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国家教育考试网上巡查系统案例分析 国家教育考试网上巡查系统案例分析
? 摘要：
客户学校已初步建成校园网络， 信息点分布比较合理。
网上巡查系统的要求是将分布在各校园的考点教室进行联网， 按照县、市、 省、 国家四级联网管理。
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现状与需求分析
系统现状
客户学校已初步建成校园网络， 信息点分布比较合理。
网上巡查系统的要求是将分布在各校园的考点教室进行联网， 按照县、 市、 省、国家四级联网管理。
用户现有的校园监控系统存在两种模式， 一种是模拟方式， 另一种是数字方式， 客户倾向于纯数字方案， 结合现有的网络和监控系统， 需要新增 52 个监控点和 76 个信息点， 整个监控系统主要分布在 4 栋教学楼， 48 间教室。
用户需求
综合考虑学校的近期规划和长远发展， 经过双方的充分沟通， 建议设计方案应满足以下基本功能需求。
1、 进一步完善校园综合布线系统。
对现有布线系统作出客观技术评测， 对布线系统需扩容部分统筹规划， 建立一套能融入当前和今后信息化建设的各种应用的多媒体综合校园网。
2、 设计中， 着重考虑视频监控的网络应用。
3、 计算机网络平台建设。
能实现与 CERNET、 Internet 联网， 提供 WWW、 FTP、 E-mail、 BBS 等各种网络服务。
网络平台应有足够的带宽和很高的速率， 为视音频等多媒体应用提供一个良好的网络环境。
4、 整个监控系统利用校园网络系统进行数字信号传输， 与原来的监控形成多网段监控， 分级管理。
5、 通过对全国各级考试中心和考点范围构成联网系统， 实现互通直连， 构建成全国性的考试网上巡察系统。
6、 防止考试舞弊事件的发生。
系统选型分析
模拟系统的局限性
相对于传统的模拟监控系统来说， 如果新增加的高考监控还采用模拟系统， 将会存在以下缺陷：
1、 传统模拟监控受视频线缆传输距离和视频流格式限制， 无法实现灵活远程监控与多级联网管理。
2、 传统模拟监控系统除了本地录像以外， 功能无法拓展， 系统兼容性差， 无法兼顾校内网络实时教学交流更无法通过 Internet 网实现校际教学交流。
3、 模拟监控录像资料的保存、 调看都存在很大的局限性。
4、 模拟监控线路与数字网络的不兼容， 无法复用校园网已存在的 IP 网络线路， 造成重复投资。
数字系统的优势
根据客户的基本状况， 利用已经存在的校园网基础设施， 根据用户技术和功能要求， 以实际应用为出发点并考虑系统投资的长期效益， 对原有系统进行小幅改造和优化， 以达到最佳的平衡。
该系统具备模拟系统无法比拟的优势：
1、 系统结构灵活， 扩展便捷， 能够适应不同的通讯网络和不同的场所， 可以是以太网、 E1、 无线局域网或其他传输通道。
2、 有监控点的音视频信号采用标准硬件压缩， 具有较好的开放性， 方便系统功能的完善和扩展， 能够实现和其他系统的互连互通。
3、 系统联网范围内无论远程还是局域网内任意计算机信息节点、多媒体教学终端节点经授权后可观看指定班级的授课现场， 并可直接进行 PTZ 操作， 满足客户教学交流需求。
4、 系统采用纯数字信号， 抗干扰能力强， 远程传输不失真。
5、 采用高性能 DSP 前端设备， 具备智能化监控的升级空间。
6、 系统安全性高， 采取星形拓扑结构， 可防止在某一采集端或通讯线路故障时影响整个系统运行。
系统具备自诊断和自恢复功能，通过安全管理机制防止入侵。
系统设计
本系统目标是要建成该校的多媒体监控、 教学、 网络系统， 首先
一个先进、 完善的校园计算机网络是实现这一目标的重要基础， 根据校方介绍的实际情况， 结合在校园网络系统方面丰富的开发与集成经验， 采用先进的计算机及网络设备， 以满足用户的需求。
设计说明
系统主要由三层构成：
前端设备层、 传输网络层、 中心服务应用层。
各层之间相对较为独立， 模块化强， 设备更换不会影响到系统运行。
层与层之间采用标准的 TCP/IP 协议进行通讯， 不受网络平台的限制。
模拟摄像机视频信号接入前端视频服务器进行视频编码和压缩，经由网络传输至监控中心。
监视工作站接收视频流进行解码显示， 解码后的视频流可以直接在监视器上显示或切换到其它显示输出设备。
本地维护时具有人机交互、 各种图形显示、 视频图像的当地实时监控功能; 中心服务应用层提供视频及报警数据存储、 访问控制、 视频解码显示、 回放、 控制、 报警处理及各种系统管理功能的操作界面等。
校园网功能设计
1、 全国教育考试网上巡查。
实现全国网络互联直通， 实现系统之间的联网， 建成为全国性的考试网上巡察系统。
2、 网络应用的建设目标是以学校教育、 教学、 科研管理应用系统集成如 MCAI 中课件的开发、 管理、 课件点播等) 为主体， 学校信息管理集成系统(如行政管理、 教务管理、 财务管理等) 为保障的网上信息综合服务系统。
3、 作为校园网络， 用户主要是老师和学生， 对网络用户的行为管理比对网络本身的管理显得更为重要， 在网络方案中采用有效的用户认证管理系统。
4、 学校校园网络规化基本可分为校园网络中心、 教学子网、 办公子网、 图书馆子网、 宿舍子网及后勤子网等。
