國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)(俗稱電子巡考系統(tǒng))是指以維護教育考試安全為目的，運用視頻監(jiān)考技術(shù)、計算機多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)和教育考試管理技術(shù)建設(shè)成的一套綜合性業(yè)務應用系統(tǒng)，在省市范圍內(nèi)實現(xiàn)互聯(lián)、互通和互控的、基于音視頻的考場和保密室巡查系統(tǒng)。

　　項目背景

　　全國很多省市都已經(jīng)或正在建設(shè)考試視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但采用的技術(shù)設(shè)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(shè)，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(shù)規(guī)范》。目前各省市都以此規(guī)范為指導，積極籌建嶄新的各市巡考中心平臺、各區(qū)平臺及所屬各個校級巡考系統(tǒng)，以實現(xiàn)考場的實時網(wǎng)絡監(jiān)控和巡查，確保信息和系統(tǒng)的安全，保證各種考試的正常順利進行。

　　項目建設(shè)難點及特色

　　國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)是一套龐大的、完整的、成熟的、穩(wěn)定的系統(tǒng)，此項目在建設(shè)時主要有以下特點：

　　· 學校校園較多，建設(shè)較為分散，工作量較大;

　　· 系統(tǒng)建設(shè)地點多為中學校園，高考學習安排緊張，系統(tǒng)建設(shè)時間多為晚間或者周末;

　　· 系統(tǒng)建設(shè)網(wǎng)絡環(huán)境因地制宜，不同校園網(wǎng)絡環(huán)境有所區(qū)別，需要考察與調(diào)整;

　　· 全市以及全省互聯(lián)互通調(diào)試較為繁瑣。

　　建設(shè)目標

　　本方案設(shè)計內(nèi)容嚴格依據(jù)《國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標準技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)要求，并符合國家技術(shù)標準。一個可靠、穩(wěn)定、高效，具有一定前瞻性的巡查設(shè)計方案應該是數(shù)字化+高效網(wǎng)絡資源化+智能管控化+標準化+安全穩(wěn)定化。本項目以經(jīng)濟性、規(guī)范性、易操作性、安全性、實用性、開放性、集成性、可靠性、可擴展性為原則設(shè)計此方案，達到以下建設(shè)目標：

　　· 某市建設(shè)一套統(tǒng)一的電子巡考系統(tǒng);

　　· 某市教育局建設(shè)的電子巡考系統(tǒng)編碼后的數(shù)據(jù)主要依靠教育網(wǎng)和內(nèi)部局域網(wǎng)絡進行互連查看;

　　· 某市教育局已接入教育網(wǎng)，并通過教育網(wǎng)與省教育院、各級學校實現(xiàn)音視頻的互連互通;

　　· 系統(tǒng)建設(shè)應確保其完整性和完善性，能全面無縫地接入到各級學校的電子巡考系統(tǒng)、省考試院的統(tǒng)一巡考管理平臺，實現(xiàn)考場多畫面實時調(diào)用查看，錄像資料查詢的使用功能;

　　· 并全面符合《國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標準技術(shù)規(guī)范》。

　　整體規(guī)劃方案設(shè)計

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡化設(shè)計

　　本市電子巡考系統(tǒng)采用以網(wǎng)絡為傳輸媒介的方式，通過設(shè)在網(wǎng)上相應的巡查管控主機來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的管理。我們可以有效的利用各學校、考試中心現(xiàn)有的校園網(wǎng)及教育網(wǎng)，實時集中監(jiān)看任一考場的考試情況。系統(tǒng)優(yōu)勢如下：

　　· 堆疊式的結(jié)構(gòu)，高度的靈活性、可擴性，支持任意拓撲結(jié)構(gòu);

　　· 充分利用已有信息點，節(jié)省了大量線材;

　　· 安裝維護便捷，適合客戶美觀方面需求;

　　· 視頻的無損交換、復制與存儲，無距離限制，網(wǎng)達即達;

　　· 更加經(jīng)濟高效的基礎(chǔ)架構(gòu)，大大簡化了管理層次。[nextpage]

　　智能集中化管理設(shè)計

　　傳統(tǒng)的電子巡考系統(tǒng)大多獨立建設(shè)，與學校的校園監(jiān)控系統(tǒng)、考務系統(tǒng)等平臺相互獨立運行，系統(tǒng)設(shè)備多，使用維護難度大。

　　本市電子巡考系統(tǒng)集考點重點區(qū)監(jiān)控，考場監(jiān)控、保密室監(jiān)控、保密室報警系統(tǒng)、考場語音系統(tǒng)等多數(shù)據(jù)信息平臺于一身，有效避免用戶重復性投資建設(shè)。通過綜合性管理平臺，用戶可實現(xiàn)真正意義對全網(wǎng)的運籌帷幄。在異常發(fā)生時，系統(tǒng)可在電子地圖上快速的定位，并顯示相關(guān)信息，各級監(jiān)控中心可以迅速根據(jù)預案統(tǒng)一指揮相關(guān)人員進行必要的處置。

