煤矿专用三网合一系统

大数据时代的到来，加强了企业内部各个系统数据的关联性。比如，考勤信息就可以当做工资评定的数据，在煤矿企业中，矿灯取走的时间又可以证实考勤信息的真实度。但是市面上的考勤系统仍然会存在作弊的问题，比如员工一次拿走两个或者多个矿灯的代打卡现象，同时为了员工的安全考虑，井下定位系统将是未来煤矿企业中重要发展的一环。那么如何加强劳动纪律、防止员工代打卡、明细员工动向及实时掌握井下人员信息和地面员工出勤情况成为企业管理人员、安检人员共同关心的问题。将煤矿系统中的考勤系统、矿灯管理系统和井下定位系统进行“三网合一”，是未来煤矿企业的改良方向。

将虹膜作为“三网”验证的凭证，在后台数据分析中将“三网”的信息各自整理后融合，进行考勤信息准确性和真实性的判定，在井下定位系统中保证“一卡”对应“一人”对应“一位”。

1.1 矿灯管理系统

矿灯管理系统示意图

该系统的验证方式为，在矿灯领取处加入一个验证模块，首先使用虹膜识别设备进行身份验证，通过后才能够显示用人信息以及其矿灯的摆放位置，之后员工就可以取走矿灯，之后系统就会将该矿灯登记成领用状态。

下井之前领取矿灯是员工的一项准备工作，因此矿灯管理也能够作为考勤的一项环节来进行。在进行身份识别之后来显示相关的信息，再判定人员是否将对应矿灯领走，若领走，那么开启闸道；若没有领走相应的矿灯，则开启声音报警并且提醒员工将矿灯领走。

在“三网合一”的虹膜考勤系统之中，会将矿灯和定位卡结合，完成接下来的井下定位系统。

1.2 井下定位系统

井下定位系统主要有两种作用：一种是为了防止员工代打卡、替卡现象的发生；另外一种作用就是实时定位井下人员的位置，保障井下工作人员的安全，并且为突发事件提供重要的信息。

井下定位系统主要是通过定位卡来实现其定位的功能，通过“一卡”对应“一人”且在“一位”来杜绝替卡和代打卡现象的发生，若发现两卡或多卡在同一位置，那么就可以确定为替卡和代打卡的行为。井下定位系统的数据同样可以作为考勤的信息。

井下定位系统由于能够实时显示井下员工的地理位置，因此当有员工偏离位置或者不在对应的工作位置范围内时，系统就会发出警报并且通知相关人员，来防止意外的发生。此外，若发生突发情况，也可以根据井下定位系统来查看人员位置保证信息传递的速度，或者是查看人员是否清场。

井下定位系统除了作为考勤系统的意外之外，其大大提高了员工的安全性，员工的安全有了保障，那么企业内部的稳定性也有了保障，产生的非经济效益有利于企业的未来发展。

1.3 虹膜考勤系统

在考勤系统当中，将会融入前两种系统，以此来完成“三网合一”的目的。整个“三网合一”的系统将以虹膜作为身份验证的凭证和“钥匙”，只有正确通过了虹膜验证后，才能顺利完成接下来的取矿灯、下井的步骤。  

1.3.1 软件平台LargeBioMatcher

虹膜识别作为公认的最好的生物识别方式，没有大规模推广应用的原因就是因为其核心算法只有少数几个公司掌握，其涉及到模式识别与图像处理技术等多种复杂的技术，所以说识别算法是虹膜识别的核心。

 AizheTech公司多年以来一直专注于模式识别与图像处理技术的研究与应用，与多家国际顶尖公司合作，研发了具有自主知识产权的适用于大型系统的多生物特征识别平台LargeBioMatcher。在生物识别方面，尤其是虹膜识别解决方案走在了业界的前端。

LargeBioMatcher是适用于大型系统的多生物特征识别平台。

LargeBioMatcher平台是专为大型系统的多生物特征识别而开发的。在技术方面保证了高可靠性、识别速度快，适用于大型数据库。

LargeBioMatcher可以作为软件开发工具，支持使用单一或多种生物特征识别，包括指纹，人脸，声音、虹膜及掌纹识别。支持当前主流的操作系统，包括Windows，Linux，MAC OS X和Android平台。

