陳勇亮 曾永勝 陳大生

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；4.江西省宜春市袁州區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局；5.安徽恒源技研化工有限公司)

民爆行業(yè)的智能門禁管理系統(tǒng)

陳勇亮1，2，3曾永勝4陳大生5

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；4.江西省宜春市袁州區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局；5.安徽恒源技研化工有限公司)

隨著民爆行業(yè)對人員管理新要求的出臺，中鋼集團(tuán)馬鞍山礦院有限公司研發(fā)了適用于民爆行業(yè)的門禁定員管理系統(tǒng)。通過對相關(guān)檢測設(shè)備、傳輸設(shè)備、顯示模塊、輸出報警設(shè)備等的搭建，并經(jīng)專業(yè)軟件進(jìn)行計算、分析，形成了一套完善的門禁系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的幫助下，生產(chǎn)管理部門能很清晰的了解作業(yè)現(xiàn)場的人員和車輛詳細(xì)信息，生產(chǎn)規(guī)范執(zhí)行情況。經(jīng)過多家單位的使用，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)管理的預(yù)期目標(biāo)。

門禁系統(tǒng) 定員 規(guī)范

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大力發(fā)展，對炸藥的需求量也不斷增大，民爆炸藥行業(yè)也因此得以迅速發(fā)展。各廠家生產(chǎn)規(guī)模不斷壯大，生產(chǎn)人員數(shù)量逐漸增多，危險源和危險點也在不斷增多，發(fā)生了很多安全事故，特別是近兩三年不斷有大型炸藥生產(chǎn)爆炸事故發(fā)生，造成了重大人員傷亡。山東濟(jì)南章丘市保利民爆濟(jì)南科技有限公司的震源藥柱生產(chǎn)車間發(fā)生的爆炸，造成19人受傷，遇難者人數(shù)多達(dá)33人，影響非常惡劣。為此，工信部緊急發(fā)文：“關(guān)于增補(bǔ)完善民爆生產(chǎn)線安全監(jiān)控手段的通知”，對生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)要求“完善并升級工業(yè)炸藥及其制品生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)”和“安裝完善生產(chǎn)線智能化門禁系統(tǒng)”，嚴(yán)格控制生產(chǎn)作業(yè)人員數(shù)量，保障生產(chǎn)安全，將意外傷害人數(shù)降到最低。同時也為了進(jìn)一步提升民爆行業(yè)信息化建設(shè)水平，優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)人員管理，督促全國所有炸藥生產(chǎn)廠家必須安裝智能門禁系統(tǒng)。為此，中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司研制了智能門禁管理系統(tǒng)，通過多家單位使用，實現(xiàn)了對進(jìn)入作業(yè)區(qū)的人員總數(shù)限定，對進(jìn)入車間的作業(yè)人員的身份信息詳細(xì)記錄、顯示，對違規(guī)或超員的情況進(jìn)行報警并上報的預(yù)期目標(biāo)，取得較好的效果。

1 門禁定員系統(tǒng)

所謂門禁系統(tǒng)，又稱出入管理控制系統(tǒng)，是一種管理人員進(jìn)出的數(shù)字化管理系統(tǒng)[1]，在很多行業(yè)和部門中都有廣泛使用。市場上常見的門禁系統(tǒng)種類一般有：密碼門禁系統(tǒng)、非接觸IC卡(感應(yīng)式IC卡)門禁系統(tǒng)、指紋虹膜掌型生物識別門禁系統(tǒng)[2]等。

民爆行業(yè)相比其他行業(yè)有特殊規(guī)定，民爆行業(yè)智能門禁系統(tǒng)除需具備普通門禁系統(tǒng)的功能外，還需滿足民爆行業(yè)的特定需求。針對該行業(yè)的廠區(qū)布局和設(shè)備工藝要求，進(jìn)行了調(diào)整和二次設(shè)計，使之更好的適用于民爆行業(yè)。該行業(yè)的門禁定員系統(tǒng)和普通的門禁系統(tǒng)區(qū)別在于：此系統(tǒng)利用的是無障礙智能化門禁技術(shù)，對出入危險作業(yè)場所的人員無阻礙的通行，并進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計、身份識別、現(xiàn)場LED顯示、滿員警示和超員報警的電子系統(tǒng)[3]，主要適用于有操作定員要求的1.1級(含1.1*級)工業(yè)炸藥及制品生產(chǎn)線危險工房。

1.1 設(shè)計原則

(1)先進(jìn)性。系統(tǒng)在設(shè)計思想、系統(tǒng)架構(gòu)、采用技術(shù)、選用平臺上均要具有一定的先進(jìn)性、前瞻性、擴(kuò)充性。在充分考慮技術(shù)上先進(jìn)性的同時，盡量采用技術(shù)成熟、市場占有率比較高的產(chǎn)品，從而保證建成的系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和安全性。

