◆李建忠

（烏拉特后旗紫金礦業(yè)有限公司 內(nèi)蒙古 015543）

近一個(gè)時(shí)期以來(lái)，礦山安全問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)各界重視，如何加強(qiáng)勞動(dòng)紀(jì)律、防止員工代打卡現(xiàn)象以及實(shí)時(shí)掌握井下人員動(dòng)態(tài)信息和出勤情況成為企業(yè)管理人員、安檢人員共同關(guān)心的問(wèn)題。然而如何切斷事故的致因鏈，減少人的不安全行為也是安全工作的一個(gè)重點(diǎn)。在虹膜考勤的同時(shí)顯示全家福圖片，打出親情提示及安全寄語(yǔ)，可以引起職工心靈的感動(dòng)，這無(wú)疑是最好的安全教育方式。結(jié)合人員定位系統(tǒng)對(duì)重要區(qū)域的人員定位標(biāo)識(shí)卡，可以幫助管理人員實(shí)時(shí)了解入井人員在井下的分布情況。烏拉特后旗紫金礦業(yè)有限公司井下作業(yè)和管理人員約1000 余人，每天三班倒作業(yè)，每班約300 余人，人員出入井通道有副井井口和斜坡道井口兩個(gè)。虹膜識(shí)別技術(shù)和人員定位系統(tǒng)正是烏后紫金領(lǐng)導(dǎo)在這種背景下提出的。

1 虹膜識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

身份識(shí)別主要分為介質(zhì)識(shí)別和生物識(shí)別。過(guò)去，身份或認(rèn)證是根據(jù)介質(zhì)（鑰匙、卡片或身份證）或一些問(wèn)題（密碼或PIN）來(lái)確認(rèn)身份或授予特權(quán)。然而，這些約定可能因?yàn)閾碛辛隋e(cuò)誤的個(gè)人令牌或所需知識(shí)（密碼或PIN）而存在安全漏洞。為了更緊密地綁定個(gè)人身份和更適當(dāng)?shù)氖跈?quán)，一個(gè)新的身份約定變得越來(lái)越普遍，其并不是基于一個(gè)人有或知道什么，而是基于物理特性或表現(xiàn)出的個(gè)人生物特征如聲音、指紋、面部結(jié)構(gòu)、虹膜或靜脈圖案等。

虹膜特點(diǎn)如下：

穩(wěn)定：人類虹膜的獨(dú)特圖案在10 個(gè)月大的時(shí)候形成，并且終生保持不變。

獨(dú)特：兩個(gè)人產(chǎn)生相同虹膜圖案的概率為零。

靈活：虹膜識(shí)別技術(shù)可以輕松集成到現(xiàn)有的安全系統(tǒng)或作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)使用。

可靠：一個(gè)獨(dú)特的虹膜圖案不容易被盜、丟失或外借。

非接觸性：虹膜識(shí)別不用接觸采集設(shè)備即可快速識(shí)。

廣泛：很少人不能使用該技術(shù)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人至少有一只眼睛。

虹膜識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)于烏后紫金的出入考勤管理系統(tǒng)來(lái)講，最重要的是在人員及權(quán)限等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的前提下，保證整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間、不間斷的穩(wěn)定運(yùn)行，不能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)環(huán)境或數(shù)據(jù)服務(wù)器故障導(dǎo)致系統(tǒng)非正常運(yùn)行。

針對(duì)上述問(wèn)題，解決方案是構(gòu)建一套分布式的系統(tǒng)架構(gòu)，除了在調(diào)度室配置數(shù)據(jù)服務(wù)器以外，還要在各個(gè)出入口配置分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)器，它們之間在權(quán)限模型體系下互相備份，而數(shù)據(jù)同步的過(guò)程無(wú)須人為干預(yù)，因此能夠減少出錯(cuò)的概率。

分布式架構(gòu)可以帶來(lái)以下幾個(gè)顯著好處：

（1）人員基礎(chǔ)信息統(tǒng)一管理。如統(tǒng)計(jì)報(bào)表、權(quán)限管理等。

（2）出入口與調(diào)度室之間不會(huì)因網(wǎng)絡(luò)故障而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。即使是距離調(diào)度室較遠(yuǎn)的出入口也完全可以不受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響。

