考场网上视频巡查监控系统的设计与实现

【 摘 要 】 文章重点介绍了学校考场网上视频巡查监控系统的设计与实现，针对系统的功能需求、组成、设计要求作了分析研究。

【 关键词 】 考场；视频巡查；监控系统

1 引言

网上视频巡查监控系统需严格按照《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》的要求进行设计和建设，利用视频监控技术、数据通讯技术、网络技术、多媒体技术和考务管理技术，建设成具有考务管理、远程指挥、实时监控、服务功能的应用系统。建设国家、省、市、区（县）、考点五级教育考试网上巡查系统，可实现实时图像采集、点播、远程管理与指挥、视频存储和备份、历史图像的检索和回放等功能。

2 功能需求分析

利用和改造学校现有的局域网系统，建设由考场、考务室、试卷分发回收室、保密室和指挥监控室构成的网上视频巡查监控系统，对试卷存放、分发、回收以及考试实施期间进行24小时不间断的视频监控和录像，并通过网络将监控图像传送到上级教育考试机构的考务指挥中心。其中考场通过专用设备完成对本考场内音视频信号的采集和上传。监控室通过专用设备，实现对全校各考场摄像机和拾音器的远程控制，同时完成对考场音视频信号的收集、显示、回放、集中存储和备份。监控室本地客户端通过局域网实时查看各监控点情况，亦可调阅各监控点历史纪录，实现考试监控、安全监控等功能。预留互联网接口，可以实现上级部门通过互联网远程管理、调阅历史纪录与实时查看各监控点情况，统一传达考试指令、管理考试资源。

3 网上视频巡查监控系统组成

网上视频巡查监控系统要求全面覆盖考场、考务办公室、试卷分（发）室、保密室等场所，试卷存放、分发、回收以及考试实施期间实时监控和全程录像，并通过网络将监控录像传送到上级考试管理机构，基于以上需求，进行系统构建。

3.1 学校指挥监控中心

考点指挥系统的主要功能是考试指令、接收上级指挥中心的指令和信息、向上级指挥中心汇报考试的实施情况。需要配备用于考试网上指挥系统的专用电话、连接全部考场的广播系统和应急电源、用于网上指挥系统的专用终端设备和用于网上指挥系统的专用计算机。在监控中心能够看到所有考场、考务办公室、试卷保管室等场所以及在其中的考试工作人员和考生的情况。

3.2 考场、考务室和试卷分发室

每个考场均安装网上巡查系统，30个座位的考场安装1台定焦广摄像机和1个拾音器，通过网络与监控室连接，使监控室能够看到整个考场、监考员和考生的情况。多于30个座位的考场应根据具体情况增加监控设备和调整安装位置。

考务室和试卷分发室采用与考场建设相同的方案，配置摄像机拾音器完成视音频信号的采集，再通过配置的编码设备进行编码传输，直接接入校级巡查管理系统，实现统一平台监控、管理控制等功能。

3.3 试卷保密室

保密室的设置必须符合《国家教育考试安全保密工作规定》和《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》，安装视频监控设备，能够在监控室内看到试卷保管室内的全部情况，包括存放试卷铁柜和全部值守人员，存卷期间能够不间断录像。

4 网上视频巡查系统设计要求

考场前端要安装定焦广角机摄像机和拾音器进行视音频采集，通过视音频线缆到把信号接入每个教学栋的机房，接入流媒体服务器，实现视音频编码、视频录像存储，并接入校园网；由学校网上视频巡查中心的管理平台通过网络对巡查系统设备进行管理，接收流媒体服务器编码传输的数字视音频码流进行解码显示，并转发到上一级管理平台。主要建设内容有：

4.1 视音频信号采集

每个标准化考场安装1 台带拾音器的定焦广角摄像机，与学校监控中心连接。为了避免出现人为操作的漏洞，要求摄像机采用定焦广角镜头，能看到考场的全部考生，但在考生正常答卷时外人通过摄像头不能看见考生试卷内容。摄像机一般安装在考场前方靠窗一侧正面墙壁上，面向考生，可以清晰地对整个考场进行摄像监控，无死角。拾音器一般安装在黑板上方中间位置，能监听到考场所有声音。

4.2 流媒体服务器

根据每栋教学楼里设置的考场的数量，要配置相应数量的流媒体服务器，流媒体服务器应完全符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》。通过视音频线缆将考场摄像机和拾音器采集的视音频信号，传输到本栋楼的设备机房，接入流媒体服务器上，并实现视音频的分控存储。视频、音频一一对应流媒体服务器通道进行录制并存储，录像格式可以全通道FD1或HD1，24小时不间断实时录像，由校级以及上级管理平台进行接收及控制。各录像通道可以叠加时间、名称，并可以预览视音频，对重要或是能提供证据的视音频文件可以按时间进行查询并下载存档。

