数字高清标准化考场系统建设方案Word文档格式.docx
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平台的软硬件设备购置等，要严格按照和遵循《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》相关技术指标，坚持规范安全，保质保量原则。
●互通性
网上巡查系统内各级巡查中心之间能够有效地进行通信和共享数据。
●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。
●拓展性
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、传输协议等应符合国际、国家相关标准和规范。
●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
对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、通用的技术和设备，关键部分应有备份、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
系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时有效、快速的修复。
5.项目建设需求
本次项目需在“XXX学校”内建成50个标准化考场，具有考点考场监控和巡查系统、身份验证和作弊防控系统、应急和考试综合业务系统。
该系统的核心设备（流媒体服务器、SIP设备）、高清解码设备（数字画面分割器）满足《国家标准化考场建设系统视频标准技术规范》的要求，所用网络摄像机和标准化考场建设平台及客户端无缝兼容。
标准化考场中如何能够更好的结合运用，不仅能够与标准化考试系统相结合，还能运作在日常教学活动中采集教学资源，即实现标准化考试与正常授课的双重管理运用。
二、系统总体介绍
1.系统架构
网上巡查系统总体架构
国家教育考试网上巡查系统是包括了监控技术、计算机多媒体技术、通讯技术、音视频技术和教育考试管理技术的一套综合性业务应用系统。
从系统应用构成的主体类型上可分成监控资源、传输网络、监控中心和用户终端四个组成部分。
监控资源是系统监控信息的来源；
传输网络是连接监控资源、监控中心和用户终端的媒介；
监控中心是系统的信息管理和共享平台；
用户终端是系统的信息服务对象。
巡考管理系统总体架构如下图所示：
监控资源
具体体现为信息采集前端，既可以是前端设备，也可以是区域性监控系统。
本系统为学校考点监控系统。
传输网络
传输网络可以是专网、公共通信网络，也可以是专为网上巡查系统建设的独立网络；
是建立在通讯设备之上的IP网络，系统骨干传输网络采用公共通信网络，各考点系统采用局域网传输或采用模拟和局域网传输相结合。
监控中心
教育考试网上巡查系统监控中心是指由教育考试部门管理和使用的、具有显示、存储、报警处理、指挥能力的监控中心。
监控中心分级设置，依据行政隶属关系及工作相关性，教育考试监控中心管理体系主要划分为五级，在国家教育部考试中心设置一级监控中心、在省考试中心或考务部门设置二级监控中心，在市考试中心或考务部门设置三级监控中心，区县校校级招考办或考务部分设置四级监控中心，各学校考点监控中心设置五级监控中心，监控重点在考点级监控中心。
用户终端
用户终端包括各级考务工作人员和其他职能部门用户所使用的终端设备，用户通过用户终端设备实现对监控资源的访问和控制，用户的行为受到监控中心的管理和授权。
省教育系统所辖单位当需要调取、控制相关的考点的视频、音频、数据信息时，可作为特殊权限及功能的用户实现。
从传统的区域视频监控概念上系统在设备及技术上可以分成前端、传输/变换、控制/管理、处理/显示四个部分。
前端
实现信息采集和显示功能，是监控资源的具体体现，指需要接入到各级监控中心的前端设备。
根据需要可以是图像采集和显示设备、声音采集设备、入侵探测设备等。
图像采集和显示设备主要是各种摄像机、监视器（电视机）及其附属配套设备、前置传输设备；
声音采集设备主要指拾音器、扬声器及其配套前置传输设备，在有视频会议、现场广播、双向对讲等需求情况下采用，也可为考前培训等应用提供设备基础。
入侵报警设备主要是现场设置的各类探测器、报警控制器等。
传输
