一種基于指紋識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)在電力施工人員資質(zhì)管理應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案

李江平

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮供電局，廣東 云浮 527300）

新安全生產(chǎn)法頒布以來(lái)，各行各業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)越來(lái)越重視，但是近年來(lái)安全生產(chǎn)事故依然頻發(fā)，安全監(jiān)管工作備受企業(yè)重視，安全監(jiān)管效能需要向精益管理方向發(fā)展。目前進(jìn)入中國(guó)南方電網(wǎng)作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)安規(guī)考試合格，才有資質(zhì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，工作負(fù)責(zé)人及工作票簽發(fā)人必須經(jīng)過(guò)“兩種人”考試合格才有相關(guān)資質(zhì)。施工人員資質(zhì)管理存在以下兩個(gè)方面問(wèn)題：一是由于承包商施工人員流動(dòng)性大，施工地點(diǎn)偏僻分散，業(yè)主無(wú)法全覆蓋監(jiān)督，施工單位存在僥幸心理，存在雇傭無(wú)相應(yīng)資質(zhì)的人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)或借用其他單位人員參加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況。二是審查施工人員資質(zhì)（如通過(guò)安規(guī)考試、無(wú)扣分停工處罰、與工作票信息一致），需要檢查施工人員的證件并與發(fā)文的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響工作效率。因此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 技術(shù)方案概述

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)終端包括指紋采集模塊、圖像采集模塊、中央處理器模塊、觸摸屏模塊1、離線傳輸模塊1。指紋采集模塊與中央處理器模塊單向通訊連接；圖像采集模塊與中央處理器模塊單向通訊連接；觸摸屏模塊1與中央處理器模塊雙向通訊連接；離線傳輸模塊1與中央處理器模塊雙向通訊連接。

監(jiān)督使用終端包括指紋識(shí)別模塊、中央控制器模塊、觸摸屏模塊2，離線傳輸模塊2。指紋識(shí)別模塊與中央控制器模塊單向通訊連接；觸摸屏模塊2與中央控制器模塊雙向通訊連接；離線傳輸模塊2與中央控制器模塊雙向通訊連接。

服務(wù)器管理終端包括信息輸入模塊、信息輸出模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)、中央處理單元、離線傳輸模塊3。信息輸入模塊與中央處理單元單向通訊連接；信息輸出模塊與中央處理單元單向通訊連接；數(shù)據(jù)庫(kù)與中央處理單元雙向通訊連接。離線傳輸模塊3與中央處理單元雙向通訊連接。

1.2 實(shí)施方式

S1：安監(jiān)部門通過(guò)服務(wù)器管理終端中的信息輸入模塊和信息輸出模塊的配合，完成相應(yīng)安規(guī)科目題庫(kù)以及參加考試人員基本信息（姓名、性別、身份證號(hào)碼及公司名稱等）的錄入，并保存至管理終端的數(shù)據(jù)庫(kù)。

S2：考試人員進(jìn)入考場(chǎng)，每人發(fā)放一臺(tái)信息采集（考試）終端。將管理終端里的考試人員基本信息等數(shù)據(jù)通過(guò)離線方式或WIFI，4G等方式傳輸至信息采集（考試）終端，考試人員通過(guò)觸摸屏模塊1輸入考試人員基本信息（身份證號(hào)碼）登錄；通過(guò)觸摸屏模塊顯示功能，將進(jìn)一步提示考試人員借助指紋采集模塊錄入指紋信息，和借助圖像采集模塊錄入頭像信息。

S3：在步驟S2之后，考試人員基本信息、指紋信息和頭像信息錄入成功，相應(yīng)考試人員的信息采集（考試）終端中的觸摸屏模塊方可進(jìn)入安規(guī)考試界面。通過(guò)觸摸屏模塊顯示功能和觸控輸入功能，相應(yīng)考試人員進(jìn)行安規(guī)考試答題。答題結(jié)束時(shí)，考試人員可以選擇主動(dòng)提交或者返回檢查。當(dāng)答題時(shí)間截止時(shí)，不管考試人員是否完成答題，系統(tǒng)將強(qiáng)制提交。

