高考标准化考场建设方案

高考标准化考场建设方案

校级标准化考点巡查系统 ‎ ‎ 建 设 方 案 二零一一年十二月 目录 第 1 章 项目简介 3‎ 第 2 章 总体设计思路 3‎ 2.1 概述 3‎ 2.2 平台建设的基本框架 4‎ 2.3 平台建设的基本原则 5‎ 2.4 平台建设一般性原则 5‎ 2.5 平台建设通用技术标准 6‎ 2.6 标准化考场巡查中心实施环境要求 7‎ 第 3 章 学校级巡查指挥系统建设 7‎ 3.1学校级巡查指挥平台建设功能 7‎ 3.2 学校级巡查指挥中心系统组成 10‎ 第 4 章 设备功能介绍及清单 13‎ 4.1电视墙服务器 13‎ 4.2电视墙管理主机（PC式） 13‎ 4.3三合一服务器 14‎ 4.4流媒体服务器 15‎ 第 1 章 项目简介 ‎“国家教育考试考务管理与服务平台”是教育部考试中心“十一五”事业发展规划的重点建设项目，平台建设是综合利用网络通信技术、数据库技术、视频多媒体技术以及系统工程、管理工程等手段，在全国范围内分批建立全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的国家教育考试指挥、管理、监控、服务体系。按照教育部的规划，全国要在统一的平台上，全面实现国家教育考试的网上巡查、双向音视频指挥及考务工作综合管理。目前，各个省、市、自治区都在教育部的统一部署和技术规范要求下逐步展开建设。‎ 第 2 章 总体设计思路 ‎2.1 概述 ‎“国家教育考试考务管理与服务平台”是教育部考试中心根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》有关要求，为进一步加强国家教育考试管理，严密防范和严肃查处考试招生舞弊行为，切实维护考试招生的公平、公正、安全和秩序，2011—2012年将大力推进国家教育考试标准化考点建设工作。平台建设是综合利用网络通信技术、数据库技术、视频多媒体技术以及系统工程、管理工程等手段，在全国范围内分批建立全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的国家教育考试指挥、管理、监控、服务体系。‎ 在此次我校标准化考场系统的建设中的各项设施，应严格遵循《国家教育考试考务管理与服务平台网络系统技术规范》和《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》、《2010年国家教育考试标准化考点规范（试行）》等各项指标，坚持“高标准、高质量、高安全性能”原则；和相关国家标准要求，采用统一管理平台、SIP网关、流媒体、RTP/RTCP等先进技术，实现与青羊区与四川省音视频巡查指挥中心和国家教育部考试中心互联互通，完成考场的标准化建设。‎ ‎2.2 平台建设的基本框架 根据目前教育考试管理体制、管理模式和教育部规划，“国家教育考试考务管理与服务平台”分别由国家级、省级、市级、县（区）级、考点等五级“教育考试考务指挥中心”来建设。‎ ‎ 国家教育考试网上巡查指挥系统的分级模型如下：‎ ‎ 图1 网上巡查指挥系统的分级模型 教育考试网上巡查指挥中心泛指国家各级考试主管部门为了实现网上巡查、双向音视频指挥和考务工作综合管理等建立的起来的符合国家标准的实际系统，一般来说，一个完整的巡查指挥中心包括下列模块（服务）和设备：sip服务器、媒体分发服务器、视频指挥服务器、巡查指挥管理平台服务器、音视频指挥服务器、网络存储服务器、网络数字矩阵、网上巡查流媒体服务器、音视频指挥终端等设备。‎ 教育考试网上巡查指挥系统结构根据行政管辖及网络状况做如下划分：‎ 国家级中心（一级中心）－－>省级巡查指挥中心（二级中心）－－>市级巡查指挥中心（三级中心）－－>区、校县级巡查指挥中心（四级中心）- - 〉学校级巡查指挥中心（五级中心）‎ ‎2.3 平台建设的基本原则 平台建设必须统筹规划，统一标准，即坚持全国、全省统一管理规定、统一功能要求、统一信息技术标准。‎ 平台建设采用“分级建设、分级管理”的模式，市、县（区）、考点各级可自行建立管理。