智慧矿山井下虹膜门禁系统
一、井下虹膜门禁系统建设背景
目前大部分煤矿井下变电站所已经全部实现了无人值守，大多采用了一卡通门禁控制管理系统。一卡通的门禁控制管理系统由门禁监控主机、浇封兼本安型电磁锁、本安读卡器、隔爆兼本安型电源箱、出门本安按钮、本安通讯分站和系统软件组成。日常管理中对进出人员的识别主要以人脸识别、刷卡识别等方式进行身份及人员甄别。但由于井工矿井的行业特点，井下工作环境较差，人员工作及出井时极易污染面部，导致人脸识别困难。常规刷卡识别属于典型的认卡不认人，无法有效杜绝非授权人员使用，极易导致事故之发生。
- 虹膜识别技术介绍
虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行身份识别。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。
生物识别技术主要是指通过指纹、人脸、虹膜、掌纹、步态等人类生物特征进行身份认证的一种技术，其最重要的目的就是保障安全。而虹膜识别之所以能够脱颖而出，得益于其具有最高级别的安全性能。
- 虹膜识别技术的五大优势
- 唯一性
是指每个虹膜所包含的信息都不相同，出现形态完全相同的虹膜组织的可能性远远低于其他组织。虹膜的纤维组织细节复杂而丰富，并且它的形成与胚胎发生阶段该组织局部的物理化学条件有关，具有极大的随机性，即便使用克隆技术也无法复制某个虹膜。同卵双胞胎的虹膜纹理信息不同，同一个人左右眼的虹膜纹理都不会相互认同。
2.稳定性
虹膜在人的一生中都极其稳定，出生前（胎儿7个月时）已经形成，出生6—18个月后定型，此后终身不变.一般性疾病不会对虹膜组织造成损伤，不会因职业等因素造成磨损。
3.防伪性
不可能在对视觉无严重影响的情况下用外科手术改变虹膜特征，更不可能将一个人的虹膜组织特征改变得与某个特定对象的特征相同，用照片、录像、尸体的虹膜代替活体的虹膜图像都可被检验出来。
4.生物活性
虹膜是人眼的可见部分，处在巩膜的保护下，具有极强的生物活性。例如，瞳孔的大小随光线强弱变化；视物时有不自觉的调节过程；有每秒可达十余次的无意识瞳孔缩放；在人体脑死亡、处于深度昏迷状态或眼球组织脱离人体时，虹膜组织即完全收缩，出现散瞳现象。这些生物活性与人体生命现象同时存在，共生共息，所以想用照片、录像、尸体的虹膜代替活体的虹膜图像都是不可能的，从而保证了生理组织的真实性。
5.非接触性
从一定距离即可获得虹膜数字图像,无需用户接触设备,对人身没有侵犯，因而容易被公众接受。
相比当下流行的指纹识别与人脸识别，虹膜识别在准确性、稳定性、可复制性、活体检测等综合安全性能上占据绝对优势。
几种主流生物特征识别技术误判率对比
譬如相比指纹识别，虹膜识别的准确度更高。虹膜测定技术可以读取 266 个特征点，而其他生物测定技术只能读取 13-60 个特征点。根据富士通方面的数据，虹膜识别的错误识别可能为 1/1500000，而苹果 TouchID 的错误识别可能为 1/50000，虹膜识别的准确率高达当前指纹方案的三十倍。
目前，虹膜识别凭借其超高的精确性和使用的便捷性，已经广泛应用于矿山、安防、特种行业考勤与门禁、工业控制等领域。
- 虹膜技术成果
矿用井下虹膜门禁系统装置采用全新的设计思路，将矿用隔爆兼本安型虹膜、人脸识别设备、矿用本安电源、矿用门禁控制系统进行了合理的优化设计和融合，采用以虹膜和人脸双重生物特征识别系统作为主要的识别手段，一卡通刷卡为辅的设计思路，利用矿用隔爆兼本安型虹膜、人脸识别设备为主要硬件技术平台的门禁控制系统。利用矿用隔爆兼本安型虹膜、人眼识别主体设备取代传统一卡通门禁系统中的监控主机，无需再另外配套防爆电源和本安通讯分站，极大的减少了整个系统的外围设备；利用矿用隔爆兼本型虹膜、人眼识别设备自身内置的本安电源为电磁锁和读卡器以及开门按钮提供本安电源；矿用隔爆兼本安型虹膜门禁控制系统的的应用，彻底解决了目前煤矿井下诸多特定区域管控混乱的现状，杜绝了一卡多人、人卡分离的混乱现象。
