虹膜考勤稽核系統在煤礦集團的應用

許東明

（陽泉煤業（集團）有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

目前，我國煤礦井下人員安全監測系統主要是射頻卡定位系統，其特點是識別速度快、可同時識別多人、系統造價低、定位較準確，可以形成井下人員行走軌跡并以圖形化的方式呈現給管理人員，但此類系統不能有效解決確定礦工身份的問題，人為互換卡片、幫助他人攜帶卡片等違規行為仍然大量存在，給管理部門的工作帶來了一定的困難。而因為礦工的特殊工作環境，面部、指紋和掌紋易受到污染和破損，生物識別中常見的指紋識別和面部識別等技術也不適合在礦山使用。而虹膜識別具有識別精確度高、錯誤率小、穩定性好，虹膜終生不變，非接觸采集，識別速度快的優點，特別適合于煤礦員工的使用。

陽煤集團將虹膜識別這一前沿的科技成果和國際領先的井下人員定位系統相結合，利用虹膜獨特的唯一性、穩定性和不可更改性等特性，對礦山企業工作人員進行準確無誤的身份識別，從根本上解決了代替刷卡和漏刷卡等問題，真正實現了每個井下工作人員在井下工作位置的準確監測。煤礦干部下井跟班帶班稽核系統是陽煤集團為了加強對下屬各煤礦領導帶班的管理，建立準確的領導帶班機制，實時掌握當前各下屬單位的帶班領導的工作情況，利用虹膜生物特征識別建成一套具有現代化水平的干部下井跟班帶班虹膜稽核系統。

1 虹膜識別系統簡介

虹膜即人眼中白色鞏膜和黑色瞳孔之間的環狀區域，包含了最豐富的紋理信息。外觀上看，虹膜由許多腺窩、皺褶、色素斑等構成，是人體中最獨特的結構之一。眼科學家和解剖學家經過大量的觀察發現虹膜所具有獨特的結構，即便對于同一個人，左眼和右眼的虹膜區別也是十分明顯的，自然界不可能出現完全相同的兩個虹膜。兩個虹膜相同的幾率比兩個人的DNA 相同的幾率還要低很多倍，可以通過對比虹膜來確定人員的身份。現代的自動虹膜識別技術就是通過計算機程序對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份，其核心步驟是使用紅外光學成像、模式識別、圖像處理等方法對人眼睛的虹膜特征進行描述、匹配和分類，從而實現自動的人員身份認證[1-3]。

2 虹膜考勤稽核系統架構

陽煤集團煤礦干部下井跟班帶班虹膜考勤稽核系統為B/S 架構，分成兩層，集團公司和下屬各生產單位均需部署服務器，各個服務器之間以及上下級服務器之間通過網絡專線或互聯網相連。鑒于該系統兩層架構，所以集團公司和各下屬生產單位須配有一個至少有雙網卡的服務器，其中一個網卡連接礦內局域網，另一個通過專用網絡與集團公司系統連接。系統示意圖見圖1。

圖1 系統功能示意圖

2.1 總體思路

設計通過支架或者土方鑲嵌將防爆型虹膜識別儀YBSH127（A）安裝在礦方制定的位置（工作面和其他的位置），通過光纖或者礦用網線連接到附近的井下環網節點中，從而實現設備與地面環網和集團公司服務器的網絡通信。采用光纖和網線連接的方式主要根據現場的環境，例如，當設備的安裝地點至附近最近的井下環網節點大于網線的要求距離（一般使用網線的距離不能超過100 m），則使用光纖進行連接，低于要求距離可使用網線。

2.2 網絡設計

本設計以A 礦（三個工作面和一個井下非工作面位置安裝虹膜識別儀YBSH127（A））為例，見圖2。

圖2 A 礦井下設備網絡連接圖

三個工作面和一個井下其他位置各放置一臺防爆型虹膜識別儀YBSH127（A），它們分別與附近最近的井下環網節點連接，當連接距離大于網線所建議使用長度的100 m 時，使用光纖，將防爆型虹膜識別儀YBSH127（A）與井下環網連接，當小于100 m時，可使用礦用網線將設備與井下環網連接，然后通過井下環網與地面環網通信。