‎ 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。‎ ‎2.4 平台建设一般性原则 l 互通性 网上巡查指挥系统内各级巡查指挥中心之间能够有效地进行通信和共享数据。‎ l 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。‎ l 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。‎ l 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 l 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。‎ l 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。‎ l 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。‎ l 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。‎ ‎2.5 平台建设通用技术标准 系统建设的技术标准包括但不限于下列标准和规范： ‎ MOE/Z ××××—2007 《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》‎ GB4943-2001 信息技术设备的安全 GB8898-2001 音频、视频及类似电子设备安全要求 GB16796-1997 安全防范报警设备安全要求和试验方法 GB17859-1999 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB50057-1994 建筑物防雷设计规范 GB50198-1994 民用闭路监控电视系统工程技术规范 GB50348-2004 安全防范工程技术规范 GA308-2001 安全防范系统验收规则 GA/T74-2000 安全防范系统通用图形符号 GA/T75-94 安全防范工程程序与要求 GA/T367-2001 视频安防监控系统技术要求 GA/T368-2001 入侵报警系统技术要求 GA/T379-2002 报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议 GA/T388-2002 计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求 GA/T388-2002B 计算机信息系统安全等级保护管理要求 GA/T390-2002 计算机信息系统安全等级保护通用技术要求 YD/T 1171-2001 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 ‎ RFC 2327 SDP: Session Description Protocol 会话描述协议 ISO/IEC-13818-1 (2000 edition) MPEG音视频封装标准 ISO/IEC-14496-2 MPEG4视频编码标准 ISO/IEC-11172-3 MPEG 音频编码标准 2.6 标准化考场巡查中心实施环境要求 标准化考场巡查中心的整体环境要满足以下要求：‎ 1、 指挥中心房间要求：指挥中心主要用于教育考试网上巡查等功能，要求提供一间作为巡查中心的房间，房间面积要求不小于：宽‎6.5米，长‎8米。‎ 1、 供电要求：巡查中心要满足系统设备的供电要求，采用AC220V ±10%，单相三线制供电；巡查系统设备电源功率不小于10KW（含显示设备、服务器等设备），可以根据情况作适当的功率预留，但不能小于10KW，为系统设备配置电源开关箱，配置不少于2个分路开关控制各个设备的电源。‎ 2、 巡查中心要具有防雷防静电保护措施。‎ 3、 网络环境要求：‎ (1) 网络信息点：巡查指挥中心要具有网络信息接入点，根据学校的考场数量在巡查指挥中心配置1台交换机，通过10M以上光纤连接到外网。