　　巡查系統(tǒng)存儲設(shè)計

　　針對本市電子巡考系統(tǒng)項目實施，我們采用“前端分布式存儲+中心集中存儲”的方式進行。采用這種方式存儲可以實現(xiàn)考試錄像資料/保密室現(xiàn)場資料等保存工作，不僅可以在前端(校級巡查中心)進行普遍存儲，而且可以在市級/縣級監(jiān)控中心通過網(wǎng)絡接收前端關(guān)鍵點視頻媒體流，然后由存儲服務器進行集中式存儲。這樣，即使承載媒體流的網(wǎng)絡發(fā)生故障，市級/縣級巡查中心無法存儲，但是我們依舊在前端的編碼設(shè)備那里，保證教育關(guān)鍵考試錄像資料/保密室現(xiàn)場資料的完整性。

　　隨著學校的信息化、現(xiàn)代化發(fā)展，網(wǎng)上巡查系統(tǒng)也將升級應用于考試監(jiān)控之外的學校日常應用，需要存儲的資料會越來越多，以后當中心平臺集中存儲如果滿足不了存儲的需求時，可以把一部分非日常需要的，且安全性要求高的資料(如高考監(jiān)控資料)交給前端來完成存儲任務，這樣既不增加系統(tǒng)投資，又能滿足系統(tǒng)發(fā)展需要。

　　智能網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計

　　對于一個覆蓋全市幾百所學校的項目，網(wǎng)管功能和遠程升級功能就顯得非常有意義。本市電子巡考系統(tǒng)可對本地、遠程系統(tǒng)管理服務器進行統(tǒng)一管理，通過網(wǎng)管軟件用戶可以實現(xiàn)遠程關(guān)機、遠程開機、控制切換等操作。系統(tǒng)可對前端所有設(shè)備進行遠程升級，亦可對終端服務器進行自動或手動更新數(shù)據(jù)，確保了前端和終端產(chǎn)品的先進性，同時大大簡化了操作管理和維護工作量。

　　系統(tǒng)穩(wěn)定性設(shè)計

　　系統(tǒng)穩(wěn)定性設(shè)計包含兩個方面，一是設(shè)備的穩(wěn)定性，其二是電子巡考系統(tǒng)設(shè)計的穩(wěn)定性。

　　設(shè)備的穩(wěn)定性：由于嵌入式設(shè)備具備實時操作系統(tǒng)，本身具有抗病毒和抗攻擊能力，在電子巡考系統(tǒng)項目中的核心設(shè)備均采用嵌入式設(shè)備，如視頻編、解碼、服務器等設(shè)備，較PC及工控類主機設(shè)備的抗病毒和抗攻擊能力相對好，會提供系統(tǒng)的健壯性和安全性。

　　電子巡考系統(tǒng)設(shè)計的協(xié)議穩(wěn)定性：現(xiàn)在很多產(chǎn)品在SIP協(xié)議的應用上，采用的是SIP網(wǎng)關(guān)翻譯的方式，這樣的缺點是造成對單臺設(shè)備的處理壓力較大，容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。在電子巡考系統(tǒng)項目中采用國際上先進的SIP路由器SIP信令直傳控制方式，編解碼設(shè)備硬件底層支持SIP-UA協(xié)議，可直接響應SIP指令，這樣就能減輕單臺設(shè)備的處理壓力、保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

　　系統(tǒng)安全性設(shè)計

　　相對于傳統(tǒng)的電子巡考系統(tǒng)，本系統(tǒng)客戶端多、用戶多，在實現(xiàn)各項功能的前提下如何保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行成為首要問題。本市電子巡考系統(tǒng)采用多項先進的技術(shù)為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供了全面的保障:

　　· 客戶端軟件運行需要USB加密狗，沒有該硬件加密設(shè)備，系統(tǒng)程序?qū)o法啟用;

　　· 數(shù)據(jù)庫的訪問接口只對數(shù)據(jù)庫訪問服務開放;

　　· 數(shù)據(jù)庫的維護和修改權(quán)限規(guī)則由考試機關(guān)統(tǒng)一劃分，相應權(quán)限人員只能做相應的事;

　　· C/S、B/S架構(gòu)下，管理/監(jiān)控服務器要訪問前端設(shè)備均需通過前端設(shè)備自身的安全的二次驗證;

　　· 對網(wǎng)絡訪問請求，可進行IP地址的過濾，對非定義的可訪問IP地址過濾;

　　· 在一定的帶寬下，為保障網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，可設(shè)置同時訪問的數(shù)量，并按用戶權(quán)限進行管理;

　　· 在無人操作且經(jīng)過所設(shè)置時間后系統(tǒng)自動鎖定，解鎖前所有操作無效;

　　· 采用數(shù)據(jù)流加密算法，專用的回放器才能回放，錄像水印加密，防止被非法篡改;