（3）分散服務(wù)器壓力，對(duì)于不需要統(tǒng)一管理的數(shù)據(jù)，可以存儲(chǔ)在出入口數(shù)據(jù)服務(wù)器，以減少服務(wù)器故障對(duì)數(shù)據(jù)完整性造成的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）更容易實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的服務(wù)定制。各個(gè)出入口可以定制自己的考勤算法或管理策略。

（5）保護(hù)已有投資。因?yàn)榉植际焦芾斫档土藢?duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)器硬件需求，進(jìn)而更合理地運(yùn)用現(xiàn)有硬件，降低硬件的升級(jí)費(fèi)用。

2 出入管理系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)

我們采用雙向感應(yīng)式翼閘方案，員工入井時(shí)經(jīng)過(guò)虹膜考勤機(jī)識(shí)別，將其同之前采集至后臺(tái)管理主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，經(jīng)識(shí)別確認(rèn)身份后，控制器驅(qū)動(dòng)打開(kāi)閘道放行，并記錄進(jìn)門時(shí)間。員工離開(kāi)時(shí)，同樣要經(jīng)過(guò)虹膜考勤機(jī)識(shí)別，經(jīng)識(shí)別確認(rèn)身份后，控制器驅(qū)動(dòng)打開(kāi)閘道放行，并記錄出門時(shí)間。

在有效地防止外來(lái)人員的非法進(jìn)入同時(shí)，還增加了出入記錄的管理及查詢等功能。

圖1 虹膜考勤現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

圖2 虹膜考勤系統(tǒng)管理軟件

3 人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用

首先據(jù)實(shí)際需求，于井下區(qū)域與巷道位置根據(jù)需要（如，井下主要巷道、必經(jīng)之路等）放一定數(shù)量的定位分站。

管理人員也亦可以通過(guò)分析大屏幕或電腦中的分布示意圖，對(duì)某個(gè)區(qū)域進(jìn)行查詢。管理主機(jī)將統(tǒng)計(jì)這一區(qū)域內(nèi)人員的情況，管理人員便可借此實(shí)時(shí)觀察井下人員的位置，以達(dá)到精準(zhǔn)定位。此外，一旦出現(xiàn)井下事故，可依據(jù)管理主機(jī)內(nèi)的人員定位情況即時(shí)查詢到相關(guān)信息，以減少無(wú)用功，精準(zhǔn)判斷人員被困位置，對(duì)其及時(shí)進(jìn)行救援。

人員定位系統(tǒng)工作原理如下圖所示，定位分站可以直接接到環(huán)網(wǎng)交換機(jī)處，也可以相互串聯(lián)起來(lái)，但第一臺(tái)定位分站必須要接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，以保證傳輸?shù)膸捄蛡鬏數(shù)乃俾省?/p>

圖3 人員定位系統(tǒng)工作原理圖

僅需為下井人員佩帶定位標(biāo)識(shí)卡，地面管理人員便可以通過(guò)管理主機(jī)中的GIS 地圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下井人員的情況，包括：人員數(shù)量、姓名等，以達(dá)到精準(zhǔn)定位的目的。同時(shí)還可以支持回放活動(dòng)路線或?qū)嵤┛记诠芾砉δ?，亦可以支持短信群發(fā)，編輯短信、報(bào)警等。

總結(jié)而言，定位系統(tǒng)主要具備如下功能：

1）精準(zhǔn)定位功能，理論定位精度可達(dá)±15 米，不過(guò)由于大巷干擾的存在，導(dǎo)致實(shí)用時(shí)精度偏差會(huì)加大到±50 米。因此，需要通過(guò)巷道測(cè)試對(duì)偏差進(jìn)行修正。

2）能夠?qū)y卡人員出/入井時(shí)刻、重點(diǎn)區(qū)域出/入時(shí)刻、工作時(shí)間、井下和重點(diǎn)區(qū)域人員數(shù)量、井下人員活動(dòng)路線等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)、顯示、打印、儲(chǔ)存、查詢、報(bào)警、管理等；

3）對(duì)下井人員實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，并顯示相應(yīng)的人員位置；

