煤礦專用三網合一系統

大數據時代的到來，加強了企業內部各個系統數據的關聯性。比如，考勤信息就可以當做工資評定的數據，在煤礦企業中，礦燈取走的時間又可以證實考勤信息的真實度。但是市面上的考勤系統仍然會存在作弊的問題，比如員工一次拿走兩個或者多個礦燈的代打卡現象，同時為了員工的安全考慮，井下定位系統將是未來煤礦企業中重要發展的一環。那么如何加強勞動紀律、防止員工代打卡、明細員工動向及實時掌握井下人員信息和地面員工出勤情況成為企業管理人員、安檢人員共同關心的問題。將煤礦系統中的考勤系統、礦燈管理系統和井下定位系統進行“三網合一”，是未來煤礦企業的改良方向。

將虹膜作為“三網”驗證的憑證，在后臺數據分析中將“三網”的信息各自整理后融合，進行考勤信息準確性和真實性的判定，在井下定位系統中保證“一卡”對應“一人”對應“一位”。

1.1 礦燈管理系統

礦燈管理系統示意圖

該系統的驗證方式為，在礦燈領取處加入一個驗證模塊，首先使用虹膜識別設備進行身份驗證，通過后才能夠顯示用人信息以及其礦燈的擺放位置，之后員工就可以取走礦燈，之后系統就會將該礦燈登記成領用狀態。

下井之前領取礦燈是員工的一項準備工作，因此礦燈管理也能夠作為考勤的一項環節來進行。在進行身份識別之后來顯示相關的信息，再判定人員是否將對應礦燈領走，若領走，那么開啟閘道；若沒有領走相應的礦燈，則開啟聲音報警并且提醒員工將礦燈領走。

在“三網合一”的虹膜考勤系統之中，會將礦燈和定位卡結合，完成接下來的井下定位系統。

1.2 井下定位系統

井下定位系統主要有兩種作用：一種是為了防止員工代打卡、替卡現象的發生；另外一種作用就是實時定位井下人員的位置，保障井下工作人員的安全，并且為突發事件提供重要的信息。

井下定位系統主要是通過定位卡來實現其定位的功能，通過“一卡”對應“一人”且在“一位”來杜絕替卡和代打卡現象的發生，若發現兩卡或多卡在同一位置，那么就可以確定為替卡和代打卡的行為。井下定位系統的數據同樣可以作為考勤的信息。

井下定位系統由于能夠實時顯示井下員工的地理位置，因此當有員工偏離位置或者不在對應的工作位置范圍內時，系統就會發出警報并且通知相關人員，來防止意外的發生。此外，若發生突發情況，也可以根據井下定位系統來查看人員位置保證信息傳遞的速度，或者是查看人員是否清場。

井下定位系統除了作為考勤系統的意外之外，其大大提高了員工的安全性，員工的安全有了保障，那么企業內部的穩定性也有了保障，產生的非經濟效益有利于企業的未來發展。

1.3 虹膜考勤系統

在考勤系統當中，將會融入前兩種系統，以此來完成“三網合一”的目的。整個“三網合一”的系統將以虹膜作為身份驗證的憑證和“鑰匙”，只有正確通過了虹膜驗證后，才能順利完成接下來的取礦燈、下井的步驟。  

1.3.1 軟件平臺LargeBioMatcher

虹膜識別作為公認的最好的生物識別方式，沒有大規模推廣應用的原因就是因為其核心算法只有少數幾個公司掌握，其涉及到模式識別與圖像處理技術等多種復雜的技術，所以說識別算法是虹膜識別的核心。

 AizheTech公司多年以來一直專注于模式識別與圖像處理技術的研究與應用，與多家國際頂尖公司合作，研發了具有自主知識產權的適用于大型系統的多生物特征識別平臺LargeBioMatcher。在生物識別方面，尤其是虹膜識別解決方案走在了業界的前端。

LargeBioMatcher是適用于大型系統的多生物特征識別平臺。

LargeBioMatcher平臺是專為大型系統的多生物特征識別而開發的。在技術方面保證了高可靠性、識別速度快，適用于大型數據庫。

LargeBioMatcher可以作為軟件開發工具，支持使用單一或多種生物特征識別，包括指紋，人臉，聲音、虹膜及掌紋識別。支持當前主流的操作系統，包括Windows，Linux，MAC OS X和Android平臺。

