智能人行通道閘機(jī)在醫(yī)院的實(shí)現(xiàn)

李文琴

（湖州市婦幼保健院，浙江 湖州 313000）

1 引言

自疫情常態(tài)化防控以來(lái)，醫(yī)院人員密集、流動(dòng)性大，人員身份復(fù)雜，防疫工作尤為重要。在醫(yī)院各出入口設(shè)置卡點(diǎn)是保障醫(yī)院安全的第一關(guān)，卡點(diǎn)處眾多醫(yī)院采用了人工核驗(yàn)健康碼或配備電腦用掃碼墩掃描健康碼和身份證讀卡器讀取健康碼后核驗(yàn)，并結(jié)合測(cè)溫再通行的方式，流程較復(fù)雜，效率低下，而且需要眾多卡點(diǎn)人員，卡點(diǎn)人員工作量大。以本院為例，本院共有4個(gè)入口，分別為門(mén)診大樓、住院大樓、急診和湖東分院，門(mén)診人流量最大時(shí)每天需安排3個(gè)卡點(diǎn)人員，其他各入口均安排2個(gè)，本院為了滿足防疫管控要求，改善當(dāng)前查驗(yàn)健康碼的不便問(wèn)題和減少卡點(diǎn)人員及其工作量，通過(guò)智能人行通道閘機(jī)的部署，實(shí)現(xiàn)無(wú)感通行，人員在經(jīng)過(guò)通道時(shí)，用手機(jī)掃描健康碼或身份證讀取健康碼進(jìn)行核驗(yàn)，刷臉測(cè)量體溫和檢測(cè)是否佩戴口罩一步到位，高效優(yōu)化人員身份核驗(yàn)及測(cè)溫通行效率，并配有后臺(tái)管理，可以隨時(shí)查看后臺(tái)記錄，管理和控制人員的進(jìn)出。

2 人行通道閘機(jī)的發(fā)展歷程

閘機(jī)是一種通道阻擋設(shè)備，用于管理人流并規(guī)范行人出入，人行通道閘機(jī)在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)最早的就屬三輥閘，主要活躍于20世紀(jì)80年代，且大多在地鐵項(xiàng)目中出現(xiàn)，在近年來(lái)得到了快速發(fā)展，類型也更加豐富，出現(xiàn)了擺閘、翼閘、全高旋轉(zhuǎn)閘、平移閘等，而且越來(lái)越智能化，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。閘機(jī)最開(kāi)始的識(shí)別方式，是通過(guò)刷卡或證件掃描等方式來(lái)判斷用戶是否擁有合法的通行權(quán)限。雖然此類閘機(jī)的識(shí)別速度挺快，識(shí)別成功率也挺高，但缺點(diǎn)在于只認(rèn)卡/證件，完全判斷不了通行者是否為卡片/證件擁有者本人。如果用戶忘記攜帶或丟失卡/證，就等于失去了通行的權(quán)限，重新辦理也很麻煩。隨著生物識(shí)別技術(shù)的飛速發(fā)展，智能通道閘機(jī)識(shí)別方式也有了更多選擇，不用再局限于卡/證識(shí)別，生物識(shí)別方式主要有指紋、人臉、掌紋、指靜脈、掌靜脈、虹膜等，人臉識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別技術(shù)的重要手段之一[1]，借助人臉識(shí)別技術(shù)閘機(jī)不僅能完成對(duì)人員進(jìn)出權(quán)限的管理，更主要的是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人的行為特征管理，比如可以提供人員密度、頻次統(tǒng)計(jì)、軌跡追蹤分析等數(shù)據(jù)信息。

3 本院智能人行通道閘機(jī)的實(shí)現(xiàn)

3.1 概述

智能閘機(jī)是人流通道的控制設(shè)備，廣泛用于出、入口需要控制的地方。進(jìn)入醫(yī)院的人員復(fù)雜，主要包含醫(yī)院的員工、病人、陪護(hù)人員等，為了防控要求，通過(guò)人臉識(shí)別，檢測(cè)是否佩戴口罩，健康識(shí)別或者身份證識(shí)別的正確信息和完整信息，保存所有特征人員的甄別信息，并且自動(dòng)區(qū)分正常和非正常人員，對(duì)于是否開(kāi)閘通過(guò)或報(bào)警處理進(jìn)行管理和控制，而對(duì)于問(wèn)題人員實(shí)現(xiàn)時(shí)效的追溯性。

