1、学校巡查系统平台建设方案网络摄像机教育考试网上巡查指挥系统通用建设方案 成都佳发安泰科技有限公司2012-6-25第一章 公司简介成都佳发安泰科技有限公司是一家长期从事大型视频多媒体网络的研发和建设的大型企业,在组建大型视频网络平台上有着很深厚的底蕴和丰富的经验。同时是唯一一家提供最完整的教育考试网上巡查系统及数字化校园视频解决方案的供应商。自创建以来，我公司秉承“科技领先，服务市场，诚信待人，追求完美”的宗旨，倡导“产品就是人品”的经营理念，在选人方面始终坚持“赛马而不相马”的选人理念，雄厚的技术力量、丰富的行业经验、良好的信誉、稳定可靠的产品和一流的售后服务，将带给您崭新的数字化感受。“国
2、家教育考试考务管理与服务平台”的建设以来，我公司一直致力于为推动中国教育事业的发展做出了不懈的努力和取得了骄人的业绩：1) 2004年我公司考场远程监控系统首次成功的应用于重庆招生办公室的招生自考高考期间实现了对重庆20多个区县、30多所学校、2000多个考场的远程巡查。试点效果得到教育部领导和相关部门的一致好评。2) 2005年我公司基于中心管理的大型远程多媒体监控系统成为四川省公安厅向四川省经济贸易委员会首家重点推荐的2005年重点扶持项目。3) 2006年我公司的基于中间件技术的安全防范信息系统集成平台入选中国安全防范产品行业协会为公安部城市报警与监控系统“3111”工程建设推荐的优秀安
3、防产品。4) 2006年我公司独家成功完成了国家考试中心巡考系统的试点工作。并获得“国家教育部考试中心”的认可函。同时,也是入围教育部网上巡考系统厂商中唯一一家参加了2006年试点工作的厂家。5) 2007年我公司 是获得教育部网上巡考系统测试入围的设备供货商，公司产品已在全国范围内推广; 其中:重庆、吉林、贵州、湖南、云南、湖北等地先后选用我公司研制的省级巡查平台，是07年省级平台使用最多的一家。产品性能和效果得到了各级教育系统相关领导和部门的好评。并获得了湖南省教育厅颁发的感谢函。6) 2008在河北、辽宁、陕西、安徽、山东、广东、广西等13个省及下属机构均选用了我公司研制的巡查系统产品。
4、目前，我公司已经参与了全国上千个考点学校的建设，数万个学校考场采用了我公司的电子巡考产品，7) 到目前为止全国启动20多个省份中，其中湖南、吉林、贵州、重庆、云南、湖北、广西、河北、河南、青海、新疆、广东、甘肃等13个省份中省级平台的建设选用我们成都佳发公司产品。随着我公司在省级平台上取得的成功建设业绩以及高考巡考系统建设项目的逐渐铺开，我公司以精湛的技术，以敬业诚信和吃苦耐劳的精神，相继顺利地完成了包括：重庆市、杭州市、银川市、贵阳市、武汉市、大连市、西宁市、呼和浩特市、长沙市、昆明市、武汉市、珠海市、郑州市、青岛市、济宁市等市级平台的建设工作，其技术指标和实际效果得到了国家相关部门的充分肯
5、定和一致好评。8) 2010年我公司参与了济宁市级巡考平台的建设工作，在有限的资金预算下，在山东省第一个实现了本市所有考点考场全部上传的地市，在2010年度的山东省考务平台建设总结会上得到了省考试院的表彰。2011年我公司参与了青岛市考务平台的升级改造，在青岛市原有监控系统的基础上，我公司通过重新编写程序，对原有老设备进行升级改造，经过转码等系统工作，使之全部接入了国家教育考试网上巡查系统，得到了用户的一致好评。我公司历来重视企业的品牌形象，重视客户服务质量。并且通过了ISO9001质量管理体系认证，承诺向用户提供完善的产品质量跟踪、技术支持和维护升级等一系列售后服务。高可靠、高品质的产品源自
6、于公司标准化的研发和生产体系；公司的活力和生机来源于完善的管理制度和科学的组织结构。第二章 教育考试巡查指挥平台简介第一章 第二章 二.1 概述“国家教育考试考务管理与服务平台”是教育部考试中心“十一五”事业发展规划的重点建设项目， 平台建设是利用数据通讯技术、网络技术、数据库技术、视频技术、系统工程、管理技术等高科技手段，在全国范围内分批建立全方位发挥作用的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的国家教育考试指挥、管理、监控、服务体系。平台共有七大功能，即：网上巡查、应急指挥、考务综合管理、视频会议、考生服务功能、网上考试和诚信档案等。教育考试巡查指挥系统集成了“国家教育考试考务管理与服务平