‎ (2) 公网IP地址：至少3个独立可用的公网IP地址，主要用于SIP路由及注册/媒体转发服务器、管理服务器等设备。‎ 第 1 章 学校级巡查指挥系统建设 ‎3.1学校级巡查指挥平台建设功能 本次项目规划建设青羊区部分学校级巡查平台，教育考试巡查系统将由一系列后台服务、设备接入接口、电视墙系统（解码设备）和用户终端组成。整个系统采用模块化的组件设计，典型的学校级巡查指挥系统建设方案：‎ 其系统功能如下： ‎ 1) 时钟同步：整个系统应该有时钟同步功能即接入系统的所有设备应具备时钟自动与中心服务器的系统时间同步功能。‎ 2) 快速下载：可通过网络快速、快捷的下载高考的数据进行异地备份，可根据考试课目、考试时间等一系列预设方案对数据进行高速下载，其功能如下：‎ a) 预设多个高考时间段 b) 自动搜索全网在线设备 a) 一键下载全网流媒体单场考试录像数据 b) 数据命名规则完全按照考试科目设定，方便整理查找 c) 单台流媒体下载速度高达50Mbps ‎ d) 可同时下载多台流媒体考试数据 ‎3）快速设置考试信息 每年各考点的考试课目都不尽相同，为了减少高考前对各个考场的通道命名时间，减少工作人员的工作量，需要对每个考场的通道进行快速设置，其功能如下：‎ a) 按照事先设定好的考生科目、时间、自动修改通道标签，替代人工量大、繁琐的工作 b) 人性化人机交互界面 c) 全网流媒体通道标签方案设置与存储 d) 按照标签方案自动设置全网流媒体通道标签 e) 按照预设的时间自动给通道标签加上后缀、例如预设7日8点增加后缀语文，7日13点增加后缀数学 f) 按年月日方式统一设置全网流媒体录像计划、例如按照6月7、8、9日设置前端设备录像计划，区别按星期方式设置录像计划 ‎ g) 全网流媒体录像计划检查 ‎ h) 实时显示全网流媒体设备工作状态、剩余空间等信息 ‎ 4) 两种工作模式：普通工作模式和软件狗加密验证模式。平常一般考试用普通工作模式，在重要考试期间则启用软件狗加密模式。启用后所有远程用户要登录和访问本系统都必须使用软件狗。每个软件狗都有唯一序号，中心数据库会记录这些用户的远程操作。非考试期间远程用户可以不需要软件狗，只需正确输入自己的合法帐号和访问密码即可。‎ 5) 国家标准连网：配置符合国家标准规定的SIP及视频流接口。可实现上至省级甚至国家级巡查中心，下至市级、区县级或学校巡查中心的连网。‎ 6) 实时监控：可通过电视、监视器、PC客户端等显示所管辖考点内所有考场的画面，实现画面分割、分组切换显示、自动循环切换显示等功能。‎ 4) 本地存储：在本地流媒体上带有存储功能，最大支持安装8个硬盘，可设冗余备份。保障了监控数据的可靠性和安全性。‎ 5) 检索查询：在中心可实现按学校、设备、考场、日期、时间等参数查询学校端的录像。‎ 6) 远程回放：在中心PC上直接播放学校端流媒体服务器存储的考场图像。‎ 7) 远程控制：在中心对学校端的云台镜头及流媒体服务器录像的起停进行控制。‎ 8) 并发服务：多级远程终端同时访问一个考场时，可以提供多路实时流转发。‎ 9) 灵活的管理模式：巡查系统管理中心有两种管理模式，一种模式是集中管理，集中管理由中心管理员统一完成远程用户、SIP网关、转发服务器、流媒体体服务器的添加、删除、修改、维护等工作。另一种模式是分布式管理，各下属巡查中心系统管理员使用远程虚拟控制台，利用上级巡查中心的系统管理功能和服务进行分布式管理，实现各自的管理功能。‎ 10) 远程用户管理：可按要求添加、删除、修改远程用户。远程用户按树状结构部署以及用户权限设置，各自有自己的远程访问范围，每个远程用户都需要有自己的登录名和密码。‎ 11) 安全认证管理：合法设备和远程用户进行注册；并对接入巡查系统的设备、用户等的合法性进行验证。‎ 12) 权限管理：远程用户权限包括实时图像查看、历史图像查看、云台镜头控制、录像的启停等，对一级的用户这些权限设置可精确到每个考场。‎ 13) 优先级控制：可为远程用户设置访问优先级，当两个远程用户同时控制一个前端设备时级别高的用户可抢占控制权，当网络带宽有限时级别高的用户将优先使用带宽。