实现视频、音频、报警、数据等信息在模拟或IP网络上的有效传递和交换。
主要设备包括传输设备、视频编/解码设备。
控制/管理
实现监控资源的控制、管理和监视等功能，主要在监控中心集中实现。
通过授权也可在用户终端对监控资源进行访问和控制。
控制管理的主体主要包括视频矩阵、服务器等设备，以及监控管理系统软件平台。
控制/管理的对象涉及系统的所有设备。
处理/显示
处理/显示是网上巡查系统对图像、声音、报警、数据等采集信息的最终应用。
具体方式可以是通过显示设备、用户终端将信息直接反馈到用户，也可以是将信息进行记录留待用户日后查阅，或对信息进行智能化加工分析、触发其它相关系统联动等。
主要设备包括视频编/解码设备、存储设备、显示设备、用户终端等。
SIP网络直联结构
教育考试网上巡查系统内的设备、系统（包括监控中心之间、监控中心与前端设备/用户设备之间）通过SIP网络互连的结构如图所示。
基于SIP协议的IP网络：
支持《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议的IP网络。
SIP设备：
支持《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议的设备。
具体的设备是：
前端摄像机、客户端、管理服务器等。
基于其他协议的IP网络：
不支持《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议的IP网络。
SIP网关：
能实现《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议与其它协议相互转换的设备。
2.总体设计
校级监控中心配置
配置校级教育考试网上巡查系统软件：
对系统用户及设备进行远程控制管理；
对用户权限以及设备等进行远程管理；
主要对前端设备、巡查中心的网络数字矩阵、SIP路由/转发分发服务器的管理及配置，以及巡查系统的用户权限管理等。
完成考场监控图像的多画面观看、切换、控制，录像文件的回放和后期处理等功能，支持1、4、9等画面分割显示，支持自动分组循环切换功能。
根据监视器的类型和数量配置网络数字矩阵（数字画面分割器），对前端各考点摄像机的图像数据进行转换，将转换后模拟的信号接入大屏显示。
在校级监控中心配置一台SIP路由/转发/分发服务器，其主要功能是构建一个互联互通的数字监控系统，是完成与上级管理机构及国家教育考试中心互联的核心设备。
SIP服务器包含了SIP服务器模块和媒体转发模块，完成对接入设备的SIP协议控制，完成SIP协议的上下级通信，并对视频流进行组播、广播、点播功能。
1、视音频信号采集、编码
考场视音频信号采集、编码部分由高清摄像机、拾音器组成。
一般为每个考场配置1台IP摄像机和拾音器完成考场的视音频信号的采集、编码。
视音频编码完全符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》，采用MPEG4标准对视音频信号进行压缩编码，数字视音频码流通过网络传输，由本级或上级管理平台进行接收及控制。
2、网络传输
本系统建立在TCP/IP计算机网络平台之上，数字视音频信息、控制指令、数据信息都是通过校园网传输的。
同时每个校级巡查中心配置1台SIP路由/转发分发服务器实现校级巡查系统和上级巡查中心进行SIP指令和音/视频流的交互，通过媒体转发服务进行视音频流媒体的转发，实现考场监控信号的远程传输。
△校级巡查系统所需网络带宽：
根据上级巡查中心需要同时观看的监控画面数量*3M来计算所需带宽；
△IP地址分配：
每个学校建议配置1个公网IP地址用于SIP路由/转发分发服务器，实现与上级之间的互联互通。
高清IP摄像机、校级巡查中心管理服务器、网络数字矩阵、客户端计算机及录像存储设备只需要配置内网IP地址就可以。
3、控制部分
整个系统的控制部分主要由网上巡查系统软件、SIP路由/转发分发服务器来完成，实现集中控制、集中管理。
△监考人员只需要在校级巡查中心通过巡查系统计算机，就可以完成对考场视音频信号的监控，从而完成教育考试网上巡查功能。
△能够实现报警设置、定时和手动硬盘录像。
实现历史记录的回放、检索查询等各种功能。
△同时还可实现对所有设备的管理，如高清IP摄像机、数字画面分割器、SIP路由/转发分发服务器的配置管理等功能。
4、显示部分