(2)實用性。系統(tǒng)在盡量滿足業(yè)務(wù)功能需求的前提下，要適應(yīng)各業(yè)務(wù)角色的工作特點，做到簡單、實用、人性化。實現(xiàn)統(tǒng)一身份和資源管理、統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一內(nèi)容管理、個性化界面和內(nèi)容定制。

(3)高可靠性。系統(tǒng)建設(shè)必須保證可靠性和安全性。系統(tǒng)設(shè)計中，有適量冗余及其他保護(hù)措施，平臺和應(yīng)用軟件應(yīng)具有容錯性等。

(4)開放性。系統(tǒng)在統(tǒng)籌構(gòu)架、采用技術(shù)等都必須有較好的開放性。特別是在選擇產(chǎn)品上，符合開放性要求，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對選定的產(chǎn)品既有自己獨(dú)特優(yōu)勢，又能與其他多家優(yōu)秀產(chǎn)品進(jìn)行組合，共同構(gòu)成一個開放的、易擴(kuò)充的、穩(wěn)定的、統(tǒng)一軟件的系統(tǒng)。

(5)可維護(hù)性。系統(tǒng)設(shè)計具有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，按照分層設(shè)計，軟件構(gòu)件化實現(xiàn)。對于采用的軟件構(gòu)件化開發(fā)方式應(yīng)滿足以下要求：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分層，業(yè)務(wù)與實現(xiàn)分離，邏輯與數(shù)據(jù)分離；以統(tǒng)一的服務(wù)接口規(guī)范為核心，使用開放標(biāo)準(zhǔn)；構(gòu)件語意描述形式化；提煉封裝構(gòu)件規(guī)范化。

(6)可伸縮性和可升級性?？紤]到系統(tǒng)建設(shè)是一個循序漸進(jìn)、不斷擴(kuò)充的過程，系統(tǒng)采用積木式結(jié)構(gòu)，整體構(gòu)架的考慮要與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接，為今后系統(tǒng)擴(kuò)展和集成留有擴(kuò)充余量。

(7)可移植性。系統(tǒng)選擇開放的應(yīng)用平臺，建設(shè)一套與平臺無關(guān)、以統(tǒng)一的服務(wù)接口規(guī)范和與各種數(shù)據(jù)庫相連的應(yīng)用組件。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

民爆行業(yè)智能化門禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示，整個系統(tǒng)由硬件設(shè)備和軟件設(shè)備組成。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

硬件設(shè)備包括刷卡感應(yīng)設(shè)備(磁卡或FRID型射頻卡)、監(jiān)測設(shè)備、紅外柵欄、LED顯示屏、聲光報警設(shè)備、工控機(jī)、服務(wù)器等；軟件設(shè)備包括現(xiàn)場監(jiān)控軟件、管理軟件和數(shù)據(jù)庫軟件[2]等。門禁系統(tǒng)運(yùn)用了智能卡、紅外探測、視頻監(jiān)視、智能視頻分析等技術(shù)組合實施系統(tǒng)功能。數(shù)據(jù)傳輸和通信方式采用：①多芯信號電纜與控制主機(jī)之間采用一對一專線相連的分線制方式；②主干路光信號傳輸，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換器，最后再轉(zhuǎn)換成多芯信號電纜傳輸?shù)目偩€制控制方式，門禁系統(tǒng)采用有線傳輸方式。門禁系統(tǒng)在斷電情況下的備用電源應(yīng)能保證連續(xù)工作不少于 60 min，在正常生產(chǎn)期間，系統(tǒng)能實現(xiàn)24 h全天候連續(xù)運(yùn)行；自動記錄與儲存數(shù)據(jù)，自動保存監(jiān)控信息，并上傳至企業(yè)監(jiān)控中心，且同步備份。設(shè)置門禁系統(tǒng)的所有通道具有完全開放性，所有人員無障礙通過[3]，門禁系統(tǒng)的控制管理平臺設(shè)置在監(jiān)控室。每個通道出入口為單點系統(tǒng)，可通過網(wǎng)絡(luò)組合，由后臺軟硬件實現(xiàn)統(tǒng)一管理。