LargeBioMatcher的优点

识别速度快。采用加速模式，每秒可以识别200000000枚指纹或100000000个虹膜。 

兼容性好。兼容NIST IREX虹膜引擎及NIST MINEX指纹引擎。支持BioAPI2.0以及 ANSI、ISO等其他生物识别标准。

支持多种生物识别。包括指纹，虹膜，人脸，声音和掌纹等5种模式。

优良的设计架构，独立于虹膜设备，方便支持第三方集成和扩展。

1.3.2 虹膜产品

在山西汾西水峪煤业“三网合一”的方案当中，需要用到我公司生产的两种虹膜识别设别，分别为：立式虹膜机：IMV-50；壁挂式虹膜识别设备：RZ-EF45。

（1）IMV-50作为新一带专为煤矿设计的虹膜考勤机，相比较市场同类产品的优势主要分为以下几面：

一、自主版权的软件支持；

二、良好的结构设计，超快的虹膜识别速度；

三、先进的分布式云架构；

四、成熟的扩展功能；

五、完善的售后支持。

其主要的优点：

1.支持单一姿势的虹膜识别；

2.加装近距离传感器，在人员距离虹膜设备80cm响应并工作，节能并且延长设备使用寿命。

3.可以选装面部及智能卡识别、支持多生物特征混合识别；

4.支持离线功能，不会因为网络故障而停止工作或丢失数据；

5.支持虹膜活体检测功能，拒绝欺骗操作;

6.支持门禁及第三方集成，适应用于系统集成方案中;

7.配备17寸触摸屏，支持人机交互功能，可以针对员工显示全家福及提示个性的安全祝语;

8.人性化镜筒设计，提高虹膜成像速度，更加易于使用。

9.IMV-50采用进口虹膜成像模块，成像效果处于世界先进水平，加上我们的算法优化，在煤矿实际应用中每分种可以通过20人以上，远超市场上的同类产品。

IMV-50实物图

（2）壁挂式虹膜识别设备：RZ-EF45，样式新颖大方、环境适应性好、并且可以支持面部识别和射频卡识别功能，可以根据人的身高自动调节镜头的角度，据我们了解，我们的虹膜一体机目前在国内是唯一自动适应使用者身高和面部识别功能的虹膜一体机。并且在识别距离上也是国内领先。

其主要的优点：

a.支持单一姿势的虹膜识别，识别速度快；

b.虹膜识别距离达到45cm，近距离传感器在80cm处即可响应，近而调节镜头倾斜角度以适应使用者身高；

c.支持虹膜识别、人脸识别、智能卡识别、密码验证；

d.支持离线功能，不会因为网络故障而停止工作或丢失数据；

e.支持虹膜活体检测功能，拒绝欺骗操作;

f.配备高清LCD显示屏，音视频反馈指示;

g.支持门禁及第三方集成，各适应用于系统集成方案中;

h.配备触摸屏，支持人机交互功能;

