按照教育部颁布的《国家教育考试标准化考点规范(暂行)》、《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范(2017版)》(以下简称2017巡查规范)和《国家教育考试网上巡查系统技术保障规范》等规范,建立标准化考场,其内容包括:
本项目将初中90间标准教室、高中150间标准教室、24间合班教室建设为标准化考场,系统部署在高中部174间教室,初中部90间教室,教室前后各布置一台摄像机,初中部安装180支摄像枪,其他区域安装24支摄像枪;高中部安装348支摄像枪,其他区域安装100支摄像枪;共安装652支摄像枪。配置网上巡查高清系统、身份认证系统、作弊防控系统及广播系统和定压备份。
网上巡查系统建设分成两个部分:前端教室建设,学校试卷保密室建设。
2.1.1学校考场建设
每个考场需要安装一台不低于1080P的定焦广角高清摄像机。在教室内安装的巡查系统的摄像机一般要求能将整个教室无死角的监控,以及参照《摄像机照射范围示意图》,我们在教室内安装摄像机要注意以下几个方面:
方式一:安装在C墙(教室后方),其示意图如下:
一般安装在C墙(教室后面),靠近A墙(即窗户)一则,让摄像机镜头对着教室前门一则(避免摄像机镜头正对强光源(窗户)),其摄像机安装高度要求在2.5米以上,镜头在2.8mm以下(即摄像机镜头≤2.8mm)。当考试的时候要求学生全部转向后面坐,即面对摄像机头。
建议摄像机安装位置与A墙(有窗户一面的墙)之间的距离在0.5米以内,因为当摄像机距离A墙越远时,其形成的夹角就越大,反之则夹角越小(接近90℃)
方式二:将摄像机安装在D墙(即讲台一方),其示意图如下:
一般安装在D墙(即讲台一方),靠近A墙(窗户)一则,让摄像机镜头对着教室后门一则(避免摄像机镜头正对强光源(窗户)),其摄像机安装高度要求在2.5米以上,镜头在2.8mm以下(即摄像机镜头≤2.8mm)。当考试的时候学生按上课时候正面讲台而坐,即面对摄像机头。
建议摄像机安装位置与则墙(有窗户一面的墙)之间的距离在0.5米以内,因为当摄像机距离A墙越远时,其形成的夹角就越大,反之则夹角越小(接近90℃)
如果在教室讲台一方学校已经安装了电视,则可将摄像机向教室中线方向靠近,以便饶过电视机的遮挡。
2.1.2保密室建设
标准保密室一般为分成值班定和试卷存放室两部分,保密室配置三台定焦广角摄像机(由于保密的图像相对比较重要,而且保密室面积一般较小,所在建议采用模式摄像机+流媒体服务器的方式时行建设),两个摄像机放置在保密室内对保密室进行全方位的监控。另一个摄像机放置于保密室值班室内,对保密室的大门及放置于值班室内的设备进行环境监控。摄像机采集信号后,通过视频线传输到4路流媒体服务器上,完成图像编码及存储,并实现本地存储及图像数据的上传。其组成示意图如下
上图是一个标准试卷保密室的示意图,物理位置上保密室应当处于值班室里面,而保密室除了一道门以外,其它地方都应当是全封闭的。
在保密室内的对角线上分别安装一台定焦广角摄像机对整个保密室进行监控,这样设计保证了保密室内的监控没有死角。
同时在保密室内安装一吸顶式报警器,覆盖整个保密室空间。当有人非法进入时产生报警提示,同时将报警信号通过流媒体服务器上传到上级中心。
将流媒体服务器和巡查指挥终端等设备都放置于值班室内,方便值班人员对设备进行管理操作。这两台设备通过网络与上级中心进行互联互通。流媒体服务器将摄像机信号进行编码,存储及上传到上级中心;巡查指挥终端与上级中心实现双向语音通话,实现应急指挥功能。同时在值班室内安装一台摄像机,对设备及试卷保密室的大门进行监控(调整摄像机角度,使其不会监视到值班人员休息用的床)。方便领导对保密室及值班时进行实时监看。
2.1.3各系统主要功能
