国家教育考试考场监控系统解决方案

国家教育考试考场监控系统解决方案内容摘要：

试网上巡查系统技术规范标准》，制订了本系统方案。 方案基于多媒体技术、网络技术的全面应用，在考场通过前端视频服务器实现视音频源的实时数字化 MPEG4/MPEG Layer2 编码接入、智能化控制传输，实现在整个教育考试网上巡查应用系统在结构、功能应用及存储、传输、调用控制通讯的统一。 同时体现了实用性，整套系统不仅充分满足了网络教育考试网上巡查的应用需求，而且可以满足平 时教学的评估、观摩教学的功能需求。 系统建设总体目标 利用数据通讯技术、网络流媒体技术、数据库技术等高科技手段，建立全省范围内、全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的省级教育考试指挥、管理、监控体系，并实现和国家教育考试考务管理与服务平台系统的对接。 第 4 页 系统建设需求分析 教育考试网上巡查系统 整个系统架构符合教育部《国家教育考试网上巡查系统技术规范标准》，同时考虑后续的业务拓展，可以满足学校在高考巡查之外的日常教学应用，提高系统的利用率。 比如，用编码器的反向音视频解码实现远程教育，实现统一广播、统一多媒体教学等教室多媒体应用，这种监控点广域的分布特性，使得网络化数字化的监控方案成为唯一可行的方案。 功能需求 遵照教育部统一制订《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》（以下简称“技术规范”），通过该“技术规范”指导新系统的建立，同时兼顾已建系统，能够实现互联互通，实现对所属的考场和保密室的实时 远程网上巡查监控。 我省巡查的建设内容主要包括如下： 1. 建立省、市州、县区、学校四级巡查考务中心 根据目前国内考试管理体制和管理模式以及教育部的规划要求，建立我省一级“国家教育考试考务指挥中心”，省级国家教育考试考务指挥中心（简称“省级中心”）是第一级考务指挥机构， 实现省内的所有考点及保密室系统的远程巡查指挥功能， 由省级平台统一管理和上传到国家中心、应具备与国家中心相当的功能，能够接收二级（市州级）中心传送的视频图像和数据信息等，根据需要进行视频图像的调取、存储、回放，实现考试指挥、突发事件处置、考试预警、视频 巡查、考务综合管理、视频会议及考生服务等功能。 省级中心由视频会议设备、视频编 /解码设备、网络传输设备、显示设备、服务器及用户终端设备、通讯设备、安全设备等构成。 市州级国家教育考试考务指挥中心（简称“市州级中心”）是第二级考务指挥机构，市州级中心接收区县级中心或考点传送的视频图像和数据信息等，根据需要进行视频图像的调取、存储、回放，实现考试指挥、突发事件处置、考试预警、视频巡查、考务综合管理及考生服务等功能。 市州级中心由视频编 /解码设备、网络传输设备、显示设备、服务器及用户终端设备、通讯设备、安全设备等构成。 第 5 页 市州级国家教育考试考务指挥中心（简称“市州级中心”）是第二级考务指挥机构，市州级中心接收区县级中心或考点传送的视频图像和数据信息等，根据需要进行视频图像的调取、存储、回放，实现考试指挥、突发事件处置、考试预警、视频巡查、考务综合管理及考生服务等功能。 市州级中心由视频编 /解码设备、网络传输设备、显示设备、服务器及用户终端设备、通讯设备、安全设备等构成。 县区级国家教育考试考务指挥中心（简称“县区级中心”）是第三级考务指挥机构，县区级中心接收学校级传送的视频图像和数据信息等，根据需要进行视频图像的调取、存储 、回放，实现考试指挥、突发事件处置、考试预警、视频巡查、考务综合管理及考生服务等功能。 县区级中心由视频编 /解码设备、网络传输设备、显示设备、服务器及用户终端设备、通讯设备、安全设备等构成。 学校级国家教育考试考务指挥中心（简称“校级中心”）是第四级考务指挥机构，校级中心接收考点传送的视频图像和数据信息等，根据需要进行视频图像的调取、存储、回放，校级中心由视频编 /解码设备、网络传输设备、显示设备、服务器及用户终端设备、通讯设备等构成。 2. 建立保密室巡查系统 在区县、市州级中心及省级考试机构建设保密室网上巡查系统 ，在各保密室设有全天候监控设备。 保密室网上巡查系统是教育考试网上巡查系统的一部分，省级保密室直接接入省级巡查系统指挥指挥中心，市州级保密室直接接入市州级巡查指挥中心，区县保密室直接接入上级单位的市州级巡查指挥中心，可以通过教育考试网上巡查系统对各级保密室进行监控管理等功能。 