虹膜考勤系统结合井下人员跟踪定位系统

1、虹膜考勤系统及井下人员跟踪定位系统1 虹膜考勤系统结合井下人员定期系统方案概述安全为天，井下人员的安全生产管理是煤矿管理者所面对的最重要的管理问题。安全管理问题更深层次的全面解决还有赖于完善煤矿各项管理制度、全面提高各层次人员综合素质，如责任意识和守法意识等。但高新技术产品作为煤矿安全管理的重要辅助手段，其重要性是毋庸置疑的。本方案是在结合国际领先的生物活体特征识别技术的基础之上，描述矿井人员安全监测和考勤管理的全面解决方案，本方案代表了煤矿井下人员安全监测研究领域的最新研究成果，是目前功能最为完整、性价比较高的煤矿人员安全管理应用系统。1.1实现目标虹膜人员安全监测考勤系统方案，建设项目主要

2、针对煤矿。本方案所描述的应用系统主要实现以下两个目标：l 入井人员考勤：实时、准确地监测井下工作人员的数量，有效杜绝他人代替考勤问题的发生；l 局端监控：在可实时监控下属矿井关键人员的带班、跟班信息，为安全生产提供有力保障。1.2 主要特点1.2.1其它相关应用系统存在的固有缺陷国内目前所能见到的考勤系统大都是采用IC卡、射频卡技术实现。通过在井口考勤站安装IC卡或射频卡读卡器来进行人员考勤数据采集，都存在着以下无法解决的固有技术缺陷。l 无法从根本上解决他人替代打卡，人为的造成系统井下人数清点不准确。l 漏卡问题不可避免且难以及时发现。原因如下：n 由于成本原因，我们不可能每天都检查卡是否损

3、坏（由于井下的特殊工作条件，损坏不可避免）或是电池没电，而这两种情况都会导致携带该卡的人员考勤失败。n 技术或是加工缺陷导致卡的工作不稳定。以上两种缺陷的直接后果是，实时采集的井下人数不准确，考勤数据误差较大，因而难以为日常或紧急状态下的管理决策提供准确的依据。另外这种实现方式要求每人一卡，人卡固定，由于卡数较多，正常损坏的更新使管理和使用成本较高。1.2.2本方案的主要特点弥补现有缺陷，构建完整系统是本方案的突出特点，引入虹膜识别设备能够有效地杜绝其它人员监测考勤系统所存在的固有缺陷，与人员定位系统形成完美的结合。在井口采用虹膜识别设备解决了人员考勤的唯一性问题，避免了使用IC卡、射频卡考勤

4、系统无法解决的代人考勤现象，在井下通过人员定位系统判断人员运动轨迹。（如需提高放遣返功能，可进一步提高放遣返的效果。）本解决方案从客户的切身利益出发进行设计，有如下优点：l 先进性在高新技术飞速发展的今天，如果安装一套矿井人员安全监测考勤系统几年之内就被淘汰，甚至采用的技术在短期内就将被取代，这不仅是一种极大的浪费，而且是不科学、不经济、不规范的设计建设方案，也严重影响了使用方、设计方和实施方的声誉和形象。本设计方案的核心技术采用目前世界上最先进的人体生物特征认证识别技术虹膜识别技术，不仅实现方法思想先进，同时很好地解决了其它相关应用系统普遍存在的“唯一性”问题，误识率为1/1078， 防止和

5、避免了人员冒名顶替等问题，是一套科学合理、先进实用的应用系统。l 灵活性和兼容性随着科学技术的发展，任何一套应用系统都不可能永远处于领先地位。为此在技术方案设计时，应充分考虑到系统升级扩容的灵活性和兼容性。系统应该是开放式、集散型、分布式的控制系统，使得在不改变原有设备、不损失前期投资的情况下，能方便的升级、扩容，确保系统的科学合理和先进性。本设计方案采用思源科安的虹膜识别技术，完全能够满足灵活性和兼容性的要求。系统注册单元、识别单元、服务器及远程服务单元采用网络连接方式，扩容无须再进行繁杂的布线工作，能与煤矿现有计算机网络实现有机对接，同时系统还留有很大的冗余，将来系统扩展或升级时无须替换现

6、有设备，避免了重复性投资。l 经济实用性先进性与经济性往往会产生矛盾，在制定总体设计方案时我们充分考虑到以下因素：1） 选择性能价格比很高的产品和系统，高科技现代化时代，经济性衡量的唯一标准是性能价格比，既不是单纯性能，也不是单纯的价格，若不顾性能而单纯追求价格，势必会陷入不正当的价格竞争战，因此事故所造成的损失和政治影响用经济是无法补偿的。2） 充分利用软件实现系统功能，尽可能减少硬件开支，从而降低了系统总成本。3） 充分了解其它子系统的功能，并与之进行有机结合，避免功能重复。4） 从实际出发，突出实用功能，去掉“华而不实”的无用功能，降低总体投资，求得先进性与经济性的完美统一。本方案采用的

