高招标准化考场解决方案.docx
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高招标准化考场解决方案
高招标准化考场解决方案
技术方案
2021年10月29日
第一章项目概述
1.1项目背景
沈阳音乐学院是中国西南地域唯逐一所历史悠久、具有荣耀传统的初等音乐、舞蹈艺术院校，其前身为鲁迅艺术学院，始建于1938年。
迄今为止，学院曾经树立起以本科教育为主，研讨生教育、中等艺术教育等多种办学层次的音乐舞蹈教育体系；树立里比拟完整的由教育、科研、创作和艺术实际四位一体的教育结构。
沈阳音乐学院人才培育上为社会的开展和国度的提高做出了庞大贡献，学校在增强教学质量的同时也在积极完善与教学考试相关的安防监控系统树立，依据教育部考试中心提出的树立"国度教育考试网上巡查系统"要求，要求，沈阳音乐学院在鼎力树立规范化考场，为沈阳音乐学院师生完成公允公正以及现代化的考试做好必要的基础条件，依据沈阳音乐学院教务处及捍卫科等相关部门的要求，此套系统的树立旨在为沈阳音乐学院的规范化考场完成网上巡查系统。
1.2系统树立的必要性
近年来，随着电子信息技术和计算机网络技术的开展，我国监控系统树立在技术水平和实践运用等方面都取得了长足的提高，在社会众多范围失掉了普遍的运用。
为提高国度教育考试的管理效能，给国度教育考试的平安运转以充沛的技术保证，教育部考试中心提出树立"国度教育考试网上巡查系统"，树立掩盖全国各级考试机构和考点的视频监控网络，完成考试进程和保密室的监控指挥。
确保高考全进程在一个公允、公正、地下的角度下片面展开。
沈阳音乐学院依据自身实践状况，设计契合天大教室实践状况的网上巡查系统方案，监控点布点位置满足考场网上巡查要求，力图做到考场全掩盖，画面明晰，画面片面及考生举措细节可辨。
为天大广阔考试提供优秀的考试环境。
1.3系统需求剖析
1.3.1系统全体需求剖析
网上巡查系统应能完成不同设备及系统的直联、互通、直控，完成音视频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制；停止身份认证和权限管理，保证信息的平安；应能与报警系统联动，宜提供与其他业务系统的数据接口。
依据网上巡查系统的开展以及安防行业范围的开展，视频监控图像逐渐采用高清视频图像完成巡考。
此项目设计中，摄像机全部采用高清网络摄像机，全体架构采用全高清全网络的架构形式，完成系统架构以及视频质量的最优化，同时也使得沈阳音乐学院的网上巡查系统到达全国抢先的技术水平。
1.3.2树立需求剖析
沈阳音乐学院规范考场网上巡查系统树立触落第二教学楼、综合楼、舞蹈楼，总共XX间教室，依据考试功用分为：
实际考场、演奏考场、保密室、指挥中心。
考场依照2个高清监控点树立，包括一个200万高清半球和1个130万高清网络高速球和拾音器。
保密室装置两个200万高清红外半球。
1.3.3功用需求剖析
（1）信息采集功用
巡查系统前端信号包括视频、音频、报警等多种输入，从前端设备下去说能够是报警器、摄像头、视频编码器、IP摄像机、流媒体效劳器，信息采集就是完成能这些设备的数据采集和规范化，其中视频数据采集是本系统中最复杂任务，视频数据又是巡查系统最重数据。
（2）信息传输功用
控制信息、巡查信息、报警信息和视频信息等，依照任务流程在网络系统各级传输；经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。
可独自或组合选择有线〔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。
具有静态顺应网络传输状况和网络带宽的才干，具有全系统带宽管理和流量控制才干。
支持大用户量的并发接入，保证在少量图像访问状况下系统仍能正常运转。
（3）实时图像点播
依照指定设备、指定通道停止图像的实时点播，支持点播图像的无级播放、图像抓帧。
（4）远程控制
经过手动或自动操作，对前端设备的各种举措停止遥控；可以设定控制优先级，对级别高的用户央求应有相应措施保证优先照应。
依据授权将网络用户收回的控制命令传送到前端监控设备，完成监控中心及授权用户对前端恣意一路监控图像的调用和控制。
（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停止访问。
系统应能存储以下信息并坚持一定时间，可配置公用存储设备备份需求临时保管的信息。
①报警发作前后一段时间内的音视频信息。
②监控中心操作员人工指定或经过编程定时指定的现场音视频信息。
③用户操作、设备巡检等系统日志信息。
