智能人行通道闸机在医院的实现

李文琴

（湖州市妇幼保健院，浙江 湖州 313000）

1 引言

自疫情常态化防控以来，医院人员密集、流动性大，人员身份复杂，防疫工作尤为重要。在医院各出入口设置卡点是保障医院安全的第一关，卡点处众多医院采用了人工核验健康码或配备电脑用扫码墩扫描健康码和身份证读卡器读取健康码后核验，并结合测温再通行的方式，流程较复杂，效率低下，而且需要众多卡点人员，卡点人员工作量大。以本院为例，本院共有4个入口，分别为门诊大楼、住院大楼、急诊和湖东分院，门诊人流量最大时每天需安排3个卡点人员，其他各入口均安排2个，本院为了满足防疫管控要求，改善当前查验健康码的不便问题和减少卡点人员及其工作量，通过智能人行通道闸机的部署，实现无感通行，人员在经过通道时，用手机扫描健康码或身份证读取健康码进行核验，刷脸测量体温和检测是否佩戴口罩一步到位，高效优化人员身份核验及测温通行效率，并配有后台管理，可以随时查看后台记录，管理和控制人员的进出。

2 人行通道闸机的发展历程

闸机是一种通道阻挡设备，用于管理人流并规范行人出入，人行通道闸机在国内出现最早的就属三辊闸，主要活跃于20世纪80年代，且大多在地铁项目中出现，在近年来得到了快速发展，类型也更加丰富，出现了摆闸、翼闸、全高旋转闸、平移闸等，而且越来越智能化，应用也越来越广泛。闸机最开始的识别方式，是通过刷卡或证件扫描等方式来判断用户是否拥有合法的通行权限。虽然此类闸机的识别速度挺快，识别成功率也挺高，但缺点在于只认卡/证件，完全判断不了通行者是否为卡片/证件拥有者本人。如果用户忘记携带或丢失卡/证，就等于失去了通行的权限，重新办理也很麻烦。随着生物识别技术的飞速发展，智能通道闸机识别方式也有了更多选择，不用再局限于卡/证识别，生物识别方式主要有指纹、人脸、掌纹、指静脉、掌静脉、虹膜等，人脸识别技术是生物识别技术的重要手段之一[1]，借助人脸识别技术闸机不仅能完成对人员进出权限的管理，更主要的是可以实现对人的行为特征管理，比如可以提供人员密度、频次统计、轨迹追踪分析等数据信息。

3 本院智能人行通道闸机的实现

3.1 概述

智能闸机是人流通道的控制设备，广泛用于出、入口需要控制的地方。进入医院的人员复杂，主要包含医院的员工、病人、陪护人员等，为了防控要求，通过人脸识别，检测是否佩戴口罩，健康识别或者身份证识别的正确信息和完整信息，保存所有特征人员的甄别信息，并且自动区分正常和非正常人员，对于是否开闸通过或报警处理进行管理和控制，而对于问题人员实现时效的追溯性。

3.2 系统主要功能设计

为了方便管理，系统软件采用CS和BS两种管理方式，既保证网络连通时的效率，又能在脱机状态本地自动运行和检测。进出人员通过人脸识别佩戴口罩检测测温识别后，如果没有记录，需要刷身份证读取相关信息和卫计委的防疫码数据库的身份信息进行匹配和读取，如已佩戴口罩、体温正常并且是绿码就放行，如有问题就禁止放行并且报警，如果防疫码数据库没有对应的信息，那就要求本人打开手机防疫码通过二维码读取信息，保存本地数据，作为发生意外情况时候的追溯使用；对于正常已经入院的人员设置有时效性的无障碍通行。陪护人员通过人脸识别佩戴口罩检测测温识别后，通过后台的纪录，对于正住院病人陪护人员实行无障碍通行，对于出院病人的陪护人员实行视同普通人员进入机制处理。系统具备时效性检测功能。本院职工照片导入系统人脸授权后，实现职工的正常进出以及进出的时效机制。智能人行通道管理系统的设计方向实现了有效控制人员的出入，并且记录所有出入的详细情况，来实现出入口的方便、安全管理。整体系统由后台管理系统以及人脸识别模块、通道管理模块、监控端软件平台、二维码身份证二合一识别机、人行通道闸机、通道控制器、人脸测温识别设备部分构成。