i.红外补光照明，适应低光照的环境

j.TCP/IP,RS-485/232，USB.韦根I/O,TTL输入，wifi可选；

RZ-EF45实物图

设备尺寸(Wx H x D)：166mm x 166mm X 43mm；

重量：650g(不含背板)；

电源 ：12VDC,3.5A；

LED指示：红、绿、蓝三种颜色；

支持人数：>10,000人(1:N 比对模式)；

镜头自动倾斜角度：向上25°，向下20°(+25°，-20°)；

图像捕捉距离：面部: 35~80cm,虹膜:35-45cm；

瞳孔距离：45to85mm；

触摸显示屏LCD：4.95” 480x854 dots TFT；

虹膜捕捉时间：当处于“对焦框”范围内时，捕捉时间小于0.5秒；

智能卡读卡器：MiFare；

继电器：1个干触点继电器；

外部设备连接：USB 2.0 Host；

温度范：-35℃到45℃；

湿度：10to90%RH,无凝结；

声音内置：24 bit,1.8W,可以外接音箱；

眼睛安全标准：IEC 62471；

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

输入：TTLx2输入；

红外补光照明：双侧LED灯，波长长750-850nm；

软件：门禁程序、考勤程序(选配)。

1.4系统功能及性能

1.4.1 软硬件环境

服务器要求环境 

软件要求： 

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

WEB 服务器：Microsoft Internet Information Server 7.0（Windows 2000 Server附件）以上； 

服务器数据库系统：Microsoft SQL Sever 2008 Enterprise； 

硬件要求：

Pentium 1 GHZ 或以上CPU； 

1G 内存（建议2G以上）；

客户机要求环境 

软件要求： 

操作系统：Microsoft Windows XP或高版本操作系统； 

浏览器：Microsoft Internet Explorer 6.0或以上；

硬件要求： 

Pentium 600 MHZ 或以上CPU； 

512 MB 内存（建议1024MB或更高）；

1.4.2数据库及开发工具选择

选用Microsoft SQL Server2014 作为客户/服务器及浏览器/服务器体系的主要数据库，重点建立上网数据和各部门的分布式数据库系统。

开发工具上采用QT4、Delphi及Microsoft Visual Studio.Net中的Microsoft Visual C#，前者在代码的质量上、Internet扩展性方面、多层CLient/Server开发方面独具特色，后者是开发符合Microsoft .NET架构的Asp.NET应用的比较好的工具，对C#支持较好。

1.4.3 虹膜考勤产品组成（软硬件）

1)虹膜考勤机。

2)后台数量同步程序。

3)数据中心模块(：负责全部基础数据的管理和维护工作，包括单位设置、工种设置、用工制度设置、表结构修改、菜单挂接等。

4)LargeBioMatcher平台：虹膜识别算法核心，包括虹膜注册等管理功能。

5)考勤终端软件：考勤机用软件，提供亲情祝语等功能。

6)考勤接口模块: 完成考勤数据的整理及与HR的接口。

整个系统的优点大致可归纳为以下几个方面：

7)采用生特识别具有不可替代性，杜绝了代打卡的情形发生。

8)实现数据实时采集，延时时间小于10ms。可以实时反映当前人员的在岗情况；

9)实现多维数据采集，包括人员编号、考勤时间、考勤时的即时快照。

10)数据更为安全，采用SmartClient(智能客户端)技术，打卡数据被实时地传输到中心服务器上，不会因为考勤机故障丢失打卡数据，即使网络出现故障，因每台考勤机本身具备存储功能，也可以将数据保存在本地，网络恢复正常后，本地数据会自动上传到服务器。

11)员工可实时地查询当前的出勤情况，及解析结果。

12)考勤数据同工资程序无缝集成，所有数据直接供它们使用。大大提高数据的利用率。

1.4 系统架构

对于大型及异地办公企事业的的考勤管理系统来讲，最重要的是在人员及权限等基础数据统一管理的前提下，保证整个系统长时间、不间断的稳定运行，不能因为网络环境或数据服务器的故障导致系统非正常运行。

针对上述问题，我们的解决方案是构建一套分布式的系统架构，除了在（集团）总部配置数据服务器以外，还要在各个分支机构（公司）配置分数据服务器，它们之间在权限模型体系下互相备份，而数据同步的过程无需人为干预，以减少出差的概率。见下图

