音視頻監(jiān)控系統(tǒng)在某標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)中的應(yīng)用

孟廣新

(山西建筑工程集團(tuán)總公司，山西太原 030001)

1 概述

近幾年來(lái)，我國(guó)教育改革不斷深入，公平公正成了和諧社會(huì)的重要內(nèi)容。為此國(guó)家教育部考試中心對(duì)各省市提出，要求各級(jí)考試機(jī)構(gòu)建設(shè)“國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)”及覆蓋全國(guó)考場(chǎng)的音視頻監(jiān)控網(wǎng)上巡查系統(tǒng)，并且建立對(duì)考試過(guò)程及各級(jí)保密室的監(jiān)控指揮體系。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，為國(guó)家教育考試的管理高效能的實(shí)現(xiàn)提供了良好的平臺(tái)，也為國(guó)家教育考試的安全運(yùn)行提供了充分的技術(shù)保證。

目前，全國(guó)已有多個(gè)省市在建或正在設(shè)立使用考場(chǎng)音視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)。在國(guó)家沒(méi)有出臺(tái)統(tǒng)一的規(guī)范之前，各地已建成的音視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)大多是自成體系、各自為政，各自的技術(shù)規(guī)范及實(shí)施的功能方面也都不盡相同，并且缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和技術(shù)協(xié)調(diào)，在實(shí)現(xiàn)互通及直聯(lián)直控都不同程度存在著這樣那樣的問(wèn)題，與國(guó)家教育部考試中心所要求的設(shè)立全國(guó)性質(zhì)的統(tǒng)一平臺(tái)差距甚遠(yuǎn)，或者根本無(wú)法兼容。根據(jù)這種情況，在各級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的音視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)是非常有必要的。

2 教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)

建設(shè)網(wǎng)上巡查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在校級(jí)、區(qū)縣級(jí)、市級(jí)、省級(jí)巡查指揮中心的遠(yuǎn)程音視頻監(jiān)控功能。網(wǎng)上巡查系統(tǒng)是由教育考試管理技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、通信技術(shù)及音頻視頻技術(shù)等一套綜合性應(yīng)用系統(tǒng)組成。從系統(tǒng)主體類型的應(yīng)用構(gòu)成上可以分為巡視檢查資源、傳輸網(wǎng)絡(luò)、巡視檢查中心以及用戶終端四個(gè)組成部分。各級(jí)巡視檢查指揮中心是系統(tǒng)的信息共享及管理的平臺(tái)，各級(jí)用戶終端是系統(tǒng)的信息服務(wù)對(duì)象。通過(guò)前段音視頻設(shè)備獲取系統(tǒng)監(jiān)控信息是巡查資源，連接巡視檢查資源和巡查中心和用戶終端的傳輸媒介是傳輸網(wǎng)絡(luò)。同區(qū)域音視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)比，相當(dāng)于信息采集、編碼傳輸、控制管理、存儲(chǔ)處理以及上傳、本地顯示等四個(gè)部分。

網(wǎng)絡(luò)巡查系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)巡查系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

3 考場(chǎng)及保密室實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程網(wǎng)上巡查的建設(shè)

3.1 建立市、省四級(jí)巡查指揮中心

根據(jù)目前考試管理模式、管理體制以及國(guó)家教育部的要求及規(guī)劃，建立以各省級(jí)為單位的各市、省二級(jí)“國(guó)家教育考試考務(wù)指揮中心”，即市、省的二級(jí)“考務(wù)指揮中心”。

第二級(jí)主體考務(wù)指揮機(jī)構(gòu):市省級(jí)國(guó)家教育考試的考務(wù)指揮中心，市省級(jí)考務(wù)指揮中心作為管理及中間環(huán)節(jié)，對(duì)上可傳到國(guó)家考務(wù)管理中心、對(duì)下可到達(dá)各市級(jí)的考務(wù)指揮中心的匯聚點(diǎn)，其功能應(yīng)與國(guó)家中心相匹配，可以實(shí)時(shí)接收下級(jí)考務(wù)中心傳輸?shù)南嚓P(guān)音視頻信息，還可以根據(jù)其需要對(duì)其接收的音頻視頻信息進(jìn)行調(diào)取、回放，實(shí)現(xiàn)考務(wù)預(yù)警、考務(wù)指揮，綜合管理考務(wù)、音視頻會(huì)議，處置突發(fā)事件以及服務(wù)考生等多重功能。區(qū)縣級(jí)、市、省級(jí)巡查指揮中心均由音視頻設(shè)備、音視頻解編碼設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、安全設(shè)備、通訊設(shè)備以及中心機(jī)房的終端顯示設(shè)備、服務(wù)器、用戶終端設(shè)備等組成。