2.1.3.1网上巡查系统一般功能
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。其主要有以下功能:
2.1.3.2系统的跨及管理
2.1.3.3系统的远程设置
通过IE浏览器,输入系统管理员帐号密码登陆到管理平台上面,在管理平台上可对前端流媒体服务器做以下方面的远程设置:
对前端设备的集中统一的设置、管理,为系统应付各种情况提供了最大的方便。
2.1.3.4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。
2.1.3.5存储和备份,略
2.1.3.6历史图像的检索和回放
2.1.3.7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。
2.1.3.8系统统一命名规则
对系统中的设备、用户进行统一代码;以数字字典的方式将学校(考点)、区县、市等考试管理机构进行统一命名编码并保存在数据库中,市、区县校等编码由国家教育考试中心来定义并发放给各级考试管理机构及学校。学校编码由上级考试管理机构来根据教育部考试中心规定来定义,并逐级上传直至到达教育部考试中心。统一命名规则采用DNS的方式,所有的资源采用分级命名,联合定位的方式。
2.1.3.9多种录像模式
2.1.3.10录像后期处理
系统具有强大的录像后期处理能力,便于录像资料的利用。
2.1.3.11系统安全
2.1.3.12多种报警方式
硬盘空间提示报警:硬盘录像服务器主操作界面上显示硬盘资源占用情况。当硬盘剩余空间达到一定数量时,系统会自动报警提示进行相应操作。报警时剩余空间的大小可根据需要进行设定。
视频丢失报警:录像过程中视频信号丢失时,系统自动向主控室报警,从而避免故障发生时系统不知导致录像资料不完整。
传感器检测报警:可支持采用传感器的触发方式,保证稳定可靠的安防报警。一旦在教室范围内出现异常情况,系统自动启动并向主控室报警。
2.1.3.13与其他系统的接口
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。
2.1.4网上巡查系统特色功能
2.1.4.2两种工作模式
教育考试网上巡查系统不同于普通的视频监控系统。它有着自己的特殊要求,需要一些特殊的功能。充分了解和考察了这些需求之后,我们将教育考试网上巡查系统赋予两种工作模式:考试工作模式和普通工作模式。其中考试工作模式为教育系统所独有;而普通工作模式又具备极强的多媒体应用的功能。
一网多用,多网合一,以最少的投资达到最大的效果。用户完全可以将高考监控系统的建设与学校的教学和网络系统建设结合起来,高考时保证考试的顺利进行,而平时大量地应用于多媒体教学中,充分发挥设备的作用。
考试工作模式:
每年进行的全国性的高等教育入学考试和各种不同的职业考试、资格考试等,对考场的纪律有着严格的要求,对考试期间的数据安全性和保密性也有严格的要求。
为确保各种考试,特别是高考的正常有序地进行,教育考试网上巡查系统必须解决:
我们的系统采用软件与硬件相结合的方式,提供了安全可靠的手段,可以防止非法入侵,杜绝考场信息的外泄。
在考试工作模式下,有相应权限的远程用户如果要控制前端的摄像机,进行变焦或转动操作,将会在远端用户进行操作时发出声音和图像的告警信息,提示学校巡查中心的值班人员。学校巡查中心的值班人员此时可以进行相应的操作,比如:拉远镜头,防止试卷清晰地出现在监控画面上;强行断掉远程控制的网络接入功能等等。这样就能有效地防止考试期间试题的外泄。另外,在考试工作模式下,远程用户必须首先通过严格的注册流程,将自己的合法帐号、权限、接入设备等在管理中心预先进行注册登记。考试时,用户只有使用在管理平台上注册过的账号才能接入教育考试网上巡查系统,通过网络获取考场图像,进行实时监控。这种软硬结合的方式极大地增强了考试期间图像数据传输、获取的安全性和保密性,所有非法用户将会无一例外地被屏蔽在网络之外。
