一、概述

    隨著我國教育改革的不斷深入，電子技術與計算機網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，所以要發(fā)展以電子監(jiān)考為主，人工監(jiān)考為輔的新型監(jiān)考方式。現(xiàn)代化網(wǎng)絡電子監(jiān)考方式與傳統(tǒng)監(jiān)考方式相比較，具有真實、公平、公正、實時錄像備份、事后快速查詢、無人為因素干擾等優(yōu)點，是社會公平競爭的必然趨勢，是國家教育發(fā)展的必然要求。

    中考、高考是國家級考試，考場監(jiān)控系統(tǒng)是國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)的基礎部分。該系統(tǒng)是保證考試公平、公正，確保考試安全的重要手段。該系統(tǒng)是利用網(wǎng)絡技術和視頻監(jiān)控技術實現(xiàn)覆蓋全國的教育考試監(jiān)控、指揮和應急處理中心，提高國家教育考試的管理水平。

    目前全國很多省市都已經(jīng)或正在建設考試視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但采用的技術設備千差萬別。為了規(guī)范各地教育考試視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設，國家教育部提出了“國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標準技術規(guī)范”，廣東省積極響應，并于2008年2月1日下發(fā)了“國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)建設廣東省標準技術實施規(guī)范”。該規(guī)范規(guī)定了廣東省中高考視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)成方式、功能、視頻傳輸?shù)募夹g要求、流媒體傳輸協(xié)議、視頻采集和視頻傳輸設備的技術要求、聯(lián)網(wǎng)的視頻數(shù)據(jù)庫、視頻數(shù)據(jù)檢索規(guī)范的構(gòu)建及聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和視頻數(shù)據(jù)的安全性要求。

    二、各級巡考中心基本建設規(guī)范

    考點級監(jiān)控中心：實時監(jiān)控各考場情況，根據(jù)需要存儲圖像和上傳。每個學校考點監(jiān)控中心通常設置多個監(jiān)控點，經(jīng)DVR進行編碼后，通過專線或公網(wǎng)傳輸?shù)缴弦患壙荚嚤O(jiān)控中心，考點級監(jiān)控中心應能存儲不少于7×24小時的考場視頻圖像。作為基層監(jiān)控中心，應保存所有考試期間各場的完整視頻資料，保存期一年。主要視頻編解碼設備應具備本規(guī)范所規(guī)定的功能。

    區(qū)、縣、市級監(jiān)控中心：接受考點級監(jiān)控中心傳送的圖像信息，根據(jù)需要存儲圖像和指揮。考點監(jiān)控中心和區(qū)、縣、市級考試監(jiān)控中心共同采用分布式存儲系統(tǒng)，在區(qū)、縣、市級考試監(jiān)控中心設置中心存儲器，存儲本管轄區(qū)域各考點的重點、有代表性的視頻錄像資料，作為基層監(jiān)控中心重要視頻資料的備份并轉(zhuǎn)發(fā)上級監(jiān)控中心，提供多服務器服務，允許客戶根據(jù)實際需要靈活的配置存儲和管理服務器。如具備條件，網(wǎng)絡應建立專網(wǎng)或VPN，配置目錄服務器，將所有監(jiān)控點建成一個完全基于網(wǎng)絡、功能非常強大的網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)。系統(tǒng)提供錄像的存儲、回放、服務。為便于管理，宜建立電視墻和巡查指揮平臺。

    省級監(jiān)控中心：接收市級平臺傳送的圖像信息、根據(jù)需要存儲圖像和指揮。省級監(jiān)控中心只存儲省內(nèi)重點考點的視頻錄像資料，省級監(jiān)控中心與國家考試網(wǎng)上巡查中心建立專線網(wǎng)絡，省級監(jiān)控中心應建立中心存儲、目錄服務器、認證服務器、視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器，為管理指揮考慮，建立電視墻和巡考指揮平臺。為保障系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，中心的目錄服務器和錄像服務器都采用雙機熱備份方式。通過視頻矩陣功能，在監(jiān)控中心的電視墻上可以任意顯示前端編碼設備的圖像。建立考試指揮數(shù)據(jù)庫，重點監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲、GIS地圖目錄、遠程視頻會議、網(wǎng)上巡考、網(wǎng)絡通知公告等等。