　　· 錄像文件可加鎖，防止誤覆蓋;

　　· 數(shù)據(jù)庫多級備份，在數(shù)據(jù)損壞或遭破壞后可及時準確恢復;

　　· 可詳細記錄用戶的登錄及所有操作信息，保證了操作的不可否認性。[nextpage]

　　系統(tǒng)具體架構(gòu)及實現(xiàn)功能

　　電子巡考系統(tǒng)是一套包括監(jiān)控技術(shù)、計算機多媒體技術(shù)、通訊技術(shù)、音視頻技術(shù)和教育考試管理技術(shù)的綜合性業(yè)務應用系統(tǒng)。從系統(tǒng)構(gòu)成的主體類型上可分成監(jiān)控資源、傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)控中心和用戶終端四個組成部分。監(jiān)控資源是系統(tǒng)監(jiān)控信息的來源;傳輸網(wǎng)絡是連接監(jiān)控資源、監(jiān)控中心和用戶終端的媒介;監(jiān)控中心是系統(tǒng)的信息管理和共享平臺;用戶終端是系統(tǒng)的信息服務對象。電子巡考系統(tǒng)總體架構(gòu)如(圖1)所示。

　　監(jiān)控資源

　　具體體現(xiàn)為信息采集前端，既可以是前端設(shè)備，也可以是區(qū)域性監(jiān)控系統(tǒng)。

　　圖像采集主要是各種攝像機、前置傳輸設(shè)備;聲音采集設(shè)備主要指拾音器、揚聲器及其配套前置傳輸設(shè)備。

　　傳輸網(wǎng)絡

　　傳輸網(wǎng)絡可以是專網(wǎng)、公共通信網(wǎng)絡，也可以是專為電子巡考系統(tǒng)建設(shè)的獨立網(wǎng)絡;是建立在通訊設(shè)備之上的IP網(wǎng)絡，該市系統(tǒng)骨干傳輸網(wǎng)絡采用公共通信網(wǎng)絡，各考點系統(tǒng)采用局域網(wǎng)傳輸。主要設(shè)備包括傳輸設(shè)備、音視頻編/解碼設(shè)備。

　　監(jiān)控中心

　　電子巡考系統(tǒng)各級監(jiān)控中心是指由教育考試部門管理和使用的、具有顯示、存儲、報警處理、指揮能力的監(jiān)控中心。監(jiān)控中心分級設(shè)置，依據(jù)行政隸屬關(guān)系及工作相關(guān)性，全國教育考試監(jiān)控中心管理體系主要劃分為五級。在國家級設(shè)置一級監(jiān)控中心，省、直轄市等考試中心設(shè)置二級監(jiān)控中心，市級考試中心或考務部門設(shè)置三級監(jiān)控中心，區(qū)縣級招考辦或考務部分設(shè)置四級監(jiān)控中心，各學校考點監(jiān)控中心設(shè)置五級監(jiān)控中心。

　　監(jiān)控中心主要實現(xiàn)監(jiān)控資源的控制、管理和監(jiān)視等功能，主要在監(jiān)控中心集中實現(xiàn)。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?？刂乒芾淼闹黧w主要包括視頻矩陣、服務器等設(shè)備，以及巡考管理系統(tǒng)軟件平臺。控制管理的對象涉及系統(tǒng)的所有設(shè)備。

　　用戶終端

　　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(shè)備，用戶通過用戶終端設(shè)備實現(xiàn)對監(jiān)控資源的訪問和控制，用戶的行為受到監(jiān)控中心的管理和授權(quán)。

　　國家教育部、省教育廳、當需要調(diào)取、控制相關(guān)的考點的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信息時，可作為特殊權(quán)限及功能的用戶實現(xiàn)。

　　結(jié)語

　　本項目在幾十天工期后，在高考前完成了施工建設(shè)、調(diào)試等所有工作。但是在調(diào)試過程中，個別校園的考場視頻出現(xiàn)了上傳后不流暢、丟幀的現(xiàn)象。對此工程師及時對上級平臺的網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)進行了抓包分析和判斷，對校園的網(wǎng)絡環(huán)境進行了實地勘查和測試。通過逐步的排除，發(fā)現(xiàn)校園網(wǎng)絡由于與辦公公用的原因，導致上傳網(wǎng)絡帶寬不足。最后通過與校園老師的溝通和配合，在校園網(wǎng)絡樞紐處對網(wǎng)絡進行了帶寬的設(shè)置分配和限制，順利的解決了傳輸中出現(xiàn)的問題。在高考期間的檢驗之下，電子巡考系統(tǒng)以高效、實時、穩(wěn)定的傳輸效果，保證了高考考試在“公平、正義”的原則之下圓滿的結(jié)束，出色地完成高考監(jiān)控使命，實現(xiàn)了全考場，全時段的考場情況的監(jiān)控和錄像的存儲，并且得到了用戶的充分認可。

　　(本文作者現(xiàn)任職于天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司)