LargeBioMatcher的優點

識別速度快。采用加速模式，每秒可以識別200000000枚指紋或100000000個虹膜。 

兼容性好。兼容NIST IREX虹膜引擎及NIST MINEX指紋引擎。支持BioAPI2.0以及 ANSI、ISO等其他生物識別標準。

支持多種生物識別。包括指紋，虹膜，人臉，聲音和掌紋等5種模式。

優良的設計架構，獨立于虹膜設備，方便支持第三方集成和擴展。

1.3.2 虹膜產品

在山西汾西水峪煤業“三網合一”的方案當中，需要用到我公司生產的兩種虹膜識別設別，分別為：立式虹膜機：IMV-50；壁掛式虹膜識別設備：RZ-EF45。

（1）IMV-50作為新一帶專為煤礦設計的虹膜考勤機，相比較市場同類產品的優勢主要分為以下幾面：

一、自主版權的軟件支持；

二、良好的結構設計，超快的虹膜識別速度；

三、先進的分布式云架構；

四、成熟的擴展功能；

五、完善的售后支持。

其主要的優點：

1.支持單一姿勢的虹膜識別；

2.加裝近距離傳感器，在人員距離虹膜設備80cm響應并工作，節能并且延長設備使用壽命。

3.可以選裝面部及智能卡識別、支持多生物特征混合識別；

4.支持離線功能，不會因為網絡故障而停止工作或丟失數據；

5.支持虹膜活體檢測功能，拒絕欺騙操作;

6.支持門禁及第三方集成，適應用于系統集成方案中;

7.配備17寸觸摸屏，支持人機交互功能，可以針對員工顯示全家福及提示個性的安全祝語;

8.人性化鏡筒設計，提高虹膜成像速度，更加易于使用。

9.IMV-50采用進口虹膜成像模塊，成像效果處于世界先進水平，加上我們的算法優化，在煤礦實際應用中每分種可以通過20人以上，遠超市場上的同類產品。

IMV-50實物圖

（2）壁掛式虹膜識別設備：RZ-EF45，樣式新穎大方、環境適應性好、并且可以支持面部識別和射頻卡識別功能，可以根據人的身高自動調節鏡頭的角度，據我們了解，我們的虹膜一體機目前在國內是唯一自動適應使用者身高和面部識別功能的虹膜一體機。并且在識別距離上也是國內領先。

其主要的優點：

a.支持單一姿勢的虹膜識別，識別速度快；

b.虹膜識別距離達到45cm，近距離傳感器在80cm處即可響應，近而調節鏡頭傾斜角度以適應使用者身高；

c.支持虹膜識別、人臉識別、智能卡識別、密碼驗證；

d.支持離線功能，不會因為網絡故障而停止工作或丟失數據；

e.支持虹膜活體檢測功能，拒絕欺騙操作;

f.配備高清LCD顯示屏，音視頻反饋指示;

g.支持門禁及第三方集成，各適應用于系統集成方案中;

h.配備觸摸屏，支持人機交互功能;