    三、考點級監(jiān)控建設方案

    ①前端系統(tǒng)

    在規(guī)范中，要求前端監(jiān)控設備滿足以下具體要求：支持SIP協(xié)議，作為SIP終端，由后端管理設備統(tǒng)一管理。采集巡查、監(jiān)控的視音頻信息等；以全天候、多方位、固定、定時或移動偵測的方式對目標進行實時、有效、清晰的監(jiān)視；在每個考場前后角落兩個部位各安裝1臺攝像機，安裝在角落的攝像機要監(jiān)視到整個教室，其監(jiān)視角度必須≥90°（墻角一般是90°）。其中前端為廣角（≥90°）槍式彩色攝像機，后端為廣角（≥90°）一體化球機。

    根據(jù)規(guī)范在學校考場前面安裝一臺SIP廣角網(wǎng)絡攝像機，并連接一臺高保真原聲靜噪拾音器。攝像機視角范圍達到100°，在最大視角下能同時清晰監(jiān)控所有考生正面信息和教室前、后的監(jiān)考老師。攝像機將現(xiàn)場音視頻等數(shù)據(jù)進行編碼，通過以太網(wǎng)絡傳送到后端管理設備。在考場后端安裝一臺SIP廣角網(wǎng)絡智能變速球，變速球具備22倍光學變焦，10倍數(shù)碼變倍功能，可放大縮小監(jiān)控范圍，一旦發(fā)現(xiàn)考場有情況，通過變焦來個大特寫，讓細微的變化也能呈現(xiàn)在監(jiān)控畫面中，保證考試的公平公正。

    ②傳輸系統(tǒng)

    規(guī)范中要求傳輸網(wǎng)絡可以是專網(wǎng)、公共通信網(wǎng)絡，也可以是專為巡考管理系統(tǒng)建設的獨立網(wǎng)絡；是建立在通訊設備之上的IP網(wǎng)絡。各考點系統(tǒng)采用局域網(wǎng)傳輸。通過有線或無線等傳輸媒介，經(jīng)編碼解碼、調(diào)制解調(diào)、光/電或數(shù)/模轉(zhuǎn)換等方式，將前端設備的圖像及報警信號傳輸至控制設備。可單獨或組合選擇有線（光纖、同軸電纜、電信寬帶等）或無線（微波、擴頻\跳頻、公共無線寬帶等）傳輸方式。具有動態(tài)適應網(wǎng)絡傳輸狀況和網(wǎng)絡帶寬的能力，具有全系統(tǒng)帶寬管理和流量控制能力。支持大用戶量的并發(fā)接入，保證在大量圖像訪問情況下系統(tǒng)仍能正常運行。

    根據(jù)以上規(guī)范，結(jié)合實際，每個學校考場監(jiān)控系統(tǒng)采取單獨組網(wǎng)，以IP專網(wǎng)模式運行，體現(xiàn)出考場監(jiān)控的特殊性、重要性，更重要的是保證考場監(jiān)控的安全性。

    ③監(jiān)控中心（包括后端管理與顯示控制）

    ⅰ后端管理

    電子巡考的監(jiān)控重點在考點級（即學校）監(jiān)控中心，集中實現(xiàn)監(jiān)控資源的控制、管理和監(jiān)視等功能。通過授權(quán)也可在用戶終端對監(jiān)控資源進行訪問和控制。控制管理的主體主要包括視頻矩陣、服務器等設備，以及監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件平臺，控制管理的對象涉及本地監(jiān)控系統(tǒng)的所有設備。