‎ 14) SIP域管理：每个下属巡查中心可看作一个SIP子域，如市巡查中心可看作省级巡查中心的子域，学校则可看作级巡查中心的子域，各个SIP域的管理员可完成自己的相关设置工作。‎ 15) 跨域访问：在省级巡查中心的授权下，各市远程用户可实现平级跨域访问，如A市巡查中心可远程监考B市的考场，B市巡查中心可远程监考A市的考场，起到交叉监考试的作用。 ‎ ‎3.2 学校级巡查指挥中心系统组成 根据我校考场监控点到学校中心监控室的距离，采用集中式设备布置方式进行学校级网上巡查系统的建设。‎ 此次项目中共计有284个考场和8个试卷分发室，在学校级中心监控室需要二台画面分割器作为解码设备。通过网关、转发、中心服务器与上级实现互联互通及图像上传等功能。其系统组成结构图如下所标：‎ 前端每个监控点（考场）都采用球型广角摄像机，其监控范围比较广，摄像机将图像采集后，通过同轴电缆和光纤将信号传送至中心的16路编码设备（流媒体服务器）实现本地存储，编码及上传。中心监控室可采用电视墙服务器解码上电视墙。考虑到建设成本，电视墙由2台42寸液晶电视组成。编码设备（流媒体服务器）图像压缩格式为MPEG-4，音频压缩格式为MPEG Layer II，采用PS流封闭。必须符合国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》‎ 编码设备（流媒体服务器）集中布置方案优点：‎ ①数据通过流媒体服务器编码后以CIF格式实现存储，但是画面预览时却是以D1的效果显示出来的 ②在不增加其他设备的情况下，既保证了能够实时监看学校的监控画面，又减少了整个系统的成本投入。‎ ③‎ 不用通过网络就能实现数据的本地存储和图像调看，极大地减少了学校校园网络的带宽压力，同时也避免了采用网络存储方式在网络出现故障的情况下造成数据丢失的可能性。‎ ④可将所有关键设备集中在中心监控室内统一管理。‎ ‎⑤投入的设备少，造价成本低，后期维护十分方便。‎ 流媒体服务器方案缺点：‎ ①在系统安装建设过程中工程布线量相对大一些。‎ 前端监控点设计：‎ 每个考场安装1个球型广角摄像机，用于清晰监控在高考期间各考场的具体现场情况。安装1个拾音器，用于监听考场的声音。‎ 线路传输设计 前端监控点（考场）的摄像机和拾音器采集图像和声音后，通过音/视频线将信号传送至光端机，然后通过光纤传输到学校中心监控室的编码设备（流媒体服务器）上，视频线采用SYWV-75-5线，音频线采用RVVP2*0.3线，线路的走向充分考虑安全性、抗干扰、方便检修等综合因素，保证信号的顺畅传输。所以线路沿教学楼墙壁进行敷设。‎ 摄像机和拾音器通过——音视频线——传输到流媒体服务器。‎ 监控中心设计 ‎ 核心设备：学校级网关、转发、中心服务器、编码设备（流媒体服务器）、电视墙服务器、核心交换机等主要设备放置在学校中心监控室，前端信号传送至流媒体服务器后，解码设备（电视墙服务器）通过网络访问学校级网关、转发、中心服务器，并调取图像解码上电视墙。‎ 第 1 章 设备功能介绍及清单 ‎4.1电视墙服务器 电视墙服务器为嵌入式硬件设备，具有优秀的系统安全性、稳定性，具有双路或四路HDMI（或者DVI、VGA）输出，支持CIF （D1）1、4、6、9、12、16，2*1、2*4、2*6多画面分割显示功能；可以对所辖区内的所有监控画面进行分组轮巡。符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》。可以通过网络对前端设备的监控画面进行实时浏览，云台的左右上下移动，镜头拉近拉远，变焦等控制，所辖范围内任意一个通道的历史录像数据查询，回放以及下载等功能。具有强大的网络控制功能和友好的操作界面。安装有专用的网络下载备份软件，可以将前端设备的历史数据录像快速的下载到网络巡查主机上进行备份。‎ 电视墙服务器能通过电视墙集中控制器来完成统一操作和管理，包括图像调用、画面轮巡、云台转动、镜头变焦等。‎ ‎4.2电视墙管理主机 可通过软件远程控制系统中所有画面分割器和电视墙服务器。