当前位置:首页 >> 电子/电路 >> 电子监考方案

电子监考方案


1. 项目概述
近年来,由于考生持续大幅度增加,给考场安排、考试组织等一系列管理增加了工作量和 难度; 特别是有些地方开始出现利用现代化高新技术手段进行作弊等案件, 在一定程度上威胁 着高考等考试的公平、公正的原则,给考试管理工作带来严峻的考验。 随着校园网建设的日益完善, 基于网络的视频监控系统在学校应用中日益表现出优势。 它完全 摒弃了传统模拟监控的工程布线。 实现了大规模的网络级联。 系统采用了先进的音视频压缩技 术 MPEG4/MP3,使得网络视频产品可以在较小的带宽下传输更清晰的画面质量。基于网络技 术、音视频技术、数据库技术实现了大规模系统的灵活应用和方便扩充。 特为学校设计的这套基于网络的数字化监控平台,该系统充分利用学校校园网和现代网 络互联技术,采用网络视频服务器和网络一体球设计。为用户提供一套 3 层结构的网络监控 系统。系统将分别建设成学校监控子系统、区县二级监控子系统和市级三级监控系统。各个 系统相对独立,自成体系,又可以互联成统一的监控网络。在学校子系统和区县监控子系统 中分别设置代理服务器,向远程用户提供转发服务,并为用户提供 B/S 访问模式。系统将详 细的划分用户组和设备组,使得相关权限的用户可以管理相关的设备组。同时,系统还提供 完善的录像策略选择和方便的录像文件下载功能。

2. 系统建设目标
结合教育考试现代化的实际需求,基于先进的数字音视频压缩技术和计算机广域网络技 术,整合现有的电子监控系统和巡考系统,兼顾其他教学应用,建成统一的教育考试电子监 控和管理平台,实现全市教育考试网上巡考,真正实现教育考试公平、公正、公开。建立一 套三级结构的远程电子巡查系统的解决方案,实现考点校、区县、市考试院的三级考场视频 远程电子巡查管理系统。

3. 业务需求
1

3.1. 项目工程量
(该部分由工程公司自行考察确定)

3.2. 现状考察统计
(该部分由工程公司自行考察确定)

3.3. 系统功能需求
根据招标文件的要求,本系统技术功能需求如下: 1. 数字化电子监考:主控室配置若干台监控主机,负责对整个校园或考场进行监控。系统应

提供音频、视频监控,云台、镜头控制功能。整个系统建立在学校的校园网上,实现数字化的 网络传输。 2. 网络远程监控:可将全市的全部或者部分考场连成一个网络,通过授权的各级领导可通过

网络对任一区县、任一考点、任一考场的考试情况进行查看。经授权的用户可以在任何地方通 过 IE 浏览器登录到远程监控服务器,选择查看画面。支持多点并发查看。 3. 网络控制功能:适用于任何现有网络(局域网、城域网、互联网等),传输巡查考场的音

视频信号,在网络带宽有保证的情况下,保证传输的速度和传输质量,可扩展多级控制,设置网 络客户的使用权限,支持多客户端。如需要可以授权控制云台镜头。 4. 多种录像模式:具有任意控制点定时连续录像、手动录像功能,方便准确。手动多路并发 录像:可随时手动对硬盘录像参数进行设置,开始录像。多路定时自动录像:可分别设置每路 录像视音频码流、录像质量,在规定时间段中自动录像,定时启动关闭录像,达到无人值守自 动启动监控录像的功能。 5. 录像后期处理:系统具有强大的录像后期处理能力,便于录像资料的利用。 ? 录像资料提取:可以将一个时间较长的录像文件根据需要将有用途部分进行分割,便

于有效利用视频备份空间,便于刻录光盘,或将几个较短有效录像文件合并为一个录像文 件便于取证管理,也便于刻录光盘。同时原始资料不被更改,确保史料的真实性。 ? ? 录像回放:存储的录像文件,可以随时调出进行回放。 检索查询:监控数据保存时,可以在数据库中记录录像日期、时间、包括考试类型、

考试科目、准考证号等各种参数,以备后期的检索和查询。 ? 6. 图像抓拍打印:可将单帧图像保存为 BMP 文件,并可随时打印抓拍的图像,以便备份。

系统安全功能: ? 影像防伪:采用技术领先的实时数据流加密算法,保证存储的文件只能由特定软件打
2

开回放和编辑修改,彻底避免其他软件的非法阅读和篡改,确保资料的真实性、可靠性、 权威性。 ? 密码保护:采取分级授权方式保护系统设置,防止无授权者进入或修改系统。不同级

别具有不同的权限。 ? 系统锁定: 可以为系统设定操作员权限。 系统在无人操作经过所设置时间后自动锁定,

所有操作无效,只能重新登录系统后,才能继续操作。 ? 7. 加锁功能:录像文件可以加锁,使之保留到规定时间内。

多种报警方式: ? 硬盘空间提示报警:硬盘录像服务器主操作界面上显示硬盘资源占用情况。当硬盘剩

余空间达到一定数量时,系统会自动报警提示进行相应操作。报警时剩余空间的大小可根 据需要进行设定。 ? 视频丢失报警:录像过程中视频信号丢失时,系统自动向主控室报警,从而避免故障

发生时系统不知导致录像资料不完整。 8. 多种存储方式:系统支持远程存储,同时支持多种存储备份方式:如扩展硬盘阵列、热插

拔硬盘、CD-RW 刻录盘、服务器、NAS 海量存储等。 9. 多任务同时工作:监控、录像、远程网络传输可同时进行,互不影响。

10. 高质量、低码率、低延时的数字化视音频编码:前端视频信号采用纯硬件 MPEG4 压缩编码、 延时小,图像品质高。图像压缩延时在 0.5 秒以内,图像大小、质量可调 11. 灵活的字符叠加:三种视频字符叠加方式:日期时间叠加、考场名称叠加、考试科目叠加; 12. 独特的视频预览遮蔽:系统提供视频预览/录像遮蔽功能,将需要保密的部分视频图像遮 蔽,加强内外防范,避免考题泻密; 13. 考试段落录像截取/合并:可将需要的考试过程段落从海量录像文件中单独截取出来,还可 将多个小录像文件合并起来,统一播放和携带,有利于教委和招办快速分析处理; 14. 监控画面轮巡功能:无须画面分割器、切换控制矩阵设备,通过网络视频集中监控系统管 理软件设定,就可以实现多视频画面同屏分割显示( 1 、 4 、 9 、 16 路)、多组画 面轮巡显示。 三级用户管理 ? ? 考点用户:通过实时监控系统实现对考点内所有监视的监控。 区(县)级用户:各区(县)考试中心通过计算机,使用帐号、密码登录全市统一的数据库服

务器,在授权信息范围内,观看本区各考点的视频和在线信息。 ? 市级用户:可通过计算机或大屏幕显示,使用帐号、密码登录全市统一数据库服务器,进行

身份验证,在权限范围内监控。 软件架构:采用 B/S 软件架构。
3

?