各级系统对接纳到的巡检信息、报警信息和视音频信息等依照信息的含义和归属停止分类，重要事情的图像可作永世存储，并且提供异地备份。
存储的历史视频数据要求停止防窜改处置，例如添加数字水印或许数字签名，使之可以作为证据运用。
（6）历史图像的检索和回放
依照指定设备、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。
（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，报警发作时能切换出相应部位的视音频及报警信息，并停止记载；对某些特定监控点，可完成视频移动侦测功用；系统宜支持与其它业务系统停止报警联动接口。
（8）用户与权限管理
监控中心应具有对接入的用户停止授权和认证的功用。
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、访问数据的权限和运用顺序的权限。
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，当需求获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，需求取得有效授权。
用户可提供对前端设备停止独占性控制的锁定及解锁功用，锁定和解锁方式可设定。
（9）网络与设备管理
需求对网上巡查系统范围内的系统设备、网络停止管理，搜集、监测系统范围内的监控设备、相关效劳器的运转状况；对有权限调用访问本级监控中心系统的用户停止监控。
（10）系统的人机交互
系统应具有直观、友好、繁复的人机交互界面，具有视频画面联系显示、字幕叠加等处置，能反映自身的运转状况，对以下形状给出指示：
正常形状、报警形状、缺点形状。
（11）网络信息平安管理
网上巡查系统应具有保证信息平安的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入平安、移动监控系统的接入和传输平安、图像信息的防窜改等。
（12）一致命名规那么
对系统中的设备、用户停止一致代码；以数字字典的方式将学校〔考点〕、区县校校、市、省等考试管理机构停止一致命名编码并保管在数据库中，省、市、区县校校等编码由国度教育考试中心来定义并发放给各级考试管理机构及学校。
学校编码由下级考试管理机构来依据教育部考试中心规则来定义，并逐级上传直至抵达教育部考试中心。
一致命名规那么采用DNS的方式，一切的资源采用分级命名，结合定位的方式。
（13）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。
作为系统扩展思索，网上巡查系统宜能与应急指挥系统〔包括视频会议系统〕、GIS天文信息系统、GPS定位系统等相互集成。
1.3.4平安需求剖析
（1）物理平安
Ø环境平安
监控中心机房平安应依照GA/T390-2002中的要求，停止机房场地的选择、完成机房外部平安防护、防火、供电配电、空调降温、防水、防潮、防静电以及电磁防护。
通讯线路的平安应依照GA/T390-2002中要求对通讯线路停止平安防护。
高考考试教室中的摄像头在最远变焦时不能看清考卷上的文字。
Ø设备平安
应依照GA/T390-2002中设备标志要求、计算中心防盗和机房外部设备的防盗要求完成设备的平安维护。
应依照GA/T390-2002中基本运转支持、平安可用要求和不连续运转要求设计和完成设备的可用性。
Ø防雷接地要求
应全体设计系统的防雷和接地。
系统各组成局部的防雷和接地设计应听从GB50348-2004中的相关规则。
Ø记载介质平安
应依照GA/T390-2002中的有用数据介质维护、重要数据介质维护、秘密数据介质维护和关键数据介质维护的要求停止记载介质平安维护。
（2）运转平安
Ø网络平安监控
应设置散布式探测器，实时监听网络数据流，监视和记载内、外部用户出入网络的相关操作。
宜运用防火墙、入侵检测系统、破绽扫描工具来保证网络通讯的平安。
Ø审计
应对审计功用的开启和封锁、身份鉴别事情、系统管理员/平安员/审计员/操作员所实施的操作、其它与系统平安相关的事情做审计，并做好相应的审计照应，例照实时报警、违例进程终止、效劳取消等措施。
Ø防病毒
应装置病毒防杀产品，做好病毒进攻。
Ø备份与缺点恢复
应对某些重要的数据停止活期备份，对重要的设备停止冗余设置完成双机热备或许冷备，对重要的数据应做异地备份。
（3）信息平安
Ø身份认证
应对接入系统的设备和用户停止身份认证。
设备应采用UUID停止独一标识。
宜采用基于PKI/CA体系的数字证书认证方式结合口令密码技术做双因子认证。
Ø访问控制