7、虹膜识别技术就是在充分考虑到以上诸因素而选取的。因此，选用本技术有以下好处：首先，虹膜识别技术在目前使用的所有身份识别技术当中的可靠性是独一无二的，是其他方式所无法比拟的。其次，虹膜特征是每一个人所拥有的，与传统卡式系统的一个较大区别是不会随使用人员的变动以及规模的不断扩大而使应用成本不断增加，是一次性投资系统。最后，虹膜考勤系统充分考虑到实用性的原则，同时也预留了必要的再开发接口，大大降低了总体投资成本。l 可靠性可靠性是对所有系统提出的最基本的要求，没有可靠性，系统也就谈不上先进性、经济性等等，所以可靠性是在进行系统设计时考虑的首要因素，本方案从以下几个方面出发：1） 技术先进性与技术的成

8、熟性。2） 采取集散型网络式控制方式，从系统设计结构形式和控制方式的角度来提高系统总体的可靠性，从而达到先进性和可靠性的完美统一。3） 尽可能减少硬件数量和硬件连接，充分依靠软件功能来提高系统的可靠性。4） 遵循严格科学的施工规范，为各子系统的连接，架设可靠的神经中枢，从而为系统的总体可靠性打下最坚实的基础。本方案采用虹膜识别技术的先进性是勿庸置疑的，虹膜作为人身份的标识几乎是唯一的，误识率和拒真率指标均居于其它各种识别方式的前列，而且该系统已经在国内外有近十年的应用历史，充分经受了市场的考验。系统完全采用网络式、集散型控制，各控制器均能在网络通信中断的情况下独立工作，在结构形式和控制方式上确

9、保了系统的可靠性。硬件连接简单、方便实施，大大提高了系统的可靠性。l 操作和维护的方便性21世纪是知识经济时代，人力成本大幅度增加，本方案的设计充分考虑到这一点，设备操作和维护非常方便，有利于提高工作效率，降低人力成本和维护成本，提高系统总体性价比。虹膜考勤系统的使用主要分注册和识别部分，在注册时需要人工干预，其注册过程只需要几十秒钟的时间；识别过程不需要人工干预，可在1-2秒钟内快速完成，为全自动工作方式。l 非接触、无伤害虹膜考勤系统的虹膜采集装置可以在13-21cm的距离处采集虹膜图像，避免了由于身体接触带来病菌感染的可能，是一种科学的、符合国家卫生标准的生物识别技术，同时也符合社会和技

10、术的发展趋势。虹膜识别技术人到二岁左右，虹膜就基本上发育到了足够尺寸，进入了相对稳定的时期。除非极少见的反常状况、身体或精神上大的创伤造成虹膜外观上的改变外，虹膜形貌基本保持不变。另一方面，虹膜是外部可见的，但同时又属于内部组织，位于角膜后面。要改变虹膜外观，需要非常精细的外科手术，而且要冒着视力损伤的危险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点，是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。 图-1 虹膜虹膜识别技术与相应的算法结合后，可以到达十分优异的准确度，即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据中，出现认假和拒假的可能性也相当小，两个不同的虹膜信息有75%匹配信息的可能性是1:1200 000,两个不

11、同的虹膜产生相同Iris Code（虹膜代码）的可能性是1:1078。比其他任何生物认证技术的精确度高几个到几十个数量级。2 RFID识别技术矿用人员定位安全管理系统设计的工作原理是应用射频识别技术及计算机通讯技术，在井上调度室设置中心控制计算机系统，在井下相关位置布置KJ133型矿用人员定位分站，同时在需要精确定位的区域布置矿用射频定位器。定位分站和中心控制计算机系统之间通过光缆或电缆相连接，矿山井下人员、车辆、设备等目标分别携带矿用人员定位射频卡，系统通过定位分站与射频卡之间的无线通讯，实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼。从而为生产指挥调度、安全监测检查、人员考勤、区域禁入控制、紧急事件

12、处理等工作提供有效手段，系统可同时将有关数据传至各级管理部门，为各级领导监督指挥决策提供重要依据。3虹膜考勤及井下人员跟踪定位系统3.1 概述虹膜考勤系统及井下人员跟踪定位系统是基于虹膜识别、射频卡识别技术、计算机网络、红外控制、数据库等技术为一体的生物识别技术的应用系统。主要由注册单元、现场识别单元、控制服务单元、远程显示单元、井下定位单元五大部分组成。注册单元：人员基本信息录入、虹膜信息录入、验证，系统初始化单元。现场识别单元：面向用户的应用单元，系统虹膜识别信息采集、识别、传输单元。控制服务单元：为系统中心控制部分，由数据库、考勤系统、人员安全监测系统、人体生物特征系统等组成。井下跟踪单