在标准考点控制中心建设一套显示系统，实时显示前端考场的监控画面，选用液晶显示。
通过数字画面分割器将前端编码设备信号解码还原，进行上墙显示。
三、系统详细介绍
1.网上巡查系统
1.1.系统功能
1、根据项目的实际情况，针对各级网上巡查系统要求，提供合理、完整的方案。
整体方案和技术符合《国家教育考试网上巡查系统行业标准》和《国家教育考试标准化考点管理规范》中的相关要求。
根据不同的考点提供满足考点内各考场监控要求的设计方案。
2、提供的方案要求系统性能稳定、可靠，满足教育监考业务工作需要；
并且运行费用低，维护工作量小。
系统应具有一定的先进性、安全性和扩展性。
3、提供原装、全新的、符合国家及用户提出的有关质量标准的设备，其性能达到或优于参考指标表中所列技术指标。
4、系统设置具有开放性，用户可根据需要自行设置运行中的各项参数，系统具有良好的扩展性。
5、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。
6、标准化考点已经安装了视频监控系统的，如满足此招标文件的相关技术参数要求，保证原有视频监控系统设备的接入。
7、网上巡查系统内各级监控中心之间能够有效地进行通信和共享数据。
我们所构建的系统要实现的是网上巡查功能。
系统建设目标是：
以教育部统一制定的《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》为指导，建立崭新的系统，同时兼顾已建系统，实现新旧系统互联互通，实现系统功能的大幅提升。
各级考试机构可自行建立网上巡查系统硬件和软件，实现对所属考场和保密室的实时网络监控和巡查，确保信息和系统的安全，保证各种考试的正常顺利进行。
网上巡查系统实现不同设备及系统的直联、互通、直控，实现音视频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制；
进行身份认证和权限管理，保证信息的安全；
与报警系统联动，宜提供与其他业务系统的数据接口。
其常规功能如下：
信息采集功能
前端报警和监控设备采集巡查、监控的视音频信息等。
以全天候、多方位、固定、定时或移动侦测的方式对目标进行实时、有效、清晰的监视。
设置摄像机的位置、区域及数量，应根据实际情况和需求确定；
摄像机的选型，应根据监控目标的具体情况和需求进行选择。
摄像机的选型要求保证足够的灵敏度，能够实时、准确、清晰地采集信号，照度不足的地点应采取补光设备；
前端编/解码器、一体化球型机、云台、摄像机等设备，应采用开放的或兼容的控制协议，提供标准的控制接口；
根据需求，可对摄像机附加现场录音、红外探测等功能。
信息传输功能
Ø
控制信息、巡查信息、报警信息和视频信息等，按照工作流程在网络系统各级传输；
通过有线或无线等传输媒介，经编码解码、调制解调、光/电或数/模转换等方式，将前端设备的图像及报警信号传输至控制设备。
可单独或组合选择有线（光纤、同轴电缆、电信宽带等）或无线（微波、扩频\跳频、公共无线宽带等）传输方式。
具有动态适应网络传输状况和网络带宽的能力，具有全系统带宽管理和流量控制能力。
支持大用户量的并发接入，保证在大量图像访问情况下系统仍能正常运行。
实时音视频流点播
按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播，支持点播图像的无级播放、图像抓帧。
远程控制
应能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；
应能够设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。
存储和备份
系统应能存储下列信息并保持一定时间，可配置专用存储设备备份需要长期保存的信息。
1.报警发生前后一段时间内的音视频信息。
2.巡查中心操作员人工指定或通过编程定时指定的现场音视频信息。
3.用户操作、设备巡检等系统日志信息。
视、音频实时数据流的双向编解码
作为系统的扩展，可在监控点和各巡查中心之间实现音视频数据实时流的双向编解码的功能，为图像声音复核和应急指挥（现场视频会议）提供手段。
历史图像的检索和回放
应能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史音视频流文件并回放；