在身份鉴别的基础上，系统宜采用某种访问控制模型对用户停止访问控制〔例如基于角色的访问控制或许基于属性证书的访问控制〕。
Ø防供认
数据源应对需求防供认的数据停止数字签名运算。
Ø完整性维护
为了防止信息的完整性被破坏，系统宜采用数字摘要、数字时间戳及数字水印等技术。
Ø数据保密
应对需求保密的数据在存储和传输进程中停止加密。
Ø平安域隔离
应将网上巡查系统划分为不同的平安域，如监控中心局域网、公共网络等，不同的安全域之间应停止相应的隔离。
当需求在公网和专网之间停止数据交流时，必需采取国度管理部门认可的平安隔离措施停止物理隔离。
（4）通讯和网络平安
Ø基于专网传输的平安
当网上巡查系统的传输网络依托专网时，网上巡查系统的平安遭到专网平安措施的保证，可不添加额外的平安措施。
Ø基于公共网络传输的平安
当网上巡查系统的传输网络依托公共数字网络时，可选用VPN公用通道保证图像传输的平安性。
Ø基于无线网传输的平安
移动监控系统接入监控中心时，应对无线信道采取加密维护措施。
Ø专网的接入平安
当其它网络需求与专网停止数据交流时，须采取相应措施保证专网的平安。
1.4系统树立目的
沈阳音乐学院网上巡系统在«国度教育考试网上巡查系统技术规范规范»的指点下，采用SIP网关、流媒体、RTP/RTCP等先进技术，完成各地网上监考巡查系统间的无缝联接，对监控与巡查系统的前端和后端设备停止片面有效的管理，能将系统外部、子系统之间、系统与系统之间无机地连成一体，构建成一致的网络多媒体综合监考信息效劳平台。
1.5系统设计依据
GB4943-2001信息技术设备的平安
GB8898-2001音频、视频及相似电子设备平安要求
GB16796-1997平安防范报警设备平安要求和实验方法
GB17859-1999计算机信息系统平安维护等级划分准那么
GB50057-1994修建物防雷设计规范
GB50198-1994民用闭路监控电视系统工程技术规范
GB50348-2004平安防范工程技术规范
GA308-2001平安防范系统验收规那么
GA/T74-2000平安防范系统通用图形符号
GA/T75-94平安防范工程顺序与要求
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计算机信息系统平安等级维护操作系统技术要求
GA/T388-2002B计算机信息系统平安等级维护管理要求
GA/T390-2002计算机信息系统平安等级维护通用技术要求
YD/T1171-2001IP网络技术要求--网络功用参数与目的
RFC3261SIP：
会话初始协议
RFC2327SDP:
SessionDescriptionProtocol
ISO/IEC-13818-1（2000edition）MPEG音视频封装规范
ISO/IEC-14496-2MPEG4视频编码规范
ISO/IEC-11172-3MPEG音频编码规范
1.6树立基本原那么
在树立整个系统时,我们本着互通性、适用性、扩展性、规范性、易操作性、平安性、牢靠性、可维护性为基本原那么，停止系统构架。
1互通性
网上巡查系统内各级监控中心之间可以有效地停止通讯和共享数据。
2适用性
设计合理，结构复杂，切合实践，能有效地提高任务效率，满足教育监考业务任务需求。
3扩展性
采用模块化设计，系统规模和功用易于扩大，系统配套软件具有晋级才干。
4规范性
控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议等应契合«国度教育考试网上巡查系统视频规范技术规范»的规则。
5易操作性
提供明晰、繁复、友好的中文人机交互界面，操控简便、灵敏，易学易用，便于管理和维护。
6平安性
对系统采取必要的平安维护措施，防止合法接入、合法访问、病毒感染和黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏等。
7牢靠性
采用成熟、动摇和通用的技术和设备，关键局部应有备份、冗余措施，可以保证系统临时动摇运转，有较强的容错和系统恢复才干。
8可维护性
系统应具有自检、缺点诊断及缺点弱化功用，在出现缺点时，应能失掉及时、快速的修复。
第二章系统架构剖析
2.1巡考系统总体架构引见
网上巡查系统是包括了监控技术、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运用系统。
从系统运用构成的主体类型上可分红监控资源、传输网络、监控中心和用户终端四个组成局部，监控资源是系统监控信息的来源，传输网络是衔接监控资源、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效劳对象。