2.3 軟件系統

該系統軟件是一款基于B/S 架構的網絡管理系統，是針對陽煤集團安全監測管理的需求，利用虹膜識別技術開發的人員安全管理軟件系統。本系統根據自動生成的精確到每一位領導干部的虹膜識別記錄，能夠及時、準確地掌握領導干部井下工作的信息，為日常狀態下的人員管理提供精確的依據。系統兼容多種瀏覽器：IE、Firefox、Opera 等；擁有靈活的部署方式：企業內部網服務器、VPN、Internet 等；簡單的訪問方法：無需安裝其他任何軟件，終端用戶只需要輸入服務器的IP 地址即可進行訪問和管理。該軟件還可以對網絡上的任意一臺虹膜識別儀進行管理，輕松實現數據查詢、識別管理、人員排班、識別統計計算、井下人員定位復核、報表打印和導出、日志查詢等多項功能。

針對煤礦干部下井跟班帶班稽核系統升級的需求，以國際最先進的活體虹膜識別技術為核心，融合現代計算機、網絡通訊技術開發技術建立一套完善的人員安全管理監測系統。本系統根據虹膜識別的具體結果，準確地生成領導帶班下井的各項記錄。

下屬各礦帶班領導只能到集團指定管理部門（比如信息中心或安監處）進行虹膜的采集工作，在權限管理下，下屬各礦無法對各礦帶班領導進行虹膜采集，采集的虹膜原始數據由集團管理部門保存，通過網絡下發到各生產單位，從而更真實地反應礦領導下井的情況。領導下井時，通過安裝在工作面或指定位置的防爆型虹膜識別儀YBSH127（A）進行識別，識別結果通過光纖或者礦用網線連接到附近的井下環網節點中，從而實現了下屬各礦與集團公司的數據共享，集團領導可通過瀏覽器隨時查詢各生產單位領導的帶班情況，也可以利用現有的網絡監控技術，隨時查看井下工作情況。

2.4 跟班帶班領導工作流程

入井時，在井下主巷道虹膜識別儀進行第一次識別，記錄入井時間。到達任何一個工作面時，進行虹膜識別，記錄達到工作面的時間。升井時，在井下主巷道虹膜識別儀進行第二次識別，記錄升井時間。一次完整的帶班識別過程包括一次入井識別，至少一次工作面識別，一次升井識別。

井下防爆識別儀通過礦內環網將識別記錄傳送到礦服務器數據庫中，然后再通過網絡將這些識別記錄傳送到集團公司服務器上，進行匯總處理。傳送的識別記錄應該包含相應的數據處理，包括判斷識別記錄類型和位置。

2.5 系統擴展

目前，集團公司對下屬各個礦副總以上的跟班帶班領導進行注冊。部分礦井根據實際需求，在礦端擴展了注冊設備，使集團下屬煤礦能對副總以下的領導進行注冊；同時在礦端服務器建立獨立的監控系統進行礦副總以下人員的信息管理、虹膜數據采集、下井監督考核等工作。

3 虹膜考勤稽核系統運行中的缺陷及改進措施

1）虹膜考勤稽核系統是針對礦井早期在井下人員管理中出現的捎燈、代打卡等缺陷而采用的新一代管理系統，但由于其造價高的原因，只能在礦井的少數地點進行設置，無法具體監控人員在井下的行動軌跡，一定程度上會造成管理上的漏洞。改進措施是在虹膜系統上其他部門提供接口，比如井下人員定位系統、礦燈管理系統關聯，一入井就通過接口數據自動關聯該領導的礦燈與識別卡信息，為確定井下作業人員數和具體位置提供更有力的保障。同時可連接礦燈智能充電管理設備，以輸出礦燈充電、充滿、有無燈信息，進一步實現礦燈管理的無人化操作。

2）目前，陽煤集團虹稽核系統的虹膜數據分集團和礦端兩級管理可進行礦副總師以上領導的數據采集，為提高系統的響應和減少負荷，數據同時在礦端服務器進行同步。但從運行的效果來看，礦端在人員提拔為副總師或本礦副總師調整至其他礦以后，由于在兩級服務器都留有數據，自動同步時就會形成沖突。改進措施是將數據庫遷移至云服務器，系統軟件做配合改寫即可，集團和礦端進行操作時數據只在云服務器上進行，操作完畢后自動同步到集團和礦端服務器，以減少冗余數據形成的系統錯誤。

4 結語

人本安全，和諧發展的理念使煤礦安全生產對下井人員的管理提出了更高的要求。如何利用當前先進的技術及裝備并將兩者有效結合起來是煤礦信息化開發人員研究的方向。雖然，目前的技術還達不到監控人員任何時刻的精確位置，但隨著無線技術的快速發展，虹膜系統會在越來越多的領域得以應用，而與人員定位系統、智能礦燈管理系統整合的綜合管理系統的推廣應用將為礦井人員的安全管理提供可靠信息數據，堅信會有更為完善的智能管理方案出現。