每一个保密室都被要求安装监控摄像头,高考试卷的抵达、存放、开封及发放等都处于严密的监控之下。尽可能杜绝中途泄密的情况发生。
普通工作模式:
众所周知,学校担负着繁重的日常教学任务。我们这套教育考试网上巡查系统充分考虑和兼顾了学校的教学活动,使系统既适用于考试巡查又能为教学提供方便直观的多媒体教学平台。
首先,在普通工作模式下,凡拥有合法帐号的远程用户都可以通过网络获取教室的实时图像,便于学校各级领导掌握师生的上课和学习情况。
其次,学校可以使用教育考试网上巡查系统进行教学活动的录像摄制、制作和播放。特别是在进行示范教学和观摩教学的时候,把优秀师资的授课过程进行全程录像,广泛使用。这样势必大大提高学校师资的整体水平,大大提高学校的教学质量。
实现多媒体教学方式有多种,或者通过在每个教师计算机上安装的客户端软件从流媒体服务器上获取示范教师的视音频图像在自己的教室进行教学;或者采集示范教师的视音频图像并入学校闭路电视系统进行校内广播。我们曾经在重庆完成过类似的项目。
2.1.4.3考前:考试信息智能设置
2.1.4.4考中:实时监考
2.1.4.5考后:巡查数据智能下载
2.1.4.6支持混合接入
高清流媒体服务器可支持HDCVI高清摄像机、普通标清模拟摄像机、网络IPC摄像机等摄像机接入。并且可根据接入的摄像机类型自动匹配其接入类型,同时自动匹配编码格式(720P、1080P)。
2.1.4.7图像3D定位
在监控中心的球机显示画面上,可以通过鼠标点击画面某处,画面自动对改处进行放大,或者以鼠标向上画框时,图像以画框位置为中心进行放大,当鼠标向下画框时,图像以画位置为中心进行缩小。解决了传统的方向键控制云台时定位慢,定位不准确等弊端。极大的将球机控制直观化,简单化。
2.1.4.8断点续传
前端网络摄像机支持SD卡存储,当前端摄像机配置有SD卡存储时,集中存储服务器支持前端网络摄像机断点续传,即当网络出故障时,集中存储服务器会自动将没有进行存储的图像从前端摄像机的SD卡上调出来进行存储。
2.2.1人证核验信息采集核验
由学校端对学生的人脸、身份证信息进行采集。考生人脸识别验证,确认是本人操作。采集其身份证信息后,通过人脸识别对人脸特征信息进行管理维护,包括导入、导出考生人脸识别特征考生、查询等操作,核验是否是本人,实现人证核验,确保该考生填报信息与个人身份证信息一致。
2.2.2指纹信息采集
由学校端对学生的指纹信息进行采集。报名通过指纹采集设备采集考生的指纹信息,用户考试前验证考生是否本人。其过程适用于标准化考场的检验,防止替考。
2.2.3相片信息采集
2.3.1防作弊现状概述
随着社会的不断发展,科学技术水平的不断提高,无线通讯科技开始从无到有,从军用走向民用,并在社会中不断普及。这无疑为我们的生产、生活提供了许多的便利。但是任何技术的发展都是一把双刃剑,它能够带来便利的同时,也能带来危害,在一些别有用心的人手中,无线通讯信技术开始成为考试作弊的一大利器。在早些年,当手机开始普及时,考生运用手机作弊的现象也开始发生。针对这样的作弊手段我们通过行政管理手段的施与(很多考试不允许考生携带手机,否则视作弊处理),使得手机作弊行为几乎淘汰。同时我们通过手机屏蔽仪类设备采用干扰手机通信频段的方式给予了手机作弊致命以打击,在手机作弊防控方面起到了显著的成效。