‎ 1) 支持远程控制画面分割器和电视墙服务器任意窗口的视频图像输出 2) 支持远程设置画面分割器和电视墙服务器输出的画面布局风格 3) 支持远程设置画面分割器和电视墙服务器任意窗口的视频图像轮询，提供轮询方案保存与导入功能 4) 支持远程云台控制包括：云台转动、镜头变焦等 5) 支持自动搜索并自动添加系统内的电视墙服务器，同时提供手动添加方式 6) 友好的人机交互界面，操作方便快捷 支持D1(704×576)图像编码分辨率，其32kHz的高保真宽频语音和噪声抑制、回音消除等技术是目前业界的最领先水平，低带宽要求和强大的高抗误码能力，能够满足您各种网络上的各种视频会议应用。多编码功能支持同时进行多路图像的编码并传送到远端，满足多路图像传输需求；多解码功能可将接收到的多路图像输出到显示器上显示，满足多路图像显示需求。可同时多分屏调看视频指挥系统图像和网上巡查系统图像。‎ 1) 视频编码采用H.264或MPEG4，支持恒定质量、恒定码流、最大码流控制，能实现自动码流控制。‎ 2) 视频图像分辨率支持D1、CIF、QCIF等(704×576、640×480、352×288、320×240、176×144、160×120)多种格式。 ‎ 3) 视频帧率：25帧D1（PAL）或30帧D1（NTSC）‎ ‎4.3SIP网关及媒体转发服务器 SIP网关及媒体转发服务器包括了系统注册管理中心和SIP服务和转发服务功能。包括用户认证软件、路由控制等模块，系统内各种设备在运行时都会登陆到注册中心上，根据注册信息更新中心数据库中的相关字段，调度模块协调系统内相关设备间的通信流程。设备主要是指SIP网关、转发服务器以及流媒体服务器等。三合一服务器集成SIP的核心服务、SIP注册、SIP重定向等以及转发服务等功能。其主要要求如下：‎ 支持《规范》中定义的SIP接口 支持标准SIP2.0‎ 域、子域管理 远程用户、设备、视频点SIP URI映射 SIP地址解息、信令转发 SIP URI统一命名规则、分级命名、联合定位 SIP URI组、用户、树形列表管理 用户的接入认证 SIP终端访问呼叫过程控制 SIP终端远程访问权限控制 SIP路由器间的信任关系 支持跨域呼叫 用户、设备在线信息统计 采用基于B/S结构的管理模式 支持集中管理和分散管理两种模式 直观显示巡查系统的体系结构 系统基本参数设置，如是否跨级管理，中心IP地址、端口设置 基本信息维护，如用户的密码、单位、联系方式等 查看系统内设备的在线信息 远程用户对考场图象的访问、控制、历史数据播放精确到每一个教室 添加、删除、修改组、用户、设备 可设置各级SIP网关的相关信息 可设置各级转发服务器的相关信息 可设置各流媒体服务器的相关信息 能实现系统核心数据库的备份和恢复 生成和打印系统用户、设备清单报表 完成视频数据点播、组播、广播等功能。‎ ‎4.4视频服务器 网上巡查流视频器是教育考试网上巡查系统的关键设备，网上巡查流媒体服务器把模拟视音频信号进行编码压缩，完成本地存储、预览、网络传输的设备。它的编码和控制要符合国家教育部的“教育考试网上巡查系统技术规范”（以下简称规范）中的规定，主要要求如下：‎ 1) 支持《规范》规定的音／视频压缩和视频传输规定 2) 集成SIP UA 3) 能提供多路音/视频输入规格的产品 4) 最多支持8个硬盘实现本机存储 5) 操作模式：面板、鼠标、遥控器 6) 区域动态检测：每画面可设置192个动态检测区域，多级灵敏度设置 7) 图象质量：图象质量6档可调 8) 区域屏幕：可屏蔽画面中任意大小的一块区域 9) TV调节：可设置TV输出的区域、亮度、对比度等等参数 10) 音/视频接口： BNC ‎ 11) 报警输入输出：接地输入/继电器输出 1) 回放模式：快进、快退、慢进、慢退等 2) 支持监视器输出和VGA显示器输出 3) 具有图像水印技术，可叠加时间及其他信息，防止图像篡改 4) 优化的文件储存结构，防止硬盘碎片，加快检索速度 5) 硬盘管理采用非工作盘休眠处理，减少散热和功耗 6) 完善的文件备份功能，拥有USB2.0备份接口，支持网络下载 7) 支持多种解码协议 8) 支持多级用户权限设置