架构示意图

分布式架构可以带来以下几个显著好处：

1、人员基础信息统一管理。如人员调配、统计报表、权限管理等。

2、分公司与集团之间不会因网络故障而影响系统正常运行。即使是距离集团较远的外域分公司也完全可以不受网络环境的影响。

3、分散服务器压力。对于不需要统一管理的数据，可以存储在分公司数据服务器上，减少服务器故障对数据完整性造成的系统风险。

4、更容易实现个性化的服务定制。各个分公司可以定制自己的考勤算法或管理策略。

5、保护已有投资。因为分布式管理减少了对网络带宽、服务器硬件的需求，可以充分利用现有硬件，减少硬件升级带来的费用增加。

1.4.4部分软件界面

考勤机主界面

注册面部

注册虹膜

识别时，配有语音及视觉提醒

距离远了，提示向前（显示蓝色）

距离近时，提示向后（显示红色）

位置合适时，显示绿色

识别成功，显示人员信息

1.5使用三网合一的优势

1.5.1 总体优势

1、强化劳动纪律，提高工作质量及工作效率。

通过门禁及考勤手段制约和减少了员工迟到、早退的现象，进而加强了人员的日常管理。

2、降低用工成本，提高管理水平。

采用虹膜考勤，从根本上杜绝了代考勤的可能，避免了在人员薪酬方面的资金流失，同时也充分体现了考勤制度的公正性。

3、准确掌握井下工作人数。

虹膜考勤是最先进、是精准的考勤方式，给合井下定位数据进行校验，可以准确地掌握当前井下工作人员。

4、有利于制定和实施员工绩效考核细则。

系统详细地记录了员工进出企业及出勤的情况，结合请假及审批管理，可以很容易地判断出是否属于正常外出，而且人力资源管理部门可以随时调整考核方法。

5、提升了信息化应用水平。

将虹膜技术、用于门禁和考勤系统，是一种具有前瞻性、趋势性的技术应用，保持了技术的先进性、实用性，推动了企业信息化应用水平的进步。

6、减少企业信息化的重复投入。

因为虹膜图像终生不变，只需要采集一次就可以重复使用，而且虹膜识别属于无接触性的生物识别技术，因此虹膜设备的使用生命周期较长。另外，良好的系统软硬件架构设计，使集团人员在各矿之间调转也可以共享人员资料，减少了设备更换和数据采集所带来的人力、物力消耗。

1.5.2主要优势体现

1.5.2.1 利用不可替代的生物识别来杜绝代打卡事件的发生

采用生特识别具有不可替代性，杜绝了代打卡的情形发生。

目前较为普及的就是指纹识别和人脸识别。这两种技术已经较为成熟，并且成本不高，但是安全系数较低，因为指纹和人脸容易受伤或者受到改变，同时对这两种生物特征进行复制和盗取也非常容易。此外，人脸识别的识别基数较小，不适合应用在基数较大的场景或行业中。虹膜识别是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，其核心是使用模式识别、图像处理等方法对人的眼睛的虹膜特征进行描述和匹配，从而实现自动的个人身份认证。通过对比可以发现，虹膜技术安全系数较高并且识别基数大，能够应用在任何需要加强安防、验证身份消除欺诈的所有领域中。相较于指纹0.8%、人脸识别2%左右的误识率，虹膜识别误识率可低至百万分之一。这种技术在生物测定行业已经被广泛认为是目前精确度、稳定度、可升级性最高的身份识别系统。

因此，使用虹膜作为考勤的凭证，将不可能发生代考勤的情况。

1.5.2.2 利用实时数据采集，完成井下人员的实时定位和去向

实现数据实时采集，延时时间小于10ms。可以实时反映当前井下人员的数量及大致去向(与定位系统接口)。同时，工人可实时地查询当前的入井情况，及有效入井的解析过程。使用该系统，将是对整个矿区工作人员人身安全的一道绝对保障。

1.5.2.3 随时查看考勤表，更准确的完成考勤及后续工作

实现多维数据采集，包括卡号、打卡时间、打卡时的即时快照（可选）。利用该系统能够打印清晰的考勤表。其中不仅包括了考勤时间和人员信息等，还能够录入其他的信息和选择特殊功能，为后续的考勤总结工作带来准确、真实且全面的凭证信息，同时打开时的即时快照功能能够为绩效考评和一些特殊情况提供重要证据。

1.5.2.4 通过网络及设备本身的存储功能，保证考勤信息永不丢失

在该系统下，数据将更为安全，采用SmartClient(智能客户端)技术，打卡数据被实时地传输到中心服务器上，不会因为考勤机故障丢失打卡数据，即使网络出现故障，因每台考勤机本身具备存储功能，也可以将数据保存在本地，网络恢复正常后，本地数据会自动上传到服务器。因此可以保证信息的永不丢失。

1.5.2.5 通过虹膜考勤系统提高整个矿区的工作效率

考勤数据同工资程序及安全管理程序无缝集成，所有数据直接供它们使用。大大提高数据的利用率。因为能够保证考勤数据的真实性、准确性和稳定性，因此，能够从侧面来提高整个矿区其他系统过的工作效率和真实性，在保证结算结果准确的同时，对保持矿区内员工的稳定性也有一定的帮助。

