民爆行業(yè)的智能門禁管理系統

陳勇亮 曾永勝 陳大生

(1.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；4.江西省宜春市袁州區(qū)安全生產監(jiān)督管理局；5.安徽恒源技研化工有限公司)

民爆行業(yè)的智能門禁管理系統

陳勇亮1，2，3曾永勝4陳大生5

(1.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；4.江西省宜春市袁州區(qū)安全生產監(jiān)督管理局；5.安徽恒源技研化工有限公司)

隨著民爆行業(yè)對人員管理新要求的出臺，中鋼集團馬鞍山礦院有限公司研發(fā)了適用于民爆行業(yè)的門禁定員管理系統。通過對相關檢測設備、傳輸設備、顯示模塊、輸出報警設備等的搭建，并經專業(yè)軟件進行計算、分析，形成了一套完善的門禁系統。在該系統的幫助下，生產管理部門能很清晰的了解作業(yè)現場的人員和車輛詳細信息，生產規(guī)范執(zhí)行情況。經過多家單位的使用，實現了安全生產管理的預期目標。

門禁系統 定員 規(guī)范

隨著國內經濟建設的大力發(fā)展，對炸藥的需求量也不斷增大，民爆炸藥行業(yè)也因此得以迅速發(fā)展。各廠家生產規(guī)模不斷壯大，生產人員數量逐漸增多，危險源和危險點也在不斷增多，發(fā)生了很多安全事故，特別是近兩三年不斷有大型炸藥生產爆炸事故發(fā)生，造成了重大人員傷亡。山東濟南章丘市保利民爆濟南科技有限公司的震源藥柱生產車間發(fā)生的爆炸，造成19人受傷，遇難者人數多達33人，影響非常惡劣。為此，工信部緊急發(fā)文：“關于增補完善民爆生產線安全監(jiān)控手段的通知”，對生產中的重要環(huán)節(jié)要求“完善并升級工業(yè)炸藥及其制品生產線監(jiān)控系統”和“安裝完善生產線智能化門禁系統”，嚴格控制生產作業(yè)人員數量，保障生產安全，將意外傷害人數降到最低。同時也為了進一步提升民爆行業(yè)信息化建設水平，優(yōu)化生產作業(yè)人員管理，督促全國所有炸藥生產廠家必須安裝智能門禁系統。為此，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司研制了智能門禁管理系統，通過多家單位使用，實現了對進入作業(yè)區(qū)的人員總數限定，對進入車間的作業(yè)人員的身份信息詳細記錄、顯示，對違規(guī)或超員的情況進行報警并上報的預期目標，取得較好的效果。

1 門禁定員系統

所謂門禁系統，又稱出入管理控制系統，是一種管理人員進出的數字化管理系統[1]，在很多行業(yè)和部門中都有廣泛使用。市場上常見的門禁系統種類一般有：密碼門禁系統、非接觸IC卡(感應式IC卡)門禁系統、指紋虹膜掌型生物識別門禁系統[2]等。

民爆行業(yè)相比其他行業(yè)有特殊規(guī)定，民爆行業(yè)智能門禁系統除需具備普通門禁系統的功能外，還需滿足民爆行業(yè)的特定需求。針對該行業(yè)的廠區(qū)布局和設備工藝要求，進行了調整和二次設計，使之更好的適用于民爆行業(yè)。該行業(yè)的門禁定員系統和普通的門禁系統區(qū)別在于：此系統利用的是無障礙智能化門禁技術，對出入危險作業(yè)場所的人員無阻礙的通行，并進行人數統計、身份識別、現場LED顯示、滿員警示和超員報警的電子系統[3]，主要適用于有操作定員要求的1.1級(含1.1*級)工業(yè)炸藥及制品生產線危險工房。

1.1 設計原則

(1)先進性。系統在設計思想、系統架構、采用技術、選用平臺上均要具有一定的先進性、前瞻性、擴充性。在充分考慮技術上先進性的同時，盡量采用技術成熟、市場占有率比較高的產品，從而保證建成的系統具有良好的穩(wěn)定性、可擴展性和安全性。

(2)實用性。系統在盡量滿足業(yè)務功能需求的前提下，要適應各業(yè)務角色的工作特點，做到簡單、實用、人性化。實現統一身份和資源管理、統一認證、統一內容管理、個性化界面和內容定制。

(3)高可靠性。系統建設必須保證可靠性和安全性。系統設計中，有適量冗余及其他保護措施，平臺和應用軟件應具有容錯性等。

(4)開放性。系統在統籌構架、采用技術等都必須有較好的開放性。特別是在選擇產品上，符合開放性要求，遵循國際標準化組織的技術標準，對選定的產品既有自己獨特優(yōu)勢，又能與其他多家優(yōu)秀產品進行組合，共同構成一個開放的、易擴充的、穩(wěn)定的、統一軟件的系統。