i.紅外補光照明，適應低光照的環境

j.TCP/IP,RS-485/232，USB.韋根I/O,TTL輸入，wifi可選；

RZ-EF45實物圖

設備尺寸(Wx H x D)：166mm x 166mm X 43mm；

重量：650g(不含背板)；

電源 ：12VDC,3.5A；

LED指示：紅、綠、藍三種顏色；

支持人數：>10,000人(1:N 比對模式)；

鏡頭自動傾斜角度：向上25°，向下20°(+25°，-20°)；

圖像捕捉距離：面部: 35~80cm,虹膜:35-45cm；

瞳孔距離：45to85mm；

觸摸顯示屏LCD：4.95” 480x854 dots TFT；

虹膜捕捉時間：當處于“對焦框”范圍內時，捕捉時間小于0.5秒；

智能卡讀卡器：MiFare；

繼電器：1個干觸點繼電器；

外部設備連接：USB 2.0 Host；

溫度范：-35℃到45℃；

濕度：10to90%RH,無凝結；

聲音內置：24 bit,1.8W,可以外接音箱；

眼睛安全標準：IEC 62471；

通訊方式：TCP/IP,RS-485/232,Wiegand In/Out,WiFi Option；

輸入：TTLx2輸入；

紅外補光照明：雙側LED燈，波長長750-850nm；

軟件：門禁程序、考勤程序(選配)。

1.4系統功能及性能

1.4.1 軟硬件環境

服務器要求環境 

軟件要求： 

操作系統：Microsoft Windows 2008 Server/Advance Server； 

WEB 服務器：Microsoft Internet Information Server 7.0（Windows 2000 Server附件）以上； 

服務器數據庫系統：Microsoft SQL Sever 2008 Enterprise； 

硬件要求：

Pentium 1 GHZ 或以上CPU； 

1G 內存（建議2G以上）；

客戶機要求環境 

軟件要求： 

操作系統：Microsoft Windows XP或高版本操作系統； 

瀏覽器：Microsoft Internet Explorer 6.0或以上；

硬件要求： 

Pentium 600 MHZ 或以上CPU； 

512 MB 內存（建議1024MB或更高）；

1.4.2數據庫及開發工具選擇

選用Microsoft SQL Server2014 作為客戶/服務器及瀏覽器/服務器體系的主要數據庫，重點建立上網數據和各部門的分布式數據庫系統。

開發工具上采用QT4、Delphi及Microsoft Visual Studio.Net中的Microsoft Visual C#，前者在代碼的質量上、Internet擴展性方面、多層CLient/Server開發方面獨具特色，后者是開發符合Microsoft .NET架構的Asp.NET應用的比較好的工具，對C#支持較好。

1.4.3 虹膜考勤產品組成（軟硬件）

1)虹膜考勤機。

2)后臺數量同步程序。

3)數據中心模塊(：負責全部基礎數據的管理和維護工作，包括單位設置、工種設置、用工制度設置、表結構修改、菜單掛接等。

4)LargeBioMatcher平臺：虹膜識別算法核心，包括虹膜注冊等管理功能。

5)考勤終端軟件：考勤機用軟件，提供親情祝語等功能。

6)考勤接口模塊: 完成考勤數據的整理及與HR的接口。

整個系統的優點大致可歸納為以下幾個方面：

7)采用生特識別具有不可替代性，杜絕了代打卡的情形發生。

8)實現數據實時采集，延時時間小于10ms?？梢詫崟r反映當前人員的在崗情況；

9)實現多維數據采集，包括人員編號、考勤時間、考勤時的即時快照。

10)數據更為安全，采用SmartClient(智能客戶端)技術，打卡數據被實時地傳輸到中心服務器上，不會因為考勤機故障丟失打卡數據，即使網絡出現故障，因每臺考勤機本身具備存儲功能，也可以將數據保存在本地，網絡恢復正常后，本地數據會自動上傳到服務器。

11)員工可實時地查詢當前的出勤情況，及解析結果。

12)考勤數據同工資程序無縫集成，所有數據直接供它們使用。大大提高數據的利用率。

1.4 系統架構

對于大型及異地辦公企事業的的考勤管理系統來講，最重要的是在人員及權限等基礎數據統一管理的前提下，保證整個系統長時間、不間斷的穩定運行，不能因為網絡環境或數據服務器的故障導致系統非正常運行。

針對上述問題，我們的解決方案是構建一套分布式的系統架構，除了在（集團）總部配置數據服務器以外，還要在各個分支機構（公司）配置分數據服務器，它們之間在權限模型體系下互相備份，而數據同步的過程無需人為干預，以減少出差的概率。見下圖

