[发明专利]煤矿入井人员唯一性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿入井人员唯一性检测方法，特别是利用动态时间规整(Dynamic Time Warping,简称DTW)算法进行两个标签接收信号强度RSSI的相似度分析从而检测煤矿入井人员唯一性检测方法。

背景技术

国家对煤矿井下作业人员的人身安全日益重视，监管力度不断加强，《煤矿安全规程》第十条要求：煤矿企业必须建立入井检身制度和出入井人员清点制度；《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法》第十七条规定：所有入井人员必须携带识别卡；AQ6210-2007及AQ1048-2007《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》中要求：各个人员出入井口应设置检验标识卡是否正常和唯一性检测的装置。

目前在基于标签技术的矿山人员定位领域，实际使用中经常出现一人带多卡的现象，很难有效监督值班领导或当班员工是否下井，难以真实反映煤矿井下人数，给煤矿安全管理留下了隐患。唯一性检测即是针对该问题提出来的，主要用来检测员工带卡的唯一性。现有的唯一性检测方法主要有：

1、员工通过队列方式依次通过唯一性检测装置，且相互之间保持适当距离，通过检测员工身上标签发送数据的接收信号强度指示即RSSI的个数判断是否有一人多卡现象。然而在实际应用中，标签的发射距离很难统一，最长和最短发射距离可能相差10m以上，当前面的人经过唯一性检测装置时，如果后面人员的标签信号太强，则信号很容易被检测装置接收到，造成误判断。

2、采用无源卡的方式，通过刷卡来判定唯一性。该方法需要绑定无源卡，安装和通行要求高。

3、采用生物特征识别技术，它以人体唯一性的生物特征作为识别依据，通过图像采集、处理、特征点提取、生物特征搜索以及比对，实现人的唯一性检测，目前常用的生物特征识别技术主要有指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、人脸识别、声纹识别等。

中煤科工集团重庆研究院的郭海军等发表的“矿井人员定位系统中标识卡唯一性检测装置设计”(《工矿自动化》，2012(6)：4-6页)利用人像识别技术进行人员识别，通过依次扫描入矿人员身上识别卡发送信息个数和脸部特征信息进行唯一性检测标准，但是没有考虑到矿井环境对人脸特征信息的污染，且执行速度比较慢。

合肥工业大学和中国人民解放军电子工程学院徐济仁等发表的“基于虹膜识别和RFID的矿山人员安全管理方案”(《煤炭科学技术》，2010，38(4)：75-78页)将虹膜识别、射频卡技术、计算机网络、数据库等技术集成为一体，通过采用先进的活体虹膜识别技术,利用眼睛虹膜的生理特征来认证身份，但是没有考虑光线对虹膜识别的影响，且在现实中虹膜识别装置成本较高。

煤矿作为一种特殊的工业生产环境，与一般工业的工作环境区别较大，井下工作环境的空间相对狭小、声音嘈杂、存在煤尘、粉尘、水等物质，煤矿入井人员的指纹、掌纹、声纹、脸部等均易受煤尘、粉尘、噪声、水等污染，影响生物特征识别的准确度，为了克服准确度问题，就需要采用特殊的算法，较为复杂。虹膜识别虽然不易受各种环境因素的影响，但虹膜识别装置的成本较高。此外，由于煤矿入井方式的特殊性，入井工作人员需要乘罐车入井或升井，因此出入井会有相对集中的规律性。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种能够精确检测煤矿入井人员唯一性的方法。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是提供一种煤矿入井人员唯一性检测方法，包括对接收到的RSSI进行去噪拟合处理和利用动态时间规整算法对两个标签的RSSI序列进行相似判断，主要步骤如下：

步骤1，基站接收并测量入矿人员定位标签发送数据的RSSI和固化ID，与矿井人员定位系统数据库中的人员信息数据进行对比，初步完成矿井人员定位标签信息的识别；

步骤2，建立RSSI数据库

其中：

向量R₍₁₎、R₍₂₎、R_(i)和R_(N)为基站接收到的ID为1、2、i和N的标签发送数据的RSSI所组成的时间序列，N为基站收到的标签的最大ID号；其中：

R_(i)＝(a_(i1)，a_(i2)，…，a_(ij)，…a_(iM))，j＝1，2，…，M

a_(ij)代表ID为i的标签发送的第j个RSSI，M表示ID为i的标签一次发送RSSI值的最大个数；