目前我國鐵路站段使用的考勤方式有人工考勤和系統(tǒng)考勤，人工考勤顯然已無法滿足整合后的站段要求?，F(xiàn)有考勤系統(tǒng)主要為刷卡的方式，而磁卡需要員工攜帶，易于遺失，并且，此方式難以杜絕代人考勤等舞弊現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)的考勤方式已逐漸不再滿足現(xiàn)代化管理的要求。指紋作為人的一種生物特征，具有惟一性和不變性，可用于人的身份認(rèn)證[1q]。將指紋識(shí)別技術(shù)用于鐵路站段考勤，可以有效地解決上述考勤系統(tǒng)存在的問題。

　　隨著Internet和wWW 的流行，以往的主機(jī)/終端結(jié)構(gòu)和c/s(Client/Server)結(jié)構(gòu)都無法滿足當(dāng)前的大型網(wǎng)絡(luò)開放、互連、信息隨處可見和信息共享的新要求，于是出現(xiàn)了B/S型結(jié)構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。因此，利用指紋識(shí)別技術(shù)，建立一套基于B/S結(jié)構(gòu)的指紋考勤系統(tǒng)勢(shì)必提高鐵路站段的考勤管理力度。

　　2、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　2.1 B/S結(jié)構(gòu)搭建

　　搭建鐵路站段的B/S構(gòu)架首先要結(jié)合站段的具體情況，以北京動(dòng)車客車段為例。北京動(dòng)車客車段由鐵路站段整合前的北京車輛段、北京西車輛段、天津車輛段、石家莊車輛段以及最新開通運(yùn)行的北京動(dòng)車段整合而成，地跨北京市、天津市和河北省全省，全段干部職工近七千人。搭建北京動(dòng)車客車段B/S構(gòu)架，采用圖1所示的分布式服務(wù)器結(jié)構(gòu)。

　　鐵路系統(tǒng)擁有自己的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這給建立分布式服務(wù)器結(jié)構(gòu)提供了相當(dāng)大的便利條件，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用原來各個(gè)車輛段自身的局域網(wǎng)搭建起整個(gè)考勤系統(tǒng)的構(gòu)架既可以充分利用資源，又可以縮短開發(fā)周期。

　　2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫搭建

　　各地區(qū)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是一致的，但是各個(gè)地區(qū)數(shù)據(jù)庫只管理本地區(qū)的記錄，只有當(dāng)本地終端訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫時(shí)才將所訪問數(shù)據(jù)庫中的該條記錄先行復(fù)制到本地?cái)?shù)據(jù)庫中，再進(jìn)行顯示，這樣既避免了直接操作遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫造成通道擁堵，又可以避免多個(gè)終端同時(shí)操作同一條記錄。

　　圖2所示為數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表，其中“遠(yuǎn)程訪問表”是保存本地終端訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫或本地?cái)?shù)據(jù)庫被遠(yuǎn)程終端訪問時(shí)的事件信息，以便于本地?cái)?shù)據(jù)庫管理員管理。

　　2.3 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

　　建立基于B/S結(jié)構(gòu)最顯著的優(yōu)勢(shì)就是使用In—ternet瀏覽器作為終端顯示界面，而服務(wù)器端只需配置好IIS(Internet Information Service)，并利用Microsoft ASP.Net設(shè)計(jì)好人機(jī)交互界面。[nextpage]

　　3、關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1 B/S結(jié)構(gòu)

　　B/S結(jié)構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Serv—er)結(jié)構(gòu)，是隨著Internet技術(shù)的興起，對(duì)c/s結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)l3]。它采用了三層模型結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成所謂三層結(jié)構(gòu)。

　　B/S結(jié)構(gòu)，主要是利用了不斷成熟的WWW 瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種Script語言(VBScript、JavaScript?)和ActiveX技術(shù)，采用ASP技術(shù)內(nèi)置的熱Response、Session、Server、Application等對(duì)象，通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)原來需要復(fù)雜專用軟件才能實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大功能，節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。隨著Windows98/Win—dows2000將瀏覽器技術(shù)植入操作系統(tǒng)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)越來越受到歡迎。

　　采用三層結(jié)構(gòu)是為了克服客戶機(jī)/服務(wù)器的代碼不可復(fù)用和可移植性差的缺陷。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，每一層都有自己的不同功能，分別是：表達(dá)服務(wù)(客戶機(jī)層)、業(yè)務(wù)服務(wù)(中間層)、數(shù)據(jù)服務(wù)(數(shù)據(jù)源層或數(shù)據(jù)庫層)，如圖3所示。

　　數(shù)據(jù)服務(wù)或用戶界面位于客戶機(jī)上。業(yè)務(wù)邏輯從客戶機(jī)代碼移植到中間層。數(shù)據(jù)服務(wù)層包含數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。三層結(jié)構(gòu)的每一層都在不同的計(jì)算機(jī)上。