井下虹膜门禁系统建成效果
- 井下虹膜门禁系统
虹膜识别门禁管理系统作为井下门禁控制系统的管理平台部署于煤矿信息中心机房，系统采用分层架构设计，通过请求分发服务器将算法、存储和管理数据与前端客户端完全隔离，各层间使用Webservice标准架构交换数据，方便部署，易于扩展，且稳定性高。
系统主要功能
- 人员建档
存储所有门禁点合法用户的虹膜、人脸生物信息及有关人事档案信息，为每一个合法使用者建立一个电子档案。
2.虹膜、人脸、IC卡信息下发
由管理者按照使用权限将用户的虹膜、人脸、IC卡信息档案分配给相应的门禁控制终端虹膜识别仪上。
3.系统参数设置
可对不同的门禁点设置不同的参数，如：时间、系统工作模式、锁识别号、本安电磁锁控制方式、门开启时间、是否允许非正常开门报警、胁迫开门报警设置等等。
4.多生物识别身份验证系统
可将已登记的虹膜、人脸库信息与采集到的虹膜信息、人脸信息进行比对验证，识别成功后自动记录保存可作为考勤打卡，对于该门禁点的授权人员在识别通过后自动开门并语音提示，比对失败情况下，系统自动报警通知相关人员。
5.门禁控制时间段管理
根据用户身份、职务等情况设置其通行权限和时间段，只有在有权限进入且在有效时间段进行虹膜、人脸识别才能开门。如对于某门禁系统：我们可设置领导及系统管理员可每天24小时进出所有办公室，员工只允许白班时间（例如9：00~18：00）进出；通过这种主动防范，可防止无关人员非法进入；门禁控制系统可设置多个时间段对进、出门进行管理。
6.报警联动功能
为充分保障门禁系统安全，防止非法闯入，系统设计了报警功能。在所有门禁点的门上安装门磁开关，作为门状态检测设备，用户录入合法开门，不会发送报警信号，当有人非法闯入（如撬门进入），则立即向系统发送报警信号。门禁系统具备电子地图功能，监控中心可以非常方便的对井下重要场所门禁的状态实时监测，当门被非法打开或长时间打开时，电子地图上会对应标注报警信号，实时显示报警门点及报警状况（门被打开），提示值班人员及时采取安保应对措施。
7、考勤记录核对校验功能系统
可以与平台的考勤记录对接校验，若该员工有进入权限，但当前时间段不在其考勤班次中，或没有查询到考勤记录，则认为其不在工作班次中，禁止通行。只有当员工门禁权限和考勤班次、考勤记录对应的情况下，才允许通过。
8、巡检考勤功能系统
可设置巡检人员通过井下主要设备房安装的矿用隔爆兼本安型虹膜识别仪，实现巡检考勤并记录、上传至平台汇总。
9.可视对讲及通话录音功能系统
通过本安可视对讲系统与门禁控制系统协同联动工作，可以实现井下工作人员与井上地面指挥中心一键视频语音通讯、通话录音及远程开门操作。
10.现场抓拍功能
系统通过接收井下矿用本安摄像机回传视频图像，可实时观看现场人员进出情况，并将相关视频图像数据进行录像存储，可供后期有需要时取证调用。
11.信息查询与统计
管理员可以通过终端机对服务器进行访问，管理查询所有的记录并支持导出EXCEL报表，用于统计。
六、未来展望
煤矿井下智能化、无人化开采是未来煤矿现代化发展的方向，井下重要场所和硐室以及涉及到安全的重要设备操作等授权管理就显得极为重要，其安全性不言而喻。未来煤矿井下硐室门禁系统的应用也将呈现多样化，不仅仅局限于单纯的门禁控制。譬如门禁安全健康管理、门禁内外视屏动态捕捉及矿工行为AI智能分析、硐室外紧急情况下的安全引导、一张网数据联动、远程遥测都是后期井下硐室管理的新方向、新任务，所以在后期的应用中，我们将不断探索，用于创新，立足于煤矿安全和矿山智能化建设，研发更多符合矿山应用场景的智能化解决方案。