虹膜考勤稽核系统在煤矿集团的应用

许东明

（阳泉煤业（集团）有限责任公司， 山西 阳泉 045000）

引言

目前，我国煤矿井下人员安全监测系统主要是射频卡定位系统，其特点是识别速度快、可同时识别多人、系统造价低、定位较准确，可以形成井下人员行走轨迹并以图形化的方式呈现给管理人员，但此类系统不能有效解决确定矿工身份的问题，人为互换卡片、帮助他人携带卡片等违规行为仍然大量存在，给管理部门的工作带来了一定的困难。而因为矿工的特殊工作环境，面部、指纹和掌纹易受到污染和破损，生物识别中常见的指纹识别和面部识别等技术也不适合在矿山使用。而虹膜识别具有识别精确度高、错误率小、稳定性好，虹膜终生不变，非接触采集，识别速度快的优点，特别适合于煤矿员工的使用。

阳煤集团将虹膜识别这一前沿的科技成果和国际领先的井下人员定位系统相结合，利用虹膜独特的唯一性、稳定性和不可更改性等特性，对矿山企业工作人员进行准确无误的身份识别，从根本上解决了代替刷卡和漏刷卡等问题，真正实现了每个井下工作人员在井下工作位置的准确监测。煤矿干部下井跟班带班稽核系统是阳煤集团为了加强对下属各煤矿领导带班的管理，建立准确的领导带班机制，实时掌握当前各下属单位的带班领导的工作情况，利用虹膜生物特征识别建成一套具有现代化水平的干部下井跟班带班虹膜稽核系统。

1 虹膜识别系统简介

虹膜即人眼中白色巩膜和黑色瞳孔之间的环状区域，包含了最丰富的纹理信息。外观上看，虹膜由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成，是人体中最独特的结构之一。眼科学家和解剖学家经过大量的观察发现虹膜所具有独特的结构，即便对于同一个人，左眼和右眼的虹膜区别也是十分明显的，自然界不可能出现完全相同的两个虹膜。两个虹膜相同的几率比两个人的DNA 相同的几率还要低很多倍，可以通过对比虹膜来确定人员的身份。现代的自动虹膜识别技术就是通过计算机程序对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，其核心步骤是使用红外光学成像、模式识别、图像处理等方法对人眼睛的虹膜特征进行描述、匹配和分类，从而实现自动的人员身份认证[1-3]。

2 虹膜考勤稽核系统架构

阳煤集团煤矿干部下井跟班带班虹膜考勤稽核系统为B/S 架构，分成两层，集团公司和下属各生产单位均需部署服务器，各个服务器之间以及上下级服务器之间通过网络专线或互联网相连。鉴于该系统两层架构，所以集团公司和各下属生产单位须配有一个至少有双网卡的服务器，其中一个网卡连接矿内局域网，另一个通过专用网络与集团公司系统连接。系统示意图见图1。

图1 系统功能示意图

2.1 总体思路

设计通过支架或者土方镶嵌将防爆型虹膜识别仪YBSH127（A）安装在矿方制定的位置（工作面和其他的位置），通过光纤或者矿用网线连接到附近的井下环网节点中，从而实现设备与地面环网和集团公司服务器的网络通信。采用光纤和网线连接的方式主要根据现场的环境，例如，当设备的安装地点至附近最近的井下环网节点大于网线的要求距离（一般使用网线的距离不能超过100 m），则使用光纤进行连接，低于要求距离可使用网线。

2.2 网络设计

本设计以A 矿（三个工作面和一个井下非工作面位置安装虹膜识别仪YBSH127（A））为例，见图2。

图2 A 矿井下设备网络连接图

三个工作面和一个井下其他位置各放置一台防爆型虹膜识别仪YBSH127（A），它们分别与附近最近的井下环网节点连接，当连接距离大于网线所建议使用长度的100 m 时，使用光纤，将防爆型虹膜识别仪YBSH127（A）与井下环网连接，当小于100 m时，可使用矿用网线将设备与井下环网连接，然后通过井下环网与地面环网通信。