(5)可維護性。系統設計具有標準化、規(guī)范化，按照分層設計，軟件構件化實現。對于采用的軟件構件化開發(fā)方式應滿足以下要求：系統結構分層，業(yè)務與實現分離，邏輯與數據分離；以統一的服務接口規(guī)范為核心，使用開放標準；構件語意描述形式化；提煉封裝構件規(guī)范化。

(6)可伸縮性和可升級性?？紤]到系統建設是一個循序漸進、不斷擴充的過程，系統采用積木式結構，整體構架的考慮要與現有系統進行無縫連接，為今后系統擴展和集成留有擴充余量。

(7)可移植性。系統選擇開放的應用平臺，建設一套與平臺無關、以統一的服務接口規(guī)范和與各種數據庫相連的應用組件。

1.2 系統架構

民爆行業(yè)智能化門禁系統網絡拓撲圖如圖1所示，整個系統由硬件設備和軟件設備組成。

圖1 系統網絡拓撲圖

硬件設備包括刷卡感應設備(磁卡或FRID型射頻卡)、監(jiān)測設備、紅外柵欄、LED顯示屏、聲光報警設備、工控機、服務器等；軟件設備包括現場監(jiān)控軟件、管理軟件和數據庫軟件[2]等。門禁系統運用了智能卡、紅外探測、視頻監(jiān)視、智能視頻分析等技術組合實施系統功能。數據傳輸和通信方式采用：①多芯信號電纜與控制主機之間采用一對一專線相連的分線制方式；②主干路光信號傳輸，然后經轉換器，最后再轉換成多芯信號電纜傳輸的總線制控制方式，門禁系統采用有線傳輸方式。門禁系統在斷電情況下的備用電源應能保證連續(xù)工作不少于 60 min，在正常生產期間，系統能實現24 h全天候連續(xù)運行；自動記錄與儲存數據，自動保存監(jiān)控信息，并上傳至企業(yè)監(jiān)控中心，且同步備份。設置門禁系統的所有通道具有完全開放性，所有人員無障礙通過[3]，門禁系統的控制管理平臺設置在監(jiān)控室。每個通道出入口為單點系統，可通過網絡組合，由后臺軟硬件實現統一管理。

1.3 功能描述

根據民用爆破行業(yè)用戶的要求，門禁系統包括對進入1.1級生產工房防護土堤內所有的通道增設無障礙門禁點和視頻監(jiān)控點。如工房內規(guī)定額定人數：當此廠區(qū)超過額定的人數時，整個廠區(qū)所有通道口的廣播系統語音報警且相應的軟件報警；當無權限人員和非法人員進入廠區(qū)時，整個廠區(qū)所有通道口的廣播系統也需有語音報警且相應的軟件系統也有報警，這兩種要用不同語音報警(“請注意，此廠區(qū)已超過額定人數”和“請注意，有非法人員闖入廠區(qū)”),所有的報警通道可在軟件的實時監(jiān)控地圖中反映出來,為了保證進入整個廠區(qū)內人員的安全性，在所有通道的正上方設置LED顯示屏,實時顯示廠區(qū)的額定人數及進入廠區(qū)人員的人數和具體員工的姓名。整個系統工作流程框圖如圖2所示。

圖2 系統工作流程框圖

進入1.1級生產工房防護土堤內每一個通道門禁系統包括以下設備：兩個門禁感應器、兩對紅外柵欄、一個雙門控制器、一個LED顯示屏、兩個廣播喇叭和一個精確計數攝像機(含視頻分析儀)。每個通道門禁采用雙向刷卡且在進、出門禁感應器中間安裝兩對紅外柵欄(采用豎向對射，避免橫向人員重疊，造成錯誤判斷)的方式來實現。然后在每個通道附近安裝一個視頻監(jiān)控攝像機和一個雙門控制器、且在每個通道正上方安裝一個LED顯示屏及側面安裝兩個廣播喇叭。所有門禁控制器和視頻監(jiān)控通過內網與軟件連接，而所有的LED顯示屏和廣播喇叭用485通訊線總線連接后與門禁系統軟件對接。

(1)首先在軟件中設置廠區(qū)的額定人數(超過此人數系統報警),當第一個員工從第一個通道刷已授權卡進入廠區(qū)時,通過視頻聯動抓拍此人照片同時在LED屏上顯示額定人數、已進入廠區(qū)的人數和姓名。

(2)當第二個員工從第二個通道刷已授權卡進入廠區(qū)時,通過視頻聯動抓拍此人照片同時在LED屏上顯示額定人數、已進入廠區(qū)的人數(在原來的人數上加1)和所有已進入廠區(qū)人的姓名(屏幕上增加此員工姓名)。

(3)當第三個員工從第三個通道刷非授權卡和不刷卡進入廠區(qū)時，通過視頻聯動抓拍此人照片同時所有通道的廣播系統會有語音提示“請注意，非法人員闖入廠區(qū)”且在軟件中顯示具體的通道位置和相應的文字提示。