    用戶終端包括各級考務工作人員和其他職能部門用戶所使用的終端設備。用戶通過用戶終端設備實現(xiàn)對監(jiān)控資源的訪問和控制：按照指定設備、通道、時間、報警信息等要素檢索歷史圖像文件并回放；回放支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐幀進退、畫面暫停、圖像抓幀等；支持回放圖像的無級播放；用戶可提供對前端設備進行獨占性控制的鎖定及解鎖功能，鎖定和解鎖方式可設定；在考試期間可以由具有相應權(quán)限的管理人員鎖定攝像機，使之不能變焦或轉(zhuǎn)動，避免泄密等事件。

    監(jiān)控中心具有對接入的用戶進行授權(quán)和認證的功能。用戶及權(quán)限管理可由各級監(jiān)控中心獨立執(zhí)行，也可集中執(zhí)行。各級監(jiān)控中心，均可對巡檢、報警、視音頻、系統(tǒng)日志等信息予以存儲。存儲和備份的報警、巡檢等歷史數(shù)據(jù)信息，可在網(wǎng)絡系統(tǒng)中依據(jù)授權(quán)進行訪問。用戶及權(quán)限管理模塊定義用戶對設備的操作權(quán)限、訪問數(shù)據(jù)的權(quán)限和使用程序的權(quán)限。

    考場監(jiān)控管理系統(tǒng)具備保證信息安全的各項措施，包括身份認證、設備認證、前端設備和社會監(jiān)控中心的接入安全、移動監(jiān)控系統(tǒng)的接入和傳輸安全、圖像信息的防篡改等。

    按照以上規(guī)范，學校考場監(jiān)控中心設備主要由SIP路由器、視頻交換網(wǎng)關、監(jiān)控管理平臺、存儲服務器、監(jiān)控客戶端組成。

    SIP路由器主要協(xié)調(diào)多級監(jiān)控中心的互聯(lián)互通，其具體作用在多級巡考中心建設中詳細介紹。

    視頻交換網(wǎng)關負責接收前端網(wǎng)絡設備發(fā)送的單組播媒體流，以單播或者組播的方式轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控客戶端進行解碼播放。視頻交換網(wǎng)關既是網(wǎng)絡視頻監(jiān)控組播媒體流轉(zhuǎn)單播媒體流的網(wǎng)關設備，又作為流媒體服務器進行單播媒體流的分發(fā)。

    監(jiān)控管理平臺負責對系統(tǒng)的用戶和設備進行管理。提供完善的用戶權(quán)限管理功能；提供用戶統(tǒng)一的訪問入口；提供監(jiān)控客戶端應用軟件和基于IE瀏覽器兩種接入系統(tǒng)的途徑，實現(xiàn)實時畫面查看、錄像調(diào)看等功能；提供靈活的錄像計劃及錄像查詢模式；提供電子地圖功能，將視頻、地圖、報警聯(lián)系起來綜合處理；支撐上級監(jiān)控中心和多個分控點分別監(jiān)看和控制。存儲服務器提供海量數(shù)據(jù)存儲。

    ⅱ顯示控制

    在學校監(jiān)控中心配備視頻解碼器對前端網(wǎng)絡攝像機數(shù)字視頻進行解碼，通過畫面分割器分割后以多畫面形式顯示在多臺監(jiān)視器上；中間大屏可以單畫面輪循的方式顯示每個考場的監(jiān)控畫面，也可固定不變地重點監(jiān)控任意某個或多個考場的單個或多個監(jiān)控畫面。監(jiān)控管理平臺結(jié)合視頻解碼器，實現(xiàn)數(shù)字矩陣的功能，讓任一路視頻顯示在任一臺監(jiān)視器的任一畫面窗格內(nèi)。在監(jiān)控中心配備用戶終端（監(jiān)控客戶端），可在授予的權(quán)限內(nèi)管理配置監(jiān)控系統(tǒng)。這樣可避免因經(jīng)常在監(jiān)控管理平臺（監(jiān)控管理平臺相當于監(jiān)控系統(tǒng)的大腦）操作而影響整個考場監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。用戶終端（監(jiān)控客戶端）還可在授予的權(quán)限內(nèi)實現(xiàn)多畫面實時現(xiàn)場監(jiān)控、調(diào)看錄像等功能。