13、元：矿井人员安全监测跟踪定位系统经“基本信息”录入，“虹膜信息”注册后提交正式使用。正常情况下，出入矿井的人员依托现场识别单元、控制服务单元及井下跟踪定位单元完成矿井入井人员考勤，井下人员分布情况实时跟踪定位显示，入井人员生物特征提示功能等。当井下有工作人员超时工作或发生意外时（正常工作时间可根据相关规定设定），控制服务单元自动向远程显示单元发出事故嫌疑报警信号，远程显示单元接到报警信号后，自动或手动向主控机系统发出报警验证，若确认，则远程显示单元依此进行记录、统计、向上一级远程终端子系统发出报警信号，向所属矿井发出相应的指导信息。否则，系统进行容错处理。3.2主要实现功能1)虹膜考勤机识别确

14、定下井人员的的唯一性，通过井下人员定位系统的分站实时监控井下工作人员的位置，和行走路线；完美的解决下井人员遣返问题及替打卡的问题。2)实时、准确地掌握每一时刻井下作业人数，一旦发生事故，能准确地获取事故区域的人数和所在位置。3)可随时查看瓦检员，巡检员，安检员、绞车工、电工等重要人员的在岗情况行动轨迹以便及时发现安全隐患，减少事故发生率。4)对井下重要、危险场所对井下水泵房、主配电室等特殊场所的值班人员进行考核；5)该产品可通过网络，可将矿务局下属所有煤矿的人员安全监测信息传输到局管理单位，使局管理者随时了解各矿人员安全生产情况。6)井下人员分布情况的显示、跟踪、定位；7)实时记录出入井人员的

15、工作时间；8)当井下工作人员超出额定工作时间（可依实际情况确定工作时间）系统自动向网络发出事故嫌疑报警信号；9)依托数据库产生和追述出入井人员考勤情况；10)记录、汇总出入井人员考勤信息、事故信息，并生成报表；11)汇总、分析出入井人员考勤信息、事故信息，为领导决策提供数据；12)历史数据查询。3.3各单元描述3.3.1注册单元 注册设备采用的是北京思源科安信息技术有限公司生产的虹膜注册设备I8，设外观同识别设备相同（如图3-2所示）。 图3-2 I8虹膜识别设备注册单元是用户在系统中进行其身份信息（即虹膜信息）注册的设备，也就是将其虹膜信息录入到系统数据库的设备。注册单元与注册工作站的距离不

16、应超过5m。它包含进行注册工作所需的所有元素，照亮虹膜、获取虹膜，同时就眼部的图像采集情况向用户反馈适当的语音提示信息。注册单元只用作虹膜信息注册并应安装在受保护的区域内。3.3.1.1注册单元功能描述1) 部门基本信息的录入、修改。2) 人员基本信息的录入、修改。3) 人员虹膜特征值信息的采集。4) 对采集到的人员虹膜特征值信息进行质量判断。5) 对采集到的人员虹膜特征值信息进行验证，以确保采集到的虹膜特征值信息可用。6) 对采集到的人员虹膜特征值信息进行检验，以确保虹膜特征值信息在数据库内不重复，以防止人员误识和减少数据库冗余数据，防止误判及提供系统响应速度。7) 保存采集到的人员虹膜特征

17、值信息。8) 保存采集人员虹膜特征值信息的虹膜图像信息，以便今后研究需要。9) 上传所有注册信息到人员控制服务单元服务器。3.3.2识别单元识别设备采用的是北京思源科安信息技术有限公司生产的LS-800煤矿用虹膜识别器（如图3-2所示）。识别单元是用户进出矿井的身份识别设备，也就是将有进出矿井需求的用户的虹膜信息检测并传输到控制器的设备。识别单元应安装在矿井口考勤房内或井口条件较好的场所。它包含启动虹膜识别过程所需的所有必要的元素和功能，即照亮用户虹膜、采集虹膜图像，而且为用户提供眼部图像反馈信息。同时，它也为全部处理过程提供必要的语音提示、文字显示信息以便于用户实施正确的操作。3.3.2.1

18、功能描述1) 自动监测红外信号，并触发开启虹膜识别仪。当有人员走近识别机柜进行虹膜识别时，红外探测器感知红外信号自动开启虹膜识别设备。2) 对人员虹膜信息进行识别。3) 如果识别成功，记录该人员编号及识别成功时间。4) 定时启动通信程序，向矿区控制服务单元的服务器传递已采集的人员出入井信息。5) 进行数据备份。6) 监测井下工作人员工作时间是否超长，如果超过报警时限，则向控制服务单元服务器发出事故嫌疑报警信息。3.3.3控制服务单元3.3.3.1单元组成控制服务单元由服务器和系统软件组成，是本方案的核心控制单元。控制服务器应放置在一个受保护或者受控的区域内，其基本配置要求请参见下表：项 目配