考务信息整合:系统将监控系统和学校的考务信息进行整合,使得用户在监控某一个教室画

面的同时, 可以看到该教室的所有参加考试的考生名单。 用户也可以通过这些信息查询某个教室的 位置,根据考生的准考证号查出该考生所在的考场图像,方便老师使用。 ? 集中管理:通过底层软件开发平台的支持,实现网络视频监控产品与 DVR 进行平台共用,实

现不同音视、频编码方式的平台共用。 ? ? 分级管理:根据学校、区、市的不同管理要求分级管理。 代理转发:图像代理转发机制,实现不同网络类型间的互访互通,包括公网对公网,公网对

私网跨网关访问。支持多级代理转发,通过主机代理对带宽、转发路数进行限制、优化,保障在固 定带宽情况下多客户端的浏览访问。 ? ? ? ? ? 同屏显示:支持同一软件界面监看多个不同的实时图像。 双向对讲:支持监控后端软件与前端硬件之间语音实时双向传输。 实时记录:提供手动录像、模板录像、报警录像等录像模式。 联动报警:提供视频移动、视频丢失、传感器报警等多种报警方式。 日志管理:保存每一条报警日志、操作日志,提供系统快捷查询,日志保存期限机制实现自

动日志管理。 ? ? ? 智能检索:多种录像文件检索方法,快速查找录像文件并进行回放。 云镜控制:系统提供对云台、镜头、快球的方便操作,支持用户自定义协议。 图像切换:为了满足用较少的监控主机可以监控较多的图像,提供图像切换设置。即任一个

显示窗口可以设置一组切换序列,按指定的时间进行手动或自动的轮巡。 ? 大路数录像:提供集中录像功能,可以在指定的时间自动录像,也可以手动录像。提供多种

查询条件,并提供统一的录像文件点播功能。 ? 远程管理:在建立了服务器以后,无论管理员在哪里,都可以对整个系统进行管理。管理员

可以远程登录服务器,对服务器所有参数进行设置。 ? 开放性:软件可以与第三方系统相融合,可以读取第三方系统的相关数据,也可以为第三方

系统提供其需要的相关数据,提供二次开发包,具有开放式结构。

4. 设计依据及建设原则

4

4.1. 设计依据
本系统所涉及的设计标准、规范,产品标准、规范,工程标准、规范,验收标准、规范,应 符合国家有关条例及规范,如有新的标准应采纳新标准,如是国外相应标准应得到发包方认 可,这些标准包括(不仅限于以下) : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 《防盗报警控制器通用技术条件》 《中华人民共和国公安部行业标准》 《民用闭路监控电视系统工程技术规范》 《安全防范工程费用概预算编制办法》 《视频安防监控系统技术要求》 《安全防范工程程序与要求》 《安全防范系统通用图形符号》 《安全防范系统验收细则》 《入侵探测器通用技术条件》 《防盗报警中心控制台》 《工业电视系统工程设计规范》 《公安部安全技术防范工程标准》 《中华人民共和国安全行业管理规范》 《软件工程国家标准》 《社会公共场所安全防范工种设计规范》 《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996 《电视系统视频指标》 (CCTR RECOMMENDATION 472-3) GB12663-90 GA27-92 GB50198-94 GA/T 70-94 GA/T367-2001 GA/T75-94 GA/T74-2000 GA 308-2001 GB 10408.1-89 GB/T 16572-1996 GBJ115-87

4.2. 系统建设原则
1、实用性原则:方案设计要求主要技术和产品,具有成熟、稳定、实用的特点。并充分满足 应用,技术开发及信息管理的需要,且有实用例子,厂商有备品,具有备件的支持。 2、先进性原则:为使远程电子巡查系统能保持在一定时期内不落后,及系统互连的方便性, 在该系统的设计时,要求尽可能采用先进开放的技术和产品。在设计中,依据先进性与成熟性 并重的原则考虑。 3、开放性与标准化原则:开放性与标准化原则是一个系统赖以生存发展的基础。 4、可扩展性及升级能力:为了保证教育考试远程电子巡查系统的有效性和实用性,同时又保
5

证该网络在一定时期内不落后,设计出具有良好扩展性的系统拓扑,在设计中,系统结构模块 化,系统中的设备可扩充,以保证整个系统的可扩展性及升级能力。 5、可管理性和可维护性原则:在系统设计时采用统一的软件平台,并提供一整套网络测试或 维护方案。另外,采用一套好的网络管理软件也是至关重要的。 6、可靠性原则:系统的故障可能直接给应用带来灾难性的损失。本系统采用的主要产品应采 用可靠性设计。力求系统的安全,可靠,稳定运行。 7、最佳的性能价格比原则:本系统在设计上寻求最佳的性能价格比。

4.3. 系统建设方法
为了实现系统的目标,必须以正确的方针、方法为指导,才能建设一个实用、先进的系统,而 不能将系统的建设仅看作是一项技术系统的开发工作。

4.3.1. 以“面向未来、理想设计”的思想为指导
系统的先进性在于管理是否先进。在系统建设过程中,要充分考虑信息技术发展所可能提供的 手段,以面向未来的观点,研究、改革现行管理体制和管理方法,设计出一套现实可行的理想 系统方案,作为实现网上巡考系统的依据。在这个过程中,要体现管理的先进性,为进一步的 改革留下空间;要利用目前最先进的平台,更要对技术的发展趋势有前瞻性。只有这样才能充 分保证系统的生命力。

4.3.2. “技术+管理+人才”的有机结合
电子监考系统建设是一个多种技术的集成, 其重要之处在于采用系统工程的方法进行一项 十分复杂的技术系统开发工作;网上巡考系统建设首要的任务是科学管理方面的建设,管理技 术、方法、体制等方面的设计是系统建设根本;该系统建设的关键是“人才的开发” ,提高职 工的素质、转变观念、提高使用网络技术、计算机技术、信息处理技术水平是系统建设成功的 保证。 因此,应该将电子监考系统建设看成是“技术系统的开发”“管理科学的开发”和“人才的开 、 发”的综合过程,只有将三者有机的结合起来,按照科学的规律逐步实施,才能达到预期的目 的。

4.3.3. 系统设计、开发方法
? 面向关键数据和关键业务流程的设计方法 对于信息系统,数据和业务流程是两个重要的组成因素。对业务流程进行深入分析,在系统中
6

为业务流程建模、优化,利用信息化优势提高用户的业务处理能力;对于系统的关键数据,在 系统中采用多种手段保证数据的安全性、完整性。结合数据和优化的业务流程,为用户提供了 更多的附加值。 ? “演绎法为主、归纳法为辅”的“理想系统”分析、设计方法学。 在系统设计中,对现存系统的归纳是一种就事论事的解决问题的方法,一般情况下,不会有多 大创造性;而演绎法是从系统需求出发,根据目前可提供的技术手段和企业的实力,推演出现 实可行的理想功能,这是一种具有创造性的开发方法。两者结合起来符合认识规律,可大大提 高设计质量。 ? 采用面向数据的方法进行数据规划 系统实质上是数据库应用系统,其主要的功能是对数据的采集、存储、加工、传递和应用,也 就是数据的管理功能。在数据规划中,采用面向数据的方法,科学地提取描述电子监考系统中 的各种数据,建立数据关系表和数据元素表,作为数据使用和维护的标准,建立稳定的数据结 构,使业务处理或行政管理上的变化被计算机信息管理系统所适应。抓住这样的本质就将系统 的复杂关系进行简化、规范,系统设计和开发思路清晰。 在充分考虑了用户的现有实施条件,项目的实施背景,以及国家的相关规章制度和技术标准之 后,我们在技术路线上采用三层应用架构模型,以 B/S 方式实现。根据国家及相关技术标准设 计数据抽取、转换、加载工具实现数据的可靠、稳定、及时的交换,采用浏览器的方式根据不 同权限进行数据操作。

5. 系统设计
5.1. 网络分析与应对策略
网络视频监控系统运行计算机网络基础之上,计算机网络的分析直接影响到监控系统的性能 及用户网络中其它应用的性能。 下面我们对几种常见的网络进行技术分析:

5.1.1. ADSL 512K 网络传输
ADSL 为非对称式的传输方式, 上下行传输带宽不一致。 512Kbps 的 ADSL 网络上行带宽理论 即 上仅为 64Kbyte/秒,如考虑到各地 ADSL 传输模式定义不一致, 上行带宽为 512Kbps, 下行 2Mbps
7

的带宽,如经过多个 ISP 中转,网络带宽将不一定得到保证。而且,用户端接入当地 ISP 的 线路状况,也会影响 ADSL 宽带及稳定性,由于 ADSL 线路的波动性,时常使得实际带宽下降 严重。 这样的上行带宽对于高质量、多画面、连续的视频传输是不现实的。因此在这样的线路上,仅 能够实现 CIF 清晰度的视频传输。 针对这样的情况,建议将从学校到区的传输图像的帧率降低,视频画质降到普通级别,这样能 够使得上级区管理中心可选择对该学校的点到点轮巡。 另外在区监控中心配置实时状态监控软件,在显示考场场景的同时,可同步、实时监视当前网 络状况。它支持网络可视化显示,在线监测网络状态;支持流量预警和报警阀值可调;支持异 常情况联动录制与声光报警功能。

