省教育考试网上巡查系统方案.docx
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省教育考试网上巡查系统方案
省教育考试网各级巡查系统
实施方案
第一章系统概述
为建设教育部考试中心提出的“国家教育考试网上巡查系统”，特制定此实施方案。
1.1系统建设指导思想
统筹规划、统一标准，用现代化科技手段，建立从省级、地市级，区县级和学校级考试机构的网上巡查系统；
提高各级考试机构管理和业务的科学性、规范性、时效性、灵活性和标准化程度；
实现“考务管理结构调整”、“四考统筹”、资源共享和传输畅通；
完善考试服务体系，提高综合服务能力。
1.2系统建设总体目标
利用数据通讯技术、网络流媒体技术、数据库技术等高科技手段，建立全省范围内、全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的省级教育考试指挥、管理、监控体系，并实现和国家教育考试考务管理与服务平台系统的对接。
1.3系统建设工期目标
在2007年5月底之前全部完成，并在本年度高考中投入运行。
1.4系统建设应遵循的原则
1.4.1互通性
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。
1.4.2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。
1.4.3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。
1.4.4规范性
控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合本标准中的规定。
1.4.5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。
1.4.6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。
1.4.7可靠性
采用成熟、稳定和通用的技术和设备，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。
1.4.8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、快速的修复。
1.5系统建设遵循规范和技术标准
系统建设主要遵循中华人民共和国教育部颁发的行业标准《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》MOE/Z××××—2007，同时遵循以下各类技术规范和标准：
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/T1171-2001IP网络技术要求--网络性能参数与指标
RFC3261SIP：
会话初始协议
RFC2327SDP:
SessionDescriptionProtocol会话描述协议
ISO/IEC-13818-1（2000edition）MPEG音视频封装标准
ISO/IEC-14496-2MPEG4视频编码标准
ISO/IEC-11172-3MPEG音频编码标准
第二章系统组成
2.1总体架构
省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。
2.1.1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。
2.1.2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,本省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。
2.1.3监控中心
教育考试网上巡查系统各级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，全国教育考试监控中心管理体系主要划分为五级，在国家级设置一级监控中心，省、直辖市等考试中心设置二级监控中心，市级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。
本省考试中心根据本地情况建立四级监控中心，监控重点在考点级监控中心。
2.1.4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。
教育部、省市教育厅、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。
2.1.5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。
2.1.6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。
2.1.7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。
2.1.8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。
网上巡查系统总体架构如下图所示。
