摘要：随着门禁系统技术的不断发展及升级，无锡地铁现有门禁系统的人员识别技术无法满足现有人员的管理需求，同时2019年末新冠病毒爆发导致的疫情在全球爆发，对人们的正常工作生活造成了极大影响，新冠肺炎或将成为全球或局部长期流行的传染性疾病。为了预防新冠病毒的传播，国务院部署肺炎疫情防控工作中要求落实重点场所测体温等措施。地铁运营场所更是重中之重，对地铁车站重点区域进入人员进行体温监测将是重要的防疫举措。门禁系统在地铁运营区域人员管控中应用广泛，目前因新冠疫情的影响，现有的门禁系统不能满足门禁系统含有测温功能的需求。因此，在当前形势下，在普通门禁管理系统基础上，提出合理、可行的人脸识别及温度监测方案具有一定的研究意义和重要的应用价值。

关键词：防疫；门禁；体温监测

引言

随着国内城市轨道交通的发展，地铁运营线路规模的不断扩大，地铁客运量的不断提升，各地地铁运营管理部门对地铁安全运营管理要求的不断提高。同时2019年末新冠病毒导致的疫情在全球爆发，对人们的正常生活产生了极大影响，新冠肺炎或将成为全球或局部长期流行的传染性疾病。为了预防新冠病毒的传播，国务院部署肺炎疫情防控工作中要求实行重点场所测体温等管理要求。地铁运营场所更是重中之重，对地铁车站重点区域进出人员进行体温监测将是重要的防疫举措，是确保地铁运营及维护的可持续性的安全保障。门禁系统在地铁运营区域人员管控中应用广泛，目前因新冠疫情的影响，现有的门禁系统不能满足门禁系统含有测温功能的需求。因此，在当前形势下，在普通门禁管理系统基础上，提出合理、可行的人脸识别及温度监测方案具有一定的研究意义和重要的应用价值。

1 绪论

背景和意义

随着城市地铁建设的快速推进，地铁运营人员的急剧增加，门禁安防管理要求也随之加剧。尤其是 2019 年年末，突如其来的新冠疫情给社区门禁管理提出严峻挑战：不但要识别来人的身份，还要监测其体温。智能化管理的人脸识别门禁系统可以利用人脸识别技术和红外检测技术应对这一挑战。人脸识别技术是一种高精度、易于使用、稳定性高，且具有唯一性的生物识别技术，可以大大提高门禁系统安全性。红外检测技术测温很快能判定来者的体温是否正常，以便车站及场段管理者远程监测，有效采取隔离措施，还能避免近距离接触感染，在防疫抗疫中发挥重要的作用。两种技术融合于人脸识别门禁系统，其优势更加突显，是地铁门禁系统智能化管理中不可或缺的。人脸识别门禁系统通过光电扫描系统扫入人脸图像，再与图库中的信息进行比对识别，同时，辅以红外线测温系统测温。最大的优点：一是非接触式门禁，可以减少地铁工作人员员工卡被盗用及复制的风险，同时又减少了门禁读卡器接触交叉感染；二是门禁系统带有测温功能，体温异常者不予开门，同时提醒相关管理人员。无疑给予当前的防疫工作莫大的帮助，尤其在地铁车站和场段办公区域。

因此，研发出一套满足当前需求的综合门禁系统，同时有效防御新冠病毒，具有基于温度活体检测的人脸识别地铁门禁管理系统设计与研究有很大的研究意义。

2 基于人脸识别及红外测温的门禁系统概述

2.1 人脸识别及红外测温门禁系统的概念

人脸识别技术采用独有的“3D 结构光人脸识别算法”、红外检测测温技术与具有强大 GPU 运行能力的服务器完美结合，基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术，并检测人员实时体温。借助摄像机及红外感温设备或集成有红外感温功能的摄像机采集含有人脸的图像或视频流并对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识、人员体温检测及对比，从而达到识别不同人员身份的目的。而人脸识别门禁系统就是把人脸识别技术和电子门禁相结合，通过人脸识别验证通行人员身份，从而开启门禁的一种管理系统。

2.2 人脸识别及红外测温门禁系统的特点

2.2.1 唯一性：每个人的面部特征都具有独一性，无法复制 仿冒，因此安全性更高。

2.2.2 自然性：相比于指纹、视网膜、虹膜、基因等生物特征，利用人脸特征进行身份验证具有自然、直接、友好、便捷的特点， 更易为用户所接受。

2.2.3 简单方便：无需携带门禁卡，识别速度快，操作简单便捷。

2.2.4 非接触性：无需接触设备，不用担心病毒的接触性传染，既卫生又安全。

2.2.5 同步性：在人脸识别的同时对人员进行体温监测，既卫生安全又便捷

2.3 人脸识别及红外测温门禁系统的组成和工作原理

2.3.1 人脸识别门禁系统的组成人脸识别门禁系统由硬件设备 （人脸识别终端含红外测温、门禁控制器、电磁锁）、控制管理软件（人脸识别实时监控、人员体温实时检测、人脸识别门禁、考勤管理系统）组成。