区分同等传统的区域视频监控概念上系统可以分红前端、传输/变换、控制/管理、处置/显示四个局部。
沈阳音乐学院巡考树立从前端摄像机到中间传输网络最后到中心控制显示全部采用纯数字IP方案。
沈阳音乐学院巡考系统网络拓扑图如下：
2.1.1监控中心
网上巡查系统各级监控中心是指沈阳音乐学院相关教育管理部门管理和运用的、具有显示、存储、报警处置、指挥才干的监控中心。
此次项目当中天大监控中心的网上巡查系统的平台的树立也此项目的主要方面之一。
从全国来看，依据行政附属关系及任务相关性，将全国教育考试监控中心管理体系主要划分为五级，在国度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，区县校校级应考办或考务局部设置四级监控中心，各学校考点监控中心设置五级监控中心。
省级考试中心依据本地状况选择教育监控中心的分级和数量〔局部大城市能够需求设置区级监控中心〕，监控重点在考点级监控中心。
从沈阳音乐学院自身树立来看，监控中心的树立主要为网上巡查系统平台的树立，以及完成与市教育局的下级联网。
2.1.2监控资源
详细表达为信息采集前端，既可以是前端设备，也可以是区域性监控系统。
在沈阳音乐学院主要树立第二教学楼、综合楼、舞蹈楼中触及的教室，监控资源即为三栋教学楼中教室〔用作考场〕的视频监控资源，本项目中采用高清网络摄像机完成前端视频信息的采集。
2.1.3用户群
用户终端包括沈阳音乐学院考务任务人员和其他职能部门用户所运用的终端设备，用户经过用户终端设备完成对监控资源的访问和控制，用户的行为遭到监控中心的管理和授权。
同时与下级教育机构完成联网后，天津市教育局当需求调取、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用的用户完成。
2.1.4传输网络
传输网络是专为网上巡查系统树立的独立网络；是树立在通讯设备之上的IP网络。
2.1.5SIP网络直结合构
教育考试网上巡查系统内的设备、系统〔包括监控中心之间、监控中心与前端设备/用户设备之间〕经过SIP网络互连的结构如以下图所示。
教育考试网上巡查系统直结合构
1）基于SIP协议的IP网络：
支持本规范中规则的SIP协议的IP网络。
2）SIP设备：
支持本规范中规则的SIP协议的设备。
它可以是前端设备、用户终端设备、效劳器等。
3）基于其他协议的IP网络：
不支持本规范中规则的SIP协议的IP网络。
4）SIP网关：
能完本钱规范中规则的SIP协议与其它协议相互转换的设备。
2.2系统物理层次结构引见
传统的监控系统从物理结构上可以分为图像和报警信号采集、信号传输和中心控制与显示三个局部。
网上监考系统从物理结构上也可以依照这种方式剖析，但是网上监考系统与传统的中小规模、区域性的监控报警系统有清楚的区别。
由于该系统的接入容量远远大于传统的监控系统，触及的控制功用要求愈加网络化，同时需求对接教育部门其它的系统如GIS、考务管理、视频会议等等。
因此在系统层次结构上网上监考络要愈加复杂，涵盖的内容愈加丰厚。
系统结构图如
下：
2.2.1前端设备层
前端设备层包括一切放置在监控点位的设备，如摄像设备、控制解码器、云台、报警发作器、网络视频编码器……等。
它是整个系统的信号源，由它发生视频信号，在现场直接转换为数字信号经过IP网络停止传输。
2.2.2传输网络层
该局部包括两个局部，一个局部是从前端设备到控制显示中心的数据传输，另一个局部是不同监控管理中心之间的数据传输。
由于网上监考系统的特点，它是一个散布式、多级控制的体系结构，因此传输网络的作用正日益重要。
传输网络层主要是一个网络平台，取决于前端设备提供的信号不同，传输网络层主要分为模拟传输网络和数字传输网络。
本次项目采用数字传输网络，是指IP宽带网络，为了保证数据的平安性建议学校树立的传输网络层为巡考视频专网。
2.2.3监控管理层
监控管理层管理一切的用户、数据和控制信号，担任数据的切换、显示、存储和相关处置，收回用户的控制命令，同时也担任用户的认证和授权。
从硬件上它包括NVR存储效劳器、数字高清解码器等，在软件上它包括用户的认证与授权、视频的切换、数字化等模块等。
2.2.4业务接口层
与信息发布系统，GIS天文信息系统，GPS定位系统，手持移动终端系统对接
2.3系统设备组成引见
网上监考系统的树立是一个庞大复杂的系统工程，固定采用一种树立形式、单纯地思索一种树立方案和技术，在各种复杂的运用环境面前能够都不能完全满足需求，因此综合地思索各种技术路途、有效地处置资源整合的效果、适外地选择网络平台、充沛地思索树立方案的经济性和投入产出比，是系统成功树立的关键。
