人脸识别在变电站外单位人员资质管理中的应用

人脸识别在变电站外单位人员资质管理中的应用

李龙

（东莞供电局变电管理二所）

摘要：分析了现有外单位进站工作资质审查方式的各种问题，指出了改进传统审查方式的必要性。对现有身份识别技术进行了综合比较，指出了相对其他识别方式，人脸识别应用于变电站外单位进站人员资质管理的优势。对人脸技术的原理和不同的技术路径进行了总结分析。给出了应用人脸识别进行变电站外单位进站人员资质管理的解决方案，描述了数据库录入、身份识别、信息处理、管理辅助等方面的技术细节，指出了人脸识别技术相对于传统资格审查方法在提高资质审查效率、避免错漏提高变电站施工安全水平、提升变电站和上级部门对外施工单位的管理水平等方面的优势。

关键词：变电站；资质管理；人脸识别

1、引言

变电站因防腐、绿化、消防检测等，经常需要委托外施工单位进站进行施工。外单位人员进站施工需经运行值班人员审查其资质，即是否已获得省公司或市公司下发的资质认定材料、身份证和工作证。但因资质认定材料由省市两级公司分分多批次下发、各批次有效期不同、人员重名、难以判断身份证照片是否本人等因素，实际工作中值班员审查资质的效率很低，容易出现纰漏，误让无资质人员进站，进而产生生产安全风险。此外，由于审查工作按章执行，相关证明文件缺一不可，部分施工人员会因忘带工作证或身份证而不被允许进站工作，造成工期延误，耽误送电。另外，现有审查模式所得到的信息是孤立的，不方便各上级部门实时掌控各站外委工作人员的施工情况，亦不利于统计分析以综合评估各施工人员的工作情况以提升对外施工单位的管理水平。为提高资质审查的效率，提升审查的精准度，简化审查机制，助力上级单位和值班员自身更有效的掌控施工人员的身份信息，急需改革传统的资质审查方式。

2、各类身份识别技术的比较

身份识别是指通过一定的手段，进行人员身份信息的鉴别，目前广泛应用于公安、银行、企业门禁等各类企事业单位。[1]随着技术的发展，身份识别经历了由凭经验、记忆、文字描述、画像、照片的主观判断到由打卡机、指纹识别器、人脸识别仪等各类电子设备确认客观判断的发展过程。传统的主观识别手段存在识别对象少、人力成本高、准确性差等缺点。相对传统手段，技术手段识别的客观性和准确性较高，在样本量较大时应用尤为广泛。技术手段确认身份，可分为根据物的识别和根据生物特征的识别。

物的识别主要是通过磁卡、密码、pki等外物的识别，方便易用、成本较低，但存在卡片或密码丢失、卡片或密码被盗用、卡片被非法复制等风险，可靠性较差。生物特征识别主要基于人身体所特有的排他性、唯一性特征，如指纹、掌纹、虹膜、语音、DNA、长相（即面部识别）等。生物特征识别天然跟随人的身体，不存在丢失的风险，优势较为明显。各类生物识别技术的优缺点如下：

1）指纹识别简单易用、成本较低，但生活中指纹极易被不经意间留下，有被他人复制的风险。且部分人指纹特征少，即指纹识别不能覆盖所有人群，仍需其他识别手段予以补充，留下了安全隐患。2）掌纹识别不易受伪造，但技术发展较晚，目前尚不够成熟，实际应用中手掌脱皮、沾染污渍等因素均严重影响掌纹识别的精确度。3）虹膜识别属于非接触识别，不能被复制，安全性高，但成本较高，限制了其使用范围。4）语音识别设备造价较低、方便易用、非接触性识别的优点，但语音识别可靠性较差，感冒、情绪变化、背景噪音等均对其识别成功率影响较大。5）DNA识别属于侵入性识别，具有识别对象接受度较低、不宜反复识别、成本较高、对操作人员专业技能要求较高等缺点。6）面部识别属于非接触式识别，方便快速、安全性高，受目前快速发展的人工智能图像识别技术的推动，识别准确度极高，但识别效果受光线强度影响，且如果用于公共场合，容易引发公众隐私担忧。变电站内光线可控，外委工作人员的身份识别不属于一般社会人员大量进出的公众场合，隐私担忧并不成为主要考量，因而适于使用人脸识别。[2]

3、人脸识别的技术原理

人脸识别主要包括图像采集、人脸检测、特征提取、建模比对五个阶段，其中涉及到的主要技术主要有人脸检测和人脸建模比对。

人脸检测是指在多样化的场景中判断是否存在人脸，锁定并分离出人脸图像的技术，常用的方法有基于标准人脸模板进行匹配的参考模板法、基于人脸结构分布特征进行检测的人脸规则法、基于模式识别中人工神经网络方法进行检测的样品学习法、基于肤色在图像空间中分布相对集中的特征进行检测的肤色模型法、基于样品与面相子空间投影距离判断的特征子脸法。

