指纹识别技术在民航空中交通管制运行管理系统中的应用

民航青岛空管站 / 韩 阳

管制现场运行信息管理系统是民航青岛空管站自主研发的一个综合信息显示与管理系统，可以协助管制员在现场空中交通管制工作中高效的获取和处理各类信息，有效的提高了民航空管对空指挥的安全性。其主要功能模块包括：管制员在席位上的值岗信息、运行中重要任务情况、军方空中活动情况、流量限制情况、各席位通话负荷/保障架次情况、分合扇情况等。根据民航局有关政策要求，管制员经过多年培训后独立放单才能值岗，并且经常存在以老带新合作上岗的情况，管制员在进行空中交通管制工作时需要短时内频繁轮换席位，因此需要在系统里频繁输入工作代号进行席位计时，同时系统会根据管制员信息进行资质验证，通过后方能上岗和显示。这种方法对现场管制员来说效率低，误操作率高，并且存在人员信息欺骗等不确定的危险因素。通过指纹识别设备实现了系统和席位自动化登录，既高效，又安全，实现了管制员岗位信息实名制登录的功能，受到管制员用户的广泛好评。

1.管制信息管理系统简介

为了有效地管理和规范管制现场工作，进一步提高管制员的管制水平，提高空中交通管理能力和安全裕度,民航青岛空管站多年以来坚持不懈的进行了研究和探索，创造性的在全行业领先开展了管制员绩效量化评比工作。基于实际运行中的各项需求，我们自主开发了管制现场运行信息管理系统，该系统的设计符合我站的基本情况以及未来空管运行的各项需求，通过在计算机终端上部署运行该系统，实现了“现场管理有程序、人员信息有记录、工作负荷有数据、决策管理有依据”，进一步改进和提升空中交通管理中心在运行管理、安全管理和效能管理等方面的水平，最大限度的发挥现场管理人员的积极性，从而预防和消除人为差错，提高管制现场运行支持的工作效、率规范性和科学性，实现保障空中交通安全、有序、顺畅、高效的目标。

管制现场运行信息管理系统功能包括：管制员岗前准备、交接班和值岗信息、人员培训信息和班组资源管理、管制员工作负荷监控及统计分析、航空器不正常活动信息、军方活动信息、流量控制信息、天气信息等。该系统实现了管制现场运行的态势管理，并通过进一步的数据挖掘功能，实现了管制绩效管理、运行数据统计、容量分析与评估等实用功能。

图1 指纹识别技术系统应用原理

民航青岛空管站使用的管制信息管理系统是基于ASP.NET技术开发部署,可以综合管理各类即时信息，经过多年的稳定运行，也进行了多次的版本和功能升级，受到管制员用户的广泛好批。管制员在使用过程中进一步提出，系统登录与人员上岗存在使用不便、误输入率高、人员信息欺骗等安全漏洞，缺乏一定的安全性和可靠性。根据民航空管系统最新的安全质量管理体系的要求，我们进一步开发了基于中控智慧公司Live20R指纹识别仪器的登录认证系统。

2.指纹识别技术简介

本方案采用的是中控智慧科技有限公司的Live20R系列指纹采集设备。Live20R是中控智慧新推出的一款超薄、高性能指纹采集器，它采用业界领先光学设计，具有抗强光及有效识别假指纹等功能。支持的操作系统多而全，驱动程序可适用Windows 7/8/10/Visata(32/64bit)、Linux（32/64bit）、Android系统，并且可以提供标准的SDK供用户进行二次开发。Live20R指纹采集仪器是通过美国指纹仪PIV认证的光学指纹采集器。

Live20R指纹采集仪器的产品特点有：

尺寸小，做工精致。

采集范围大。

抗强光。

卓越图像质量、加密图像数据、支持选装指纹。

拒绝隐约指纹，能有效识别假指纹。

支持系统全面，提供配套的SDK。

高速的USB接口。

具体的产品规格和工作标准可以查询有关资料和产品介绍，本文不再赘述。

3.指纹识别技术在管理系统中的应用

老版的管制现场运行管理系统的登录认证使用的是键盘输入账户、密码，频繁的进行席位切换需要频繁的输入工作代码进行席位计时，以实现系统登录、席位计时登录，这种方法对现场管制员来说效率低，误操作率高。

