高設(shè)備操作的安全性，減少安全事故的發(fā)生。本文主要討論身份識(shí)別技術(shù)及在工程機(jī)械中使用的意義。

關(guān)鍵詞：身份識(shí)別；工程機(jī)械；安全性

1.身份識(shí)別技術(shù)概述

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及各方面對于快速有效的自動(dòng)身份驗(yàn)證的迫切要求，生物特征識(shí)別技術(shù)在近幾十年中得到了飛速的發(fā)展。生物特征作為人的一種內(nèi)在屬性，并且具有很強(qiáng)的自身穩(wěn)定性及個(gè)體差異性，生物特征成為了自動(dòng)身份驗(yàn)證的最理想依據(jù)。當(dāng)前的生物特征識(shí)別技術(shù)主要包括有：指紋識(shí)別，視網(wǎng)膜識(shí)別，虹膜識(shí)別，人臉識(shí)別等。特別是最近幾年，智能手機(jī)的普及，身份識(shí)別技術(shù)應(yīng)用更加普及，也比較容易接受。

1.1指紋識(shí)別

指紋識(shí)別作為識(shí)別技術(shù)已經(jīng)有很長的歷史了，有著堅(jiān)實(shí)的市場后盾，指紋識(shí)別技術(shù)通過分析指紋的全局特征和指紋的局部特征，特征點(diǎn)如嵴、谷和終點(diǎn)、分叉點(diǎn)或分歧點(diǎn)。平均每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無二可測量的特征點(diǎn)，每個(gè)特征點(diǎn)都有大約七個(gè)特征，我們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少4900個(gè)獨(dú)立可測量的特征。從指紋中抽取的特征值可以非常的詳盡，可以準(zhǔn)確地確認(rèn)一個(gè)人的身份。

1.2虹膜識(shí)別

虹膜技術(shù)識(shí)別技術(shù)便于用戶使用，無需物理的接觸；當(dāng)前的虹膜識(shí)別系統(tǒng)只是用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行小規(guī)模的試驗(yàn)，而沒有進(jìn)行過現(xiàn)實(shí)世界的唯一性認(rèn)證的試驗(yàn)；而且需要昂貴的攝像頭聚焦，應(yīng)用范圍較小。

1.3視網(wǎng)膜識(shí)別

視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)是一種生物特征識(shí)別技術(shù)，視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)要求激光照射眼球的背面以獲得視網(wǎng)膜特征的唯一性。視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)是一個(gè)最難欺騙的系統(tǒng)，因?yàn)橐暰W(wǎng)膜不可見，所以不會(huì)被偽造。但是視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)需要激光照射眼球的背面，可能會(huì)影響健康且視網(wǎng)膜識(shí)別系統(tǒng)成本較貴。

1.4人臉識(shí)別

國內(nèi)關(guān)于人臉自動(dòng)識(shí)別的研究始于二十世紀(jì)80年代，主要的研究單位有清華大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，中科院計(jì)算所，中科院自動(dòng)化所，復(fù)旦大學(xué)，北京科技大學(xué)等，并都取得了一定的成果。經(jīng)過這么多年的發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)非常成熟。人臉識(shí)別技術(shù)目前應(yīng)用范圍較廣，包括智能手機(jī)的自動(dòng)解鎖、人臉識(shí)別進(jìn)行支付驗(yàn)證、視頻監(jiān)控、公安系統(tǒng)刑偵破案等。

2.工程機(jī)械事故分析

當(dāng)前，我國工程機(jī)械大量吸取了國際上的先進(jìn)設(shè)計(jì)，并在廣泛的市場調(diào)研和技術(shù)論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)市場的實(shí)際情況，采用新材料和新工藝，在主要關(guān)鍵液壓元件和承載材料上引進(jìn)國際化配套，并大量應(yīng)用電比例操縱系統(tǒng)、雙變量液壓系統(tǒng)、有效地提高了工程機(jī)械產(chǎn)品性能和可靠性。但是，由于在作業(yè)中，操作人員不按照安全操作規(guī)程操作使用、對設(shè)備的維修保養(yǎng)不及時(shí)、違章超載作業(yè)、非駕駛?cè)藛T操作和非信號(hào)指揮人員指揮作業(yè)等原因，造成工程機(jī)械事故頻繁發(fā)生，導(dǎo)致人員受傷、財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重者機(jī)毀人亡，給企業(yè)、個(gè)人以及全社會(huì)造成重大影響。工程機(jī)械事故主要包括以下幾類：

2.1非工程設(shè)備駕駛員操作

在很多工程機(jī)械事故中，很多是非駕駛?cè)藛T進(jìn)行操作，由于他們對設(shè)備性能知道甚微，不懂機(jī)器操作，不懂得各類具體情況處理，有的甚至連汽車起重機(jī)自身起重力矩表都看不懂，在盲目超載狀況下作業(yè)，導(dǎo)致事故發(fā)生是其原因之一。

2.2工程設(shè)備基礎(chǔ)不穩(wěn)

像汽車式起重機(jī)流動(dòng)性強(qiáng)，機(jī)動(dòng)靈活，其基礎(chǔ)設(shè)置沒有固定的地點(diǎn)或者行走軌道，基礎(chǔ)設(shè)置靈活、流動(dòng)。因?yàn)槠囀狡鹬貦C(jī)支腿基礎(chǔ)的不穩(wěn)定，時(shí)常導(dǎo)致傾翻事故發(fā)生。常見的錯(cuò)誤基礎(chǔ)有：墊木腐爛；不穩(wěn)固的基坑邊坡；未經(jīng)處理的地下管溝；支腿損壞等。挖掘機(jī)由于基礎(chǔ)不穩(wěn)，導(dǎo)致翻車事故也時(shí)有發(fā)生。