7、台”七大功能中网上巡查、视频会议和应急指挥三大功能，并将不断完善逐步实现“国家教育考试考务管理于服务平台”的其它功能。二.2 平台建设的基本框架根据目前教育考试管理体制、管理模式和教育部规划，“国家教育考试考务管理与服务平台”分为国家级、省级、市级、县（区）级、考点等五级“教育考试考务指挥中心”来建设。 国家教育考试网上巡查指挥系统的分级模型如下： 图1 网上巡查指挥系统的分级模型教育考试网上巡查指挥中心泛指国家各级考试主管部门为了实现远程巡查、视频会议和应急指挥而建立的起来的符合国家标准的实际系统，一般来说，一个完整的巡查指挥中心包括下列模块（服务）和设备：sip服务器、媒体分发服务器、视频
8、指挥服务器、巡查指挥管理平台服务器、视频指挥服务器、网络存储服务器、网络数字矩阵、网上巡查流媒体服务器、存储点播服务器、视频指挥终端等设备。教育考试网上巡查指挥系统结构根据行政管辖及网络状况做如下划分：国家级中心（一级中心）省级巡查指挥中心（二级中心）市级巡查指挥中心（三级中心）区、校县级巡查指挥中心（四级中心）- - 学校级巡查指挥中心（五级中心）按照国家行政级别划分，教育网上巡查指挥系统是一个五级网络。但在某些直辖市或省份，省市两级中心可合并为一级，成为一个四级网络，另外某些省份，省市区三级中心合并为一级，成为一个三级网络，最多五级，最少三级。无论怎样划分，总中心、分中心、节点的总体网络架
9、构不会改变，按照行政级别划分逐级管理的基本结构不会改变。二.3 平台建设的基本原则平台建设必须统筹规划，统一标准，即坚持全国、全省统一管理规定、统一功能要求、统一信息技术标准。平台建设采用“分级建设、分级管理”的模式，市、县（区）、考点各级可自行建立管理。平台的软硬件设备购置等，要严格按照和遵循国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范 相关技术指标，坚持规范安全，保质保量原则。 互通性网上巡查指挥系统内各级巡查指挥中心之间能够有效地进行通信和共享数据。 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。 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
10、件具有升级能力。 规范性控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合国际、国家相关标准和规范 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。 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。 可靠性采用成熟、稳定、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。 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，应能得到及时有效、快速的修复。二.4 平台建设通用技术标准系统建设的技术标准包括但不限于下列标
11、准和规范： MOE/Z 2007 国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范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
12、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/T 1171-2001 IP网络技术要求-网络性能参数与指标RFC 3261 SIP：会话初始协议 RFC 2327 SDP: Session Description Protocol 会话描述协议ISO/IEC-13818-1 (2000 edition) MPE
13、G音视频封装标准ISO/IEC-14496-2 MPEG4视频编码标准ISO/IEC-11172-3 MPEG 音频编码标准二.5 先进的平台组建技术软件平台是网上巡查指挥系统的核心。各种考试网上巡查指挥的功能要求的实现，各类多媒体应用软件的开发与应用都必须基于这个平台。可以说，应用软件平台决定了网上巡查指挥系统的成败。我们开发的网上巡查指挥系统，是一个通用基础平台，为软件设计和开发提供有效的导向和依据，可大幅度地提升软件系统的开发、发布和维护的效率及质量，降低开发、使用和维护成本,提高应用软件的可靠性，是用户价值提升的手段，当然也是提高公司核心竞争力的重要技术手段。为全面满足各种考试网上巡查