1.3 功能描述

根據(jù)民用爆破行業(yè)用戶的要求，門禁系統(tǒng)包括對進(jìn)入1.1級生產(chǎn)工房防護(hù)土堤內(nèi)所有的通道增設(shè)無障礙門禁點和視頻監(jiān)控點。如工房內(nèi)規(guī)定額定人數(shù)：當(dāng)此廠區(qū)超過額定的人數(shù)時，整個廠區(qū)所有通道口的廣播系統(tǒng)語音報警且相應(yīng)的軟件報警；當(dāng)無權(quán)限人員和非法人員進(jìn)入廠區(qū)時，整個廠區(qū)所有通道口的廣播系統(tǒng)也需有語音報警且相應(yīng)的軟件系統(tǒng)也有報警，這兩種要用不同語音報警(“請注意，此廠區(qū)已超過額定人數(shù)”和“請注意，有非法人員闖入廠區(qū)”),所有的報警通道可在軟件的實時監(jiān)控地圖中反映出來,為了保證進(jìn)入整個廠區(qū)內(nèi)人員的安全性，在所有通道的正上方設(shè)置LED顯示屏,實時顯示廠區(qū)的額定人數(shù)及進(jìn)入廠區(qū)人員的人數(shù)和具體員工的姓名。整個系統(tǒng)工作流程框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工作流程框圖

進(jìn)入1.1級生產(chǎn)工房防護(hù)土堤內(nèi)每一個通道門禁系統(tǒng)包括以下設(shè)備：兩個門禁感應(yīng)器、兩對紅外柵欄、一個雙門控制器、一個LED顯示屏、兩個廣播喇叭和一個精確計數(shù)攝像機(jī)(含視頻分析儀)。每個通道門禁采用雙向刷卡且在進(jìn)、出門禁感應(yīng)器中間安裝兩對紅外柵欄(采用豎向?qū)ι?，避免橫向人員重疊，造成錯誤判斷)的方式來實現(xiàn)。然后在每個通道附近安裝一個視頻監(jiān)控攝像機(jī)和一個雙門控制器、且在每個通道正上方安裝一個LED顯示屏及側(cè)面安裝兩個廣播喇叭。所有門禁控制器和視頻監(jiān)控通過內(nèi)網(wǎng)與軟件連接，而所有的LED顯示屏和廣播喇叭用485通訊線總線連接后與門禁系統(tǒng)軟件對接。

(1)首先在軟件中設(shè)置廠區(qū)的額定人數(shù)(超過此人數(shù)系統(tǒng)報警),當(dāng)?shù)谝粋€員工從第一個通道刷已授權(quán)卡進(jìn)入廠區(qū)時,通過視頻聯(lián)動抓拍此人照片同時在LED屏上顯示額定人數(shù)、已進(jìn)入廠區(qū)的人數(shù)和姓名。

(2)當(dāng)?shù)诙€員工從第二個通道刷已授權(quán)卡進(jìn)入廠區(qū)時,通過視頻聯(lián)動抓拍此人照片同時在LED屏上顯示額定人數(shù)、已進(jìn)入廠區(qū)的人數(shù)(在原來的人數(shù)上加1)和所有已進(jìn)入廠區(qū)人的姓名(屏幕上增加此員工姓名)。

(3)當(dāng)?shù)谌齻€員工從第三個通道刷非授權(quán)卡和不刷卡進(jìn)入廠區(qū)時，通過視頻聯(lián)動抓拍此人照片同時所有通道的廣播系統(tǒng)會有語音提示“請注意，非法人員闖入廠區(qū)”且在軟件中顯示具體的通道位置和相應(yīng)的文字提示。

(4)當(dāng)?shù)谝粋€員工從第四個通道刷已授權(quán)卡出廠區(qū)時，通過視頻聯(lián)動抓拍此人照片同時在LED屏上顯示額定人數(shù)、已進(jìn)入廠區(qū)的人數(shù)(在原來的人數(shù)上減1)和已進(jìn)入廠區(qū)人的姓名(屏幕上刪去此員工姓名)。

(5)當(dāng)?shù)?0人(假設(shè)設(shè)定額定人數(shù)為9人，可修改)從任何一個通道進(jìn)入廠區(qū)時，通過視頻聯(lián)動抓拍此人照片的同時所有通道的廣播系統(tǒng)會有語音提示“請注意，此廠區(qū)已超過額定人數(shù)”且在軟件中顯示具體的通道位置和相應(yīng)的文字提示。

(6)后臺主機(jī)給相應(yīng)的現(xiàn)場IC卡授權(quán)，給現(xiàn)場的主機(jī)授權(quán)，確定可進(jìn)入的人數(shù)。每人的授權(quán)卡是和個人的身份信息相匹配授權(quán)。

(7)對進(jìn)入1.1生產(chǎn)工房的人員進(jìn)行實時統(tǒng)計和監(jiān)控，出入人員自動記錄和保存，實現(xiàn)正常出入和臨時出入人員權(quán)限管理。