5.1.2. 2M 以上宽带网络传输
2M 以上宽带网络相应有利于视频图像的传输,一是带宽有保障,二是不受其他影响。相对于 图像 15 帧,每路占用 384K~512Kbps,图像质量为良好,这样即可实现至少 4~6 路以上的图 像传输。

5.1.3. 学校校园网
对于学校校园网,带宽可以到到 1000M 主干,100M 桌面。如果网络采用较好的交换设备, 拥有较好的网络维护,在这样的网络环境中可以布置 70-80 个 D1 的监控点,或 100-150 个左右 的 CIF 监控点。

5.1.4. 应对策略
? 双码流策略 我们使用双码流技术解决多种网络环境的适应问题。 双码流技术允许网络视频产品在有用户访 问的时候,提供2个输出流。一个高码流,用于本地的高质量的画面的监控和录像,同时输出 一个低码流用于向远程公网用户提供较流畅的监控画面。 这样既保证了本地有图像清晰的录像 文件保存,远程用户又能看到交流畅的画面。

?

授权统一控制策略 控制的优先权从下到上逐级升高, 级别优先的用户具有选择监控图像信号的优先权。 同时在同 级部门共同执法时,可根据各部门对监控需求的重要程度设置不同级别的分控系统。

8

?

代理转发服务 系统运行在各个学校和市区监控中心。 将各个学校的网络视频服务器通过代理转发服务器向上 一级提供数据转发服务。功能如图:

系统可以自动列出目前正在被转发的服务器列表。 用户也可以手动添加或删除服务器。 该系统 将极大的降低用户的网络带宽要求,特别适合异网络多用户访问。当代理服务器功能启动后, 多个市区领导访问学校的某一个监控点时对带宽的占用和一个用户访问是一样的。 尤其当考试 过程中发生问题时, 可能省市区多个用户都要访问某一间教室的监控点, 这样代理服务器的作 用就发挥出来了。

5.2. 系统架构
5.2.1. 系统整体架构
系统按照物理结构分为三层, 包括学校监控子系统, 区教育机构子系统、 市级教育机构子系统。 各个学校的监控系统自成体系, 既可以完成各个学校的监控管理任务, 又可以和其他学校组成 网络,形成一个大的监控系统,向上级教育机构提供服务。如下图:

9

5.2.2. 学校监控系统
负责本学校所有考点的监控,包括:实时图像监看/控制、音视频实时录像、对区管理中心提供 视频代理转发、实现用户访问权限验证、提供远程 VOD 点播/下载服务。 系统建成后可以方便的实现系统带宽管理、网络转发等功能。同时还应该允许管理员进行设备 定义、用户定义、权限分配,自动显示在线用户、自动定义用户工作时间表,定义 ip 黑名单。 在学校本地提供完善的监控方式,包括基于 B/S 结构的访问模式,提供完善、方便的录像策略, 简易的录像本地查询、在线查询等功能。 各学校考点监控系统主要功能为: ? ? ? ? ? 图像(语音)监控管理功能; 语音单向传输功能; 视频录像、抓拍取证功能; 视频自动切换功能; 设置视频工作站为上级领导提供监管的功能。

10

接入层交换机 实时监控服务器 存储服务器

核心层交换机

教学楼 1

汇聚层交换机 LAN

接入层交换机

接入层交换机

教学楼 2
网络视频服务器

教学楼 N

5.2.3. 区级监控系统
负责对所管辖区域的所有学校考点监控系统的管理能力, 对各学校考点进行图像巡视、 向各个 考点学校下发考务数据、可以完成所辖所有学校的用户定义、设备定义、权限定义、用户列表 自动生成、用户工作列表定义,远程监控、录像、下载、管理所辖所有学校的功能。可以向市 级用户申请对话,可以和所辖学校进行网络指导、对话。对于对非所辖学校的监控、管理、对 话等要求,需要向市级用户申请权限。对市管理中心提供视频代理转发服务。 区县级教育机构监控系统主要功能: ? ? ? ? 根据授权察看区县内各学校各考点考试情况的功能 对有必要考点进行录像、抓拍的功能; 与市级考试中心语音双向对讲功能、对各考点语音监听的功能; 根据授权可对考点控制调节摄像角度、定点、放大或追踪监测各考点情况(控制优先级低

于市考试中心) ; ? 向市级教育机构提供视频监管的功能。 区管理中心系统拓扑图:

11

5.2.4. 市级监控系统
负责管理全市整个巡考系统,对各考点进行图像巡视、向各个区下发考务数据、可以完成用户 定义、设备定义、权限定义、用户列表自动生成、用户工作列表定义,远程监控、录像、下载、 管理的功能。市级监控中心可以和区县、学校管理员进行网络指导、对话。系统建成统一的数 据管理功能,在中央数据库统一管理学生信息、考试信息、用户信息、权限定义信息等。 市级教育机构监控系统主要功能: ? ? ? ? ? ? 根据授权察看全市各学校各考点考试情况的功能; 根据授权可对考点控制调节摄像角度、定点、放大或追踪监测各考点情况; 对有必要考点进行录像、抓拍的功能; 与各区县语音双向对讲功能、监听各考点语音的功能; 根据授权可对各个区县考试中心进行集中控制并统一监管; 控制、管理、定义系统各点的数据库。

市管理中心拓扑图如下:

12

5.3. 系统组成
网络视频监控系统的核心由网络视频服务器和监控管理软件构成。系统运行于标准的以太网 络。系统结合其它 CCTV 厂商的摄像机、报警器材、计算机服务器及存储设备构建全数化的安 防监控系统。网络视频监控系统是利用高性能的网络计算技术,对数字化的视频、音频、警 报信息进行集中分析、处理。 典型监控系统组成: 网络视频编码器:采用嵌入式操作系统的网络设备。把视频、音频、警报数据编码成 IP 数据 传送到计算机网络上。 摄像机:通用的 CCTV 摄像机,包括各种云台。输出模拟视频信号到网络视频编码器。 报警器材:通用的报警检测设备(红外、烟感、门磁?)。与网络视频编码器的报警输入连 接。 服务器:运行视频管理及视频存储软件的计算机服务器。接收视频、音频、警报数据,根据 用户设置的处理规则进行录像或报警联动。 监控终端:监控室内的控制台计算机,运行监控软件界面的计算机。管理全局的摄像机控制 及图像存储。 电视墙: 由多块等离子大屏幕组成的监视墙。 每块等离子大屏连接一台 PC 服务器的 VGA 输出。
13

等离子大屏显示哪个摄像机的图像由操作人员使用监控终端进行选择。

5.4. 总体技术特点
5.4.1.标准化
? ? 系统的软件、硬件之间通信采用标准的 TCP/IP 协议,兼容任何标准的以太网络通信设备。 存储的图像数据可转换成标准的的视频文件格式,用于脱离监控环境播放。

5.4.2.先进性
? 秒。 ? 可对传输带宽、图像编码质量等参数进行动态设定,并可根据传输带宽自动调整图像帧数和 编码器的图像压缩编码采用 MPEG4 标准。在本地局域网内监控客户端的图像显示延时<0.5

压缩画质。 ? 视频传输采用 TCP 或 Unicast、Multicast 协议,支持 HTTP 方式访问。能够充分使用网络交

换设备的高级技术特性,最大程度地提高网络系统的使用效率。 ? 编码器具有独特的双视频流设计。编码器可对一路视频信号同时输出两路网络视频流,每路

视频流能够压缩、编码成不同的图像质量和显示帧数。通常一路用于本地高画质显示、录像,一 路用于低带宽远程传输。

MPEG4 压缩编码平均带宽:

