近年来，考试违纪舞弊行为的隐蔽化，舞弊手段的现代化程度越来越高。考场管理实施教育考试网上巡查成为新时期考务管理工作的需要。建立教育考试网上巡查系统，可以实现多级网上巡查，有效地防范考生作弊行为的发生，也是加快建设全国统一考试规范化考点和规范化考场的重要保障。本文将针对国家网上巡考视频标准技术规划的要求进行讲解，与业内人士共享。

项目背景
    随着我国教育改革的不断深入，电子技术与计算机网络技术的不断发展，招生考试的现代化管理水平也在不断提高。国内一些经济发达的地市根据形势发展的需要，不同程度提出了在省内和区市实现考试管理教育考试网上巡查的目标。

    随着招生考试管理水平的提高，对考场的要求也越来越高。目前，在部分省市，组织普通高考、成人高考、研究生考试时，已经提出考场必须具备教育考试网上巡查系统的要求。相信随着招生考试的规范与发展，教育考试网上巡查系统必将在全国各地考点得到普及。

系统设计原则
·互通性：网上巡查系统内各级监控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《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》的规定；
·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、稳定和通用的技术和设备，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、快速的修复。

应用总体架构
    网上巡查系统（如图1）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应用系统。从系统应用构成的主体类型上可分成监控资源、传输网络、监控中心和用户终端四个组成部分，监控资源是系统监控信息的来源，传输网络是连接监控资源、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服务对象。分别等同传统的区域视频监控系统概念上的前端、传输/变换、控制/管理、处理/显示四个部分。

·监控资源：具体体现为信息采集前端，既可以是前端设备，也可以是区域性监控系统；
·传输网络：传输网络可以是专网、公共通信网络，也可以是专为网上巡查系统建设的独立网络；是建立在通讯设备之上的IP网络；
·监控中心：网上巡查系统各级考务指挥中心是指由教育考试部门管理和使用的、具有显示、存储、报警处理、指挥能力的考务指挥中心；
·用户终端：用户终端包括各级考务工作人员和其他职能部门用户所使用的终端设备，用户通过用户终端设备实现对监控资源的访问和控制，用户的行为受到监控中心的管理和授权。 [nextpage]

SIP网络直联结构
    教育考试网上巡查系统内的设备、系统通过SIP协议互连的网络结构如图2所示。

·基于SIP协议的IP网络：支持《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议的IP网络；
·SIP设备：支持《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议的设备。具体的设备是：前端的视频服务器、客户端、管理服务器等；
·基于其他协议的IP网络：不支持《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议的IP网络；
·SIP网关：能实现《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议与其它协议相互转换的设备。

全网组网结构
    国家教育考试网上巡查系统进行分级设置，依据行政隶属关系及工作相关性，将全国教育考试网上巡查管理体系主要划分为五级（如图3），在国家级设置一级中心，省、直辖市等考试中心设置二级中心，市级考试中心或考务部门设置三级中心，区县校校级招考办或考务部分设置四级中心，各学校考点监控中心设置五级中心。省级考试中心根据本地情况选择教育中心的分级和数量（部分大城市可能需要设置区级监控中心），监控重点在考点级中心。

图3 全国教育考试网上巡查管理体系

[nextpage]考点系统结构
    摄像头采集的视频信号经“视频服务器”数字编码经校园网送入主控室处理并送主控显示或分控显示。云台控制信号经校园网传送到云台解码器，控制云台动作。主控、分控、教室终端用户都可选择教室，配合监控平台实现远程电子监考、网络巡查、网上教学观摩评估等功能。具体见图4。

    考点级教育考试网上巡查系统由考场视音频信号、控制信号采集，数字编码部分，传输部分，控制部分，以及显示和记录部分，远程监控等部分组成。

1、视音频信号、报警信号采集部分
    考场视音频信号采集部分由摄像机（可选配云台、支架）、拾音器组成。选择高性能的摄像机、拾音器，完成高精度视音频信号的采集；视音频信号传输给“视频服务器”。