市級(jí)教育考試考務(wù)指揮中心是第三級(jí)考務(wù)指揮中心，市級(jí)中心直接接收區(qū)、縣級(jí)中心或直屬考場(chǎng)所傳輸?shù)囊粢曨l信息，可根據(jù)需要實(shí)施音視頻信息的調(diào)出、存儲(chǔ)及對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行回放，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)考場(chǎng)發(fā)出指令或通知、及時(shí)處置突發(fā)事件、音頻和視頻巡視及檢查、根據(jù)得到的信息或以往的情況對(duì)其考試發(fā)出預(yù)警、考務(wù)的綜合管理、音頻及視頻、服務(wù)考生等功能。

3.2 保密室的巡查系統(tǒng)設(shè)立

在區(qū)、縣、市、地區(qū)及省級(jí)考試機(jī)構(gòu)建立保密室并建設(shè)網(wǎng)上巡查系統(tǒng)，配備具有全天候監(jiān)視的設(shè)備。保密室網(wǎng)上巡查系統(tǒng)是教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)部分，省級(jí)保密室直接與省級(jí)巡查系統(tǒng)指揮中心相連接，區(qū)、縣、市保密室直接與地區(qū)巡查指揮中心相連接，區(qū)、縣、市、地區(qū)、省級(jí)保密室與各上級(jí)單位的巡查指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，上級(jí)可以通過(guò)教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)對(duì)下級(jí)保密室進(jìn)行監(jiān)查、巡視等管理功能。

保密室巡查系統(tǒng)工作原理:前端音視頻設(shè)備采集相關(guān)信息，音視頻編解碼設(shè)備進(jìn)行傳輸前的編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備傳輸相關(guān)信息到監(jiān)控中心，最后通過(guò)終端服務(wù)器、終端顯示設(shè)備和終端用戶設(shè)備完成解碼和顯示，從而實(shí)現(xiàn)巡查系統(tǒng)。在本級(jí)巡查系統(tǒng)指揮中心顯示和監(jiān)視，并直接接入上級(jí)指揮中心。

為了實(shí)現(xiàn)全國(guó)的統(tǒng)一管理及監(jiān)視，此巡查系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、調(diào)用、傳輸?shù)闹悄芑?、通訊、控制做到了有機(jī)統(tǒng)一，均符合國(guó)家相關(guān)部門頒布的《國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定及要求。

4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在某標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)上的設(shè)計(jì)方案

采用國(guó)家認(rèn)可的“JF”系列巡查設(shè)備實(shí)施某考點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

4.1 硬件部分

采用二級(jí)控制方式:一級(jí)設(shè)在學(xué)校的監(jiān)控中心，二級(jí)在市考院，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)的要求預(yù)留接入端。由網(wǎng)絡(luò)型攝像機(jī)、流媒體服務(wù)器、管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器、解碼器、客戶端、顯示終端等組成。

學(xué)校為一個(gè)考試點(diǎn)，共設(shè)立269個(gè)教室作為考場(chǎng)。在每個(gè)考場(chǎng)設(shè)置2個(gè)網(wǎng)絡(luò)型攝像機(jī)和1個(gè)拾音器，每層樓安裝1臺(tái)24/100 M+2/1 000 M的交換機(jī)，每棟樓依據(jù)樓層分別為5，6，8臺(tái)交換機(jī)，將這些交換機(jī)的千兆端口匯接到各棟樓的8口全千兆交換機(jī)上，然后通過(guò)多模光纖匯聚到監(jiān)控中心機(jī)房的16口千兆交換機(jī)上，交換機(jī)的1個(gè)端口接入Internet網(wǎng)上，市考院或區(qū)考院可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接巡查各學(xué)校考點(diǎn)的監(jiān)控情況。剩余其他端口連接到流媒體服務(wù)器、管理服務(wù)器、客戶計(jì)算機(jī)、IP SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器和解碼器上。

1)網(wǎng)絡(luò)型攝像機(jī)。

每個(gè)教室安裝1臺(tái)考場(chǎng)專用半球FCS-A5413 1/3’sony CCDⅡ;水平解析度:≥650 TVL，最低照度:0.05 Lux/F1.2和1臺(tái)考場(chǎng)專用球機(jī)FCS-T5413 1/4’sony EFFIO CCD;水平解析度:≥520 TVL，最低照度:彩色 0.05 Lux。