架構示意圖

分布式架構可以帶來以下幾個顯著好處：

1、人員基礎信息統一管理。如人員調配、統計報表、權限管理等。

2、分公司與集團之間不會因網絡故障而影響系統正常運行。即使是距離集團較遠的外域分公司也完全可以不受網絡環境的影響。

3、分散服務器壓力。對于不需要統一管理的數據，可以存儲在分公司數據服務器上，減少服務器故障對數據完整性造成的系統風險。

4、更容易實現個性化的服務定制。各個分公司可以定制自己的考勤算法或管理策略。

5、保護已有投資。因為分布式管理減少了對網絡帶寬、服務器硬件的需求，可以充分利用現有硬件，減少硬件升級帶來的費用增加。

1.4.4部分軟件界面

考勤機主界面

注冊面部

注冊虹膜

識別時，配有語音及視覺提醒

距離遠了，提示向前（顯示藍色）

距離近時，提示向后（顯示紅色）

位置合適時，顯示綠色

識別成功，顯示人員信息

1.5使用三網合一的優勢

1.5.1 總體優勢

1、強化勞動紀律，提高工作質量及工作效率。

通過門禁及考勤手段制約和減少了員工遲到、早退的現象，進而加強了人員的日常管理。

2、降低用工成本，提高管理水平。

采用虹膜考勤，從根本上杜絕了代考勤的可能，避免了在人員薪酬方面的資金流失，同時也充分體現了考勤制度的公正性。

3、準確掌握井下工作人數。

虹膜考勤是最先進、是精準的考勤方式，給合井下定位數據進行校驗，可以準確地掌握當前井下工作人員。

4、有利于制定和實施員工績效考核細則。

系統詳細地記錄了員工進出企業及出勤的情況，結合請假及審批管理，可以很容易地判斷出是否屬于正常外出，而且人力資源管理部門可以隨時調整考核方法。

5、提升了信息化應用水平。

將虹膜技術、用于門禁和考勤系統，是一種具有前瞻性、趨勢性的技術應用，保持了技術的先進性、實用性，推動了企業信息化應用水平的進步。

6、減少企業信息化的重復投入。

因為虹膜圖像終生不變，只需要采集一次就可以重復使用，而且虹膜識別屬于無接觸性的生物識別技術，因此虹膜設備的使用生命周期較長。另外，良好的系統軟硬件架構設計，使集團人員在各礦之間調轉也可以共享人員資料，減少了設備更換和數據采集所帶來的人力、物力消耗。

1.5.2主要優勢體現

1.5.2.1 利用不可替代的生物識別來杜絕代打卡事件的發生

采用生特識別具有不可替代性，杜絕了代打卡的情形發生。

目前較為普及的就是指紋識別和人臉識別。這兩種技術已經較為成熟，并且成本不高，但是安全系數較低，因為指紋和人臉容易受傷或者受到改變，同時對這兩種生物特征進行復制和盜取也非常容易。此外，人臉識別的識別基數較小，不適合應用在基數較大的場景或行業中。虹膜識別是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份，其核心是使用模式識別、圖像處理等方法對人的眼睛的虹膜特征進行描述和匹配，從而實現自動的個人身份認證。通過對比可以發現，虹膜技術安全系數較高并且識別基數大，能夠應用在任何需要加強安防、驗證身份消除欺詐的所有領域中。相較于指紋0.8%、人臉識別2%左右的誤識率，虹膜識別誤識率可低至百萬分之一。這種技術在生物測定行業已經被廣泛認為是目前精確度、穩定度、可升級性最高的身份識別系統。

因此，使用虹膜作為考勤的憑證，將不可能發生代考勤的情況。

1.5.2.2 利用實時數據采集，完成井下人員的實時定位和去向

實現數據實時采集，延時時間小于10ms?？梢詫崟r反映當前井下人員的數量及大致去向(與定位系統接口)。同時，工人可實時地查詢當前的入井情況，及有效入井的解析過程。使用該系統，將是對整個礦區工作人員人身安全的一道絕對保障。

1.5.2.3 隨時查看考勤表，更準確的完成考勤及后續工作

實現多維數據采集，包括卡號、打卡時間、打卡時的即時快照（可選）。利用該系統能夠打印清晰的考勤表。其中不僅包括了考勤時間和人員信息等，還能夠錄入其他的信息和選擇特殊功能，為后續的考勤總結工作帶來準確、真實且全面的憑證信息，同時打開時的即時快照功能能夠為績效考評和一些特殊情況提供重要證據。

1.5.2.4 通過網絡及設備本身的存儲功能，保證考勤信息永不丟失

在該系統下，數據將更為安全，采用SmartClient(智能客戶端)技術，打卡數據被實時地傳輸到中心服務器上，不會因為考勤機故障丟失打卡數據，即使網絡出現故障，因每臺考勤機本身具備存儲功能，也可以將數據保存在本地，網絡恢復正常后，本地數據會自動上傳到服務器。因此可以保證信息的永不丟失。

1.5.2.5 通過虹膜考勤系統提高整個礦區的工作效率

考勤數據同工資程序及安全管理程序無縫集成，所有數據直接供它們使用。大大提高數據的利用率。因為能夠保證考勤數據的真實性、準確性和穩定性，因此，能夠從側面來提高整個礦區其他系統過的工作效率和真實性，在保證結算結果準確的同時，對保持礦區內員工的穩定性也有一定的幫助。