    另外该终端设有安防报警接口，可连接红外和/或微波安防探头，当有异常情况时，终端可有多种报警方式，如自动向主控室发送报警信号，同时打开镜头进行视频录像；也可自动启动音箱或其他报警设备进行报警。

2、数字编码部分
    “视频服务器”可接收来自摄像头的模拟视频信号和来自拾音器的模拟音频信号，将其数字化MPEG4/MPEG Layer2码流，并通过以太网接口发送到网络上。这些码流可由相应管理软件、画面分割器、媒体转发服务器接收、处理。同时可实现主控室与终端的双向对讲功能。

3、传输部分
    该部分实现视频、音频、报警、数据等信息在校园网络上的有效传递和交换。视频／音频信号采用MPEG4／MPEG Layer2编码，通过“视频服务器”的以太网接口发送到网络上传输；控制信号也通过校园网传输，由管理解码设备接收。整个系统构架在校园网平台上，实现了整个系统全数字的网络传输及控制。

4、控制部分
    整个系统的控制部分主要由监控网管、录像、视频解码设备、媒体转发服务器来完成，实现集中控制、集中管理。[nextpage]

·监考人员只需要在主控制室计算机或等离子显示屏上，就可以完成对考场视音频信号的监控，从而完成教育考试网上巡查功能。对于配置云台和解码器的考场能够灵活控制云镜操作，如镜头的焦距调整，云台的转动（需选配云台及解码器）；
·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；
·同时还可实现对所有设备的管理，如视频服务器、转发服务器、SIP网关、画面分割器的配置、管理等；
·通过授权也可在校园网的任何一台计算机上对考场进行监控。

5、显示和记录部分
    在主控制中心，可通过数字电视墙，以多画面分割器，实现多路分组切换、同时监控，实现集中电子监考；也可由监考小组组长在自己的办公机上实现网络视频监考。在监控的同时随时进行硬盘录像，以硬盘或扩展磁带存储、NAS等存储设备留存资料，以便作为电子监考的凭证和示范教学的素材。

6、远程监控部分
    可将全省、全市、全区（县）的全部或者部分考场连成一个网络，通过授权的各级领导可通过网络对任一考区、任一考点、任一考场的考试情况进行查看。通过多级用户管理机制，真正实现安全稳定的基于公网的电子监考信息查询。这样，也使电子监考数字化、公网访问全市化、信息传输安全化得到完美的体现。

    通过SIP网关、媒体转发服务器完成监控信息的上传和用户认证。

区县、市、省系统结构
    区县、市、省级教育考试网上巡查系统由传输部分、控制部分、显示和记录部分、远程监控部分组成。具体内容与考点级基本相同。

1、传输部分
    整个系统构架在IP网络上平台上，实现了整个系统全数字的网络传输及控制。传输网络可以是专网、公共通信网络，也可以是专为网上巡查系统建设的独立网络；是建立在通讯设备之上的IP网络。

2、控制部分
    整个系统的控制部分主要由监控网管、录像、视频解码设备、媒体转发服务器来完成，实现集中控制、集中管理。

3、显示和记录部分
    在各级控制中心，可通过数字电视墙，以多画面分割器，实现多路分组切换、同时监控，实现集中电子监考；也可由监考小组组长在自己的办公机上实现网络视频监考。在监控的同时随时进行硬盘录像，以硬盘或扩展磁带存储、NAS等存储设备留存资料，以便作为电子监考的凭证和示范教学的素材。

4、远程监控部分
    通过多级用户管理机制，真正实现安全稳定的基于公网的电子监考信息查询。这样，也使电子监考数字化、公网访问全市化、信息传输安全化得到完美的体现。

系统功能
    教育考试网上巡查系统能实现不同设备及系统的直联、互通、直控，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；能与报警系统联动，可扩展提供与其他业务系统的数据接口。