回放应支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、视频帧提取等；
支持回放音视频流的无级播放
报警联动
当监控点存在报警设备时系统应具有与报警设备联动的接口，报警发生时能切换出相应部位的音视频及报警信息，并进行记录；
对某些特定监控点，可实现视频移动侦测功能；
系统宜支持与其它业务系统进行报警联动接口。
系统的人机交互
系统应具有直观、友好、简洁的人机交互界面。
系统应具有视频画面分割显示、字幕叠加等处理。
系统应能反映自身的运行情况，对下列状态给出指示：
正常状态
报警状态
故障状态
用户与权限管理
巡查中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。
用户及权限管理可由各级巡查中心独立执行，也可集中执行。
用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。
各巡查中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史音视频流和实时监视音视频流，当需要获取非管辖范围内的历史音视频流和实时音视频流时，需要获得有效授权。
用户享有对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。
1.2.网络与设备管理
需要对网上巡查系统范围内的系统设备、网络进行管理，收集、监测系统范围内的监控设备、相关服务器的运行情况；
对有权限调用访问本级巡查中心系统的用户进行监控。
需要对网上巡查系统范围内的监控设备实现时钟同步。
1.3.与其它系统的数据接口
系统提供与其它信息系统的互联接口。
作为系统扩展考虑，网上巡查系统宜能与应急指挥系统（包括视频应急指挥系统）、GIS地理信息系统、GPS定位系统等相互集成。
2.作弊防控系统
2.1.工作原理
作弊防控系统的基本工作原理是“侦测与阻断系统相结合”。
侦测系统负责对考场周边电磁环境的快速侦测，检测到电磁环境的异常变化，截获无线电作弊信号，识别出是否为作弊信号并提取其特征信息，然后将这些信息作为先验知识，实时生成最优的阻断策略，经由信息通道将最优的阻断策略发送给阻断子系统；
阻断子系统接收到作弊信号的特征信息，据此发出阻断信号。
系统中所有设备均具备联网能力，能够通过网络向上一级考场监控中心实时上报考场电磁环境侦测结果、发现的作弊信号特征参数以及设备工作状态，为上级管理人员决策取证提供便利；
同时，各考场的设备也能够通过网络接收上级监控中心下发的管理指令，接受统一的管理和约束，避免出现误用和滥用的情况。
侦测系统开机并完成系统初始化，
1、完成设备向管理平台的注册，能使得上级管理平台有效对辖区内的设备进行远程的调试和管理工作。
2、完成背景信号捕捉和自动从作弊防控管理平台接收黑白名单，并自动更新自身的作弊信号特征信息库。
3、自动对项目中的常用正常的背景信号进行捕捉，完成使用场景中的白名单更新设置。
侦测系统的工作流程为逻辑驱动，以电磁频谱侦测作为主循环，不断变换侦测的频段。
一旦发现异常，即刻跳出循环并启动一系列核心步骤，对异常信号加以分析，判断其性质（是否为作弊信号），提取其特征信息，并将可疑信号的信号特征信息库进行对比，并自动生成最优的屏蔽策略给屏蔽终端。
屏蔽终端的工作流程为数据驱动。
当没有特征信息到达时，设备处于空闲状态。
一旦特征信息到达，设备被激活并立刻读取特征信息，加以分析后形成最佳的阻断方案，释放阻断。
阻断完成后，重新进入空闲状态，等待特征信息。
特征信息自动上传给各级作弊防控管理平台，实现作弊数据汇总、上报、统计和智能分析等功能。
2.2.系统功能和特色
侦测系统功能
背景信号学习和黑白名单库
无线侦测系统能对50MHz~3600MHz频率范围自动进行频谱扫描，能将考前合法的背景信号通过侦测扫描和外部导入等多种方式进行背景信号的学习和存储，建立具有地域性和时域性的背景信号库，并存于白名单库；
另外，可以通过平台集中下发等方式将可疑频率加入到黑名单库中，这些都保证了在考试期间能快速高效地发现可疑信号、快速阻断黑名单库中和所发现的疑似作弊的信号。
无线电作弊信号捕获
无线电作弊屏蔽系统应能在技术要求所涉及的频段范围内自动进行频谱扫描，检测到非法和异常无线电信号的存在，并能通过智能自动或者人工辅助手段判定其是否为无线电作弊信号。
信号特征分析和显示