监控系统从构成的设备及技术上可分红前端、传输/变换、控制/管理、处置/显示四个基本局部。
2.3.1前端
完成信息采集和显示功用，是监控资源的详细表达，指需求接入到各级监控中心的前端设备。
依据需求可以是图像采集和显示设备、声响采集设备、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〕及其隶属配套设备、前置传输设备；声响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、双向对讲等需求状况下采用，也可为考前培训等运用提供设备基础。
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。
2.3.2传输
完成视频、音频、报警、数据等信息在IP网络上的有效传递和交流。
主要设备包括传输设备、视频编/解码设备。
2.3.3控制/管理
完成监控资源的控制、管理和监视等功用，主要在监控中心集中完成。
经过授权也可在用户终端对监控资源停止访问和控制。
控制管理的主体主要包括效劳器等设备，以及监控管理系统软件平台。
控制/管理的对象触及系统的一切设备。
2.3.4处置/显示
处置/显示是网上巡查系统对视频、声响、报警、数据等采集信息的最终运用。
详细方式可以是经过显示设备、用户终端将信息直接反应到用户，也可以是将信息停止记载留待用户日后查阅，或对信息停止智能化加工剖析、触发其它相关系统联动等。
主要设备包括高清网络解码设备、网络存储设备、显示设备、用户终端等。
第三章系统处置方案
3.1考场系统组成及其树立
考场系统：
〝考场〞系统即巡考教室前端主要担任视频图像的采集和对摄像机、云台、拾音器、报警探测器、音箱等中心设备的管理，它将采集的音视频信息停止MPEG4/H.264紧缩编码，先在NVR上停止存储并同时传输到〝考点系统〞中心，同时接受校级监考平台的巡视和管理。
沈阳音乐学院第二教学楼、综合楼、舞蹈楼考场系统详细设计方案：
前端摄像机我们采用数字〔IP〕网络摄像机，输入高清网络数字信号，经过网线直接传输至每栋楼的网络会聚点。
本项目第二教学楼、综合楼、舞蹈楼共设计57台网络摄像机，其中高清网络高速球28台，200万像高清半球29台。
其中第二教学楼门口接待处装置一台高清快球，保密室装置两台高清红外半球，考场做出如下设计：
一台高清半球摄像机和拾音器停止全景音视频录像，在教室前端的另一侧装置高清网络球机进举静态360度旋转监看，可以依据扮演考生所在的位置停止调整。
考场系统设备资料清单：
序号
设备称号
型号规格
品牌
单位
数量
学校前端
1
200万像高清半球-巡考公用
TC-NC9200S2-2MP-XK
TIANDY
只
2
高清网络高速球
TC-NH9106S2-MP
TIANDY
只
3
拾音器
TC-H301TE-XK
TIANDY
只
4
拾音器电源
DC12V
国产
只
5
16口千兆交流机
国产
台
6
16口千兆交流机-含1块光模块
国产
台
7
24口千兆交流机
国产
台
8
24口千兆交流机-含1块光模块
国产
台
9
壁挂式机柜-装交流机
国产
台
10
PVC管
Φ25
国产
米
11
PVC管
Φ50
国产
米
12
电源线
RVV2*1.0
国产
米
13
音频线
RVVP2*0.5
国产
米
14
超五类网线
国产
米
15
黑色包朔蛇皮软管
国产
米
16
RJ45接头
国产
个
17
86盒和盖
国产
个
18
转接盒〔包括需求的软管〕
国产
个
19
标签；标识
国产
批
20
捆扎带
国产
批
21
绝缘包布
国产
批
22
固定螺丝等
国产
批
23
管接，螺口等
国产
批
24
辅料
国产
批
3.2考点监控中心组成及树立
考点系统
〝考点〞系统是构建在TCP/IP高速视频专网上的，相对独立的校园内网络电子巡考平台系统，它综合管理本考点内的一切巡考教室前端。
考点系统中心普通即为学校的主控室〔或信息中心、网管中心等〕，系统中心可以经过数字解码将数字图像还愿为模拟图像，在电视墙上显示一切的实时考场图像。
从沈阳音乐学院自身树立来看，考点监控中心的树立主要为网上巡查系统平台的树立，以及完成与市教育局的下级联网。
监控中心树立内容：
校级监控中心的树立是监考系统的重点基础组成局部，需求配置2*2的LCD超窄边液晶拼接屏，控制台，校级SIP网关、路由效劳器，校级SIP网关、转发，Easy7总控管理效劳器，Easy7代理转发效劳器，网络存储硬盘录像机〔NVR〕，高清智能网络矩阵和客户端等，完成对一切考场停
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