保密室巡查系统主要由前端视音频资源采集、视频编 /解码设备、网络传输设备、显示设备、服务器及用户终端设备等构成。 直接接入上级或本级巡查系统指挥中心。 系统是基于监控技术、多媒体视音频技术、网络技术的全面应用，在保密室通过视音频编码设备实现 视音频源的实时数字化 MPEG4/MPEG Layer2 编码接入、智能化控制传输，巡查系统在系统结构、功能应用及存储、传输、调用控制通讯的统一，符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》。 3. 基本要求 第 6 页 监控 无死角 ： 考场监控应该能辐射到考场内每一个角落，不留死角。 系统高靠性 ： 校级视频监控应可独立完成视频监控及预警功能，不依赖整个联网的网络系统，即当网络出现故障或遭人为破坏时，学校应能满足以上基本监控存储及联动等基本要求。 统一管理、分级授权：集成后的视频监控系统中心平台能实现对系统资源的集中统一管理，分级 授权使用。 各级视频监控使用单位原则上只具有对辖区内的监控点具有操作权限。 监控中心出现任何故障时，不应影响学校的正常使用。 4. 报警联动要求 对危险提前预警 ： 建设的系统不仅要满足视频录像事后取证的功能，最为重要的是应有一定的预警功能，根据预警信息采用适当措施把事态控制在萌芽状态，而不能影响到学生的安全。 为应急指挥服务：视频监控系统应联动安全报警系统，出现事件能够快速及时的通知学校及教育、公安等上级监管部门，以满足应急指挥需要。 5. 扩展性要求 对已有设备利旧：对现有的各地视频监控系统进行有效集成，集成时充分考虑即有系统的现状，最大限度地利用原系统资源，避免重复投资，从而减少项目集成成本的投入； 可接入其它系统 ： 需要考虑接入其它安防系统，如卡口、门禁等，从而实现联动及统一管理。 性能需求 （ A）省级平台 省级平台作为国家端与市州级的中转机构，其意义非常大，在网络方面，设计为省级平台需要每市州保密室、区县保密室、学校考点图像传输到省级平台，即在正常情况下省级平台至少需要同时调取每个市州 6 路图像，其他路可以通过轮巡的方式监看，所以建议采用 CIF 分辨率进行编码传输，每路图像传输带宽按 编码传输，省级中心的网络实际需求如下：  计算公式：市州数 *6 路 *500Kbps 第 7 页 （ B）市州级平台 市州级平台作为区县和省级平台上传下达的中心，对带宽的上行和下行速度均要求很高，一般情况下市州级平台需要在巡查指挥中心获取本地市州考点的信息（建议每个考点一路）以及下属各区县保密室分别一路信息，根据每个市州级保密室及考点的情况计算所需网络带宽，按照 CIF 分辨率 编码，编码传输码率按照 500Kbps 计算，各市州级平台所需网络带宽如下： 计算公式：（区县保密室 +考点校） *1 路 *500Kbps （ C）区县平台 区县平台由于下接学校数较少，自身获取图像数根据用户需求而定，同时主要考虑将保密室的图像进行 3路上传，实际占用带宽为 3*500Kbps=，建议区县有 5M的上下行带宽就够了。 （ D）学校平台 学校级平台主要是上传，因此对带宽方面的需求主要是上行的需求，若学校情况较好的话配置 5M 以上带宽就可以了，若情况较差那么视区县平台获取的图像多少而定，建议每个学校要保 证同时上传 4 路视频图像的带宽，计算方式仍以CIF分辨率，编码传输码率 500kbps来计算，实际占用带宽为： 4*500Kbps=。 设备需求 1) 稳定性 由于嵌入式设备采用的是实时操作系统，脱离了 WINDOWS 的操作系统，本身具有抗病毒和抗攻击能力，因此视频编、解码、 SIP 设备选用的如果是嵌入式设备（非 PC 及工控类主机），较 PC 及工控类主机设备的抗病毒和抗攻击能力相对好，会提供系统的稳定性和安全性。 2) 先进性  编解码方式 现在很多产品编解码方式不是采用单编单解方式（一个芯片编、解一路），这样就实现不了多路同时以 FULLD1 的分辨率进行编解码，满足不了用户的多路高分辨率需求；有些编解码设备总出口带宽较小，满足不了多路同时高分辨 第 8 页 率传输的需求；另外，一些产品经过数字化编码、解码还原后的图像清晰度偏低，满足不了用户上大屏的需求。 较先进的编解码方式应该是能实现 8路高速音视频编解码，每路应能支持 QCIF、 CIF、 FULLD1 等多种分辨率、最高每路可同时以 FULLD1 分辨率编解码。  