4）系統(tǒng)可以良好地識(shí)別靜態(tài)速度≤80Km/h 的移動(dòng)目標(biāo)；

5）單臺(tái)分站支持同步識(shí)別超過(guò)200 張的人員定位標(biāo)識(shí)卡；

6）人員定位標(biāo)識(shí)卡具有液晶顯示屏，具有收發(fā)中文短消息的功能；

7）人員定位標(biāo)識(shí)卡主要是通過(guò)有源工作方式（獨(dú)立供電），其能耗較低，一次更換電池可使用超過(guò)半年的時(shí)間。同時(shí)，人員定位標(biāo)識(shí)卡還擁有欠壓指示功能，在發(fā)生欠壓報(bào)警后，標(biāo)識(shí)卡仍然可延續(xù)工作3 天。

8）系統(tǒng)具備強(qiáng)大的井下人員應(yīng)急救援功能：一旦井下人員遇險(xiǎn)，可即時(shí)觸發(fā)“報(bào)警”按鈕，若發(fā)生著火、透水等情況，亦可通過(guò)標(biāo)識(shí)卡按鍵向地面機(jī)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。進(jìn)而據(jù)此查詢報(bào)警人員的詳細(xì)資料，包括：遇難時(shí)間、地點(diǎn)、人員姓名等信息。

9）可精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)整個(gè)礦下?lián)艋蚰硡^(qū)域（如，某個(gè)工作面）的人員數(shù)量；

10）可予以實(shí)時(shí)跟蹤查詢、打印當(dāng)前或某段下井下人員數(shù)量、活動(dòng)軌軌跡和人員分布情況；

11）定位分站及人員定位標(biāo)識(shí)卡擁有獨(dú)立的發(fā)射和接收部件，其中包含了嵌入式微處理器和軟件兩部分重要技術(shù)；

12）人員定位標(biāo)識(shí)卡是通過(guò)高級(jí)嵌入式微處理器進(jìn)行工作的，基于嵌入式軟件的控制，達(dá)到了編、解碼的要求，實(shí)現(xiàn)通信和信息處理的功能；

13）系統(tǒng)軟件還擁有管理人員定位標(biāo)識(shí)卡電池的功能；

14）自動(dòng)識(shí)別功能：乘車出入的工作人員在進(jìn)入?yún)^(qū)域后，無(wú)須下車打卡，而是通過(guò)系統(tǒng)識(shí)別技術(shù)，識(shí)別車輛從而完成對(duì)工作人員的考勤和定位；

15）識(shí)別區(qū)域不會(huì)受限于方向影響，亦不存在盲區(qū)，且其對(duì)人體不會(huì)帶來(lái)任何損傷；

16）定位分站和地面中心站失聯(lián)后，分站仍可以獨(dú)立工作，自動(dòng)存儲(chǔ)相應(yīng)的監(jiān)督數(shù)據(jù)。在通訊恢復(fù)后，管理主機(jī)可及時(shí)提取數(shù)據(jù)完成修復(fù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間在2 小時(shí)以上；

17）系統(tǒng)開(kāi)展實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)，可支持記錄、顯示、查詢、編輯、網(wǎng)絡(luò)通信等功能；

18）系統(tǒng)中心站、網(wǎng)絡(luò)終端支持聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，可使網(wǎng)上所有終端基于使用權(quán)限范圍內(nèi)達(dá)到共享、查詢信息和打印數(shù)據(jù)報(bào)表目的；

19）報(bào)警功能：可對(duì)下井人員設(shè)定出入時(shí)間、出入地點(diǎn)等，若超出授權(quán)時(shí)間或誤入未授權(quán)地點(diǎn)，則予以報(bào)警，以提醒控制人員作出迅速反映，采取相應(yīng)的安全措施；

20）系統(tǒng)自動(dòng)生成信息數(shù)據(jù)庫(kù)，達(dá)到統(tǒng)計(jì)考勤作業(yè)和有效管理、促進(jìn)管理效率提升的目的；

21）系統(tǒng)擁有良好的自診斷功能。在系統(tǒng)內(nèi)定位分站、傳輸接口等出現(xiàn)故障后，予以及時(shí)報(bào)警并記錄在案，以便管理人員查詢、打?。?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)將虹膜識(shí)別技術(shù)和人員定位系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用，可以避免下井人員忘帶、錯(cuò)帶或攜帶無(wú)效的人員定位識(shí)別卡下井，同時(shí)烏后紫金管理人員能夠隨時(shí)了解下井人員總數(shù)和人員動(dòng)態(tài)信息。萬(wàn)一出現(xiàn)事故或?yàn)?zāi)害時(shí)，其將為營(yíng)救人員搶救員工生命提供第一手的寶貴資料。