　　B/S結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

　　· 簡化客戶端的工作，無需像C/S模式那樣在客戶端上安裝應(yīng)用程序、無需建立客戶端到數(shù)據(jù)庫的連接，只需要瀏覽器;

　　· 簡化了系統(tǒng)的維護(hù)。B/S的所有功能都在WEB服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)，大量減輕升級(jí)維護(hù)工作量;

　　· 功能分層。使應(yīng)用程序得到伸縮性、復(fù)用性和安全性;

　　· 用戶操作變得簡單。B/S模式的客戶端只是一個(gè)簡單易用的瀏覽器，瀏覽器軟件提供統(tǒng)一、友好易用的界面，使用者無需培訓(xùn)就可以直接使用。

　　B/S結(jié)構(gòu)因其自身的特點(diǎn)比較適合網(wǎng)絡(luò)信息的處理，而且技術(shù)成熟、易于實(shí)現(xiàn)信息共享和交互，具有較高的安全性和通用性，它緊密結(jié)合了Inter—net/Intranet技術(shù)，是技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨。因此，本文設(shè)計(jì)的鐵路站段指紋網(wǎng)絡(luò)考勤系統(tǒng)采用三層B/S體系結(jié)構(gòu)。

　　3.2 指紋識(shí)別技術(shù)

　　指紋識(shí)別技術(shù)是成熟的生物識(shí)別技術(shù)。因?yàn)槊總€(gè)人包括指紋在內(nèi)的皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同，是唯一的，并且終生不變。通過和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證其身份的真?zhèn)?。自?dòng)指紋識(shí)別是利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行指紋識(shí)別的一種方法。它得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)和快速可靠的算法理論研究。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但用于識(shí)別的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)是需要進(jìn)行大量運(yùn)算的模糊匹配算法。利用現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)生產(chǎn)的小型指紋圖像讀取設(shè)備和速度更快的計(jì)算機(jī)，提供了在微機(jī)上進(jìn)行指紋比對(duì)運(yùn)算的可能。另外，匹配算法可靠性也不斷提高。因此，指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)非常簡單實(shí)用_4 ]，圖4所示即為使用U.are.U2000型指紋采集器采集到的三個(gè)指紋。由于計(jì)算機(jī)處理指紋時(shí)，只是涉及了一些有限的信息，而且比對(duì)算法并不是十分精確匹配，其結(jié)果也不能保證100準(zhǔn)確。

　　指紋識(shí)別技術(shù)主要涉及四個(gè)功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì)。通過指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像，然后要對(duì)原始圖像進(jìn)行初步的處理，使之更清晰，再通過指紋辨識(shí)軟件建立指紋的特征數(shù)據(jù)。軟件從指紋上找到被稱為“節(jié)點(diǎn)”(minutiae)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上的唯一性特征E 川j。通常手指上平均具有70個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以這種方法會(huì)產(chǎn)生大約490個(gè)數(shù)據(jù)(通常稱為模板)。

　　通過計(jì)算機(jī)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。目前的采集設(shè)備(即取像設(shè)備)主要有光學(xué)、半導(dǎo)體傳感器和其他類型。指紋識(shí)別算法是整個(gè)系統(tǒng)的核心算法。整個(gè)算法包括三個(gè)部分，分別是圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配。圖像預(yù)處理是為了消除和修正指紋圖像在采集、傳送和轉(zhuǎn)換等過程中產(chǎn)生的各種干擾噪聲和畸變，使無損的圖像信息在一定程度上得到突出，改善圖像質(zhì)量。其結(jié)果是得到一個(gè)二值細(xì)化的指紋圖像，以便后續(xù)正確的特征提取。圖像預(yù)處理大致分為五個(gè)步驟：圖像平滑，方向場提取，方向場濾波，二值化，細(xì)化。指紋特征采用了細(xì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)模型，利用脊末梢與分支點(diǎn)這兩種關(guān)鍵點(diǎn)來鑒定指紋。在細(xì)化后的圖像中使用一個(gè)3×3的細(xì)節(jié)檢測模板來檢測細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置與類型。細(xì)節(jié)匹配算法采用極坐標(biāo)下的點(diǎn)模式匹配算法。

　　4、結(jié)語

　　本軟件系統(tǒng)利用指紋識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)員工鐵路站段職工考勤數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和信息查詢過程的自動(dòng)化，方便職工上班報(bào)到及管理人員統(tǒng)計(jì)、考核職工出勤情況，完善人事管理、薪資管理現(xiàn)代化，最大限度地避免了人為因素的干擾，體現(xiàn)了考勤管理制度的公正性，為鐵路站段管理提供了科學(xué)、可靠的人事考勤管理手段，具有廣闊的產(chǎn)品化前景。