指紋識別技術在民航空中交通管制運行管理系統(tǒng)中的應用

民航青島空管站 / 韓 陽

管制現(xiàn)場運行信息管理系統(tǒng)是民航青島空管站自主研發(fā)的一個綜合信息顯示與管理系統(tǒng)，可以協(xié)助管制員在現(xiàn)場空中交通管制工作中高效的獲取和處理各類信息，有效的提高了民航空管對空指揮的安全性。其主要功能模塊包括：管制員在席位上的值崗信息、運行中重要任務情況、軍方空中活動情況、流量限制情況、各席位通話負荷/保障架次情況、分合扇情況等。根據(jù)民航局有關政策要求，管制員經(jīng)過多年培訓后獨立放單才能值崗，并且經(jīng)常存在以老帶新合作上崗的情況，管制員在進行空中交通管制工作時需要短時內頻繁輪換席位，因此需要在系統(tǒng)里頻繁輸入工作代號進行席位計時，同時系統(tǒng)會根據(jù)管制員信息進行資質驗證，通過后方能上崗和顯示。這種方法對現(xiàn)場管制員來說效率低，誤操作率高，并且存在人員信息欺騙等不確定的危險因素。通過指紋識別設備實現(xiàn)了系統(tǒng)和席位自動化登錄，既高效，又安全，實現(xiàn)了管制員崗位信息實名制登錄的功能，受到管制員用戶的廣泛好評。

1.管制信息管理系統(tǒng)簡介

為了有效地管理和規(guī)范管制現(xiàn)場工作，進一步提高管制員的管制水平，提高空中交通管理能力和安全裕度,民航青島空管站多年以來堅持不懈的進行了研究和探索，創(chuàng)造性的在全行業(yè)領先開展了管制員績效量化評比工作。基于實際運行中的各項需求，我們自主開發(fā)了管制現(xiàn)場運行信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設計符合我站的基本情況以及未來空管運行的各項需求，通過在計算機終端上部署運行該系統(tǒng)，實現(xiàn)了“現(xiàn)場管理有程序、人員信息有記錄、工作負荷有數(shù)據(jù)、決策管理有依據(jù)”，進一步改進和提升空中交通管理中心在運行管理、安全管理和效能管理等方面的水平，最大限度的發(fā)揮現(xiàn)場管理人員的積極性，從而預防和消除人為差錯，提高管制現(xiàn)場運行支持的工作效、率規(guī)范性和科學性，實現(xiàn)保障空中交通安全、有序、順暢、高效的目標。

管制現(xiàn)場運行信息管理系統(tǒng)功能包括：管制員崗前準備、交接班和值崗信息、人員培訓信息和班組資源管理、管制員工作負荷監(jiān)控及統(tǒng)計分析、航空器不正常活動信息、軍方活動信息、流量控制信息、天氣信息等。該系統(tǒng)實現(xiàn)了管制現(xiàn)場運行的態(tài)勢管理，并通過進一步的數(shù)據(jù)挖掘功能，實現(xiàn)了管制績效管理、運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、容量分析與評估等實用功能。

圖1 指紋識別技術系統(tǒng)應用原理

民航青島空管站使用的管制信息管理系統(tǒng)是基于ASP.NET技術開發(fā)部署,可以綜合管理各類即時信息，經(jīng)過多年的穩(wěn)定運行，也進行了多次的版本和功能升級，受到管制員用戶的廣泛好批。管制員在使用過程中進一步提出，系統(tǒng)登錄與人員上崗存在使用不便、誤輸入率高、人員信息欺騙等安全漏洞，缺乏一定的安全性和可靠性。根據(jù)民航空管系統(tǒng)最新的安全質量管理體系的要求，我們進一步開發(fā)了基于中控智慧公司Live20R指紋識別儀器的登錄認證系統(tǒng)。

2.指紋識別技術簡介

本方案采用的是中控智慧科技有限公司的Live20R系列指紋采集設備。Live20R是中控智慧新推出的一款超薄、高性能指紋采集器，它采用業(yè)界領先光學設計，具有抗強光及有效識別假指紋等功能。支持的操作系統(tǒng)多而全，驅動程序可適用Windows 7/8/10/Visata(32/64bit)、Linux（32/64bit）、Android系統(tǒng)，并且可以提供標準的SDK供用戶進行二次開發(fā)。Live20R指紋采集儀器是通過美國指紋儀PIV認證的光學指紋采集器。

Live20R指紋采集儀器的產(chǎn)品特點有：

尺寸小，做工精致。

采集范圍大。

抗強光。

卓越圖像質量、加密圖像數(shù)據(jù)、支持選裝指紋。

拒絕隱約指紋，能有效識別假指紋。

支持系統(tǒng)全面，提供配套的SDK。

高速的USB接口。

具體的產(chǎn)品規(guī)格和工作標準可以查詢有關資料和產(chǎn)品介紹，本文不再贅述。

3.指紋識別技術在管理系統(tǒng)中的應用

老版的管制現(xiàn)場運行管理系統(tǒng)的登錄認證使用的是鍵盤輸入賬戶、密碼，頻繁的進行席位切換需要頻繁的輸入工作代碼進行席位計時，以實現(xiàn)系統(tǒng)登錄、席位計時登錄，這種方法對現(xiàn)場管制員來說效率低，誤操作率高。