人脸比对是指将检测分离出的人脸图像与人脸数据库中预先存储的人脸图像进行比对，判断是否存在可匹配的对象。人脸特征的描述决定了比对的效能，当前常用的描述方法有特征向量法和面纹模板法。特征向量法是根据面部轮廓关键定位点如眼角、鼻、嘴等的相对大小、位置等属性的分析，计算得到的几何特征量形成描述该面像的特征向量。面纹模板法是预先采集对象的若干标准面像模板，比对时将检测到的面像与标准面像模板采用归一化量度量进行匹配。[3]

4、总体方案

变电站人脸识别系统，是基于人面部特征信息的一种生物识别技术。预先在数据库中导入所有施工人员的姓名、性别、身份证号、所属公司、资格认定批次、各批次有效期等身份信息，并采用双CMOS摄像头采集施工人员的面部图像，形成外事单位工作人员包含人脸信息、资质信息的综合身份信息数据库。数据库可方便地实现云端和本地修改，如新增发文信息、取缔违规人员的工作资格等，修改后的数据应自动在云端和本地更新备份。[4]

外施工单位进站办票，所有工作人员依次通过具有人像捕捉、智能放大、强光抑制、动态白平衡、隐蔽遮挡、背光补偿、画面调整等功能的摄像头进行扫描，人脸识别系统自动对人脸信息进行提取，并将其关键定位点与数据库进行特征对比和智能匹配，快速给出该工作人员是否具有进站工作资质、工作资质是否过期、资质的发文批次、是否首次进入本站工作、是否首次获得发文初次参与变电站工作等信息，助力值班员迅速判断，并进行针对性的安全交代、现场工作督查和工作验收。

系统自动将施工人员信息录入并存储到云端，供上级有关单位实时查询。断网情况下，系统通过线下数据库实现身份识别并存储识别信息，待网络恢复后将数据自动上传到云端。

系统应设置界面供值班人员和安监添加对施工人员的评价和考核信息，方便值班员和安监对进站工作人员进行评价考核，以方便以后值班员进行工作许可时进行针对性的安全交代。此类信息亦可供相关部门定期进行统计分析，以对各施工人员和施工单位的长期表现进行综合评价，改进对施工单位和人员的管理，找寻高频违规行为和易出现违规的工作，进行针对性的安全教育和现场督察，提升变电站外委工作的安全水平。采用人脸识别系统还省去了验证实体工作证和身份证的环节，避免了因忘带证件而耽误工作。

5、本方案的优势

1）提升变电站外单位进站工作人员资质审查的质量和效率

相较于传统审查方式，人脸识别系统省去了对着身份证认脸的困难，也不用从大量的发文材料中找寻施工人员的名字，快速高效，准确度高。

2）提升值班员对外单位人员的管理水平

相较于传统审查方式，人脸识别系统能在工作许可阶段让值班员获得更多的施工人员信息，从而可以提高许可阶段、现场督察阶段、验收阶段工作的针对性。系统的评价和添加备注功能可通过评价功能督促外施工人员按规作业，提升施工质量。

3）方便上级部门对外单位进站工作人员进行考核评价

系统可实时汇总各站外施工人员的作业信息、值班员对外施工单位和施工人员的评价信息，从而可以让上级部门实时掌控现场外施工人员的情况，以进行针对性的安全检查；更好的考核外施工单位和施工人员，优胜劣汰，提升施工队伍的质量。

6、总结

本文对现有身份识别技术进行了综合比较，指出了相对其他识别方式，人脸识别应用于变电站外单位进站人员资质管理的优势。对人脸技术的原理和不同的技术路径进行了总结分析。给出了应用人脸识别进行变电站外单位进站人员资质管理的解决方案，描述了数据库录入、身份识别、信息处理、管理辅助等方面的技术细节，指出了人脸识别技术相对于传统资格审查方法在提高资质审查效率、避免错漏提高变电站施工安全水平、提升变电站和上级部门对外施工单位的管理水平等方面的优势。

参考文献

[1]刘晗.人脸识别技术在十大领域的创新应用[J].中国安防,

2015(21):66-69.

[2]郑方,艾斯卡尔•肉孜,王仁宇,等.生物特征识别技术综述[J].信息安全研究,2016,2(1):12-26.

[3]徐晓艳.人脸识别技术综述[J].电子测试,2015(5x):885-894.

[4]冯丽伟.建筑工地安全智能综合管理系统设计方案[J].中国公共安全,2015(7):143-146.

作者简介

李龙（1988），男，变电专业。项目名称：基于人脸识别技术的外单位人员资质管理系统研制编号：031900KK52170116