3.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

為了方便管理，系統(tǒng)軟件采用CS和BS兩種管理方式，既保證網(wǎng)絡(luò)連通時(shí)的效率，又能在脫機(jī)狀態(tài)本地自動(dòng)運(yùn)行和檢測(cè)。進(jìn)出人員通過(guò)人臉識(shí)別佩戴口罩檢測(cè)測(cè)溫識(shí)別后，如果沒(méi)有記錄，需要刷身份證讀取相關(guān)信息和衛(wèi)計(jì)委的防疫碼數(shù)據(jù)庫(kù)的身份信息進(jìn)行匹配和讀取，如已佩戴口罩、體溫正常并且是綠碼就放行，如有問(wèn)題就禁止放行并且報(bào)警，如果防疫碼數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的信息，那就要求本人打開(kāi)手機(jī)防疫碼通過(guò)二維碼讀取信息，保存本地?cái)?shù)據(jù)，作為發(fā)生意外情況時(shí)候的追溯使用；對(duì)于正常已經(jīng)入院的人員設(shè)置有時(shí)效性的無(wú)障礙通行。陪護(hù)人員通過(guò)人臉識(shí)別佩戴口罩檢測(cè)測(cè)溫識(shí)別后，通過(guò)后臺(tái)的紀(jì)錄，對(duì)于正住院病人陪護(hù)人員實(shí)行無(wú)障礙通行，對(duì)于出院病人的陪護(hù)人員實(shí)行視同普通人員進(jìn)入機(jī)制處理。系統(tǒng)具備時(shí)效性檢測(cè)功能。本院職工照片導(dǎo)入系統(tǒng)人臉授權(quán)后，實(shí)現(xiàn)職工的正常進(jìn)出以及進(jìn)出的時(shí)效機(jī)制。智能人行通道管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向?qū)崿F(xiàn)了有效控制人員的出入，并且記錄所有出入的詳細(xì)情況，來(lái)實(shí)現(xiàn)出入口的方便、安全管理。整體系統(tǒng)由后臺(tái)管理系統(tǒng)以及人臉識(shí)別模塊、通道管理模塊、監(jiān)控端軟件平臺(tái)、二維碼身份證二合一識(shí)別機(jī)、人行通道閘機(jī)、通道控制器、人臉測(cè)溫識(shí)別設(shè)備部分構(gòu)成。

3.3 系統(tǒng)總體性能設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)二維碼讀卡設(shè)備識(shí)別到管理中心控制工作站上顯示該事件的可視延遲時(shí)間不得小于等于1 s。實(shí)現(xiàn)讀卡識(shí)別到系統(tǒng)執(zhí)行開(kāi)門(mén)操作的延遲時(shí)間小于等于1 s。實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別和測(cè)溫識(shí)別到系統(tǒng)執(zhí)行開(kāi)門(mén)操作的延遲時(shí)間小于3 s。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可以在線更新數(shù)據(jù)庫(kù)信息并使修改后的數(shù)據(jù)庫(kù)生效，網(wǎng)絡(luò)門(mén)禁控制器不中斷正常工作。系統(tǒng)所有設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊采取數(shù)據(jù)加密措施。有狀態(tài)的檢測(cè)防破壞能力，如強(qiáng)行開(kāi)門(mén)、剪線、短路、并接、串接等。通道系統(tǒng)含有管理/控制/識(shí)讀/執(zhí)行部分功能檢查；通道讀卡設(shè)備列表信息包括刷卡記錄，報(bào)警記錄，人員信息，人員狀態(tài)，人員權(quán)限，人員權(quán)限修改，批量增加、刪除軟件和控制器里面的人員，可獲取人員權(quán)限，管理員、操作員信息權(quán)限等，接口支持web service技術(shù)、http等。

3.4 管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)提供統(tǒng)一管理平臺(tái)，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)對(duì)接程序開(kāi)發(fā)，后臺(tái)數(shù)據(jù)互傳，實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)交互，平臺(tái)上所有的功能操作和管理通道通行都在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，對(duì)于后期使用體驗(yàn)是比較簡(jiǎn)單和方便。系統(tǒng)支持人員管理、黑名單管理、照片錄入、批量導(dǎo)入等功能。通過(guò)人臉識(shí)別佩戴口罩檢測(cè)測(cè)溫識(shí)別，自動(dòng)快速識(shí)別人員身份，識(shí)別人員溫度，自動(dòng)在屏幕上顯示人員的照片、姓名、部門(mén)、出入類型等信息。系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)對(duì)于權(quán)限進(jìn)行判斷，對(duì)于有權(quán)限進(jìn)入的人員，自動(dòng)開(kāi)閘。系統(tǒng)自動(dòng)判斷出入時(shí)間，看看是否在設(shè)置的有效的出入時(shí)間段內(nèi)，自動(dòng)判斷是否開(kāi)閘。所有進(jìn)出人員信息和人臉照片均保存在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中并支持進(jìn)出時(shí)間查詢等功能。