14、指挥的功能要求，打造一流的系统，我们构建的系统采用了一系列先进的技术，主要包括：二.5.1 采用了先进的SIP协议SIP称为会话初始协议（Session Initiation Protocol），是专门为IP网络设计的多媒体会话协议，它的结构简单并具有良好的可扩展性，可用来建立、改变和终止基于IP网络的用户间的呼叫，是IP网络上实现IP电话、视频会议等多媒体应用的控制协议，是NGN（下一代网络）的核心协议之一，而且SIP协议已经被3GPP工作组定义为第三代移动通信系统的信令协议以提供IP多媒体服务。越来越得到业界的重视。在巡查系统中采用SIP协议使得系统的可扩展性、开放性、健壮性、安全性得到了
15、极大提高。可扩展性：采用分布式呼叫中心，降低了核心网络服务器压力，呼叫处理容量可以无限制扩展，便于组建各类基于IP的大型系统。开放性：定义了一系列标准接口，方便各类终端的接入，便于实现视频产品生产的标准化系统健壮性：SIP作为多媒体通信协议已经非常成熟，已经大量用于IP电话、视频会议、3G业务、流媒体服务等，是目前最稳定可靠的会话协议。安全性：SIP协议定义了一系列完善的安全认证机制，包括SIP路由间的注册认证，SIP UA和SIP路由间的注册认证，从而使系统的安全性得到保障。SIP协议在网上巡查系统的的应用，保证了系统的先进性和未来的可持续发展。是本系统最主要的技术亮点之一。二.5.2 构建
16、了媒体转发服务器大型视频网络通常采用树状结构，系统由不同级别的多个节点组成，每个节点是一个独立的视频网络系统，在国家教育考试网上巡查系统中包括国家级节点、省级节点、市级节点、区县级节点、学校级节点，转发服务器可看作是每级节点的视频输入/输出接口，是连接不同节点的桥梁，采用转发服务器带来的好处包括：1） 系统易于扩展：利用转发服务器可规范各个节点的视频输入/输出接口，系统设计更加规范，便于组建大型网络。2） 节约网络带宽：在跨节点访问时，上级接点的多个客户端可能访问下属节点的同一路视频源，这时利用的转发服务器则只需向上级传输一路视频信号，就可实现多个客户端同时查看同一个画面。3） 节约IP资源：
17、通常情况要实现外网访问必须为每一个流媒体服务器分配一个外网IP,显然这样做会浪费大量的IP资源，也不现实，因此必须采用转发服务器作为桥梁实现外网的访问。4） 高效的并发服务：流媒体服务器大都采用嵌入试设备，其CPU和网络处理能力有限，又要完成大量的视频压缩、存储、预览等工作，因此提供的并发服务能力有限，利用转门的转发服务设备可大大提高视频并发服务的能力，进一步提高系统的扩展能力。5） 提高系统兼容性：在转发服务器上配备软转码模块或二次编码模块实现视频编码的标准化，为实现老系统的改造打下基础。二.5.3 系统支持虚拟管理中心的构建为了增加系统的灵活性，适当减少系统造价，系统支持虚拟管理中心的构建
18、。虚拟管理中心不需要配备管理服务器，只要有普通的PC机和浏览器软件就能实现授权之内的所有监控和管理功能。1对于较低级别的网上巡查中心，使用普通的PC机进入网络，连接上级的管理服务器即可实现监控控制功能。降低了基层管理中心构建系统的费用。2具备管理权限的领导和相关人员可在网络覆盖的任何地方进行设置、管理、监控。方便了领导和相关人员操作与使用。二.5.4 模块化组建结构网上巡查系统采用模块化组件的结构。模块化组件也称之为软件构件化（Software Component）。这种技术的出现彻底改变了软件生产方式，从根本上提高软件生产的效率和质量，提高开发大型软件系统的成功率。同时也为用户提供了量身定做
19、、灵活配置、便于扩展的最佳选择。采用模块化组件的结构搭建的网上巡查集成系统的特点是：系统构建方便、系统配置灵活、系统可靠性高。二.5.5 多种产品满足不同需求我公司的教育考试网上巡查系统产品支持多种模式特别是目前最流行的两种模式的巡查系统的构建。这就是基于流媒体服务器的巡查系统和基于视频服务器的巡查系统。二.5.5.1 基于流媒体服务器的系统此方案是采用116路CIF 或D1流媒体服务器构造的系统。方案完全符合教育考试网上巡查的各项要求，巡查中心电视墙的监看效果非常好。方案的特点是：考点的摄像机通过视频电缆直接连接到学校巡查中心的流媒体服务器。音视频信号经流媒体服务器编码后存储、录像。用户既可
20、在电视墙上监看，也可同时在流媒体服务器上进行监控。流媒体服务器具有编码和存储双重功能，可以实现音视频数据的本地编码和存储。二.5.5.2 基于网络摄像机的系统此方案是采用前端采用网络摄像机的学校级巡查中心系统。方案满足教育考试网上巡查的要求。通常要配置客户端计算机才能进行监看。若集中存储，应配备学校级存储主机。巡查中心的实时监看效果受视频服务器和网络传输的影响，受客户端计算机性能的影响。这种系统的特点是：考点的摄像机音视频信号经就地编码后通过网络传入学校巡查中心进行存储、录像。用户可在本地通过客户端进行监控。系统的特点是：前段采用网络进行数据传输，其布线和施工相对简单。二.5.6 转发干线协议