S4：在步驟S3之后，信息采集（考試）終端中的中央處理器模塊根據(jù)安規(guī)題庫(kù)配套答案和考試人員提交答案比對(duì)，完成對(duì)相應(yīng)考試學(xué)員的評(píng)分以及是否通過(guò)考試的評(píng)判。考試人員現(xiàn)場(chǎng)可以查看安規(guī)考試結(jié)果，考試合格的人員基本信息與采集的指紋信息和頭像信息，通過(guò)離線方式，保存至服務(wù)器管理終端的數(shù)據(jù)庫(kù)。

S5：在步驟S4之后，通過(guò)離線方式，在中央處理器模塊和中央控制器模塊協(xié)調(diào)控制下，實(shí)現(xiàn)考試人員基本信息、指紋信息、頭像信息和安規(guī)考試結(jié)果信息下載至監(jiān)督使用終端。每次安規(guī)考試后，信息采集（考試）終端的數(shù)據(jù)需要離線更新至服務(wù)器管理終端和監(jiān)督使用終端。

S6：在步驟S5之后，監(jiān)管部門給安全督查人員發(fā)放監(jiān)督使用終端，監(jiān)管部門督查人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全監(jiān)管工作時(shí)，隨機(jī)抽查現(xiàn)場(chǎng)施工人員，并通過(guò)監(jiān)督使用終端中的指紋識(shí)別模塊采集相應(yīng)施工人員指紋信息，監(jiān)督使用終端將根據(jù)指紋信息自動(dòng)調(diào)出該施工人員基本信息、頭像信息和安規(guī)考試結(jié)果信息。當(dāng)監(jiān)督使用終端通過(guò)指紋無(wú)法識(shí)別相應(yīng)施工人員時(shí)，則認(rèn)定該施工人員沒(méi)有參加相應(yīng)安規(guī)考試，無(wú)相應(yīng)施工資質(zhì)，立即通報(bào)并嚴(yán)肅處理對(duì)應(yīng)施工單位。當(dāng)監(jiān)督使用終端通過(guò)指紋成功識(shí)別相應(yīng)施工人員時(shí)，監(jiān)管部門人員根據(jù)自動(dòng)調(diào)出該施工人員基本信息、頭像信息、違章扣分信息和安規(guī)考試結(jié)果信息，結(jié)合工作票信息，判斷施工人員資質(zhì)是否符合要求。

2 指紋認(rèn)證技術(shù)介紹

2.1 指紋認(rèn)證原理

目前現(xiàn)行的指紋識(shí)別技術(shù)，主要是基于指紋的特征進(jìn)行識(shí)別認(rèn)證，即指紋特有的唯一性與穩(wěn)定性。且指紋特性具有固定性，并不會(huì)歲年齡的增長(zhǎng)與身體健康的變化而發(fā)生變化。現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)研究中，指紋認(rèn)證識(shí)別技術(shù)被劃定為模式識(shí)別，直接提取指紋，獲取指紋圖像，之后再利用相關(guān)技術(shù)軟件，提取指紋特征信息，再設(shè)計(jì)指紋識(shí)別算法，根據(jù)繁雜的算法在很短的時(shí)間內(nèi)，完成對(duì)個(gè)人身份的識(shí)別與認(rèn)證。

2.2 指紋處理技術(shù)

指紋處理技術(shù)即是指紋分析，主要通過(guò)圖像處理技術(shù)與模式識(shí)別方式，對(duì)指紋進(jìn)行特征的提取與識(shí)別。主要涉及圖像預(yù)處理技術(shù)、指紋特征提取技術(shù)、指紋識(shí)別技術(shù)等。采用到的設(shè)備為光電輸入設(shè)備，將指紋信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信息，進(jìn)而利用計(jì)算機(jī)處理，確定指紋特征相互性。指紋特征的提取是指紋識(shí)別技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容，提取信息是能夠反映個(gè)體的本質(zhì)信息，具有唯一性與獨(dú)特性，且便于匹配認(rèn)證，對(duì)噪聲具有魯棒性。

2.3 指紋管理系統(tǒng)