5、 在技术应用方面， 全面考虑其经济实用性、 先进性、 开放性、可扩充性、 可靠性、 安全保密及友好性。
监控功能设计
1、 监考人员可在监控室机房通过视频服务器的显示器或大屏幕
电视墙监视所有考点考试情况， 通过视频服务器控制软件控制各监控点的云台、 摄像机的动作， 同时所有考点的音视频信号被存储到视频服务器硬盘上， 高考结束后硬盘送至考试院备查。
为防止数据丢失，可以在视频服务器录像时同步将数据通过网络传输至文件(视频) 服务器备份数据。
2、 管理人员可授权的任意一个或多个网络接点上进行监控、 监听， 便于考试等的管理。
3、 管理人员可授权的两个或多个网络接点上进行图像相互观看、声音对讲， 便于交互式教学。
4、 管理人员可授权的一个或多个网络接点对高考监控机房和周边环境监控值班室机房所有视频服务器进行远程启动或关闭， 并且可控制摄像机和云台的动作， 对图像和声音进行授权点本地录像。
5、 管理人员可授权的一个或多个网络接点对校园周边环境监控值班室机房所有视频服务器所联动设备的报警输出， 本地实现。
6、 教学相关人员及管理层领导， 在主控室授权的任意网络端口对一个或多个班级上课情况进行实时听课、 观摩教师的示范课。
7、 控制人员对录像数据进行简单处理即可将所拍摄内容制作成教学课件。
8、 各班自习时监看纪律情况。
9、 学校送电教馆评审的优秀公开课的节目录制; 学校留存档案和兄弟学校之间的资料交流。
10、 教学管理人员以及学科带头人在主控室授权的任意网络端口进行实时听课， 记录。
系统功能特点
1、 高精度视音频信号采集：
教室内安装高清晰度一体化摄像机，自动光圈、 自动聚焦， 云台动作远程可控， 保证灵敏、 清晰、 高精度的视音频信号采集。
2、 先进的压缩方式：
将各监控点的音视频信号进行压缩， 视频部分采用目前最优秀的 MPEG4 或 H. 264 方式， 音频部分采用 ISO-MPEG Audio Layer-3。
3、 网络传输、 立体化同步评估：
系统支持课堂教学场景图像、
场景、 画面自如切换的立体化远程示范教学与教学评估。
任意计算机信息节点、 多媒体教学终端节点经授权后可观看指定班级的授课现场。
可以实现视频服务器对所有上传视频通道的采集压缩存储与切换， 任意捕捉摄录授课、 听课动作、 场景， 以便进行立体化的教学观摩评估或课件采集。
4、 校长网络巡查、 听课：
校长通过网络利用“校长综合办公平台” 可随时通过监控评估功能， 调用各教室教学场景以及现场声音等， 进行一路双码流评估监控或多路音视频监控， 在不干扰正常教学的情况下进行立体化的网络视频监控评估、 电子巡查、 听课， 实时在线打分。
5、 教师自我评估训练：
教师可随时将自己上课实况录像存储，以便自我检查授课效果， 提高自身授课水平。
系统允许多位教师在教室端而无需在主控室， 就可自行远程操作系统进行双视频流的录像、硬盘存储。
6、 网络视频会议论坛：
教室、 教研室、 办公室、 校长室可召开多方网络会议， 进行教学、 教务、 校务研讨。
7、 电子监考：
在主控室， 可通过多画面显示系统或监控回放电视墙， 采用多路分组切换、 实时监控、 硬盘录像存储等手段， 实现集中电子监考; 亦可由任课老师或班主任在办公计算机上实现网络视频监考。
8、 网络同步硬盘录像：
除了硬盘录像机可以将所用监控系统内视音频信号压缩存储外， 视频服务器的随机监控平台管理软件还可以通过网络将实时视音频同步保存到指定的硬盘上， 并可随时调出进行检索、 查询和回放。
9、 全网监控授权管理：
可对综合校园网各类终端及各级/类用户的监控范围及操作权限进行动态管理。
10、 行业兼容性：
根据省教育考试院要求全省各高考考点监控系统联网的精神， 可对系统平滑升级和联网集成。
智能视频监控扩展
智能视频监控(IVS) 是当前视频监控的发展趋势和市场热点， 该类系统基于最新最先进的人工智能、 计算机视觉、 数字图像分析等技
术原理， 改变了传统监控系统只能由人工监看的历史， 从实时的视频画面中提取出视频中所包含的各种有用信息(人、 车、 方向、 大小等) ，然后根据用户设定的报警规则(闯入、 逆行、 偷窃等) 对提取信息进行分析， 如有符合预设规则的事件发生立即以各种有效方式(声光信号、邮件、 短信等) 进行报警提示。
在本案例中， 该学校原本具有一定规模的监控系统， 经改造后已经具备向智能监控无缝升级的可能。
只需要在前端搭配智能视频分析处理器， 将前端的视频信号接入， 就可以实现一系列的智能视频应用。
学校周界防护
可以利用智能视频分析中的虚拟警戒线进行保护， 在周界摄像机的画面里规划出一条虚拟警戒线， 并设定生效的时间段和报警方式，这将大大减轻监控人员的劳动强度， 提高监控的效率。
机房、 实验室等贵重(或高危) 物品保护
智能视频分析还可以针对学校机房等容易被盗的贵重物品区域，或化学品实验室等高危物品存放区域进行智能设防， 能够有效的防范盗窃行为的发生。
实施部署简便易行， 只需要在机房内安装日夜两用型摄像机， 并根据实际情况灵活设置布防时间段， 在画面里设置全画面有人出现报警的规则， 这样， 一旦有人进入机房企图盗窃， 就会直接产生报警， 而一般小动物如野猫、 鸟类之类的小动物闯入或清晨阳光的变化， 则不会引发误报。
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