2.3.2 人脸识别门禁系统工作方式

2.3.2.1 前端人脸采集设备（含红外测温功能）或红外测温一体化摄像头在捕捉到人像数据及人员体温数据后传送到后端服务器，由后端服务器经过人脸搜索，找到对应的人员信息，确认人员体温在正常范围内后再将开门指令传回前端人脸设备或门禁控制器。

2.3.2.2 后端比较服务器将授权通行人员人像信息提前发送到人脸识别设备（含红外测温功能），此时前端识别设备不再需要将捕捉到的人像传送到服务器，相较于后端比较方式对网络稳定性要求低，在网络或服务器短时间故障时依旧可以完成人脸识别及体温监测工作，缺点是由于运算能力受限，人脸库不能太大，一般人员数据库在5千- 1万。

2.3.3 人脸识别门禁系统工作原理当通行人员进入动态人脸识别区域时，系统将自动识别该人员，并从人脸识别面板机的视频流中截取一张人脸图像，将截取到的人脸图像与数据库中的授权通行人员人脸照片进行比对分析。当通行人员的人脸图像与系统人脸库的人脸照片相似度达到一定的阀值时，人脸识别面板机则会认为比对通过，再判断人员的体温如在正常范围内，则通过网络发送开门指令至人脸识别面板机，由其控制门禁开启；而当无法从系统人脸库中找到一定阀值的人脸照片时，则会认为比对不通过，此时不会发起开门指令。无论人脸比对结果为授权用户或非授权用户，系统都会在数据库中记录使用者的人脸信息、体温监测数据及其他相关信息，便于后期追踪查找。

3 人脸识别门禁系统在地铁运营管理中的应用

3.1 人脸识别前端设计，实行智能化监控，提升风险预警能力

该系统为每个车站设备区通道门门禁点部署人脸识别面板机以实现人脸识别门禁系统的应用。在设计中，人脸识别面板机集人脸图像采集及人员体温检测、识别、结果显示、门禁控制等功能应用为一体，主要由高清视频摄像头、感温检测设备、液晶触控显示屏、处理主机等部件组成。该设备作为整个门禁系统的核心设备，其主要功能包括白名单识别、 人脸检测、活体检测、人体体温检测、门禁控制、人员管理、数据管理和安全管控。首先将人员信息提前录入系统，形成人像信息库，当有人通行时，人脸识别设备现场采集人像信息及人员体温数据，将其与人脸库中的信息进行比对，即 1：N 的验证，如果信息能正确匹配，再则验证人员体温在正常范围内，通过验证。 其次借助人脸识别设备在连续抓拍的图片中准确定位人脸位置，其具有人脸图像质量评价、图像检测及标准化剪裁功能，当质量分值过低时系统拒绝录入，保证数据的可靠性，提高验证精度，而且该设备能有效分辨高清照片、PS、三维模型或换脸等仿冒欺诈手段。而当身份验证和体温检测通过后，设备向电磁锁发送开门信息，门禁自动开启，具有超高安全保障性。再者，系统单机版可直接在设备上实现人员信息增删改查，实现通行人员管理，且可通过 USB 接口直接导出所需的通行记录，方便进行通行数据整理。

3.2 非接触性操作，简化通行手续

有别于传统的人力管理，利用人脸识别门禁系统进行地铁运营信息化管理，通过事先录入系统的人像信息，经过地铁车站或控制中心门禁管理人员授权，就可以在约定或规定的时间及时间范围内进入地铁运营重点区域开展工作，免去了地铁车站管理人员的现场查验及核对等繁琐手续，特别是在地铁运营期间。

3.3 紧急状态下联动功能

当前的门禁系统虽然采用“断电开”模式，可以在遭遇火警等突发情况，需要紧急疏散时通过切断电源开启所有的门禁，人脸识别门禁系统可通过系统后台远程实现一键开启自动开启所以门禁点，此时所有的门禁点都会自动打开，方便快速逃生，保障了人员安全。

此外，门禁系统可以与综合监控系统、安防集成平台、火灾报警系统等各系统联动或集成，实现管理上的优化及灾害时联动报警及自动释放所有门禁点的功能需求。

4 结论

人脸识别及红外测温门禁系统是一种全新的智能化系统，它克服了目前单一电子门禁系统的局限性，把先进的人脸识别技术、红外测温技术、摄像监控和门禁控制器有效的结合起来，从而实现信息化技术和地铁运营重点区域人员进出管理的融合创新，优化了地铁运营重点区域人员进出的管理流程，提升了管理效率。在疫情常态化防控的情况，有效对进入地铁运营重点区域的人员进行体温监测，有效的保障了地铁运营区域的安全性及可持续性。同时，运用人脸识别及红外测温门禁系统，也打破了时间和人员壁垒，实现地铁运营重点区域人员进出的开放化管理，有助于地铁运营重点区域管理资源的充分利用，极大的提高了车站管理人员效率，减轻了工作强度。应用人脸识别及红外测温门禁系统在提升地铁运营重点区域安防功能的同时也为外部配合工作人员进入地铁运营重点区域提供了防疫安全、管理安全、便捷性，在地铁智能化管理和智慧地铁建设中具有巨大的应用价值。

参考文献

[1]许力文.人脸识别门禁系统在高校实验室管理中的应用研究[J]科学技术创新，2021（23）：1