然而利用无线电作弊与反作弊的较量才拉开序幕,无线电作弊的新技术、新的非法设备却发展迅猛,现在的无线电作弊方式已经从手机作弊转变为运用非手机频段通信的专业作弊设备作弊,通过我们的调查中了解到,现如今已知的作弊工具中,较为普遍的都是黄豆般大小的隐形耳机,甚至是米粒般大小的米粒耳机,其次是各种各样的数传显示作弊设备,如眼镜、手表、橡皮擦或者文具盒等各种伪装的数字接受装置,在整个无线电作弊活动,各种各样的专业作弊设备成为了作弊活动的核心。由于这些专业的作弊设备都是采用非手机频段进行通信,然而现在许多基层学校使用的无线电屏蔽设备、技术还停留在手机信号屏蔽的基础上,根本不能对采用专业作弊设备作弊产生丝毫的防控效果。
虽然国家和省级无线电管理机构也加大了设备的投入,但由于其价格昂贵、数量较少,只能覆盖少数标准化考点。同时,由于其需要专业技术人员人工操作,只能依靠专业经验实现对语音信号的人工监听及判断,而对于猝发式的数传信号很难依靠人工发现且无法实现内容还原。因此比起实际所需仍存在很大的差距。
如今不法团伙猖狂运用专业作弊设备进行团伙化和跨区域作弊正在严重危害国家教育考试的公平性和广大考生的合法权益,产生了恶劣的社会影响。一套相较于传统被动式扫频技术的行之有效的专业无线电作弊反制技术和解决方案成为教育考试行业最迫切的需求。
2.3.2防作弊系统部署
系统部署采用最灵活的分布式部署方式。分布式系统中的侦测子系统和阻断子系统位于不同的位置上,侦测设备每个考点部署一台,屏蔽终端是在每一个标准考场里进行安置。
例如,侦测设备安装于考点内监考办公室或者教室顶楼,用于采集整个考点的无线信号,屏蔽终端则安装于每一个考场内,阻断信号的作用范围覆盖该考场。一个侦测设备可以通过网络为多个屏蔽终端提供实时的信号服务,为其提供作弊信号的特征信息。侦测设备和屏蔽终端之间的通过LAN即可实现连接,系统部署实例如下图所示:
2.3.3防作弊系统功能
2.3.3.1侦测系统功能及实现
2.3.3.2侦测系统形态
侦测系统主要包括配备侦测天线的高科技作弊侦测服务器实现。高科技作弊侦测服务器为无显示无人值守遥控设备,可实现7x24小时智能作弊信号实时侦测和分析。可通过平台实现对前端高科技作弊侦测服务器设备的智能引导和控制,并实现对各种作弊信号的解调、分析和取证。
高科技作弊侦测服务器与学校级作弊防控服务器采用LAN的方式连接。对高科技作弊侦测服务器的所有设置均在学校级作弊防控服务器上的管理平台上完成。操作简单,便于维护。
2.3.3.3侦测系统功能
1、背景信号学习和黑白名单库
高科技作弊侦测服务器能在70MHz-1GHz频率范围内自动进行频谱扫描,能将考前合法的背景信号通过侦测扫描和外部导入等多种方式进行背景信号的学习和存储,建立具有地域性和时域性的背景信号库,并存于白名单库;另外,可以通过平台集中下发等方式将可疑频点加入到黑名单库中,这些都保证了在考试期间能快速高效地发现可疑信号、快速阻断黑名单库中和所发现的疑似作弊的信号。
2、信号特征分析和显示
对无线信号进行包括频率、带宽、功率、时长、调制方式等信号特征的分析,并能实时进行存储、传输和显示,这些信号特征将不仅仅实时指导阻断子系统的阻断工作,而且有利于后期对作弊活动的分析提供有效的数据支撑。
3、智能引导技术
实时侦测周围可疑信号,对已发现可疑信号进行智能分析,并对可疑信号的调制方式,功率,带宽等特征信息进行提取,通过先进的分析技术进行实时分析,并对屏蔽终端进行有针对性的策略引导阻断。
4、可疑信号内容还原取证
2.3.3.4阻断系统功能及实现
2.3.3.5阻断系统形态
高科技屏蔽终端基于嵌入式系统结构的设计,采用考场常态化外观设计和部署。设备通过LAN与侦测设备、作弊防控服务器管理平台相连。设备运行中支持无人值守工作模式,无需大量具体操作和维护,对用户操作基本无要求。
2.3.3.6阻断系统功能
1、信号全频阻断