21、转发干线协议是指在巡查系统中转发服务器与转发服务器之间建立一个双向视频传输通道。其特点中：1、实现最底层巡查系统（学校级巡查系统）不需要外网IP(或NAT映射)就可实现和上级巡查系统的对接。2、优化了远程历史数据远程处理，快、慢放、拖动、下载等。二.5.7 新老兼容节约用户资源我们开发的网上巡查系统支持将已建、在建和新建的系统整合成资源共享、统一调度的系统。支持模拟、数字或模数结合等方式的网上巡查系统的整合与操控。支持不同厂商的监控设备之间的互联互通。为达到这一目的，系统采用了媒体网关的核心技术。利用这个技术，我们可以整合诸多不同厂商、不同类型的监控巡查系统，构造出一个统一、规范、实用、高效的
22、新系统。二.5.8 全面支持各类TCP/IP网络系统的运行基于全球通用的TCP/IP协议, 超越传统，沟通无限, 无论您在世界任何地方，只要您能够以足够的网络带宽接入互联网，您就可以流畅地观察现场情况。系统支持各类运行在TCP/IP协议上的网络系统：1局域网和广域网；2电路交换、报文交换和分组交换网；3双绞线、同轴电缆、光纤及无线网；4PSTN、ISDN、X.25、XDSL、DDN、ATM、帧中继、光纤、微波、无线扩频、GSM及VAST等多种网络。二.5.9 优化架构促进可持续发展为紧跟技术进步和时代发展的步伐，提出适应NGN（Next Generation Networking下一代网络）,
23、采用支持IMS体系结构的设计。众所周知，NGN是一个基于IP的全新通信网络，可以承载语音、数据、多媒体等种类丰富的业务。它是建立在单一的包交换网络基础上，应用软交换技术、各种应用服务器及媒体网关技术建立起来的一种分布式的、电信级的、端到端的统一网络。NGN汇聚了固定、移动、宽带等多种网络，致力于和PSTN(公共交换电话网)及移动网的完美互通。同时，NGN提供了一个开放式的体系架构，便于新业务的快速开发和部署。NGN不光是三网融合的网络，更是业务融合的网络，它以软交换为核心，提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，提供丰富业务的下一代网络。IMS(IP Multimedia
24、 Subsystem, IP多媒体子系统)是3GPP组织制定的3G网络核心技术标准，目前已被ITUT和ETSI（欧洲电信标准化委员会）认可，是下一代网络(NGN)的核心技术, 也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式,它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。IMS体系结构利用软交换技术，实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离， 在弹性、低成本地提供丰富种类的服务上具有优势。IMS应用能完全满足现代企业办公环境下多媒体融合的需求，从单纯的VoIP到多媒体通信(语音、视频、即时消息)乃至全面的IP商务群、话务台、移动办公、统一信箱、呼叫
25、中心、会议及办公协同、办公软件、互联网浏览器集成等丰富功能。我们目前开发的系统已经支持下一代网络的IMS架构。这为网上巡查系统未来业务的扩展和系统的升级以及往后的更新换代提供可靠的保证。技术之树长青，将永远满足应用的需要。二.5.10 数据高可靠性加密作为扩展选项,可采用DES和RSA算法对所有通过网络传输的音视频数据进行实时加密,配合其他多种安全措施有效地保证网络传输数据的安全性和整个系统的安全性。第三章 教育考试巡查指挥平台结构及功能三.1 系统组成框图目前，各级考试院、招办和学校基本上都是建立了一套网上巡查系统和视频会议系统以及考务管理等系统，这些系统基本上都是单独运行，单独管理的。我公
26、司首家推出了教育考试网上巡查指挥系统。它包括了最基本的网上巡查子系统、视频会议子系统及应急指挥子系统。将这些子系统都在同一平台下进行运行。其教育考试巡查指挥平台组成如下图所示：我公司产品充分满足教育考试行业要求的多级级联和公网多用户并发要求。通过系统级联方案，实现千人公网同时指挥在线，通过公网多用户并发方案降低了用户租用宽带的费用。同时我公司在行业内首个实现了“壹=1+1”的解决方案，即一套佳发科技网上巡查指挥平台可以完美解决标准化考点的网上巡查和音视频指挥（含视频会议和应急指挥）两套系统的需求。同时，该网上巡查指挥系统具有良好的系统兼容性和扩展性，可以方便地从现有佳发网上巡查系统地基础上扩展