3.5 相關(guān)硬件

閘機(jī)箱體采用AISI304不銹鋼實(shí)現(xiàn)日常使用中，保證整個(gè)通道系統(tǒng)防刮、防劃痕，防銹、防腐蝕。

通道機(jī)芯采用直流無(wú)刷技術(shù)，性能可靠，壽命超長(zhǎng)（大于500萬(wàn)次），運(yùn)行無(wú)機(jī)械損耗，支持多達(dá)11種通行模式（緊急模式、維護(hù)模式、受控模式、雙向受控、單向受控、禁止通行、自由通行等多種方式自由切換）；12對(duì)紅外（上8對(duì)，下4對(duì)），最小尾隨檢測(cè)間距10 cm；支持集成IC卡、二維碼、指紋、人臉組件，可實(shí)現(xiàn)多種認(rèn)證方式組合應(yīng)用，支持進(jìn)、出方向通行人員人流量分別統(tǒng)計(jì)，并可以通過(guò)繼電器輸出計(jì)數(shù)脈沖，防尾隨檢測(cè)——允許通行指令允許通行數(shù)量的人員在前通行時(shí)，后面跟隨非允許通行的人，兩者之間間隔不小于100 mm；支持零位自檢、防沖、防撞、防夾、防尾隨、斷電開(kāi)閘、自動(dòng)復(fù)位等；符合浪涌沖擊抗擾度測(cè)試和電快速脈沖群抗擾度測(cè)試。

多合一讀卡器支持IC卡、CPU卡、二代身份證、二維碼讀取，二維碼生成采用AES加密算法，二維碼實(shí)時(shí)變化，保證出入安全?？蓲呙枋謾C(jī)、屏幕以及紙質(zhì)、塑料等材質(zhì)上的二維碼圖形，二維碼圖形支持動(dòng)態(tài)刷新，5 s刷新變換一次圖形。

人臉識(shí)別設(shè)備采用高清攝像頭，分辨率高、補(bǔ)光性能好、識(shí)別速度快、準(zhǔn)確率高、通過(guò)率高，能防止防3D打印、電子屏、面具、頭套、照片類在連續(xù)抓拍的圖片中能準(zhǔn)確定位人臉位置，具有人臉圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)、圖像檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)化剪裁功能，當(dāng)質(zhì)量分值過(guò)低時(shí)系統(tǒng)拒絕錄入，保證數(shù)據(jù)的可靠性，提高驗(yàn)證精度。

白名單識(shí)別：將人員信息提前錄入系統(tǒng)，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)采集行人的人臉信息，將其與庫(kù)中的信息進(jìn)行比對(duì)，即1∶N的驗(yàn)證，如果信息能正確匹配，則通過(guò)驗(yàn)證。支持真人活體檢測(cè)，無(wú)需行人配合即可完成真人檢測(cè)，能有效分辨高清照片、PS、三維模型或換臉等仿冒欺詐手段。

人臉識(shí)別帶測(cè)溫一體機(jī)基于深度學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別算法，刷臉識(shí)別速度小于0.2 s；支持1∶1或1∶N測(cè)溫人臉比對(duì)方式采用最新人臉檢測(cè)、識(shí)別模型，快速捕捉人臉，智能人臉質(zhì)量判斷，精準(zhǔn)人臉比對(duì)識(shí)別，利用最新技術(shù)提取人臉特征，最大化減輕了因人臉角度、光線、表情等不利因素對(duì)比對(duì)結(jié)果的影響。人臉識(shí)別支持雙目活體檢測(cè)，支持口罩檢測(cè)支持人體溫度檢測(cè)和報(bào)警設(shè)定。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)智能人行通道閘機(jī)的部署，在門(mén)診、住院部、急診、湖東分院門(mén)口分別建設(shè)2個(gè)人行通道，基本功能實(shí)現(xiàn)一進(jìn)一出的要求，在門(mén)診或者特殊情況下，人數(shù)比較多而擁擠的時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)的要求，總共建設(shè)10個(gè)通道，并且根據(jù)防疫部門(mén)的要求，平臺(tái)和湖州市衛(wèi)計(jì)委本地防疫數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接，達(dá)到的目標(biāo)入院的所有人需要通過(guò)人臉佩戴口罩加測(cè)溫的基礎(chǔ)檢查，手機(jī)和身份證雙重驗(yàn)證對(duì)接后臺(tái)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行自動(dòng)打開(kāi)放行通道，依次有順序地進(jìn)入，這樣既杜絕了人員擁擠的狀態(tài)，又減輕了門(mén)口人員管理的工作，并且通過(guò)自動(dòng)的識(shí)別，防止了沒(méi)有防疫碼和身份的人隨意進(jìn)入，從而達(dá)到衛(wèi)計(jì)委和國(guó)家的基本防疫出入口管理的要求，為醫(yī)院節(jié)約了人力物力，又達(dá)到了智能化管理的目的。