2.3 非信號(hào)指揮人員指揮吊裝

施工現(xiàn)場工程設(shè)備事故不但駕駛?cè)藛T是主要責(zé)任者，信號(hào)指揮人員更是關(guān)鍵。但是很多的施工現(xiàn)場沒有經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)取得特種操作證的信號(hào)指揮工，多數(shù)是只經(jīng)過簡單培訓(xùn)，或者沒有培訓(xùn)就上崗指揮汽車式起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)，裝載機(jī)的裝載作業(yè)，有的甚至連信號(hào)都比劃不準(zhǔn)確，所以很多時(shí)候都在違章指揮或者超載指揮，一旦設(shè)備的保護(hù)裝置失效，后果不堪設(shè)想，這是導(dǎo)致設(shè)備事故發(fā)生原因之一。

2.4 報(bào)廢的工程設(shè)備繼續(xù)使用

在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，目前仍有很多已經(jīng)報(bào)廢的工程機(jī)械再繼續(xù)使用。個(gè)別人員將已經(jīng)報(bào)廢工程設(shè)備整機(jī)買下來，對機(jī)器外觀重新噴漆，經(jīng)過簡單的“梳洗打扮”一番，重新投入市場使用。對內(nèi)部構(gòu)件銹蝕，結(jié)構(gòu)損壞，安全裝置失效，未做任何處理。在使用過程中，缺乏有效的檢測、監(jiān)督環(huán)節(jié)，以低價(jià)承攬工程，往往導(dǎo)致事故發(fā)生，存在較大的安全隱患。

3.身份識(shí)別技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

目前我國工程機(jī)械產(chǎn)品大多采用系統(tǒng)化的控制方式，使用工程機(jī)械控制器控制設(shè)備的動(dòng)作。工程機(jī)械控制器是一種可靠性更高的PLC控制器，能夠適應(yīng)戶外惡劣的作業(yè)環(huán)境，提供設(shè)備所需的各類輸出驅(qū)動(dòng)接口（包括液壓比例閥、步進(jìn)電機(jī)、電磁閥等），提供設(shè)備系統(tǒng)所需的各類采集端口，能夠接入各種智能型、總線型傳感器和通信端口，提供工程機(jī)械控制的高級(jí)應(yīng)用算法模塊（包括PID、濾波、信號(hào)變換等）。工程機(jī)械控制器的多樣的通信端口可以方便的與外圍控制模塊，傳感器進(jìn)行通信和信息傳遞。

身份識(shí)別技術(shù)是一種成熟的控制技術(shù)，為了提高身份識(shí)別的可靠性，可以采用成本較低，可靠性較高的指紋識(shí)別技術(shù)或人臉識(shí)別技術(shù)?？梢园焉矸葑R(shí)別模塊作為工程機(jī)械的一個(gè)使能控制模塊，與工程機(jī)械控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證功能。在工程機(jī)械控制程序中，添加身份驗(yàn)證程序，只有通過身份驗(yàn)證，工程機(jī)械控制程序才能正常運(yùn)行；否則，設(shè)備無法操作。在人機(jī)交互界面中，添加設(shè)備管理員設(shè)置頁面。設(shè)備管理員可以在該頁面中添加和刪除合格的工程機(jī)械操作人員信息，可以是指紋、人臉信息或者其他的認(rèn)證信息。設(shè)備管理員界面的進(jìn)入可以采用安全認(rèn)證證書或者安全密鑰，這樣既可以保證設(shè)備操作的安全性，也可以減少安全密鑰擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。通過修改工程機(jī)械控制器控制程序，可以簡單便捷的把身份識(shí)別技術(shù)融合在工程機(jī)械控制系統(tǒng)中，提高工程機(jī)械設(shè)備的安全性，也是工程機(jī)械智能化，系統(tǒng)化的發(fā)展方向。

4.工程機(jī)械采用身份識(shí)別的意義

工程機(jī)械的操作人員，需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，嚴(yán)禁無證作業(yè)。結(jié)合我們國家工程機(jī)械的實(shí)際使用情況，很多是采用租賃方式工作，設(shè)備所有人是唯一的，但是設(shè)備的操作人員不固定的，甚至在作業(yè)現(xiàn)場，稍不注意，就有無關(guān)人員亂動(dòng)設(shè)備，導(dǎo)致事故時(shí)常發(fā)生。根據(jù)上文分析，非工程設(shè)備駕駛員操作設(shè)備，也是導(dǎo)致事故的重要原因。在工程機(jī)械中采用身份識(shí)別技術(shù)，可以極大的提高設(shè)備的安全性，設(shè)備所有人也可清楚設(shè)備的操作人員，避免無證作業(yè)情況的發(fā)生。

在工程機(jī)械中采用身份識(shí)別技術(shù)（指紋識(shí)別或者人臉識(shí)別技術(shù)），成本增加很少，通過修改控制程序即可實(shí)現(xiàn)該功能，但是卻能極大提高設(shè)備所有人對設(shè)備的控制能力和工程機(jī)械的安全性，具有較大的應(yīng)用前景和意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖冰，王映輝，人臉識(shí)別研究綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2005，8（1）：1-5.

[2]李俠，郝付強(qiáng).工程機(jī)械基于PLC的控制系統(tǒng)[J].科學(xué)與信息化，2017（01）：121.

[3]周衛(wèi)兵，楊禮鵬，黎波.一種汽車式起重機(jī)防傾翻方法的研究[J].科學(xué)與技術(shù)，2019（3）：115.