19、置操作系统Windows XP中央处理器CPUP4 3.0G或更高配置内 存2GB或更高配置硬 盘500GB或更高配置3.3.3.2功能设备参数：硬件构成技术参数 LS-800虹膜考勤机摄像采集：500万像素，内置CMOS成像芯片接口：USB2.0接口注册时间： 1s识别时间： 300ms工作距离： 130-190mm环境光强：0-1000lux工作电压：内部DC+5V，外部220V峰值电流：1.5A工作温度：0-35眼睛角度：45°环境湿度：0-85操作提示：语音向导和光学引导精确度：FAR0.00005% FRR0.1%符合标准：国际标准ISO/IEC19794-6:2005照明

20、方式：红外照明符合ANSI/IEC安全标准机柜LPS-08051A定制机柜，50*35*149cm通风设施DP2122HBT网络传输构件D-link S7072 五口3.3.4、周边设施服务器根据客户需要，架构远程客户端服务器，方便办公中心随时查询汇总考勤信息，对各个考勤终端的人员识别信息进行备份和传输。服务器的选择根据客户需求可进行更改，我公司根据各品牌的稳定性和各方面的性能优劣综合实际情况提出建议。其他设施UPS：不间断电源(uninterruptible power system)，能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。主要为防止煤矿电源不稳定导致考勤无法正常进行。系统拓展

21、系统拓展主要针对大量使用或集团使用客户。多台考勤终端拓展总部查询操作端总部外接显示端总部服务器网络安全保护层Internet交换机t服务器服务器服务器考勤终端考勤终端考勤终端分矿一分矿三分矿二上图为在不同场所的集团使用，各分矿考勤数据通过光纤介质进行远距离传输并最终汇总到总部服务器进行操作与查询。其他硬件拓展：显示端：根据客户需求，可加设LED显示屏，将考勤数据显示到办公大厅等场所。监控端：可在各考勤点增设摄像头，对考勤人员和考勤机状况进行实时监控、录像。3.3.5、软件设置使用说明3.3.5.1 客户端系统启动点击虹膜考勤客户端程序运行如下界面。输入用户名和密码点击确定即可运行。3.3.5.

22、2 、数据维护添加和删除用户点击数据维护，选择第一项选择管理员维护，通过超级管理员维护功能可以添加用户，用户级别可以是管理员也可以是虹膜操作员。相反也可以删除用户。管理权限是指虹膜管理员或基层单位管理员、超级管理员等。所在系统是指该用户需要对走动式管理系统或虹膜考勤机或客户端进行管AC理。基层单位管理员的权限只对自己本单位的数据进行浏览和查看以及打印，不能对本单位数据进行修改，更不能对其他单位的数据浏览、修改和打印。职务信息维护通过软件功能，添加和删除职务，方便在考勤的同时通过职务查询领导干部下井的状态以及区分职工工种和干部。也可以通过走动式管理系统对领导干部、进行各工作地点下井人数进行监控（

23、在职工信息输入时要选择职务，否则在统计信息是会出错）。 考勤班次维护考勤班次的设置主要是设置员工入井的时间和升井的时间，通过时间的设定来判别和统计员工出勤的是早班、中班还是晚班。只有班次的设置了3 个考勤时段，员工可以在这3个时间段内自由的下井，在早班的时间段下井记早班出勤，在中班的时间段下井记中班出勤，在晚班的时间段下井记晚班出勤。最长工作时间和最短工作时间是设定员工在井下的最长工作时间和最短的工作时间，通过设置最长和最短工作时间，可以使员工在如果没有按考勤规则在井下出勤，例如早升井，那么系统会记录该员工这个班为虚功，虚工即为早退，或没有工。最长和最短工作时间是按分钟计算的。无论什么工种，只要在入井的时候会自动识别当前下井的考勤时间，根据入井考勤时间自动统计入井班次，在统计入井班次的同时只考虑入井时间和在井下的工作时间。如果员工在井下工作时间大于12 小时，系统会自动报警该用户的信息，该用户的信息会自动出现在井下超时人员统计中，方便安全调度实时掌控井下入井情况和清点入井人数。早班、中班、晚班的设定。点击自由班次，在下面的班次对话框中点击右键添加，分别输入班次名称。例如设定早班的考勤时间段，输入：“早班”；输入考勤时间段；输入最长和最短工作时间；是否有效打钩；统计选择“当天”；全勤报表符为“早”；迟到报表符为：“迟”；早退报表符为：“