2)管理服務(wù)器。

JF-SVW型集SIP、轉(zhuǎn)發(fā)、管理三合一的服務(wù)器能對(duì)系統(tǒng)中用戶、設(shè)備進(jìn)行控制管理、響應(yīng)和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)指令。

支持組播和點(diǎn)播及視頻多路復(fù)用，也支持UDP，IP，RTP，SIP，RTCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。支持全網(wǎng)時(shí)鐘同步模式。

支持2種工作模式:普通模式是在對(duì)非考試時(shí)賬號(hào)和密碼的權(quán)限管理，考試模式是在普通模式的基礎(chǔ)上增加硬件加密設(shè)備進(jìn)行權(quán)限控制。

在設(shè)備管理方面，實(shí)現(xiàn)了跨級(jí)管理、單獨(dú)管理、統(tǒng)一系統(tǒng)管理、統(tǒng)一用戶管理等系統(tǒng)性能:實(shí)時(shí)巡視、系統(tǒng)的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)給出故障告警指示、對(duì)其故障進(jìn)行診斷和準(zhǔn)確定位、加以分析、創(chuàng)建告警日志和有效地維護(hù)。

3)流媒體服務(wù)器。

在一級(jí)監(jiān)控中心設(shè)置一臺(tái)JF-E1606E 16路網(wǎng)上巡查流媒體服務(wù)器，主要是為了減小多路并發(fā)訪問(wèn)時(shí)給IP前端產(chǎn)生的處理壓力，解除IP前端網(wǎng)口的訪問(wèn)限制。最大處理16路音/視頻信號(hào)和支持16路數(shù)據(jù)同時(shí)回放。

4)存儲(chǔ)服務(wù)器。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)在會(huì)聚點(diǎn)集中存儲(chǔ)、集中備份，由中心平臺(tái)軟件集中部署管理IP前端的存儲(chǔ)。

5)畫面分割器。

JF-NHDC014F可任意組合音視頻指揮圖像和解碼巡查圖像;操作面板友好設(shè)置使得用戶對(duì)設(shè)備IP設(shè)置、顯示分辨率設(shè)置、開(kāi)關(guān)機(jī)和設(shè)備調(diào)試及維護(hù)，確保系統(tǒng)建設(shè)的圖像無(wú)縫且順暢互通互聯(lián)。

6)電視墻。

由1個(gè)主屏+6個(gè)子屏構(gòu)成，主屏采用1臺(tái)屏幕尺寸為42寸的液晶電視，屏幕比例16∶9，通過(guò)數(shù)據(jù)矩陣控制，可顯示多、單畫面的圖像，并不會(huì)導(dǎo)致圖像變形。將主屏鑲嵌在電視墻的中心，兩邊各安裝3臺(tái)21寸液晶電視，外圍鑲嵌兩組音響以還原考場(chǎng)的聲音。

4.2 軟件部分

JF-WR軟件嚴(yán)格執(zhí)行《國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，對(duì)規(guī)范中規(guī)定及要求的同類產(chǎn)品有著良好的兼容性;可以完成所有系統(tǒng)設(shè)備的后臺(tái)注冊(cè)和管理。適用于考點(diǎn)負(fù)責(zé)人和相關(guān)教師配置適用;考前可以批量修改圖像通道時(shí)間，錄像計(jì)劃和名稱等功能;考試之后可以多臺(tái)同時(shí)下載。可實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)覽、設(shè)備管理、云臺(tái)及鏡頭的控制、實(shí)時(shí)錄像及事后回放、用戶及權(quán)限管理等功能。

5 結(jié)語(yǔ)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是校園智能化弱電工程的重要組成部分，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體目標(biāo)是建立一套網(wǎng)絡(luò)圖像視頻信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，學(xué)校管理者可以在主控室里監(jiān)視校園內(nèi)任何一個(gè)考場(chǎng)、任何一個(gè)出入口或者重要場(chǎng)所的情況，響應(yīng)了國(guó)家教育部考試中心提出建立“國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)”的要求，給國(guó)家教育考試的安全運(yùn)行以充分的技術(shù)保證，實(shí)現(xiàn)了考試過(guò)程和保密室的監(jiān)控指揮，使得國(guó)家教育考試的管理效率以及功能有了大大地提高。

［1］國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范［S］.