音視頻監(jiān)控系統(tǒng)在某標(biāo)準(zhǔn)化考場中的應(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，我國教育改革不斷深入，公平公正成了和諧社會的重要內(nèi)容。為此國家教育部考試中心對各省市提出，要求各級考試機(jī)構(gòu)建設(shè)“國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)”及覆蓋全國考場的音視頻監(jiān)控網(wǎng)上巡查系統(tǒng)，并且建立對考試過程及各級保密室的監(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，為國家教育考試的管理高效能的實(shí)現(xiàn)提供了良好的平臺，也為國家教育考試的安全運(yùn)行提供了充分的技術(shù)保證。

目前，全國已有多個省市在建或正在設(shè)立使用考場音視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)。在國家沒有出臺統(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題，與國家教育部考試中心所要求的設(shè)立全國性質(zhì)的統(tǒng)一平臺差距甚遠(yuǎn)，或者根本無法兼容。根據(jù)這種情況，在各級的標(biāo)準(zhǔn)化考場中應(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、區(qū)縣級、市級、省級巡查指揮中心的遠(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組成部分。各級巡視檢查指揮中心是系統(tǒng)的信息共享及管理的平臺，各級用戶終端是系統(tǒng)的信息服務(wù)對象。通過前段音視頻設(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)相對比，相當(dāng)于信息采集、編碼傳輸、控制管理、存儲處理以及上傳、本地顯示等四個部分。

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 考場及保密室實(shí)時遠(yuǎn)程網(wǎng)上巡查的建設(shè)

3.1 建立市、省四級巡查指揮中心

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

第二級主體考務(wù)指揮機(jī)構(gòu):市省級國家教育考試的考務(wù)指揮中心，市省級考務(wù)指揮中心作為管理及中間環(huán)節(jié)，對上可傳到國家考務(wù)管理中心、對下可到達(dá)各市級的考務(wù)指揮中心的匯聚點(diǎn)，其功能應(yīng)與國家中心相匹配，可以實(shí)時接收下級考務(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)、音視頻會議，處置突發(fā)事件以及服務(wù)考生等多重功能。區(qū)縣級、市、省級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。

市級教育考試考務(wù)指揮中心是第三級考務(wù)指揮中心，市級中心直接接收區(qū)、縣級中心或直屬考場所傳輸?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、存儲及對相關(guān)信息進(jìn)行回放，還可以實(shí)現(xiàn)對考場發(fā)出指令或通知、及時處置突發(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，省級保密室直接與省級巡查系統(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)、省級保密室與各上級單位的巡查指揮中心進(jìn)行實(shí)時連接，上級可以通過教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)對下級保密室進(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)。在本級巡查系統(tǒng)指揮中心顯示和監(jiān)視，并直接接入上級指揮中心。

為了實(shí)現(xiàn)全國的統(tǒng)一管理及監(jiān)視，此巡查系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存儲、調(diào)用、傳輸?shù)闹悄芑⑼ㄓ崱⒖刂谱龅搅擞袡C(jī)統(tǒng)一，均符合國家相關(guān)部門頒布的《國家教育考試網(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)化考場上的設(shè)計(jì)方案

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

4.1 硬件部分

采用二級控制方式:一級設(shè)在學(xué)校的監(jiān)控中心，二級在市考院，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化考場的要求預(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)存儲服務(wù)器、解碼器、客戶端、顯示終端等組成。

學(xué)校為一個考試點(diǎn)，共設(shè)立269個教室作為考場。在每個考場設(shè)置2個網(wǎng)絡(luò)型攝像機(jī)和1個拾音器，每層樓安裝1臺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個端口接入Internet網(wǎng)上，市考院或區(qū)考院可以通過網(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)存儲器和解碼器上。

1)網(wǎng)絡(luò)型攝像機(jī)。

每個教室安裝1臺考場專用半球FCS-A5413 1/3’sony CCDⅡ;水平解析度:≥650 TVL，最低照度:0.05 Lux/F1.2和1臺考場專用球機(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)時鐘同步模式。

支持2種工作模式:普通模式是在對非考試時賬號和密碼的權(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)時巡視、系統(tǒng)的設(shè)備出現(xiàn)故障時給出故障告警指示、對其故障進(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。

在一級監(jiān)控中心設(shè)置一臺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)訪問時給IP前端產(chǎn)生的處理壓力，解除IP前端網(wǎng)口的訪問限制。最大處理16路音/視頻信號和支持16路數(shù)據(jù)同時回放。

4)存儲服務(wù)器。

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

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)置使得用戶對設(shè)備IP設(shè)置、顯示分辨率設(shè)置、開關(guān)機(jī)和設(shè)備調(diào)試及維護(hù)，確保系統(tǒng)建設(shè)的圖像無縫且順暢互通互聯(lián)。

6)電視墻。

由1個主屏+6個子屏構(gòu)成，主屏采用1臺屏幕尺寸為42寸的液晶電視，屏幕比例16∶9，通過數(shù)據(jù)矩陣控制，可顯示多、單畫面的圖像，并不會導(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21寸液晶電視，外圍鑲嵌兩組音響以還原考場的聲音。

4.2 軟件部分

JF-WR軟件嚴(yán)格執(zhí)行《國家教育考試網(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)備的后臺注冊和管理。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間，錄像計(jì)劃和名稱等功能;考試之后可以多臺同時下載。可實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)覽、設(shè)備管理、云臺及鏡頭的控制、實(shí)時錄像及事后回放、用戶及權(quán)限管理等功能。

5 結(jié)語

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)圖像視頻信號監(jiān)控系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，學(xué)校管理者可以在主控室里監(jiān)視校園內(nèi)任何一個考場、任何一個出入口或者重要場所的情況，響應(yīng)了國家教育部考試中心提出建立“國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)”的要求，給國家教育考試的安全運(yùn)行以充分的技術(shù)保證，實(shí)現(xiàn)了考試過程和保密室的監(jiān)控指揮，使得國家教育考試的管理效率以及功能有了大大地提高。

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