14

nDVRserv

视频监控系统主要完成两个功能:1.实时图像的监视;2.历史图像的查询。对于每个功能 所能够达到的图像效果,用户的要求通常是不同的:视频显示要求画面具有高流畅性(高 帧数);图像存储要求画面具有高画质。如果视频编码器只能输出一路视频流,则图像存 储与显示只能使用相同的画质和帧数,用户必须在画面的流畅性与存储空间上作权衡。不 考虑存储设备的成本因素,图像数据占用的存储空间越小,系统的维护成本也越小。编码 器的双视频流设计为系统的使用提供了最大的灵活性。 ? 系统与学生考务信息相结合。通过将网络视频监控与后台考生信息数据库的联系,可以实现

实时考场监控与考生详细信息的联动查询。 使用专用的数据库导入接口, 能够快捷准确实现多种考 试类型的兼容、管理。 ? 树形目录:利用监控点分组管理,实现树形结构管理,方便快速定位监控点并确认从属地位

关系,并支持窗口拖拽显示、锁定显示。 ? 代理转发服务功能。局域网内负载平衡,一般的产品,在局域网内,有客户端在访问前端视

频编码器的视频时,有几个客户端访问,视频编码器就发送几路视频数据给客户端,如下图:

15

这种情况下, 如果 采用多播的网络方式,由于目前的网络环境大多是交换网,多播方式很容易产生网络风暴,并急剧 下降网络性能,如果采用单播方式,对视频编码器端的网络压力就会很大,并且视频编码器大多是 嵌入式网络产品,网络性能一般,这样,为了保证整体性能,就要减少并发访问的用户数量。 为了解决这个问题,我们有两个方案,一是局域网内的代理,就是在局域网内部部署一个高性 能的服务器,所有客户端对前端的访问都由此服务器来转发,如下图:

这样,无论有多少客户端,从前端只发送一路视频数据流,由转发服务器分出多路视频数据流 给各个客户端,这种方式内部网络性能将有保证,仅需配置性能较好的 PC 服务器。 再就是视频数据逐级转发的机制,即第一个客户端在访问前端视频编码器时,视频流数据是由 编码器直接发送给它,当第二个请求时,视频数据流自动由第一个给第二个转发,当第三个客户端 请求时,视频数据量由第二个给第三个转发,依此类推,当中间某个环节断开或者出现故障时,系 统会自动跳过故障点,维持整个转发路径的通畅,在这种模式下,每一级跳转在 1 毫秒内完成,即 第 10 级用户和第一级用户相比,延时不会超过 10 毫秒。如下图:
16

用户可以根据自己的网络和设备情况,在这两种模式中进行选择。 系统可实现多级代理转发方式。在宽带网上,由于带宽的限制,区和市级领导在观摩学校视频 时,可以根据各地出口带宽的不同,选择不同的代理服务器。区在观摩学校时,直接通过学校 的代理服务器来转发视频数据,市级领导同时也在观摩此学校时,如果学校出口带宽较高,可 以选择直接使用学校的代理服务器转发如下图所示,如果学校出口带宽较低,同时并发两路数 据存在困难,市级领导在观摩时,可以选择区的代理服务器来转发,缓解低带宽节点的网络压 力,如下图所示。

17

5.4.3.高可扩展性
? ? 网络上的任何接入点都可增加新的监控点。 系统是多服务器软件架构,系统的录像管理软件可安装在多台计算机服务器上,只要系统增

加计算机服务器的数量便可无限增加系统的监控容量。

5.4.4.高可用性和实用性
? 编码器设备参数均可通过网络进行设置,系统提供软件配置工具,极大的简化了系统的维护

工作。 ? 系统软件运行于 WINDOWS2000 操作系统,所有的软件功能都是图像化操作界面,易于普通操

作人员的培训和使用。

5.4.5.高可靠性
? ? 编码器采用嵌入式操作系统,压缩编码使用高性能 RISC 芯片,保证了设备能够高可靠运行。 系统使用 B/S 软件结构,服务器程序使用 WINDOWS SERVERS 技术。计算机重启后,服务器程

序自动后台运行。 ? 服务器能够实时检测编码器的状态,摄像机图像丢失或网络出现异常时,系统会立即向管理

员报警。 ? 系统所有参数记录在中心数据库中。服务器系统重启后,系统会按照数据库中的参数自动配

置录像计划和编码器设备参数。 编码器断电后重新接入网络, 系统会自动依照中心数据库中的参数 配置编码器运行参数。 ? 采用 RAID5 方式提高图像存储的性能及系统的可靠性。

RAID5 磁盘阵列采用并行硬盘 I/O 操作,约相当于 N 倍单块硬盘的读写速度。每 N-1 块数据
18

都添加校验信息,这样当其中一块硬盘出现故障时,可使用校验数据恢复损坏硬盘中的数据。 RAID5 硬盘阵列需要 N+1 块硬盘数量。N 是额定容量的硬盘数量。

5.4.6.高安全性
? 密码保护: 采用分级授权方式保护系统设置,防止无授权者进入或者修改系统,不同级

别具有不同的权限。 ? 性。 ? 影像防伪:采用实时数据流加密算法,特有录像文件格式,只有用专用的录像文件回放器, 系统日志:系统可详细记录用户的登录及所有对系统的操作信息,保证了操作的不可否认

并配有专用的加密狗才能进行回放,保证存储的文件只能由特定软件打开回放和编辑修改,避 免其他软件的非法阅读和篡改。录像文件有水印加密,在被非法篡改时可以报警提示。 ? 系统锁定:系统设定操作员权限,系统在无人操作经过所设置时间后自动锁定,所有操作

无效,只能重新登陆系统后才能继续操作。 ? ? 加锁功能:录像文件可以加锁,保留到规定时间内。 职能权限划分。数据库的维护和修改权限规则由考试机关的管理职能来决定,即上级机构

(市考试院)生成考生信息,下发到各考点。各考点在软件上只有将考生与考场对应关系的修 改权限,没有对已有学生信息的修改权限,学生信息的修改和增删只能由考试院进行,避免非 法修改考生信息,以达到替考行为的发生。 ? 数据库安全访问。 软件对数据库的访问,采用三级结构,数据库本身是一级,第二级是数据库访问服务,第三 级是业务界面, 所有对数据库的访问在业务界面上进行请求, 通过数据库访问服务与实际的 数据库交互,并将结果返回界面,数据库的访问接口只对数据库访问服务开放。

19

硬件加密狗保障系统安全访问。系统专用,双加密狗维护。要想使用巡考系统所在 PC 服 务器,需要插入“使用权限 USB 加密狗” 。巡考系统安装后,会自动接管 Windows 系统, 操作系统进入后,直接进入巡考软件系统,无法进入 Windows 界面和运行其他应用程序, 包括屏蔽掉 WINDOWS 系统功能热键。巡考软件退出后,系统自动关机,对软件的所有操 作除了需要用户名和口令验证。如果整个系统需要维护,则需要“维护权限加密狗” ,在安 装此加密狗的同时需要输入相关用户名和口令后,才可以进入 Windows 操作系统,进行 维护。隔离部署。如果需要将数据库安全级别提升至更高一级,可将数据库服务器和数据 库访问服务分别用不同服务器来实现隔离部署,并在中间加防火墙保护。 多级备份。数据库多级备份,在数据损坏或遭破坏后可及时准确恢复,具体措施是将考试 业务数据在市、区、学校多级备份,各级只备份自己相关的数据。热备份。如果录像主机 故障后,录像主机的功能由系统内的其他热备份的录像主机自动接管,接管在 2 秒之内完 成,保证不会因设备故障造成考场视频信息记录不完整。

5.4.7.良好的开放性和扩展性
系统软件可以与第三方系统相融合,可以读取第三方系统的相关数据,也可以为第三方系 统提供其需要的相关数据,提供二次开发包,具有开放式结构。

5.4.8.系统的可整合性
本系统提供了与考试院其他系统(如:学生考务系统)的整合接口,从而使单纯的电子巡查 系统变成一个整体网络监控信息管理系统。

20

5.5. 系统功能实现
5.5.1. 数字化电子监考
? 通过校园网,主控室可通过多画面显示系统或监控回放电视墙实现多路分组切换、同时监控,

可实时监看校园内任一教室的考试情况,实现集中电子监考; ? 系统软件在同一软件界面可监看 16 个不同类型服务器的实时图像, 并支持 1/4/9/16 画面显示。