音视频传输方式 音视频资源采集、编码、传输的一种 解决方案是将编码器挂接在教室，直接通过网络进行数字传输并做中心集中存储。 此种部署方式优点是部署简单，便于布线，缺点是教室音视频的采集完全依靠网络传输，后端实时图像的监看及录像完全依赖网络，倘若有网络延迟等网络常见现象，极易造成后端监控音视频资源的丢失，录像出现丢帧、黑屏，不利于系统的安全性和健壮性构架原则。 因此，较合理的传输方式是前端音视频通过同轴线缆接入编码器，编码器本地存储编码，再就近接入网络上传。 前端音视频信号通过同轴电缆接入编码器进行本地编码存储，这样能最大程度保证录像的清晰度，不会有跳帧、丢帧； 只有后端调用才会占用网络带宽，不调用编码器不会通过网络传输任何音视频数据，可以最大程度节约宝贵的带宽资源。 设备通过分布式部署，集中式管理，模拟线路和数字线路相结合，降低了数字设备对网络的依赖，保证系统的安全性和健壮性。 系统拓展应用 我们在做巡查系统设计时，还应该具有一定的前瞻性，可以满足学校在高考巡查之外的日常教学应用，提高系统的利用率。 比如，用编码器的反向音视频解码实现远程教育，实现统一广播、统一多媒体教学等教室多媒体应用；用编码设备支持红外对射、警铃等相关报警设备的输入输出，满足一些学校的安防监控需求。 系统设计原则 互通性 网上巡查系统各级监控中心之间能够有效地进行通信和共享数据。 第 9 页 实用性 设计合理，结构简单，切合实际，能有效地提高工作效率，满足教育监考业务工作需求。 扩展性 采用模块化设计，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。 规范性 控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议等符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》的规定。 易操作性 提供清晰、简洁、友好的中文人机交互界面，操控简便、灵活，易学易用，便于管理和维护。 安全性 系统采取必要的安全保护措施，防止非法接入、非法访问、病毒感染和黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏等。 可靠性 采用成熟、稳定和通用的技术和设备，关键部分有备份、冗余措施，能够保证系统长期稳定运行，有较强的容错和系统恢复能力。 可维护性 系统具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，能够得到及时、快速的修复。 第 10 页 设计技术规范 方案设计符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》 方案设计中参考以下标准： GB49432020 信息技术设备的安全 GB88982020 音频、视频及类似电子设备安全要求 GB167961997 安全防范报警设备安全要求和试验方法 GB178591999 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB500571994 建筑物防雷设计规范 GB501981994 民用闭路监控电视系统工程技术规范 GB503482020 安全防范工程技术规范 GA3082020 安全防范系统验收规则 GA/T742020 安全防范系统通用图形符号 GA/T7594 安全防范工程程序与要求 GA/T3672020 视频安防监控系统技术要求 GA/T3682020 入侵报警系统技术要求 GA/T3792020 报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议 GA/T3882020 计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求 GA/T3882020B 计算机信息系统安全等级保护管理要求 GA/T3902020 计算机信息系统安全等级保护通用技术要求 YD/T 11712020 IP 网络技术要求 网络性能参数与指标 RFC 3261 SIP：会话初始协议 ISO/IEC138181 (2020 edition) MPEG 音视频封装标准 ISO/IEC144962 MPEG4 视频编码标准 ISO/IEC11172。