27、实现。由上图可见教育考试网上巡查指挥系统由一系列后台服务、设备接入接口、电视墙系统（解码设备）和用户终端组成。整个系统采用模块化的组件设计，包含了网上巡查系统、视频会议系统以及应急指挥系统等三大功能。用户可以根据自己的实际需求选择相应模块组成网上巡查系统、视频会议系统或者应急指挥系统。 三.2 系统优势 针对教育行业的业务不断完善，用户的需求不断升级，我公司在业内首个开发出了第二代“网上巡查指挥系统”，包含了目前用户最为关注的网上巡查系统、视频指挥系统（视频会议和应急指挥），在一个平台下完成整个系统的控制、管理等。整个系统可概括为“三个统一，两个用户、一个智能”。三.2.1 基础功能1) 系统
28、应实现国家教育考试网上巡查指挥系统最基本的功能包括：实时监控、历史图像的检索和回放、前端硬盘存储、具有RAID双重数据同步备份、支持环通输出、HDMI输出和支持输出多种输出方式、支持eSATA接口、MPEG-4 视频编码、Program Stream 系统流封装、支持 IP、UDP、RTP、RTCP、SIP 等网络协议、多种录像模式、录像后期处理、报警联动、云台控制、跨级管理、智能IP端口映射技术、远程控制、系统安全等。三.2.2 统一平台系统需在统一平台上同时解决标准化考点对网上巡查、双向音视频指挥和考务工作综合管理的需求，并充分满足“国家教育考试考务管理与服务平台”的五级级联架构和公网多用
29、户并发要求，要求围绕统一平台、实现多种功能应用的建设目标开展建设和规划。三.2.3 统一管理要求整个系统都由巡查指挥管理平台服务器进行统一管理：包括SIP网关服务器、媒体转发服务器、音视频巡查指挥服务器、音视频巡查指挥终端、编码设备、解码设备等以及各级系统用户的帐号、权限等、和用户权限分配等都由巡查指挥管理服务器统一设置，方便设备集中管理、减轻工作人员的操作负担，节约人力及物力。 三.2.4 统一录制系统必须能对巡查图像与音视频指挥图像同时统一录制，便于实时再现以前的音视频指挥过程，且系统必须使用专用播放器才能够进行历史数据的回放以保证录像数据的安全性。三.2.5 应急指挥巡查指挥系统需提供多
30、个子系统达到应急指挥的目的，真正实现“能看见巡查图像的地方就可以实现指挥”，并且为以后的教育考务功能提供扩展预留接口。（1）指令推送系统指令推送系统是指上级能过短信/邮件/电子传真等方式向下级传达指令，召开会议，或者通知几点开会，点名等。也可以通过音视频巡查指挥系统主动由上级对下级的巡查指挥终端进行远程的零等待唤起，通过语音或者文字进行指令下达。 对某些重要资料及文件的集中管理和下发，由系统统一进行管理，记录在何时向何地发送了什么文件等。 也可以通过语音指令同步与广播等方式向下传达命令等。 （2）保密室值守系统保密室是整个系统中相当重要的一个环节，通过保密室值守系统我们可以了解到保密室值班人员
31、情况，有没有人值班等，通过保密室巡更系统不定时的抽测当前时刻保密室值班人员是否在保密室现场。 对保密室入侵检测报警联动，当保密室有入侵报警时候，通过短信、电子邮件等方式通知相差领导和值班人员到达现场，同时在本级或者上级中心的监控电视墙上显示出当前保密室的监控图像，以便值班人员处理报警情况。 对保密室人员信息跟踪记录，生成电子文档等信息保存到服务器上。便于领导对保密室人员的值班工作情况进行了解和跟踪。三.2.6 考务综合管理（1） 逐级信息汇报系统系统应实现多级架构（学校区县市级省级）逐级信息汇报体系,由下级向上级汇报考试相关业务信息，并通过智能信息分析/处理后，提交给上级用户，信息汇报系统应包括考生报名，考点设置，考卷分发，考后统计等等业务流程中的各种业务数据，并通过信息化和智能化技术减轻各级用户的业务工作量，提升工作效率。（2） 分级控制由于在实际的教育考试业务中，不同的行政单位，比如学校，保密室，招办等等，在教育考试业务中也扮演了不同的角色，因此系统应对所用接入系统的用户所属组别的不同自动对其进行分级权限控制，不同权限级别的用户登入系统，将自用拥有相应的权限并使用相应的功能（3） 考前预案事先设定好的考生科目、时间，系统应支持自动修改通道标签、自动配置录像计划，利用系统自动化和智能化，减少工作人员的工作量，将人为的出错率降到最低。（4） 考后备案系统必