单机最大支持 255 路图像管理,另外通过切换序列,实现不同视频点的编程切换、定时切换。 ? 提供多层次地图模式,可任意添加背景,建筑、设备图标,方便定位操控,同时支持报警联动

视频弹出、报警录像等操作。 ? 提供树形目录管理,利用监控点分组管理,实现树形结构显示,方便快速定位监控点并确认从

属地位关系,并支持窗口拖拽显示、锁定显示。 ? ? 系统支持在线升级,方便系统升级服务。 系统可提供控制教室的云台转动和镜头缩放等功能,对所查看内容近看、远观或巡视亦可,支

持用户自定义协议。 ? ? 根据当地教委的特殊规定,可定时实现部分功能的屏蔽。 可随意设置时间表(包括节假日等特殊时间设置)及录像模板,轻松实现无人管理,还可以将

模板设置导出备份并与其他主机共享。 ? 提供自动寻找可用硬盘,录满时停止录像和覆盖旧文件等录像策略,有效防止监考录像资料存

储空间耗尽。 ? 在建立了服务器以后,无论管理员在哪里,都可以对整个系统进行管理。管理员可以远程登录

服务器,对服务器所有参数进行设置。 ? 系统软件运行在 windows 操作系统下,全中文界面,安装操作简便。

5.5.2. 网络远程监控
全数字化的网络监控系统,使得用户只要可以接入网络,在授权后都可以访问监控网络, 实现远程监控。对于在学校内的用户可以直接通过教育网访问监控设备,对于在教育网外的用 户,可以通过 INTERNET 访问代理转发服务器,实现对网络资源的访问,并支持多客户端和支 持多点并发。代理转发服务器向外提供唯一接口,并对用户的安全性和合法性进行验证。保证 用户可以安全的在远程访问监控网络。

5.5.3. 网络控制功能
二级代理转发功能可以解决全部网络类型的访问问题,包括教育网、城域网、互联网等。
21

代理转发服务基于设备通讯地层技术构建,可以转发音频、视频、数据、控制等信息。这样管 理原可以在此平台上进行设备管理、用户管理、权限分配、考务信息管理,使得任何一个合法 用户可以在权限范围内访问任意一间教室的监控情况,并获得考试信息服务。

5.5.4. 多种录像模式
方案对录像部分的设计采用分布式存储和集中式管理的方式。各个学校都有一台用于录象 的专用服务器。录像服务器可以提供手动录像、定时录像、报警录像等多种录象模式。其中模 板设置和时间表设置可以使得系统在指定时间对指定的教室进行录像。参数一经设定,就可以 反复使用, 避免日后复杂的参数设置。 系统还提供多种录像策略解决方案, 当录像空间已满时, 系统可以选择自动停止录像、自动循环覆盖旧文件,自动报警等功能。 前端监控设备为录像提供多种参数设置,用户可以根据需要设定录像码率、录像帧率、录 像质量。这些参数可以本地或远程设定,适合于无人职守环境。

5.5.5. 录像后期处理能力
录像系统软件为录像文件的后期处理提供丰富的功能,包括: ? ? 录像文件编辑功能。管理员可以对指定的录像文件进行分割、截取、合成。 录像文件回放功能。系统除了提供基于时间、名称、录像文件类型等传统查询方式之外,

还依靠数据库技术,为用户提供基于考试类型、考试时间、准考证号、考场信息、监考信息等 的查询功能。 ? 用户可以在回放录像文件期间,抓拍照片,以多种格式保存,并可以对抓拍后的照片进行

打印。

5.5.6. 系统安全功能
? 录像文件加密技术。录像文件采用数字水印加密技术,保证存储的文件只能由指定的回放

器进行回放。避免其他非法软件的非法阅读和修改。确保资料的真实性、可靠性、权威性。 ? 密码保护功能。系统采用分级权限管理,高级用户可以设置低级用户的访问权限和使用密

码。防止无授权者进入系统或修改系统。 ? 系统锁定。为防止系统管理员以外离开,非法用户伺机侵入系统。系统设定锁定时间,如

果在指定时间内,系统无任何操作,系统将被自动锁定,只有输入管理员密码后,系统锁定才 能解除。 ? 录像文件加锁功能。对于重要的录像数据,可以启用加锁功能。启用该功能后,当录像空

间已满时,系统也不会删除加锁的录像文件,保证重要数据不会被误删除。
22

5.5.7. 多种报警方式。
? 录像空间提示报警:在监控软件的主界面上,有进度条实时显示当前录像空间占用率。当

录像空间已满时,系统会自动报警提示。 ? 视频丢失报警:在录像过程中,如何摄像机信号丢失,系统会自动报警。

5.5.8. 多种任务同时进行
系统针对功能特点,设计监控主机和服务器主机,被考虑各机器的服务提够建议配置,使得多 种任务可以同时进行、互不影响。

5.5.9. 网络视频监控设备
本系统采用国际流行的数字编码芯片,支持 704×576 的高视频质量,并提供高、低两种码率 选择,适合于网络传输。在输出高画质的同时最大限度的节省了带宽。图像延迟在 0.5S 以内。

5.5.10. 电子地图的功能
系统可以应用在各学校的监控中心、区考试中心、市考试中心。用户可以通过该系统直观的查 看各市、区、考点的实际考场分布情况,并同步显示某个考场的监控情况和该考场的考试以及 考生信息。该系统对计算机配置要求很低,方便领导用笔记本电脑在多个地方使用。如下图。

23

5.5.11. 紧急预案的应急功能
主要是指针对于不同异常情况的处置预案。在异常发生时,可以使值班人员迅速的根据预案 进行必要和及时的处置,为进一步的处理赢得时间。
当发生事故时,可以通过本系统在地图上快速的定位,并显示相关信息。 在紧急情况下,各区县考试中心的系统控制权可由市考试中心接管,以处理紧急事件。

5.5.12. 系统扩展功能
本系统提供了与考试院其他系统(如:学生考务系统)的整合接口,从而使单纯的电子巡 查系统变成一个整体网络监控信息管理系统。

5.5.13. 第三方接口的提供
系统软件可以与第三方系统相融合, 可以读取第三方系统的相关数据, 也可以为第三方系统提 供其需要的相关数据,提供二次开发包,具有开放式结构。

5.5.14. 自动调整控制视频流的带宽
当市级和区级多用户同时对某一路图像进行调看时, 由于传输带宽的不同, 理论上图像的传输 码流应适用于低带宽的状况,造成高带宽的用户只能看低质量图像。为此,本系统具有自动调 整调整控制视频带宽的功能,系统可根据优先级对传输带宽、图像编码质量等参数进行动态调 整,保证级别高的用户的优先权,并可根据传输带宽自动调整图像帧数和压缩画质。

5.5.15. IE 查询系统
系统可以应用在省、市、区、考点的任何地方,无需安装软件。用户只需要在 IE 浏览器中 输入所在位置的服务器 ip 地址就可以通过考生考号、考试科目、考区、考点等信息方便快 捷地定位某个考场并获得该点的视频图像和相关信息。如下图。