4.3 学校监控中心系统

学校监控系统的是由控制系统、显示系统、录像存储三大部分组成。需要配置的软硬件主要有数字矩阵、SIP、电视墙显示系统、录像存储系统等，实现在主控平台电脑上对整个系统的操纵和控制，实现对所有考场的集中管理监控、录像存储以及数据转发等功能。校级巡查系统通过通讯网络接入上级巡查中心，在各级巡查监控中心可以随时调取各学校考场的实时监控录像像，建成后全省、全市、县（区）所有区县考点可以形成一个完整的教育考试网上巡查监控系统。

4.3.1控制系统

实现对本级系统用户以及本级系统设备的控制管理功能。设置协调流媒体服务器及远程监控客户端间的通信流程，控制监控客户端对流媒体服务器的访问权限，配置校级管理系统。 校级巡查系统软件包括：

（1）网管软件。对系统用户及设备进行远程控制管理；对用户权限以及设备等进行远程管理；主要对前端流媒体服务器、巡查中心的网络数字矩阵、SIP网关/媒体转发服务器的管理及配置，以及巡查系统的用户权限管理等。最高管理员可以设定各个分级管理人员的权限，不同权限的人员具有独自的用户名和密码。能够实现报警设置、定时和手动硬盘录像。实现历史记录的回放、检索查询等各种功能。

（2）数字监控软件。支持1、4、9画面分割显示，实现考场监控录像的多画面切换、观看、控制，能实现自动分组循环切换、录像回放和录像文件后期处理等功能，根据监视器的数量和类型配置网络数字矩阵，通过网络直接接收考点内所有考场的监控信号。配置1 台SIP网关/媒体转发服务器，实现SIP路由、SIP功能、信令转发、NAT穿透和媒体转发等功能，实现学校监控系统和上级监控中心进行交互式的监控管理操作，通过媒体转发服务进行视音频流媒体的转发，实现考场监控信号的远程传送。为确保系统长时间稳定的运行，SIP网关/媒体转发服务器应采用嵌入式技术，低功耗。

4.3.2显示系统

实现实时显示前端考场的监控画面，显示设备可选择大屏幕拼接显示设备组成的电视墙显示系统。

4.3.3录像存储

考点要保存本地监控录像。其中所有考场考试全程监控录像和考务室、试卷分发回收室在考试期间全天 24 小时录像最少保留时间均为 1 年，重点和有代表性的音视频信息应作长期保存。存储服务器通过校内巡考管理软件客户端，对前端所有流媒体服务器接入的视音频进行集中存储，以保证上下级浏览平台能快速流畅的调取本校考点各考场的录像画面，听取考场的环境声音。

为了便于后期调取录像文件以及以对录像文件的管理，首先应为考场流媒体服务器直接配置存储硬盘，建议存储容量按照每路18天×8小时或7天×24小时配置，进行本地录像存储，再通过校级管理平台远程集中管理；另外，系统需支持集中存储备份方式，如存储服务器、扩展硬盘阵列、SAN/IPSAN/NAS等海量存储，可以采用专业的存储设备更好的保证数据安全。通过基于流媒体服务器的集中录制存储和基于服务器的集中录像存储模式，实现双重备份的功能。

为了保证录像文件的清晰度便于回放时识别细节画面图像，建议每路视频信号可采用4CIF（D1）分辨率（704×576），1.5Mbps码率进行录制存储，也可以采用CIF分辨率，512Kbps码率进行录制存储。

存储容量计算公式如下：

数据容量（单位TB）=码流（Mbps）÷8×3600秒×24小时×天数×视频路数÷1000÷1000；

磁盘容量（含冗余）=数据容量÷0.93。

5 扩展功能

考场网上视频巡查监控系统如果仅应用于学校的考试管理，一年中仅是使用几天，利用率甚低，可统筹考虑学校信息化建设。考场网上视频巡查监控系统不仅是加强考风考纪的需要，还可综合考虑学校教学管理、校园安保系统、优质教育资源共享等学校日常教育管理需要，综合开发利用学校现有的数字化校园、安保系统等信息化资源，充分提高其综合利用率。

参考文献

[1] 耿贵.关于标准化考点建设的探讨[J].吉林教育.2012（7）.

[2] 杨进国.基于全国考试系统的网络监控系统设计[J].仪器仪表用户，2011（06）.

作者简介：

胡晓敏（1970-），女，汉族，广西南宁人，现任职于邕江大学教务处，副处长。

邓建青（1972-），女，壮族，广西南宁人，现任职于邕江大学教务处，实训科副科长。