    四、各級巡考中心建設方案

    各級巡考中心的建設所需設備主要有： SIP路由器、系統(tǒng)管理服務器、視頻矩陣、網(wǎng)絡存儲服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、顯示設備（電視墻/大屏幕顯示器/大屏幕投影設備）

    “國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)建設廣東省標準技術實施規(guī)范”中SIP路由器是保證最小網(wǎng)絡巡考（學校）系統(tǒng)正常運行的核心設備。

    SIP稱為會話初始協(xié)議（Session Initiation Protocol)。SIP是Internet工程任務組（IETF）提出的建議中的一項協(xié)議，其目的是為了替代H.323的部分協(xié)議。SIP借鑒了HTTP和SMTP，結(jié)構(gòu)簡單并具有可擴充性和可擴展性；SIP能提供良好的QoS支持；SIP能全面滿足NGN的特性要求，是NGN在IP網(wǎng)絡上實現(xiàn)VOIP和多媒體通信的重要解決方案。

    在規(guī)范中SIP路由器的主要功能是構(gòu)建一個互聯(lián)互通的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng), 統(tǒng)一管理接入的SIP終端（包括用戶、視頻交換網(wǎng)關、存儲服務器、視頻編碼器等）。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的互連互通是指上級監(jiān)控中心的遠程客戶端（可能是視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器、遠程監(jiān)控或網(wǎng)絡存儲設備）在雙方SIP路由器的協(xié)調(diào)下從下級監(jiān)控制中心的遠程服務端（可能是視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器、DVR設備或網(wǎng)絡存儲設備）獲取視頻流并實現(xiàn)相關的控制。跨級調(diào)用視頻數(shù)據(jù)時（如省級遠程客戶端調(diào)用校級監(jiān)控中心數(shù)據(jù)）處于中間級的監(jiān)控中心也能夠在SIP路由器的協(xié)調(diào)下從下級監(jiān)控中心獲取視頻流并轉(zhuǎn)發(fā)到上級監(jiān)控中心，中間級的監(jiān)控中心需要視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務，中間級監(jiān)控中心的視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器對上級監(jiān)控中心而言為遠程服務端，對下級監(jiān)控中心而言又是遠程客戶端。

    通過SIP協(xié)議交換控制信令，下級監(jiān)控中心通過RTP/RTCP協(xié)議向上級監(jiān)控中心發(fā)送音、視頻數(shù)據(jù)。SIP路由器實現(xiàn)SIP地址解析、信令轉(zhuǎn)發(fā)、流媒體的NAT穿越、統(tǒng)一管理接入的SIP終端（包括用戶、視頻交換網(wǎng)關、流媒體矩陣）、 SIP終端的接入認證功能、SIP終端訪問呼叫過程控制、SIP終端遠程訪問權(quán)限控制、建立SIP路由器間的信任關系、媒體流的匯聚等功能。

    依托各級巡查中心，還可擴展建立五大功能軟件，包括網(wǎng)上巡查、視頻會議、考務綜合管理、應急指揮、考生服務功能，實現(xiàn)全方位的業(yè)務管理。

    結(jié)束語

    “電子考場”被確認為是實現(xiàn)各類考試公開、公正、公平的最有效手段，也是國家教育考試巡查發(fā)展方向。各地區(qū)將陸續(xù)在轄區(qū)內(nèi)全國教育統(tǒng)一考試定點考場建立考場監(jiān)控系統(tǒng)，考試院校將通過考場監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對全市各組考單位的遠程電子巡查及應急指揮；區(qū)縣考試中心實現(xiàn)對本區(qū)縣各考點、考場的巡查和監(jiān)控；考點實現(xiàn)對各考場的監(jiān)控、考試全過程的錄像及信息存儲。“電子考場”系統(tǒng)將逐步承擔起“電子警察”的任務。