指紋識(shí)別信息管理系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的信息管理技術(shù)，涉及到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與模式識(shí)別，同時(shí)還包括嵌入式技術(shù)與信息安全技術(shù)。指紋識(shí)別信息管理系統(tǒng)注重對(duì)數(shù)據(jù)信息的安全管理，充分運(yùn)用多類學(xué)科展開(kāi)綜合管理，包括生物識(shí)別技術(shù)等。指紋識(shí)別認(rèn)證具有唯一性，所以其專有性與保密要求比較重要。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于指紋識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)主要包括指紋采集系統(tǒng)、指紋識(shí)別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等，通過(guò)數(shù)據(jù)信息的采集、識(shí)別與管理，來(lái)完成身份認(rèn)證、資料查詢等工作，達(dá)成對(duì)電力施工人員資質(zhì)全面管理。

3.1 指紋采集

基于指紋識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)中，指紋采集系統(tǒng)主要是采用指紋采集設(shè)備，包括攝像設(shè)備、傳感器設(shè)備、掃描儀等，對(duì)電力施工人員的指紋數(shù)據(jù)通過(guò)提取特征信息的方式進(jìn)行采集，涉及到指紋的取像與光電、電流轉(zhuǎn)換，同時(shí)結(jié)合圖像預(yù)處理技術(shù)與特征信息提取技術(shù)，最后將采集到的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

3.2 指紋識(shí)別

基于指紋識(shí)別的身份驗(yàn)證技術(shù)，核心就在于將被測(cè)指紋與數(shù)據(jù)源的匹配對(duì)比，也就是將兩種指紋數(shù)據(jù)通過(guò)圖像預(yù)處理后，進(jìn)行比較，來(lái)判斷其同源性，進(jìn)而判斷人員身份。如果指紋來(lái)自同源手指，則身份符合。常見(jiàn)指紋匹配主要有兩種，第一種基于紋理信息的匹配，也就是通過(guò)建立紋理模型進(jìn)行模式識(shí)別與匹配；第二種是基于點(diǎn)模式的匹配，也就是通過(guò)細(xì)節(jié)點(diǎn)來(lái)識(shí)別匹配，主要是通過(guò)指紋脊線特征來(lái)鑒定與識(shí)別。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)與信息編碼兩個(gè)部分。指紋識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)信息包括基礎(chǔ)信息與特征信息，以及運(yùn)行數(shù)據(jù)。其中基礎(chǔ)信息是指?jìng)€(gè)體的基本資料，指紋信息、運(yùn)行參數(shù)，以及部門信息碼管理、人員區(qū)域進(jìn)出權(quán)限等，旨在維護(hù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)，確保系統(tǒng)的配置與身份驗(yàn)證。特征信息是個(gè)體指紋特征數(shù)據(jù)，包括指紋特征碼與照片等，滿足身份驗(yàn)證功能。運(yùn)行數(shù)據(jù)是指對(duì)個(gè)體面向與驗(yàn)證數(shù)據(jù)的記錄，便于事后的查詢、管理與應(yīng)用。

3.4 系統(tǒng)軟件

指紋識(shí)別系統(tǒng)軟件部分主要包括指紋采集系統(tǒng)與識(shí)別系統(tǒng)，采用嵌入式程序與管理工作站，對(duì)程序運(yùn)行展開(kāi)實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。其中，嵌入式程序要求通過(guò)ID輸入登錄運(yùn)行，進(jìn)行指紋采集，再根據(jù)采集到的指紋信息，與數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比，來(lái)識(shí)別指紋信息，判定認(rèn)證結(jié)果，最后輸出指紋數(shù)據(jù)。監(jiān)控程序與管理程序主要有查詢功能、通信功能。其中查詢功能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，只要輸入指紋與身份信息等，就可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢對(duì)比指紋信息，獲取被查指紋信息。通信功能是指管理服務(wù)器與指紋采集系統(tǒng)、識(shí)別系統(tǒng)之間的溝通交流，通過(guò)ID號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞竭M(jìn)行交流。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，基于指紋的身份識(shí)別驗(yàn)證技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為最可靠的身份識(shí)別技術(shù)，同時(shí)相較于其它身份識(shí)別，最具有法律效力，因此，成為最成熟的身份驗(yàn)證技術(shù)。本裝置通過(guò)指紋識(shí)別技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)技術(shù)，使得施工單位人員的信息和資質(zhì)管理信息化，大大提高了安全監(jiān)督管理中現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員資質(zhì)監(jiān)管的效率。

[1]蘇新紅，尹立強(qiáng).基于指紋識(shí)別技術(shù)的考生身份驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技信息：學(xué)術(shù)版，2008,(10)：89-91.