能借助模拟或者数字信号处理技术，在无需人工介入的前提下对捕获到的无线电作弊信号实施自动分析，提取作弊信号全特征。
对无线信号进行包括频率、带宽、功率、时长、调制方式等信号特征的分析，并能实时进行存储、传输和显示。
对可疑信号进行还原、存储、取证和上传
对侦测到的可疑信号实现实时的信号还原、存储和取证，并能实时地传输到上级平台，为获取作弊行为的有力证据提供保证。
作弊信号及特征存储
系统可依照预定的文件和数据库格式，将提取到的作弊信号特征信息和作弊信号原始数据进行存储，同时对原有的历史数据进行更新和扩充，一方面为阻断操作提供参考，另一方面可以作为取证和考试管理者进一步决策的依据。
阻断智能引导技术
通过先进的分析技术进行实时分析，能根据获取的作弊信号特征并生成最优的屏蔽策略，对阻断设备进行策略引导。
信息上报功能
对侦测到的可疑信号和其特征信息实时上报至上一级系统；
收集所在考点内考场的屏蔽仪发送的工作状态信息，将其上报至上一级系统。
信号接收功能
可接收上一级系统发送的控制指令，对所在考点内各考场的阻断器的工作行为实施控制。
接收上一级系统发送。
其它考点获取的作弊信号特征信息，将其转发至所在考点的各个阻断器，更新阻断器内置的作弊信号特征库。
受控于作弊防控管理平台
侦测可无人值守、全自动工作。
可与平台服务器互联互通，在平台服务器上可对作弊侦测设备的所有设置进行管理、维护。
定位授时
在没有网络的情况下，能够自动校时，同时具备定位功能。
屏蔽终端功能
傻瓜式操作模式：
系统操作采用傻瓜式操作模式，设备上电即可工作
无线电作弊信号全频阻断：
屏蔽终端支持中国大陆移动通讯营运商的所有频段（27M-2700MHZ）、（WLAN2.4G、5.8GHZ）以及对讲VHF/UHF频段等的信号阻断。
包含了隐形耳机、米粒耳机、橡皮式接收机等所有专业作弊设备的频段；
中国大陆全部手机营运商的2G、3G和4G频段；
手机对讲信号、WIFI信号；
都将完全地彻底地屏蔽。
智能阻断引导功能：
接收所在考点内侦测系统下发的其它考点获取的异常信号特征信息，更新内置的信息库，能够在作弊信号特征的引导下，产生并释放具有最优阻断性能的阻断信号，令其无法正常传递信息。
多路信号同时阻断：
系统可同时对多路作弊信号进行同时阻断。
外接应急电话功能：
屏蔽终端可以通过设备自带的双网口功能，外接应急电话，保证在手机通信信号被屏蔽的情况下的应急通讯。
系统的自我保护：
系统可根据设备的工作情况，对于过热、天线短路和开路开启自动保护功能。
支持在线管理：
通过网络和侦测系统及作弊防控管理平台之间互联互通。
可以上传或接收特征信息和设备状态信息等，可以接收侦测系统及作弊防控管理平台的设备集中管理相关命令。
作弊防控管理平台
应用展示
平台具对本地所有的终端设备进行查看的功能,能够察看到各考点所截获的无线电作弊信息，包括作弊时间、作弊频率、作弊类型、阻断效果等，可对捕获的无线信号进行信号还原、回放等操作。
数据统计和分析
汇总、上报、统计和分析：
各个考点的作弊数据能够通过网络在管理平台中实现逐级智能汇总、上报、统计和分析。
在各级平台能查询和展示所辖区域内的统计图和统计表，并为作弊活动的各项分析提供数据支撑。
供上级机构分析统计，以指导所辖区域的无线电作弊防控工作。
报表管理：
具有丰富的报表统计功能。
用户可以按照指定的时间段，进行作弊频点统计、作弊方式统计、作弊信号总量、作弊量峰值汇总统计，形成报表，以及做动态统计报表。
信息导出：
为用户提供方便的接口，使之可以将无线电作弊的相关信息，例如作弊信号特征、作弊信号原始数据等，通过网络或者移动存储介质从系统中导出，进而完成对其归档、整合、上报等操作。
历史检索：
为用户提供访问接口，使得用户可以检索和查阅系统相关各类的历史数据，包括系统的工作日志、存储的作弊信号特征以及作弊信号的原始数据。
数据接口：
具有与其它信息系统的数据接口，以方便数据交换与功能扩展。
比如国家教育标准化考场建设系统、GIS地理信息系统、无线电管理部门配备的无线电监测设备等。
运维管理
系统采用智能远程运维技术，可以通过网络远程对终端设备和服务器进行设置、诊断、查看和管理，免去了传统维护调试方式下的各种困扰和麻烦，并能针对新发现的作弊设备及其频率进行自动更新作弊特征信息库，实现对其高效的阻断。
设备远程控制和管理
当设备联网以后，在中心平台上自动发现前端屏蔽终端设备。
系统在网络条件支持的前
升级会员 