24

5.5.16. 系统考务数据的传输
? 数据上传、下载 数据主要分为两大部分:考试数据和日常教学数据。考试数据是为考试监控服务,而日常教学 数据,主要是为日常教学评估提供方便,这也是为了提高用户能够有效利用设备的程度。 对于数据的导入,采取“谁导入谁负责”的原则,既导入的数据在各级用户中只有导入人(即 导入级责任人)有维护(添加、修改、删除)权限,各级操作人员只对其有权限的数据有维护权限。 例如: 市管理中心在组织一次考试时,首先需要从现有的教务(或考试)系统中,将已经安排好的考 试信息(包括学生信息、考场信息、监考人员信息等)导出为某一数据格式(EXCEL 或 PDF) ,并将 该数据导入到市管理中心考务信息服务器上。 此后,提供两种方式的数据下发方式: 1)市管理中心在服务器上,采用电子巡考系统中的“服务器管理软件” ,添加各级用户,并分 配权限,开放某一网络端口,并通知下属区高考中心(或招办)下发用户信息,下属单位接到用户 信息后,可以在规定的时间内下载其所需数据。其中用户管理,可以一次添加,每次有效。如在 XXX 市管理中心添加 XXX 区管理中心的用户后,XXX 区管理中心的用户可以在每次考试的指定时间 内上传和下载数据。 2)手动分发式,即市管理中心将下属各单位的考试数据制作成独立的光盘分别下发给各单位。 各单位根据该数据进行单独的导入,并再次下发。由于光盘数据的可拷贝性,为防止意外,光盘将 留做备档。 由于考试中心和招办只负责统筹安排, 具体的考场与教室的对应关系由各考点安排实施, 因此,在考试监控数据中,要将考场的逻辑关系与实际中的教室进行一一对应,并且每次考试这种 关系都会发生变化, 电子巡考系统中为考点制定了一个方便快捷的考场与教室的对应功能软件, 学
25

校管理中心的管理人员只需要拖曳鼠标即可实现对应关系, 在确定无误后, 将对应关系上传至区管 理中心,并由区传送至市管理中心。 为确保数据的安全性,上传数据时要求遵循以下规则: 1)上级单位关于数据的变更方面的网络端口只在规定的时间内开放, 下级单位必须在指定的时 间内上传数据。 2)上传数据时,下级单位只能上传指定的、有权限修改的数据,上级单位在接收数据时,根据 用户信息,只接收其有权限的数据,上级用户在开放网络端口期间,软件会严密监视数据库的变更 情况,发现违规变更会即时通知上级用户,软件根据上级用户的决策做出相应的操作。 3)上级单位在数据发生变更后,可以浏览其所有数据,并对数据进行抽样调查。 4)使用数据库内建的机制,对数据的操作进行有效的日志记录,并结合电子巡考系统,将数据 变更和用户访问等操作信息存为日志文件,以备查询。 5)为防止意外,程序在第一次更新数据前,会对数据库进行备份,在更新数据后,将备份数据 与当前数据进行比较,并产生比较报告,用户可以打印该报告并进行存档。 ? 远程点播与回放 电子巡考系统提供的远程视频点播功能与回放,可以实现录像文件的远程查询回放与下载、本 地查询回放功能。 由于录像文件信息与录像文件都存贮在考点的监控服务器上, 在进行远程点播时, 提供方便的查询方式。 用户可以根据考生号、 准考证号等考生信息查询该考生某一时间段的录像文 件,也可以根据科类名称、课程名称、考点名称、考区名称、考场名称等信息查询某一考场或几个 考场的某一时间的录像文件。 远程查询时,只需要访问各级录像服务器上即可。当访问学校管理中心服务器时,只能得到该 学校所属考点的录像文件。点播时,用户必须拥有对 WEBSERVER 的访问权限(通过口令验证实现) 。 实现规则如下: 当用户访问市管理中心服务器上的 WEBSERVER 时,用户输入口令正确进行入“XXX 市电子巡考 视频点播系统”后,会根据用户输入的查询条件,得到某一考场信息,系统将根据该考场信息(所 在考区、考点服务器)与考点服务器上的 WEB SERVER 建立连接,并向该 WEBSERVER 申请需要查询 的考场录像文件信息,得到该信息后返回,并以超链接的方式显示在用户界面上。此时,用户即可 点击某一文件的超链接进行下载或在线点播。在线点播时,用户可以快进、快退等操作、并将该考 场所有的考生信息、考场信息、考点信息同步显示到用户界面中。

5.5.16.系统其他软件功能
? 集中存储 提供 9×9 81 路图像集中录像功能, 在同一区域内的所有监控点都记录在同一台服务器上,
26

同时录像服务程序可在线显示前端设备三种状态,如在线、录像、断线。录像服务系统可以提 供多种查询条件,并提供统一的录像文件点播功能。 ? 方便安全的远程点播下载 系统提供多种方法的智能检索功能进行录像文件的检索,不但支持本地录像文件检索,还 可检索网络磁盘、可移动磁盘等存储设备。 在权限许可的情况下,针对某一考生的信息(准考证或其他信息)可有针对性地查询其历 史录像文件,并进行回放或远程 VOD 点播、下载。 ? 全面的安全保障机制

客户端程序安全机制: 客户端软件运行需要 USB 加密狗,没有该硬件加密设备,系统程序将无法启用。同时登录 本地客户端系统也需要用户名、密码验证。 网络视频设备访问安全机制: C/S、B/S 架构下,管理/监控服务器要访问前端设备,如网络视频服务器、 网络一体球、DVR,均需通过前端设备自身的安全验证,包括用户名、密码。 服务访问安全机制: 本地、远程用户通过代理访问前端信息时,需要进行用户名、密码的安 全认证。不同用户具有不同访问权限,系统可提供 9 种用户权限进行分级访问。 IP 地址过滤: 对网络访问请求,可进行 IP 地址的过滤,对非定义的可访问 IP 地址过滤, 不进行服务响应。 访问数量保障: 在一定的带宽环境下,为保障网络的稳定性,可设置同时访问的数量, 并且可按用户权限进行管理,高级别用户将优先访问。 录像资料安全保障: 监控视频可支持加密保存,录像资料必须使用专用回放器进行回放,另 外,录像文件支持水印功能,防止篡改。 详细的安全日志: 系统提供 2 类安全日志,全面详细记录用户行为事件和系统运行事件, 以备日后的检索、查询。 视频丢失报警: 监考过程中如出现视频丢失,将启动图像、声音等进行提示报警。 ? 多种网络架构互访互通
27

提供强大的图像代理转发机制,可在多级机构上实现不同网络类型间的互访互通,包括: 局域网对局域网;广域网对广域网;局域网对广域网。同时支持多级代理转发,即多监控 中心的实现,保障在固定带宽情况下多客户端的浏览访问。同时支持多种网络交换模式, 网络数据可在光纤、10M/100M/1000M/以太网、ADSL、wireless 无线网络、CDMA 网络等网 络环境中传输。 ? 软件架构灵活 B/S 软件架构,标准数据库表。软件按模块化设计,各主要功能模块相互独立,可根据实 际需求进行扩展,主要功能模块包括:服务器管理;实时监控;录像及点播/下载服务; 代理转发;数据库管理。开放式软件架构,在第三方提供必要软件接口的基础上,可实现 相关信息的读写,同时也可向第三方提供二次 SDK 开发包。 ? 三级用户管理功能 系统按照市、区、学校三级进行设计。各级设置自己的服务器,运行数据库服务。包括用 户的统一管理, 设备的统一管理、 权限的统一分配。 高级用户可以设置低级用户的使用权限。 系统权限设置基于“谁管理,谁负责”的原则。对重要的考试数据采取权限分割方式,市区 管理员可以提供考务数据,学校管理员只能修改教室信息,而不能修改其他信息,维护数据 的安全性。

5.6. 设计方案
5.6.1. 系统整体设计
系统按照物理结构分为三层,包括学校监控子系统,区县考试中心子系统、市级考试中心子 系统。各个考点校的监控系统自成体系,既可以完成各个学校的监控管理任务,又可以和其 他学校组成网络,形成一个大的监控系统,向上级考试中心提供服务。按照逻辑结构可以分 为两层,包括基于校园网的监控和基于广域网的监控。在学校内部,校园网带宽比较充足, ip 地址资源也比较丰富,用户在学校内部可以直接访问前端的监控设备。在校园网以外和区 县以及市级用户的链路上可能存在广域网线路。这样的应用面临的是较窄的带宽,和较多的 用户、监控点和数据应用传输。为适应这种需求,各个学校、市区教育机构都设置代理转发 服务器,提供音视频数据的转发功能。系统整体拓扑结构如下图:

28

5.6.2. 校级监控系统设计
学校子系统的整体设计结构如下:包括监控前端的设计、学校监控中心的设计等内容。系统依 靠校园网将各个部分连接起来,形成一个大的监控网络,所有可以接入校园网的用户都可以在 权限的管理下访问监控网络。 1. ? 系统技术分析 基于网络的视频监控系统,要求每一个设备都有自己的 IP 地址。如果监控的点数很多,必然

造成 IP 地址资源的紧张。另外,如果要求上级领导的监管,必然涉及到公网和内网之间的互访问 题,以及安全策略问题。 ? 各点分布在每个教室中,在教室环境下安装监控设备应该对学生的影响较小,并且考虑教室

的实际面积等因素来选择设备。 现在大部分学校的网络环境都已经比较完善, 应该充分利用现有网 络,尽量避免二次布线的工作。 ? 基于网络的监控,会在网络上产生大量的数据。应该采用压缩率较高的算法,来实现在不影

响正常监控的条件下,尽量减少网络带宽的占用情况。 ? 系统的整体涉及到的监控点数非常多,如果都直接通过网络连接,必然造成网络带宽不足,

应该对系统进行划分,在本地进行代理转发。
29

基于以上考虑,我们对学校考点监控系统做出了以下的设计。 2. 考点学校系统拓扑图
学校管理中心
实时监控服务器

接入层交换机 实时监控服务器 存储服务器 核心层交换机

教学楼1

汇聚层交换机

100M LAN 接入层交换机 接入层交换机

网 络 一 体 球

网 络 摄 像 机

教学楼2
网络视频服务器

教学楼N

3.

前端设备选择 前端各教室根据实际现场环境需要,可有多种配置方案,包括:

1)

教室内没有任何监控设备。 这样的教室属于全新建设,为了使得布线、施工、使用简便可靠,可选择以下摄像设备。 如需要对前端摄像机进行云台镜头等控制,则我们推荐使用网络一体

球。该设备为全数字化、网络化设备,将网络视频服务器模块、220 倍彩色一体化摄像机、预置位 解码板、球型云台全部集成到一起,外观小巧大方,对教室内人员的干扰很小,只需提供电源线和 网线即可实现用户通过网络对设备的全方位操作,包括:实时监看高清晰度的视频画面,以及对摄 像机的变倍、聚焦、光圈调节,云台的水平 350 度、垂直 90 度控制操作,以及 128 个预置位的设 置、调用。 如果不需要对前端摄像机进行云台镜头等控制,则我们推荐使用球型网络摄像机,外观和网 络一体球一致,区别在于内部集成的摄像机为彩色枪机加广角镜头,且无解码板和机械部分。 2) 教室内已有定点摄像机。 基于原有监控设备进行改建,可采用网络球型护罩,将原有定点摄像机装入网络球型护罩。 网络球型护罩与新增点采用的球型网络摄像机外形完全一样, 也仅需要网线和电源就能完成前端安
30

装,区别在于内部仅集成了网络视频服务器模块,不含摄像机、解码板、机械结构。 3) 教室内已有基本完整的设备(包括摄像机、解码器、云台等) 。可直接使用单路网络视频服务器,

实现对原有系统的改造,保障原有投资不浪费, 直接增加单路网络视频服务器, 将原有的摄像机视频、 解码器 485 控制信号均接入网络视频服务器,在网络视频服务器上选择与解码器一致的协议后,后 端用户的监看、控制功能即可实现。

4.

视频服务器的选择 为保证图像的画面质量,我们建议采用高清晰网络视频服务器 TC-NS601H。该网络视频服务 器可以提供 704×576 分辨率的画面质量,满足学校电子监考要求。

5.

学校管理中心

学校管理中心主要包含四个主要功能: 1) 对前端考点实时监控;

2)考务数据显示 用户在选择某个教室之后,可以自动列出在该教室参加考试的考生列表和考生个人信息。如下 图:

31

3)图像实时记录:超大容量,81 路图像同时录像,满足学校集中录像要求。

4)

对上级管理中心提供代理转发等;

32

在学校管理中心配置的设备为运行监考系统软件的监控服务器及存储服务器,两种设备实现的 功能分别为: 监控服务器运行实时监考软件, 将前端所有点图像均同时显示出来。 而存储服务器运行的功能 则更多一些,包括:全路数录像、数据库管理、权限认证、代理转发、VOD 点播等。因此,建 议配置如下: 设备名称 监控服务器 数量 x 建议配置 PIV 3.0G/512M/MX4000 128M/80G SATA/DVD/100M / 17”纯平 存储服务器 1 PIV3.0G/ 1G /MX4000 128M/160G SATA/ CDROM / 1000M /17”纯平 操作系统 WINDOWS 2000 PROFESIONAL WINDOWS 2000 SERBER 存储、代 理转发、 点播、认 证服务 监控服务器的数量,由同时监控的点数决定,每台计算机的监控路数为 16 路。一个 70 个点的监控 项目,可以配置 5 台监控计算机。存储服务器数量为1台。 系统示意图如下: 用途 实时监控

33

6.

网络传输及实现流程 网络构成: 各个学校的电子监考系统自成体系, 既可以完成各个学校的监控管理任务, 又可以和其他学校 组成网络,形成更大的监控系统,向上级考试中心提供服务。 整个学校级监考系统完全基于网络实现,按照网络结构的不同,可分为两种形式:一是基于校 园局域网的监控,二是对外广域网的监控。 1)局域网为学校内部监考使用,带宽一般为 100M 到桌面,比较充足且不存在内部 IP 地址个数

的限制。用户在学校内部可以直接访问前端的监控设备或访问统一的局域网代理服务器。 2)对于校园局域网以外的用户(区、市管理中心)所处链路可能存在于广域网线路中。这样的 应用面临的是局域网与广域网之间较窄的带宽,和较多的用户、监控点、数据的应用传输。为适应 这种需求,各个学校、区管理中心都设置代理转发服务器,提供音视频数据的转发功能。 实现流程及功能: 1)前端教室 教室内的网络一体球、网络视频服务器将模拟音视频信号进行压缩编码,再将数据包通过网线 接入教室内的信息点,从而进入局域网交换网络。 2)传输网络 根据实际图像质量的需求,前端网络设备可进行码流调整来实现不同分辨率的图像,因此在网 络中传输所占带宽如按标准 PAL 制式 25 帧/秒,每路图像所占带宽为:256k~800kbps。对于 100M
34

交换网络来说,所有网络视频同时工作传输,不会对网络资源造成很大的负担。 由于现在多数校园网内交换设备提供多种优化功能,前端网络视频设备可根据交换设备的特 性,支持如 VLAN、QoS 等优化管理,达到内部传输高效、安全。如果该校属于超大规模(超过 70 个点) ,建议对局域网进行 VLAN 划分,如图:管理中心的交换机设置在 STRUNK 工作状态,可以访 问多个 VLAN,各教学楼分在不同的 VLAN 中,避免数据交叉,越权访问。

3)学校管理中心 作为一个学校的总控中心,负责该学校监控网络的统一管理。数据库集中管理,录像服务器统 一录像,用户权限集中验证,代理转发服务。这些服务将运行在管理中心的 PC 服务器上,用 户可以通过登录此服务器,获得相关的服务。 在管理中心的数据库中,存储所有的用户信息,包括用户组信息,用户信息,用户权限分配, 设备分组信息,实现对学校整个系统的集中管理。包括上级管理中心在内的任何用户访问学校时, 都会到数据库进行验证。 录像服务器提供全学校所有监控点的录像功能, 以实现录像文件的集中存 储。录像通道的参数设置可以从数据库中直接导入,避免大量的重复性的参数设置出现错误。另外 在 PC 服务器上运行代理转发程序,向远程用户提供音视频转发服务。这样当远程用户试图访问本 学校的监控网络的时候, 只需要登录到这台服务器就可以进入监控网络, 而不需要记住所有的监控 点的 IP 地址。代理转发服务以网关的形式向外面提供服务,保证了系统内部的安全。对于系统内
35

部又不会造成影响,使得学校成为一个独立灵活的子系统。

5.6.3. 区级监控系统设计
1. 结构拓扑图

区管理中心拓朴图
UNIVERSITY

市管理中心 广域网
实时监控服务器

交换机

等离子大屏

代理转发/数 据库服务器

实时监控服务器 (带解码卡)

广域网

学校管理中心

2.