指紋認證頁面實時監(jiān)聽計算機22001端口，當有手指放在指紋采集儀上時通過22001端口收集指紋信息、圖像等，同時后臺調用SQLServer數(shù)據(jù)庫，查詢數(shù)據(jù)庫中的指紋模板信息并返回前臺。系統(tǒng)調用1：1比對接口對當前采集到的指紋和數(shù)據(jù)庫中的指紋模板進行比對，比對成功則返回當前用戶信息。本系統(tǒng)通過對Live20R設備進行SDK擴展編程，通過將所有管制員用戶的指紋提前識別錄入到本地數(shù)據(jù)庫，用戶在進行系統(tǒng)登錄和席位切換時，只需要用手指按壓指紋采集儀器，系統(tǒng)將自動識別出管制員用戶信息，經(jīng)過業(yè)務邏輯判斷之后，寫入數(shù)據(jù)庫，同時信息顯示頁面自動刷新，就實現(xiàn)了席位自動化登錄，而別人又無法冒充登錄，既高效，又安全，實現(xiàn)了實名制登錄的功能。

指紋采集頁面使用CANVAS技術繪制十指輪廓，方便用戶選擇當前錄入手指。當用戶進入到指紋采集頁面時立即調用指紋儀API接口查看當前設備狀態(tài)，根據(jù)返回狀態(tài)碼判斷設備鏈接是否正常。用戶在指紋采集時需要選擇所在部門及代號，同一根手指需要錄入三次，系統(tǒng)將調用接口將三枚指紋信息合并為一枚，同時檢測是否為同一手指，如三枚指紋質量不合格將通知用戶重新錄入，待用戶將合格的指紋錄入后交由后臺處理。后臺收到指紋信息等數(shù)據(jù)后將調用指紋比對1：N接口，查詢數(shù)據(jù)庫中是否存在該指紋模板，如不存在則將指紋信息、用戶信息一同存入數(shù)據(jù)庫，已備指紋認證時使用。

4.系統(tǒng)特點和使用說明

（1）指紋錄入模塊功能詳解：管制員上崗前要在系統(tǒng)中進行席位登錄與認證，按壓指紋識別設備后，彈出認證界面，指紋識別模塊會自動顯示當前所在席位、管制員姓名代號、認證結果，并支持多人上崗認證。根據(jù)民航局空管局的有關要求，要根據(jù)管制員資質判斷能否上崗，管制員放單之前要以老帶新上崗等，根據(jù)認證通過后，將繼續(xù)進一步調用資質限制規(guī)則判斷用戶是否符合上崗要求，完全符合要求方能登錄系統(tǒng)。

（2）管制員崗位信息模塊功能詳解：管制員指紋識別認證通過后，在信息顯示頁面將以代號的形式，詳細的羅列出所有扇區(qū)和席位的管制員值崗信息，鼠標滑過時，將自動突出顯示該名管制員的詳細信息，以及崗位信息，開始時間和結束時間，并支持歷史數(shù)據(jù)查詢，便于直觀的顯示出所有崗位信息。

（3）崗位計時統(tǒng)計模塊功能詳解：即時值崗信息輸入完成后，系統(tǒng)會永久記錄所有人員的所有值崗信息。當用戶進行查詢統(tǒng)計時，系統(tǒng)通過水晶報表技術[6]進行計算統(tǒng)計與展示，展示的結果按照不同班組、扇區(qū)、席位進行時間的小計與總計，并支持導出PDF文件和打印，便于管理管制員值崗時間和進行績效量化管理。

5.結束語

民航青島空管站使用的管制運行信息管理系統(tǒng)的建設目標是對管制全過程提供科學的管理平臺、管理手段和管理工具，提供管制中心運行時的情況分析和預測、管制員的人力資源管理、管制員崗前的準備、管制運行過程的人員值崗信息監(jiān)控以及運行后的統(tǒng)計、分析、評估等功能，實現(xiàn)對管制工作的全程管理，為管制運行安全和績效管理提供可量化的技術手段和工具，強化管制運行抗風險能力，實現(xiàn)管制現(xiàn)場運行管理規(guī)范化和科學化，提高民航空管服務水平，確保飛行安全。

該項軟件系統(tǒng)經(jīng)過不斷的版本更新和長期運行，收到了管制用戶的廣泛歡迎，但是也暴露出在安全方面的一些缺陷。通過將指紋識別儀器和指紋識別技術應用到該系統(tǒng)中去，實現(xiàn)了系統(tǒng)登錄和席位登錄的自動化管理，通過指紋自動識別，實名制錄入，杜絕了管制員在輸入時誤操作的可能，提高了安全機制和運行效率，實現(xiàn)了較好的安全效益，從實現(xiàn)了預防和消除人為差錯，提高管制現(xiàn)場運行支持的工作效、率規(guī)范性和科學性，實現(xiàn)保障空中交通安全、有序、順暢、高效的目標。