1.5.3 先進的分布式云架構

對于大型及異地辦公企事業的考勤管理系統來講，最重要的是在人員及權限等基礎數據統一管理的前提下，保證整個系統長時間、不間斷的穩定運行，不能因為網絡環境或數據服務器的故障導致系統非正常運行。

針對上述問題，我們的解決方案是構建一套分布式的系統架構，除了在（集團）總部配置數據服務器以外，還要在各個分支機構（公司）配置分數據服務器，它們之間在權限模型體系下互相備份，而數據同步的過程無需人為干預，以減少出差的概率。見下圖

分布式架構可以帶來以下幾個顯著好處：

1、人員基礎信息統一管理。如人員調配、統計報表、權限管理等。

2、分公司與集團之間不會因網絡故障而影響系統正常運行。即使是距離集團較遠的外域分公司也完全可以不受網絡環境的影響。

3、分散服務器壓力。對于不需要統一管理的數據，可以存儲在分公司數據服務器上，減少服務器故障對數據完整性造成的系統風險。

4、更容易實現個性化的服務定制。各個分公司可以定制自己的考勤算法或管理策略。

5、保護已有投資。因為分布式管理減少了對網絡帶寬、服務器硬件的需求，可以充分利用現有硬件，減少硬件升級帶來的費用增加。

1.5.4 良好的可擴展功能

綜上如述，虹膜一體機具備眾多功能，使我們可以很容易地將虹膜識別功能集成到我們的項目中，在煤炭行業應用中，虹膜一體機已經不再僅僅作為考勤機使用，更多地是作為安全終端來使用，與其它系統連動。比如：出入管理 、礦燈管理、井口安全管理等。

1.5.5 實時考勤管理軟件特點

煤礦做為內資大型企業，人員分為井下和地面兩大類，具有倒班方式復雜、工種眾多等特點。我公司從1999年在鐵煤集團開發出第一版實時考勤軟件以來，不斷完善，現在已經成為最適合煤礦的考勤管理軟件，主要有以下幾個特點：

1.支持多種倒班方式、多種班次設置;如2916、四六制、老白班、二連班、大夜班等；

2.首創入井人員24小時循環制考勤方法，更適于井下人員考勤；

3.支持井下人員及地面人員合并報工功能；

4.支持全面的數據解析，可以正確地解析出不同入井標準、夜班津貼、保健津貼等；

5.支持地面人員午休功能，一天可以打四次卡；

6.能夠實時清點、統計井上井下職工人數，可以實時查詢職工的上下班、升入井時間；

7.可以根據實際情況進行差異分析，反推計算，生成符合勞動法的報工數據；

8.并提供LED程序可以實時顯示井下人員情況；

9.實現與地面考勤無縫集成，一體化管理，可以更加精確的計算出企業人力資源成本；

10.支持與井下定位數據雙向檢驗接口。

1.6 結論

使用虹膜考勤系統對于煤礦產業主要有兩大重要優勢：防止代打卡的情況發生；大大提高了礦工的人身安全。

由于虹膜具有唯一性和穩定性，因此杜絕了代打卡現象的發生。使用虹膜考勤系統能夠保證身份的準確性和真實性。

系統能夠實現數據實時采集，讓延時時間小于10ms。因此可以實時反映當前井下人員的數量及大致去向(與定位系統接口)。保證了井下礦工的人身安全，為突發狀況提供了寶貴的信息。此外，工人可實時地查詢當前的入井情況，及有效入井的解析過程。

系統能夠將數據進行共享，比如煤礦集團中的工資程序和安全管理系統，進一步提高煤礦集團內部的工作效率和結果的準確性。該系統能夠保證虹膜考勤系統的考勤信息的準確性和真實性，對比傳統的考勤信息結果，大大節省了后續信息處理，如工資結算等結果的時間，也將大大提高這些結果的準確性，除了能夠提高工作效率之外，還能夠維護煤礦集團內部的穩定性。

該系統的科技含量較高，同時也是當下最熱門的高新項目之一，通過該系統產生的經濟效益和社會效益顯著，能夠幫助煤礦企業節省工作時間、保證工作效率、保障礦工安全、穩定內部環境、滿足企業內部的發展要求。