2.3 软件系统

该系统软件是一款基于B/S 架构的网络管理系统，是针对阳煤集团安全监测管理的需求，利用虹膜识别技术开发的人员安全管理软件系统。本系统根据自动生成的精确到每一位领导干部的虹膜识别记录，能够及时、准确地掌握领导干部井下工作的信息，为日常状态下的人员管理提供精确的依据。系统兼容多种浏览器：IE、Firefox、Opera 等；拥有灵活的部署方式：企业内部网服务器、VPN、Internet 等；简单的访问方法：无需安装其他任何软件，终端用户只需要输入服务器的IP 地址即可进行访问和管理。该软件还可以对网络上的任意一台虹膜识别仪进行管理，轻松实现数据查询、识别管理、人员排班、识别统计计算、井下人员定位复核、报表打印和导出、日志查询等多项功能。

针对煤矿干部下井跟班带班稽核系统升级的需求，以国际最先进的活体虹膜识别技术为核心，融合现代计算机、网络通讯技术开发技术建立一套完善的人员安全管理监测系统。本系统根据虹膜识别的具体结果，准确地生成领导带班下井的各项记录。

下属各矿带班领导只能到集团指定管理部门（比如信息中心或安监处）进行虹膜的采集工作，在权限管理下，下属各矿无法对各矿带班领导进行虹膜采集，采集的虹膜原始数据由集团管理部门保存，通过网络下发到各生产单位，从而更真实地反应矿领导下井的情况。领导下井时，通过安装在工作面或指定位置的防爆型虹膜识别仪YBSH127（A）进行识别，识别结果通过光纤或者矿用网线连接到附近的井下环网节点中，从而实现了下属各矿与集团公司的数据共享，集团领导可通过浏览器随时查询各生产单位领导的带班情况，也可以利用现有的网络监控技术，随时查看井下工作情况。

2.4 跟班带班领导工作流程

入井时，在井下主巷道虹膜识别仪进行第一次识别，记录入井时间。到达任何一个工作面时，进行虹膜识别，记录达到工作面的时间。升井时，在井下主巷道虹膜识别仪进行第二次识别，记录升井时间。一次完整的带班识别过程包括一次入井识别，至少一次工作面识别，一次升井识别。

井下防爆识别仪通过矿内环网将识别记录传送到矿服务器数据库中，然后再通过网络将这些识别记录传送到集团公司服务器上，进行汇总处理。传送的识别记录应该包含相应的数据处理，包括判断识别记录类型和位置。

2.5 系统扩展

目前，集团公司对下属各个矿副总以上的跟班带班领导进行注册。部分矿井根据实际需求，在矿端扩展了注册设备，使集团下属煤矿能对副总以下的领导进行注册；同时在矿端服务器建立独立的监控系统进行矿副总以下人员的信息管理、虹膜数据采集、下井监督考核等工作。

3 虹膜考勤稽核系统运行中的缺陷及改进措施

1）虹膜考勤稽核系统是针对矿井早期在井下人员管理中出现的捎灯、代打卡等缺陷而采用的新一代管理系统，但由于其造价高的原因，只能在矿井的少数地点进行设置，无法具体监控人员在井下的行动轨迹，一定程度上会造成管理上的漏洞。改进措施是在虹膜系统上其他部门提供接口，比如井下人员定位系统、矿灯管理系统关联，一入井就通过接口数据自动关联该领导的矿灯与识别卡信息，为确定井下作业人员数和具体位置提供更有力的保障。同时可连接矿灯智能充电管理设备，以输出矿灯充电、充满、有无灯信息，进一步实现矿灯管理的无人化操作。

2）目前，阳煤集团虹稽核系统的虹膜数据分集团和矿端两级管理可进行矿副总师以上领导的数据采集，为提高系统的响应和减少负荷，数据同时在矿端服务器进行同步。但从运行的效果来看，矿端在人员提拔为副总师或本矿副总师调整至其他矿以后，由于在两级服务器都留有数据，自动同步时就会形成冲突。改进措施是将数据库迁移至云服务器，系统软件做配合改写即可，集团和矿端进行操作时数据只在云服务器上进行，操作完毕后自动同步到集团和矿端服务器，以减少冗余数据形成的系统错误。

4 结语

人本安全，和谐发展的理念使煤矿安全生产对下井人员的管理提出了更高的要求。如何利用当前先进的技术及装备并将两者有效结合起来是煤矿信息化开发人员研究的方向。虽然，目前的技术还达不到监控人员任何时刻的精确位置，但随着无线技术的快速发展，虹膜系统会在越来越多的领域得以应用，而与人员定位系统、智能矿灯管理系统整合的综合管理系统的推广应用将为矿井人员的安全管理提供可靠信息数据，坚信会有更为完善的智能管理方案出现。