3.3 系统总体性能设计

实现二维码读卡设备识别到管理中心控制工作站上显示该事件的可视延迟时间不得小于等于1 s。实现读卡识别到系统执行开门操作的延迟时间小于等于1 s。实现人脸识别和测温识别到系统执行开门操作的延迟时间小于3 s。实现系统可以在线更新数据库信息并使修改后的数据库生效，网络门禁控制器不中断正常工作。系统所有设备之间的数据通讯采取数据加密措施。有状态的检测防破坏能力，如强行开门、剪线、短路、并接、串接等。通道系统含有管理/控制/识读/执行部分功能检查；通道读卡设备列表信息包括刷卡记录，报警记录，人员信息，人员状态，人员权限，人员权限修改，批量增加、删除软件和控制器里面的人员，可获取人员权限，管理员、操作员信息权限等，接口支持web service技术、http等。

3.4 管理平台的设计

系统提供统一管理平台，通过后台数据对接程序开发，后台数据互传，实现底层数据交互，平台上所有的功能操作和管理通道通行都在同一平台上实现，对于后期使用体验是比较简单和方便。系统支持人员管理、黑名单管理、照片录入、批量导入等功能。通过人脸识别佩戴口罩检测测温识别，自动快速识别人员身份，识别人员温度，自动在屏幕上显示人员的照片、姓名、部门、出入类型等信息。系统自动实时对于权限进行判断，对于有权限进入的人员，自动开闸。系统自动判断出入时间，看看是否在设置的有效的出入时间段内，自动判断是否开闸。所有进出人员信息和人脸照片均保存在后台数据库中并支持进出时间查询等功能。

3.5 相关硬件

闸机箱体采用AISI304不锈钢实现日常使用中，保证整个通道系统防刮、防划痕，防锈、防腐蚀。

通道机芯采用直流无刷技术，性能可靠，寿命超长（大于500万次），运行无机械损耗，支持多达11种通行模式（紧急模式、维护模式、受控模式、双向受控、单向受控、禁止通行、自由通行等多种方式自由切换）；12对红外（上8对，下4对），最小尾随检测间距10 cm；支持集成IC卡、二维码、指纹、人脸组件，可实现多种认证方式组合应用，支持进、出方向通行人员人流量分别统计，并可以通过继电器输出计数脉冲，防尾随检测——允许通行指令允许通行数量的人员在前通行时，后面跟随非允许通行的人，两者之间间隔不小于100 mm；支持零位自检、防冲、防撞、防夹、防尾随、断电开闸、自动复位等；符合浪涌冲击抗扰度测试和电快速脉冲群抗扰度测试。

多合一读卡器支持IC卡、CPU卡、二代身份证、二维码读取，二维码生成采用AES加密算法，二维码实时变化，保证出入安全。可扫描手机、屏幕以及纸质、塑料等材质上的二维码图形，二维码图形支持动态刷新，5 s刷新变换一次图形。

人脸识别设备采用高清摄像头，分辨率高、补光性能好、识别速度快、准确率高、通过率高，能防止防3D打印、电子屏、面具、头套、照片类在连续抓拍的图片中能准确定位人脸位置，具有人脸图像质量评价、图像检测及标准化剪裁功能，当质量分值过低时系统拒绝录入，保证数据的可靠性，提高验证精度。

白名单识别：将人员信息提前录入系统，设备现场采集行人的人脸信息，将其与库中的信息进行比对，即1∶N的验证，如果信息能正确匹配，则通过验证。支持真人活体检测，无需行人配合即可完成真人检测，能有效分辨高清照片、PS、三维模型或换脸等仿冒欺诈手段。

人脸识别带测温一体机基于深度学习的人脸识别算法，刷脸识别速度小于0.2 s；支持1∶1或1∶N测温人脸比对方式采用最新人脸检测、识别模型，快速捕捉人脸，智能人脸质量判断，精准人脸比对识别，利用最新技术提取人脸特征，最大化减轻了因人脸角度、光线、表情等不利因素对比对结果的影响。人脸识别支持双目活体检测，支持口罩检测支持人体温度检测和报警设定。

4 结语

通过智能人行通道闸机的部署，在门诊、住院部、急诊、湖东分院门口分别建设2个人行通道，基本功能实现一进一出的要求，在门诊或者特殊情况下，人数比较多而拥挤的时间，可以实现两进的要求，总共建设10个通道，并且根据防疫部门的要求，平台和湖州市卫计委本地防疫数据进行对接，达到的目标入院的所有人需要通过人脸佩戴口罩加测温的基础检查，手机和身份证双重验证对接后台数据后，进行自动打开放行通道，依次有顺序地进入，这样既杜绝了人员拥挤的状态，又减轻了门口人员管理的工作，并且通过自动的识别，防止了没有防疫码和身份的人随意进入，从而达到卫计委和国家的基本防疫出入口管理的要求，为医院节约了人力物力，又达到了智能化管理的目的。