网上巡查系统总体架构示意图
2.2系统组网模式
组网模式系统图
巡考中心是为了实现远程巡考而建立的起来的符合国家标准的实际系统，一般来说，一个完整的远程巡考中心包括下列模块或设备：
SIP路由器、转（分）发服务器、用户认证、路由控制、权限控制、管理模块、网络存储、报警、解码、网络矩阵、远程监控、流媒体服务器。
其中媒体转发服务器、SIP路由器、监控系统管理平台、客户端、网络存储器、数据库服务器等是必选件。
2.2.1媒体转发服务器
媒体转发服务器：
多个用户并发访问同一个图像资源的情况下，为了减轻视频编码设备的压力和节约网络带宽，通过视频转发模块与视频编码设备建立单路连接，然后采用组播、分发或广播的方式将图像转发给用户。
媒体转发服务器主要功能特点：
MPEG-4视频编码、ProgramStream系统流的封装
支持IP、UDP、RTP、RTCP、SIP等网络协议
支持点播、组播及广播
支持视频多路复用
网络拥塞控制
视频路由控制
视频传输优先级控制
进行音/视频数据压缩及封装
下级监控制中心向上级监控中心发送的视频流必须满足下列要求：
MPEG-4视频编码标准（AdvancedSimpleProfile不带B帧,不带GMC），图像分辨率应支持4CIF（704×576）或CIF（352×288），MPEGLayerII音频编码标准，ProgramStream系统流的封装。
2.2.2SIP路由器
SIP称为会话初始协议（SessionInitiationProtocol）。
SIP是Internet工程任务组（IETF）提出的建议中的一项协议，其目的是为了替代H.323的部分协议。
SIP借鉴了HTTP和SMTP，结构简单并具有可扩充性和可扩展性；SIP能提供良好的QoS支持；SIP能全面满足NGN的特性要求，是NGN在IP网络上实现VOIP和多媒体通信的重要解决方案。
教育考试网上巡查系统采用SIP路由器正是看中了SIP所具有的诸多优势。
SIP路由器的主要功能是构建一个互联互通的数字监控系统。
数字监控系统的互连互通是指上级监控中心的远程客户端（可能是视频转发服务器、远程监控或网络存储设备）在双方SIP路由器的协调下从下级监控制中心的远程服务端（可能是视频转发服务器、DVR设备或网络存储设备）获取视频流并实现相关的控制。
跨级调用视频数据时（如国家级远程客户端调用市级监控中心数据）处于中间级的监控中心也能够在SIP路由器的协调下从下级监控中心获取视频流并转发到上级监控中心，中间级的监控中心需要视频转发服务，中间级监控中心的视频转发服务器对上级监控中心而言为远程服务端，对下级监控中心而言又是远程客户端。
通过SIP协议交换控制信令，下级监控中心通过RTP/RTCP协议向上级监控中心发送音/视频数据。
SIP路由器应实现以下功能：
进行远程客户端登录认证
远程客户端是指各级监控中心能够访问本监控中心和下级监控中心音/视频数据并的远程用户，在全网没有统一的CA认证中心的情况下，各级监控中心对这些用户需有一套完善的用户管理机制，可通过监控系统管理服务器或SIP路由器实现登录认证。
建立SIP路由器间的信任关系
下级SIP路由器通过IP地址来指定可信任的上级SIP路由器，只有通过了上级监控中心认证的客户端才能向下级SIP路由器和服务端发起SIP请求，下级SIP路由器一般认为从上级路由器发送过来的请求都是合法。
获得下级监控中心的可访问资源
客户端要要访问下级监控中心的监控资源首先需要知道下级监控中心有那些可访问资源，一般情况下下级监控中心的监控资源是可变的，在监控中心级别比较多的情况下，采用逐级上报的方式是不可取的，需要一套完善的监控资源自动更新方式。
SIP路由器将提供这类服务。
2.2.3监控管理中心平台
监控系统管理平台负责对网上巡查系统的用户和设备进行管理。
功能如下：
用户和权限管理：
设定管辖范围内用户、组、角色的权限。
用户管理可包括用户注册、用户查询、用户增加和删除、用户访问权限管理、用户锁定和解锁、用户分组管理、用户访问记录查看等功能；对系统的管理、视频浏览、前端设备控制、历史图像资料的删除、复制、浏览等操作行为可设定权限，权限可被收回。
设备管理：
软硬件资源的配置及查询；系统性能的实时监视；系统设备的故障告警监视、故障诊断、及定位分析，告警日志的创建及维护等。
安全认证管理：
验证用户的访问权限和优先级，监测和记录用户进行的访问和操作等；验证接入设备的合法性，并注册合法设备。
监控系统管理平台主要功能包括：
修改维护自己的相关资料，如密码，基本资料等
系统基本参数设置，如是否允许跨级管理IP地址、端口设置等
为集团用户分配一级监控节点系统管理员帐户
如果允许跨级管理，可设置下级监控节点的管理员帐户、远程监控帐户、视频服务器帐户。
直观显示每个监控系统的体系结构
查看系统内设备的在线信息
2.2.4远程监控客户端
远程监控客户端是用户终端设备。
用户终端具有远程浏览，控制等功能。
远程监控客户端主机要求：
固定用户终端主机应采用通用多任务操作系统，操作系统应带有通用的WEB浏览器，具有操作简单、易学易用等特点。
固定用户终端主机应有USB接口和10Mbps以上的以太网端口；移动用户终端应有SDIO接口。
固定用户终端主机显示分辨率应不小于1024x768。
颜色位数应不少于16位；移动用户终端的显示分辨率宜不小于640x480