高科技屏蔽终端支持在70MHz-2700MHz频率范围内进行信号阻断。70MHz-1GHz由侦测设备引导,阻断市面上已有的无线电作弊器材(隐形耳机,橡皮擦,手表等),同时设备在通电状态下立刻能阻断国内三大运营商制式手机(3G、4G、5G)和蓝牙、WIFI设备。
2、瞄准式信号阻断
高科技屏蔽终端从侦测设备实时获取考试期间的可疑信号频点,采用瞄准式的阻断方式,根据获取的作弊信号特征生成最优的阻断信号并进行高效快速地释放,轻松实现无遗漏阻断。
3、智能功控技术成就绿色阻断
智能功控技术的采用在70MHz-1000MHz频段上,实现对阻断信号的锁定阻断,实现更加高效的特征定频阻断。敌有我有,敌无我无,敌强我强,敌弱我弱的阻断策略,彻底摆脱传统的全频段信号屏蔽仪的盲目阻断方式,阻断效率比传统的全频段信号屏蔽仪的效率高出数百倍,而无线信号辐射量不到传统的全频段信号屏蔽仪的百分之一。
4、多路信号同时阻断
系统可同时对多路作弊信号进行同时阻断。
2.3.3.7阻断模式
屏蔽终端采用瞄准式阻断模式,与侦测服务器配合使用,接收阻断指令和信号特征信息,产生并释放70MHz-1000MHz频段中任意一个无线电阻断信号,对作用范围内的多路无线电作弊信号实施阻断,同时向管理中心发送管理及状态信息。
根据国家考试中心对听力考试系统的要求,新增广播系统需增加定压广播系统以满足实际中考听力考试需要,所以本次对听力考试系统提出建设,建设一套新型的智能听力考试广播系统,以适应考试听力考试的需求。要求本广播系统能大限度的提供保障。
(1)系统基于IP网络,遵循TCP/IP协议:一线多用,充分利用校园网络资源,避免重复架设线路,有以太网接口的地方就可以接数字广播终端,真正做到网络播放、计算机网络的多网合一。
(2)教室数字IP终端机采用具有模拟备份广播切换输入接口的终端,用户可配置中/高考模拟广播备份系统,当网络广播出现故障时,可自动切换到模拟系统进行广播,音箱仍然利用IP网络广播系统的音箱,无需再布置,教室IP网络终端机提供模拟广播输入接口,无论终端机处于工作,关闭关态,系统将自动切换到模拟广播输入状态,以保证系统正常工作。
出于系统数据安全及管理维护方面考虑,本项目标准考场系统主要采用集中部署的方式来实现数据的储存。
2.5.1存储要求
图像存储设备满足采用H.264/H.265视频编码格式进行图像存储,并可存储音频数据,实现音频同步存储。
具有足够的扩展空间,存储的关键图像数据应能保证1080P或以上的图像分辨率。
在同一管理平台下,须实现对所有存储软硬件资源的配置及查询,系统性能的实时监视,系统设备的故障报警监视、故障诊断及定位分析、报警日志的创建及维护等。
2.5.2存储方案设计
2.5.2.1设计原则,略
2.5.2.2存储策略及容量设计
在有关规定的基础上,各学校可根据自身的存储需求制订存储策略,以节省存储空间,从而节省投资。高清单路图像1天存储量:4Mb/s×3600×24/1024/8=42.19GB
按照存储90天进行存储阵列容量设计,高清单路存储容量:42.19GB×90=3797.1GB,
根据荣昌区黄金坡新区高中考场监控总体监控点位数量设计,总共监控点位数量652路(高中部份:448路;初中部分:204路),总容量为:
652×3797.1/1024=2417.68TB.(其中高中部:1664.23TB;初中部:753.45TB。)
由于硬盘实际损耗,因此总体考虑20%的硬盘冗余,总有效容量设计为2417.68TB×1.2=2901.216TB(其中高中部:1997.076TB;初中部:904.14TB。)。采用6TB的硬盘,共需484块6TB的硬盘,设计采用16盘位的存储阵列,每台存储阵列预留1个RAID盘位,共需33台16盘位的存储阵列,按满配计算,共528块6TB的硬盘,完全满足本项目存储需求并预留了部分冗余。