指纹认证页面实时监听计算机22001端口，当有手指放在指纹采集仪上时通过22001端口收集指纹信息、图像等，同时后台调用SQLServer数据库，查询数据库中的指纹模板信息并返回前台。系统调用1：1比对接口对当前采集到的指纹和数据库中的指纹模板进行比对，比对成功则返回当前用户信息。本系统通过对Live20R设备进行SDK扩展编程，通过将所有管制员用户的指纹提前识别录入到本地数据库，用户在进行系统登录和席位切换时，只需要用手指按压指纹采集仪器，系统将自动识别出管制员用户信息，经过业务逻辑判断之后，写入数据库，同时信息显示页面自动刷新，就实现了席位自动化登录，而别人又无法冒充登录，既高效，又安全，实现了实名制登录的功能。

指纹采集页面使用CANVAS技术绘制十指轮廓，方便用户选择当前录入手指。当用户进入到指纹采集页面时立即调用指纹仪API接口查看当前设备状态，根据返回状态码判断设备链接是否正常。用户在指纹采集时需要选择所在部门及代号，同一根手指需要录入三次，系统将调用接口将三枚指纹信息合并为一枚，同时检测是否为同一手指，如三枚指纹质量不合格将通知用户重新录入，待用户将合格的指纹录入后交由后台处理。后台收到指纹信息等数据后将调用指纹比对1：N接口，查询数据库中是否存在该指纹模板，如不存在则将指纹信息、用户信息一同存入数据库，已备指纹认证时使用。

4.系统特点和使用说明

（1）指纹录入模块功能详解：管制员上岗前要在系统中进行席位登录与认证，按压指纹识别设备后，弹出认证界面，指纹识别模块会自动显示当前所在席位、管制员姓名代号、认证结果，并支持多人上岗认证。根据民航局空管局的有关要求，要根据管制员资质判断能否上岗，管制员放单之前要以老带新上岗等，根据认证通过后，将继续进一步调用资质限制规则判断用户是否符合上岗要求，完全符合要求方能登录系统。

（2）管制员岗位信息模块功能详解：管制员指纹识别认证通过后，在信息显示页面将以代号的形式，详细的罗列出所有扇区和席位的管制员值岗信息，鼠标滑过时，将自动突出显示该名管制员的详细信息，以及岗位信息，开始时间和结束时间，并支持历史数据查询，便于直观的显示出所有岗位信息。

（3）岗位计时统计模块功能详解：即时值岗信息输入完成后，系统会永久记录所有人员的所有值岗信息。当用户进行查询统计时，系统通过水晶报表技术[6]进行计算统计与展示，展示的结果按照不同班组、扇区、席位进行时间的小计与总计，并支持导出PDF文件和打印，便于管理管制员值岗时间和进行绩效量化管理。

5.结束语

民航青岛空管站使用的管制运行信息管理系统的建设目标是对管制全过程提供科学的管理平台、管理手段和管理工具，提供管制中心运行时的情况分析和预测、管制员的人力资源管理、管制员岗前的准备、管制运行过程的人员值岗信息监控以及运行后的统计、分析、评估等功能，实现对管制工作的全程管理，为管制运行安全和绩效管理提供可量化的技术手段和工具，强化管制运行抗风险能力，实现管制现场运行管理规范化和科学化，提高民航空管服务水平，确保飞行安全。

该项软件系统经过不断的版本更新和长期运行，收到了管制用户的广泛欢迎，但是也暴露出在安全方面的一些缺陷。通过将指纹识别仪器和指纹识别技术应用到该系统中去，实现了系统登录和席位登录的自动化管理，通过指纹自动识别，实名制录入，杜绝了管制员在输入时误操作的可能，提高了安全机制和运行效率，实现了较好的安全效益，从实现了预防和消除人为差错，提高管制现场运行支持的工作效、率规范性和科学性，实现保障空中交通安全、有序、顺畅、高效的目标。