(4)當第一個員工從第四個通道刷已授權卡出廠區(qū)時，通過視頻聯動抓拍此人照片同時在LED屏上顯示額定人數、已進入廠區(qū)的人數(在原來的人數上減1)和已進入廠區(qū)人的姓名(屏幕上刪去此員工姓名)。

(5)當第10人(假設設定額定人數為9人，可修改)從任何一個通道進入廠區(qū)時，通過視頻聯動抓拍此人照片的同時所有通道的廣播系統會有語音提示“請注意，此廠區(qū)已超過額定人數”且在軟件中顯示具體的通道位置和相應的文字提示。

(6)后臺主機給相應的現場IC卡授權，給現場的主機授權，確定可進入的人數。每人的授權卡是和個人的身份信息相匹配授權。

(7)對進入1.1生產工房的人員進行實時統計和監(jiān)控，出入人員自動記錄和保存，實現正常出入和臨時出入人員權限管理。

(8)每個子系統都要聯網到中心服務器，并把數據上傳到中心服務器。

2 實際應用效果

當民用爆破企業(yè)智能門禁管理系統啟動后,監(jiān)控系統軟件運行且彈出登錄窗口，帳戶驗證通過后，用戶即可進入民用爆破企業(yè)智能門禁管理系統。系統界面及主要模塊如圖3所示。首先進入電子地圖主界面，第一層主界面為“帶有中鋼集團logo的主界面”，點擊“人員進出監(jiān)控”圖形進入第二層主界面為“炸藥庫的現場監(jiān)控模擬圖”，當有非法進出時會在右上角滾動指出哪一通道有非法進出，以方便工作人員查看。點擊“門禁”頁面，可直接切換至門禁監(jiān)控顯示區(qū)域，右上角實時顯示已進入監(jiān)控區(qū)域的人數和進入顯示區(qū)域的額定人數。1～4通道都有監(jiān)控以便于統計進出人數，人員進出通道詳情可以在門禁信息里查看，在系統中的采集區(qū)點擊相關配置均可通過菜單工具欄進行設置。

現門禁系統已經在馬鋼集團南山礦業(yè)公司江南化工分公司使用，現場安裝效果如圖4。對進入生產區(qū)的貨運車輛和生產人員進行檢測，當有無卡車輛或人員或者非法闖入時，語音和聲光報警，并在控制室的調度畫面中顯示報警通道，通知調度人員去現場查看實際情況并處理；對有序進入的車輛信息，在軟件后臺登陸、保存，生產區(qū)域作業(yè)人員的信息和車輛在通道中央LED屏中滾動顯示，并將該信息上傳到工信部的指定端口中，實現全系統監(jiān)控。

3 結 語

門禁定員管理系統投入使用已有半年，管理部門和控制室調度人員借助于該系統能夠清楚地知道生產作業(yè)區(qū)人員的詳細信息，并通過廣播尋呼等其他系統聯系溝通，增強了管理的清晰度，提高了工作效率和生產的安全管理，該智能門禁管理系統實現了相關領導和企業(yè)生產者的預期目的，值得推廣。

圖4 現場安裝監(jiān)控效果示意

[1] 杜麗麗，曹虎山，楊化庭.基于射頻識別(FRID)技術的門禁管理系統的研究[J].北京工商大學學報：自然科學版，2003(4)：22-26.

[2] 董蘊華，高明芳.基于非接觸式IC卡門禁控制系統的硬件實現[J].煤炭技術.2011(12)：45-46.

[3] 趙 敏，鄭先鋒.基于FRID技術的無限門禁系統的設計[J].通信技術.2009，204(4)：105-107.

Research Development and Application of the Intelligent Entrance Guard Management System of Industrial Explosive Industry

Chen Yongliang1,2,3Zeng Yongsheng4Chen Dasheng5

(1.Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.,Ltd.;2.State Key Laboratory of Safety and Health for Metal Mines;3.The National Engineering Research Center of Huawei High Efficient Recycle and Utilization of Metallic Mineral Resources Co.,Ltd.;4.Yuanzhou District Administration of Work Safety,Yichun City,Jiangxi Province;5.Anhui Hengyuan Technology Research Chemical Co.,Ltd.)

The new requirements of personnel management in industrial explosive industry is published,the intelligent entrance guard management system of explosive industry is developed by Sinosteel Manashan institute of mining research Co.,Ltd.The calculation and analysis of professional software module are developed based on the related test equipment,transmission equipment,display module,output,alarm equipment.The detail information of the scene of the homework personnel and vehicle can be know clearly by the production management department staff under the help of the intelligent entrance guard management system.The application results that,the expected target is achieved by yhe intelligent entrance guard management system.

Industrial explosive industry, Cornplemerot, Specification

2014-10-10)

陳勇亮(1982—)，男，工程師，243000 安徽省馬鞍山市經濟技術開發(fā)區(qū)西塘路666號。