(8)每個子系統(tǒng)都要聯(lián)網(wǎng)到中心服務(wù)器，并把數(shù)據(jù)上傳到中心服務(wù)器。

2 實際應(yīng)用效果

當(dāng)民用爆破企業(yè)智能門禁管理系統(tǒng)啟動后,監(jiān)控系統(tǒng)軟件運(yùn)行且彈出登錄窗口，帳戶驗證通過后，用戶即可進(jìn)入民用爆破企業(yè)智能門禁管理系統(tǒng)。系統(tǒng)界面及主要模塊如圖3所示。首先進(jìn)入電子地圖主界面，第一層主界面為“帶有中鋼集團(tuán)logo的主界面”，點擊“人員進(jìn)出監(jiān)控”圖形進(jìn)入第二層主界面為“炸藥庫的現(xiàn)場監(jiān)控模擬圖”，當(dāng)有非法進(jìn)出時會在右上角滾動指出哪一通道有非法進(jìn)出，以方便工作人員查看。點擊“門禁”頁面，可直接切換至門禁監(jiān)控顯示區(qū)域，右上角實時顯示已進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的人數(shù)和進(jìn)入顯示區(qū)域的額定人數(shù)。1～4通道都有監(jiān)控以便于統(tǒng)計進(jìn)出人數(shù)，人員進(jìn)出通道詳情可以在門禁信息里查看，在系統(tǒng)中的采集區(qū)點擊相關(guān)配置均可通過菜單工具欄進(jìn)行設(shè)置。

現(xiàn)門禁系統(tǒng)已經(jīng)在馬鋼集團(tuán)南山礦業(yè)公司江南化工分公司使用，現(xiàn)場安裝效果如圖4。對進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)的貨運(yùn)車輛和生產(chǎn)人員進(jìn)行檢測，當(dāng)有無卡車輛或人員或者非法闖入時，語音和聲光報警，并在控制室的調(diào)度畫面中顯示報警通道，通知調(diào)度人員去現(xiàn)場查看實際情況并處理；對有序進(jìn)入的車輛信息，在軟件后臺登陸、保存，生產(chǎn)區(qū)域作業(yè)人員的信息和車輛在通道中央LED屏中滾動顯示，并將該信息上傳到工信部的指定端口中，實現(xiàn)全系統(tǒng)監(jiān)控。

3 結(jié) 語

門禁定員管理系統(tǒng)投入使用已有半年，管理部門和控制室調(diào)度人員借助于該系統(tǒng)能夠清楚地知道生產(chǎn)作業(yè)區(qū)人員的詳細(xì)信息，并通過廣播尋呼等其他系統(tǒng)聯(lián)系溝通，增強(qiáng)了管理的清晰度，提高了工作效率和生產(chǎn)的安全管理，該智能門禁管理系統(tǒng)實現(xiàn)了相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和企業(yè)生產(chǎn)者的預(yù)期目的，值得推廣。

圖4 現(xiàn)場安裝監(jiān)控效果示意

[1] 杜麗麗，曹虎山，楊化庭.基于射頻識別(FRID)技術(shù)的門禁管理系統(tǒng)的研究[J].北京工商大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003(4)：22-26.

[2] 董蘊(yùn)華，高明芳.基于非接觸式IC卡門禁控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)[J].煤炭技術(shù).2011(12)：45-46.

[3] 趙 敏，鄭先鋒.基于FRID技術(shù)的無限門禁系統(tǒng)的設(shè)計[J].通信技術(shù).2009，204(4)：105-107.

Research Development and Application of the Intelligent Entrance Guard Management System of Industrial Explosive Industry

Chen Yongliang1,2,3Zeng Yongsheng4Chen Dasheng5

(1.Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.,Ltd.;2.State Key Laboratory of Safety and Health for Metal Mines;3.The National Engineering Research Center of Huawei High Efficient Recycle and Utilization of Metallic Mineral Resources Co.,Ltd.;4.Yuanzhou District Administration of Work Safety,Yichun City,Jiangxi Province;5.Anhui Hengyuan Technology Research Chemical Co.,Ltd.)

The new requirements of personnel management in industrial explosive industry is published,the intelligent entrance guard management system of explosive industry is developed by Sinosteel Manashan institute of mining research Co.,Ltd.The calculation and analysis of professional software module are developed based on the related test equipment,transmission equipment,display module,output,alarm equipment.The detail information of the scene of the homework personnel and vehicle can be know clearly by the production management department staff under the help of the intelligent entrance guard management system.The application results that,the expected target is achieved by yhe intelligent entrance guard management system.

Industrial explosive industry, Cornplemerot, Specification

2014-10-10)

陳勇亮(1982—)，男，工程師，243000 安徽省馬鞍山市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)西塘路666號。