流程及功能 区县监控中心按照行政划分可以管辖若干个学校。系统将在区县监控中心设置数据库。该数 据库集中了该区县所辖的所有学校的相关数据。用户在访问时首先会自动到数据库中进行验 证。这样当前的所有活动用户都会记录在数据库中,管理员可以了解到当前有哪些用户正在 使用本系统。系统管理员可以管理任何一个用户的权限,设置用户权限工作时间表,设置 ip 黑名单等。 在区县监控中心, 用户可以使用基于数据库的电子地图系统。 电子地图系统可以方便直观的显 示各个学校的监控点分布情况。 系统操作员可以通过树型目录选择需要监控的点, 获得该监控 点的数据信息,包括实时视频。对于历史录像文件,在区县监控中心用户可以通过视频点播系 统,访问各个学校的录像服务器,在权限验证下获得录像文件,系统支持在线下载或者在线观 看。

以上这些服务都是运行在学校的服务器上, 以网站的形式向用户提供服务, 用户可以直接登陆此网 站,获得相关信息的服务。 3. 设备配置 由于主要功能在于巡视、访问,因此区管理中心所需设备为实时监视服务器、代理转发/数据
36

库服务器、等离子电视等。配置要求同上。 区管理中心的巡视用服务器主要通过软件进行下属学校监控点的轮巡监看,轮巡的方式有手动 切换、定时切换。代理即数据库用服务器主要实现对市管理中心的代理转发、区用户访问验证, 以及考务数据发送。如考虑数据库安全等级,可将数据库隔离到单一服务器上实现。

5.6.4. 市级监控系统设计
市级监控中心是系统的核心管理部分。由于主要功能在于巡视、访问,因此市管理中心所需 设备为监控服务器、数据库服务器、等离子电视等。 巡视用监控服务器主要通过软件进行下属各区县以及各考点学校监控点的轮巡监看,轮巡的 方式有手动切换、定时切换。 数据库服务器主要实现对区用户访问验证,以及考务数据发送。如考虑数据库安全等级,可 将数据库隔离到单一服务器上实现。 在总控中心还将提供系统的全局管理功能。具体实现如下: (1)屏幕显示部分 在总控中心安装有多画面屏幕墙, 将监控计算机的显卡输出直接给等离子大屏幕显示。 例如设 置了4台监视大屏,通过4台监控计算机,每一台的输出给一个等离子大屏。通过软件实现屏 幕的切换控制。用户可以设置且换序列,系统将自动进行且换,也允许用户手动且换。 ⑵录像部分 系统提供录像和录像资料下载功能。 用户可以设定需要重点录像的视频通道。 可以在制定的时 间段自动录像。当有用户访问时,可以根据权限验证后提供文件下载服务。 ⑶全局管理部分 对于一个大的监控系统,监控点数可能达到几千个,而用户也可能很多,应该提供一个统一的 管理系统,统一分配系统权限,统一对系统进行维护。总控中心设置的服务器将提供该功能。 同时该模块是以 WEB 方式提供服务。所有用户都可以通过 IE 浏览器进行访问。用户不需要 安装任何软件就可以访问监控网络。

5.7. 设备性能指标

功能项目 处理器单元 软件 视频端口

网络视频服务器(单路,支持 USB)
嵌入式 MPU 处理器 实时操作系统(RTOS) 1 路复合视频输入、BNC 接口
37

音频端口 图像压缩、音频压缩 图像分辨率 图像调整 图像帧率 图像标示 网络连接 网络协议 IP 地址 传输带宽 报警输入 报警输出 安全机制 时钟 控制接口 存储接口 保存参数 系统升级 工作环境 电源 功率

1 路音频信号输入 MPEG4、 MP3 704×576 / 704×288 / 352×288 象素 对比度、亮度独立调整 1~25 帧/秒 (PAL 制式) 自定义注释、实时时间叠加 10/100BaseT/TX 以太网接口 TCP/IP、UDP、HTTP、MULTICAST 静态、动态 IP 地址 16k~2M bps 4 路外接传感器 2 路开关量输出 管理员和用户凭密码分级别访问、可任意添、删用户 与服务器同步 RS485, RS232 USB 1.1 系统的缺省设置参数可修改并保存 通过网络升级 温度:0℃~50℃ 湿度:20~80% RHG

DC 5V / 1A 外接电源 7 瓦

功能项目 网络摄像机
处理器单元 软件 图像压缩 音频压缩 图像分辨率 机械结构
38

32bits 高性能嵌入式处理器 实时操作系统(RTOS) MPEG4 MP3 704×576 /704×288 / 352×288 像素 7 寸室内型

上罩采用增强型 FRP 复合材料; 球体材料 下罩采用进口亚加力光学标准(聚丙烯)材料 含壁装支架 图像调整 图像帧率 音频输入 传输带宽 网络连接 网络协议 报警输入 报警输出 时钟 保存参数 系统升级 工作环境 保存环境 电源 对比度、亮度、色度独立调整 Max 25 帧/秒 两线制 MIC 输入 64K~4M bps 10/100BaseT/TX 以太网接口 TCP/IP、UDP、HTTP、MULTICAST 2 路外接传感器输入 1 路开关量输出 与服务器同步 系统的缺省设置参数可修改并保存 通过网络升级 温度: 0℃~50℃ 湿度:20~80% RHG

温度: 0℃~60℃ 湿度:20~80% RHG DC 12V / 3A 外接电源

39


赞助商链接
更多相关文档:

天地伟业电子监考系统解决方案

天地伟业电子监考系统解决方案 - 天地伟业电子监考系统解决方案 现代化的电子通讯工具成为高考考生的舞弊利器, 个别教师为追求个人利益与考生串通集体 作弊等舞弊事件使...

2015年高考期间无线电监考工作的方案

2015 年高考无线电监考工作方案根据 2015 年全国、省高考招生考试安全工作电视...坚决杜绝利用无线电通讯工具、无线电 电子设备舞弊现象的发生。 3、为防止利用...

监考工作实施程序

监考工作实施程序_解决方案_计划/解决方案_实用文档。附 3: 监考工作实施程序一、每科目开考前 45 分钟,监考员到考务办公室报到,接受违 禁物品检查。 主考宣布...

监考工作实施程序

监考工作实施程序 - 监考工作实施程序 一、每科目开考前 40 分钟(第一科为考试前 45 分钟),监考员及考务工 作人员到考务办公室集中,由主考试点名,并对全部...

监考方案

监考系统方案 暂无评价 3页 免费 @E灵通电子监考方案 32页 1下载券喜欢...2012—2013 学年度第二学期期末教学质量 检测方案为切实加强学科教学检测工作, ...

监考系统方案

监考系统方案 - 监考系统解决方案 一、概述 当今社会科技飞速发展,在考场的监考方面,也迎来了全新的技术。我们将先进的 网络视频监控技术运用于考场监考,形成了全...

监考人员工作职责_图文

监考人员工作职责 - 高职自主招生联合命题考试 监考人员工作职责 第一条 监考人员是考试实施真实有效的监督人,必须以高度负责的精神 做好考场的监督检查工作,严格...

监考纪律要求

监考纪律要求_其它_计划/解决方案_实用文档。监考教师监考要求考试是一项十分重要的教学内容,它是对学生学习收获和成效的集 中检测, 更是对各学科任课教师教育教学...

监考人员守则

监考人员守则 - 监考人员守则 一、监考人员应按通知准时领取试卷,提前十五分钟到达考试教室,宣 布考生座次,核对考生证件并清点考生人数。 二、监考人员应于考前五...

承担高考监考工作方案 2

承担高考监考工作方案 2_语文_高中教育_教育专区。方案承担高考监考工作方案为了使我校自考监考工作圆满胜利完成,特制订监考 工作方案如下: 一、 监考时间、地点 4...

更多相关标签:
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com