远程监控客户端大大强化了权限管理、网络服务、优先级控制功能等功能。
操作界面中有登陆对话框、云台镜头控制面板等，在设置菜单中有“切换方案”等选项。
客户端PC机配置要求：
CPU：
至少2GHz
硬盘：
120GB，
1G内存，可以扩展至2G
高分辨率彩色图形显示器（21"）
标准键盘，鼠标器
网卡100/1000M网卡
2.2.5网络数字视频矩阵
数字矩阵把MPEG4视音频数据流转变为模拟视音频信号的设备。
在IP视频考试监控巡查、视频会议系统中，网络解码器从网络上获取视音频数据流，将数字信号转换还原为模拟信号，输出到电视、多媒体大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。
网络解码器与编码器等终端是IP视频考试监控巡查、视频会议系统中实现数字化视音频传输的关键设备。
将所有视音频信号统一在IP协议上，可以利用数字技术的诸多优势，节省传输费用，保护用户投资。
数字矩阵是网络解码器的进一步的扩展，将原有的功能单一的点对点视频解码功能进行了极大的丰富，支持了无限路数输入和多种传统矩阵一致的切换功能。
数字视频矩阵可以通过以太网/光纤/E1/802.11b/ADSL（PPPOE）等多种网络输入的、经前端编码的数字视频、音频、报警等信号进行解码，通过多路BNC口进行模拟输出。
数字视频矩阵和前端的数字视频服务器、支持多级转发的集中转发服务器一起构成大型的分布式数字视频考试监控巡查网络。
网络数字视频矩阵可以实现视音频解码输出、连接电视墙、与远端的数字视频服务器实现视音频对讲等丰富功能。
2.2.6网络存储器
存储服务：
主要完成前端采集的视频图像数据和音频数据的存储管理、数据备份。
视频存储器的基本要求：
采用Intel80321100MHz64BitRISCCPU处理器，提供更高级的数据保护并对所有主机操作系统100％透明，支持RAID级别0,1,0+1,3,5，JBOD是一个保障高性能数据传输、持续稳定运行并且容易配置的理想的存储解决方案产品。
系统内置环境控制器（ENC）保障系统稳定运行，该控制器可以实时监控巡查内部温度及每颗硬盘的表面温度。
三个300W具有PFC（PowerFactorCollection功率因素修正）功能的热插拨冗余电源和高性能散热模块为高速硬盘驱动器（RPM）提供了优化的内部环境。
当有故障发生时，环境控制器（ENC）会发出声音警报，并通过RS-232接口向管理员发送报告。
具有16块热插拔硬盘托架，可安装标准SerialATA150硬盘，系统内部采用SCA-II整体连接后背电路板，构成无线缆连接，因而达到真正的硬盘热插拔功能。
考虑到各地的不同环境和不同应用，网络存储器也可采用网络巡查流媒体服务器代替，这样可以降低系统造价。
但此时网络巡查流媒体服务器的配置必须符合系统的基本要求。
2.2.7数据库服务器
数据库服务器为系统提供用户管理数据库支持，提供媒体数据库归档、检索、查询等功能。
数据库服务器一般采用中、大型数据库软件搭建，如MSSQL，Oracle等。
2.2.8电视墙（大屏显示器）
电视墙为巡查中心提供高清晰度、高稳定性的流媒体画面显示，是巡查系统输出的结果，其画面清晰度主观评价指标应在四级图像等级以上。
在构成结构方面应该根据各中心平台的具体监控需求作出合理规划，一般说来可以全部由相等规格的CRT监视器、液晶电视机组成，考虑与视频会议兼用，应该在中央部位设置大屏幕显示器，大屏幕显示器可以采用背投或等离子显示器，对于巡查监控系统作为主监视器使用，对于视频会议系统可以显示主会场画面。
在网上巡查系统中，屏幕墙设置视频路数的多少决定着中心平台对于网络带宽的总体需求，一般每路图像需要1-1.5M的网络带宽，可据此确定网络的接入类型，设计网络结构。
2.3.2网上巡查流媒体服务器
网上巡查流媒体服务器是教育考试网上巡查系统的关键设备之一。
网上巡查流媒体服务器是把模拟视音频信号进行编码，本地存储，并能放上网络传送的设备。
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标准”在IP视频考试监控巡查、视频会议系统中，网络编码器负责把模拟的视频、音频信号（如摄像机、麦克风等视音频源信号）进行数字化和压缩编码，形成IP数据包，利用网络传送到指定的目的地址。
网络编码器与解码器等终端是IP视频考试监控巡查、视频会议系统中实现数字化视音频传输的关键设备。
将所有视音频信号统一在IP协议上，可以利用数字技术的诸多优势，节省传输费用，保护用户投资。
第三章系统功能
根据教育部及本省的要求，我们要建成本省考试考务管理与服务平台，实现“四考统筹”，即高考、成人高考、研究生考试、自学考试的统筹。
应用考试项目主要包括高考、成人高考、研究生考试、自学考试、海外考试及社会考试等。
各级考试机构可结合本地实际，统筹安排系统对各项考试技术支持。
3.1系统实用功能
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。
3.2系统技术功能
网上巡查系统应能实现不同设备及系统的互联、互通、互控，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；应能与报警系统联动，宜提供与其他业务系统的数据接口。
