基于人脸识别的人员入井唯一性检测系统的设计

2019-08-10张立刚李诚诚

电脑知识与技术 2019年17期

张立刚李诚诚

摘要：煤矿井口人员入井唯一性检测系统是在煤矿人员定位系统的基础上，借助井下人员定位识别卡检测功能，利用人脸识别的生物特征识别技术实现人员身份的检测功能，实现煤矿入井人员唯一性监测。为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。

关键词：煤矿;人员入井; 唯一性检测; 人脸识别

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）17-0186-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

2016年国家安监总局颁发了新的煤矿安全规程，其中对矿用人员定位系统增加了新的要求，既增加了煤矿入井人员的唯一性识别要求，杜绝人卡不匹配等问题，同时也对煤矿真实考勤提出了考查要求。

传统的煤矿人员入井考勤系统包含有人员定位系统、矿灯考勤系统、井口虹膜考勤系统等，这些系统在正常情况下都可记录人员入井情况，并提供统计查询功能。但都不能解决人员代替刷卡和捎带卡的问题。随着人脸图像识别技术的不断发展，人脸识别的速度和准确度已经非常完善，本文通过人脸识别技术和人员定位系统结合的方式，设计了人员入井唯一性监测系统，从根本上解决了代替刷卡和漏刷卡等问题。

1 系统概述

矿井人员入井唯一性检测系统根据我国煤矿的现状，采用先进的人脸识别技术，将人脸特征识别技术、RFID无线射频技术、视频分析技术、并融合计算机网络通讯技术以及数据库技术等多种技术进行提取和整合，解决以往人员考勤系统只认卡不认人的考勤问题，通过人脸特征识别库和与人员定位系统进行数据交互，保证入井人员的人卡一致、一人一卡，当井下遇到突发事故，矿井可准确地获取井下人员信息情况，帮助救援人员进行正确的救援判断。同时预留扩展接口，实现如三违人员未学习通过或其他情况明确禁止下井的人员，系统可自动进行判断提醒，阻止下井，从而加强了监督矿井生产管理过程，减少井下风险事故的发生，是提高矿井生产管理水平的必要手段。

2 系统设计结构

系统主要由终端计算机、显示模块、人员唯一性自动检测门（以下简称“检测门”）、进门检测模块、人员识别模块、人像识别比对仪（由摄像仪及软件组成，以下简称“摄像仪”）、矿用通信电缆等设备组成。系统结构框架如图1所示。

3 工作原理

人员识别模块主要实现检测每个矿工身上携带的识别卡，如果是坏卡或者未带卡，则不传送卡号至上位机监测软件界面显示，可以提示矿工未带卡或者识别卡已损坏;如果只带一张卡，则显示相应卡号信息;如果是多带卡，则通过检测结果触发声光报警控制模块进行报警提示。人像比对仪将采集到的人像信息与人像数据库人像数据进行比对，同时调取对应注册卡号与人员识别模块检测到的卡号是否一致，并语音提示成功或失败。

4 系统设计

在入井口安装闸机和检测门等装置，保证人员有效快速入井，管理服务器就近安装在井口附近房间内，大屏幕显示器安装在入井通道内，音箱安装在井口入井等候大厅内。

出入矿井的人员经过人员定位基站时，基站会读取到人员信息并经过人员定位系统判断是否为入井人员，唯一性检测系统软件实时与人员定位系统主机通讯，将读取到的入井人员信息传递给人脸闸机控制软件，人脸识别成功后，若判断当前人员为待入井人员时闸机自动开放，若判断人员短时间内曾入过井或输入升井人员状态，则闸机拒绝打开，同时广播喊话报警，系统自动记录违章情况，并自动录入待确认信息内，若经员工领导确认，确实安排升井取物，则恢复为合法状态，若无相关证明，则确认在违章信息内。

自动生成有效考勤报表，原则如下：

5.1人员信息管理

人员信息管理模块是对人员信息、人脸信息、人员工号信息等资料的管理，包括部门定义，添加、编辑、删除人员，人员离职，人员调动，人脸录入，人员工号登记等相关操作。

人员信息录入：人员信息录入可通过输入或导入两种方式，输入方式适合小部分人员添加或修改，手动按照系统要求进行填写录入。导入方式适合系统进行初始化或大批量增加人员信息，按照系统提供的EXECL报表的规定格式填写，导入系统。也可用于系统人员信息备份和还原。

人脸特征信息录入：人脸照片录入有三种方式，1、从人员定位系统中批量导入人员照片信息;2、从照片文件中选取;3、通过人脸识别摄像仪在系统中注册。三种方式可根据系统情况结合使用，首次初始化，可从人员定位批量导入，结合导入情况，对不符合人脸识别要求的照片进行特殊标注，进行照片注册或系统现场注册方式。

人员工号登记：唯一性检测系统需要结合人员定位系统中定位卡信息，来判断唯一性与否，两个系统中人员信息，通过人员工号进行唯一对应。

5.2唯一性识别功能

包含两个部分，首先由煤矿人员定位系统识别待入井人员，入井唯一性检测判断该员工是否在较短时间内进行过出入井，提供有效名单给人脸闸机控制系统，其次在矿井人员下井等候大厅口或提升罐笼前安装唯一性检测门装置，它包含人脸识别相机、动态反馈人脸信息显示屏、屏蔽式定位卡采集分站，当人员进入检测门，摄像仪捕捉到人脸，系统按照程序提示用户进行下一步正确操作，保证人员快速准确的通过。

5.3人卡绑定功能

人卡绑定单元是人脸识别子系统和RFID井下跟踪定位子系统的结合点，主要完成人、卡随机绑定和解除。提前将卡的信息和人的人脸信息进行绑定。提供绑定，修改等功能。

5.4大屏幕显示功能

现场入井口安装大屏幕显示器，显示入井人员信息，报警信息等内容。

5.5报警提示

设备安装有声光报警器，对非法进入的行为进行包含区队、人名、违规类别的报警。

6 结语

基于人脸识别的矿井人员唯一性检测系统通过人脸识别生物特征识别技术和人员定位系统结合进行综合比对，判断入井人员是否不带卡、携带坏卡、捎带卡、替代卡等行为，具有较高的识别率和快速的识别速度。目前此系统已经在永煤集团城郊煤矿得到了良好的应用，系统运行稳定可靠，保证了入井人员信息都是真实性、准确性。

参考文献：

[1] 国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程（2016年修订版）[S].北京：煤炭工业出版社，2016.

[2] 国家安全生產监督管理总局.AQ1048-2007 煤矿井下作业人员系统使用与管理规范[S].北京：煤炭工业出版社，2007.

[3] 郭海军.矿井人员定位系统中标识卡唯一性检测装置设计[J].常州：工矿自动化，2012.