1.5.3 先进的分布式云架构

对于大型及异地办公企事业的考勤管理系统来讲，最重要的是在人员及权限等基础数据统一管理的前提下，保证整个系统长时间、不间断的稳定运行，不能因为网络环境或数据服务器的故障导致系统非正常运行。

针对上述问题，我们的解决方案是构建一套分布式的系统架构，除了在（集团）总部配置数据服务器以外，还要在各个分支机构（公司）配置分数据服务器，它们之间在权限模型体系下互相备份，而数据同步的过程无需人为干预，以减少出差的概率。见下图

分布式架构可以带来以下几个显著好处：

1、人员基础信息统一管理。如人员调配、统计报表、权限管理等。

2、分公司与集团之间不会因网络故障而影响系统正常运行。即使是距离集团较远的外域分公司也完全可以不受网络环境的影响。

3、分散服务器压力。对于不需要统一管理的数据，可以存储在分公司数据服务器上，减少服务器故障对数据完整性造成的系统风险。

4、更容易实现个性化的服务定制。各个分公司可以定制自己的考勤算法或管理策略。

5、保护已有投资。因为分布式管理减少了对网络带宽、服务器硬件的需求，可以充分利用现有硬件，减少硬件升级带来的费用增加。

1.5.4 良好的可扩展功能

综上如述，虹膜一体机具备众多功能，使我们可以很容易地将虹膜识别功能集成到我们的项目中，在煤炭行业应用中，虹膜一体机已经不再仅仅作为考勤机使用，更多地是作为安全终端来使用，与其它系统连动。比如：出入管理 、矿灯管理、井口安全管理等。

1.5.5 实时考勤管理软件特点

煤矿做为内资大型企业，人员分为井下和地面两大类，具有倒班方式复杂、工种众多等特点。我公司从1999年在铁煤集团开发出第一版实时考勤软件以来，不断完善，现在已经成为最适合煤矿的考勤管理软件，主要有以下几个特点：

1.支持多种倒班方式、多种班次设置;如2916、四六制、老白班、二连班、大夜班等；

2.首创入井人员24小时循环制考勤方法，更适于井下人员考勤；

3.支持井下人员及地面人员合并报工功能；

4.支持全面的数据解析，可以正确地解析出不同入井标准、夜班津贴、保健津贴等；

5.支持地面人员午休功能，一天可以打四次卡；

6.能够实时清点、统计井上井下职工人数，可以实时查询职工的上下班、升入井时间；

7.可以根据实际情况进行差异分析，反推计算，生成符合劳动法的报工数据；

8.并提供LED程序可以实时显示井下人员情况；

9.实现与地面考勤无缝集成，一体化管理，可以更加精确的计算出企业人力资源成本；

10.支持与井下定位数据双向检验接口。

1.6 结论

使用虹膜考勤系统对于煤矿产业主要有两大重要优势：防止代打卡的情况发生；大大提高了矿工的人身安全。

由于虹膜具有唯一性和稳定性，因此杜绝了代打卡现象的发生。使用虹膜考勤系统能够保证身份的准确性和真实性。

系统能够实现数据实时采集，让延时时间小于10ms。因此可以实时反映当前井下人员的数量及大致去向(与定位系统接口)。保证了井下矿工的人身安全，为突发状况提供了宝贵的信息。此外，工人可实时地查询当前的入井情况，及有效入井的解析过程。

系统能够将数据进行共享，比如煤矿集团中的工资程序和安全管理系统，进一步提高煤矿集团内部的工作效率和结果的准确性。该系统能够保证虹膜考勤系统的考勤信息的准确性和真实性，对比传统的考勤信息结果，大大节省了后续信息处理，如工资结算等结果的时间，也将大大提高这些结果的准确性，除了能够提高工作效率之外，还能够维护煤矿集团内部的稳定性。

该系统的科技含量较高，同时也是当下最热门的高新项目之一，通过该系统产生的经济效益和社会效益显著，能够帮助煤矿企业节省工作时间、保证工作效率、保障矿工安全、稳定内部环境、满足企业内部的发展要求。