3.2.1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。
（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）根据需求，可对摄像机附加现场录音、红外探测等功能。
3.2.2信息传输功能
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。
3.2.3实时图像点播
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。
3.2.4远程控制
通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；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。
依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。
（1）切换应能通过手动或编程实现，将图像信号在指定的监视器上进行固定或时序显示，也可以进行图像混合、画面分割、字幕叠加等处理；
（2）对所传输的图像信息具有切换、记录、回放、加工和复制等功能；
（3）具有与报警控制器联网的接口，报警发生时能切换出相应部位的摄像机图像，并能进行记录和重放。
3.2.5存储和备份
前端监控设备及各级监控中心，均可对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。
存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。
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。
报警发生前后一段时间内的音视频信息。
监控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。
用户操作、设备巡检等系统日志信息。
各级系统对接收到的巡检信息、报警信息和视音频信息等按照信息的含义和归属进行分类，重要事件的图像可作永久存储，并且提供异地备份。
存储的历史视频数据要求进行防篡改处理，例如增加数字水印或者数字签名，使之可以作为证据使用。
3.2.6历史图像的检索和回放
按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像文件并回放；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、图像抓帧等；支持回放图像的无级播放。
3.2.7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视音频及报警信息，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。
3.2.8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（包括视频会议系统）、GIS地理信息系统、GPS定位系统等相互集成。
3.2.9视、音频实时流的双向编解码
作为系统的扩展，可在监控点和各监控中心之间实现音视频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。
3.2.10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。
3.2.11用户与权限管理
监控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监控中心独立执行，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。
监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，需要获得有效授权。
用户可提供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。
3.2.12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监控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。
3.2.13网络信息安全管理
网上巡查系统应具备保证信息安全的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、图像信息的防篡改等。
第四章具体配置
本方案严格依据《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》及相关要求，并符合国家技术标准，作出本规划配置及概估报价。
但考场监控点数量及分布情况，以及各监控中心对监视器数量要求不尽相同，其具体配置还需要因地制宜做出相应调整。
4.1各市教育考试网上巡查系统控制中心
4.1.1信号源：
平台下属各层各级考场全部视频、音频、报警信号
平台本地中心保密室视频、音频、报警信号
平台本地中心控制室视
升级会员 