网络远程巡查
    可将全省、全市、全区（县）的全部或者部分考场连成一个网络，通过授权的各级领导可通过网络对任一考区、任一考点、任一考场的考试情况进行查看。[nextpage]

实时音视频流点播
    能按照指定设备、指定通道进行音视频流的实时点播，支持点播音视频流的无级播放、视频帧提取。借助于数字多画面分割器，可以通过网络接收数字监控的数据，并在大屏幕上多画面监视各个教室的实况，支持中文字幕叠加。监视的班级可以自由选择，也可循环切换。

远程控制
    能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；应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。

多种存储方式
    系统能存储下列信息并保持一定时间，可配置专用存储设备备份需要长期保存的信息。系统支持多种存储备份方式：如扩展硬盘阵列、热插拔硬盘、CD-RW刻录盘、服务器、磁带、NAS海量存储等。

·报警发生前后一段时间内的音视频信息；
·监控中心操作员人工指定或通过编程定时指定的现场音视频信息；
·用户操作、设备巡检等系统日志信息。

历史音视频流的检索和回放
    按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史音视频流文件并回放；回放支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、视频帧提取等；支持回放音视频流的无级播放。

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。

视、音频实时数据流的双向编解码
    作为系统的扩展，可在监控点和各监控中心之间实现音视频数据实时流的双向编解码的功能，为图像声音复核和应急指挥（现场视频会议）提供手段。

系统的人机交互
·系统具有直观、友好、简洁的人机交互界面；
·系统具有视频画面分割显示、字幕叠加等处理；
·系统能反映自身的运行情况，对正常、报警和故障状态给出指示。

用户与权限管理
    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、访问数据的权限和使用程序的权限。

网络与设备管理
    对网上巡查系统范围内的系统设备、网络进行管理，收集、监测系统范围内的监控设备、相关服务器的运行情况；对有权限调用访问本级监控中心系统的用户进行监控。对网上巡查系统范围内的监控设备实现时钟同步。

网络信息安全管理
    网上巡查系统具备保证信息安全的各项措施，包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、音视频流信息的防篡改等。符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》。

多种录像模式
    具有任意控制点定时连续录像、手动录像功能，预制录像模版，方便准确。[nextpage]

·手动多路并发录像：可随时手动对硬盘录像参数进行设置，开始录像；
·多路定时自动录像：可分别设置每路录像视音频码流、录像质量，在规定时间段中自动录像，定时启动关闭录像，达到无人值守自动启动监控录像的功能；
·传感器报警录像：此模式一般用于夜间或节假日。平时系统处于休眠状态，当传感器有报警输出时，系统可自动启动录像。

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：
·录像资料提取：可以将一个时间较长的录像文件根据需要将有用途部分进行分割，便于有效利用视频备份空间，便于刻录光盘，或将几个较短有效录像文件合并为一个录像文件便于取证管理，也便于刻录光盘。同时原始资料不被更改，确保史料的真实性；
·录像回放：存储的录像文件，可以随时调出进行回放；
·检索查询：监控数据保存时，可以在数据库中记录录像日期、时间、等各种参数，以备后期的检索和查询；
·图像抓拍打印：可将单帧图像保存为BMP文件，并可随时打印抓拍的图像，以便备份。
系统安全功能
·影像防伪：采用技术领先的实时数据流加密算法，保证存储的文件只能由特定软件打开回放和编辑修改确保资料的真实性、可靠性、权威性；
·密码保护：采取分级授权方式保护系统设置，防止无授权者进入或修改系统。不同级别具有不同的权限；
·系统锁定：可以为系统设定操作员权限。系统在无人操作经过所设置时间后自动锁定，所有操作无效，只能重新登录系统后，才能继续操作；
·加锁功能：录像文件可以加锁，使之保留到规定时间内。

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。

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）、区县校、市、省等考试管理机构进行统一命名编码并保存在数据库中，按照《教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》进行统一命名。

与其它系统的数据接口
    系统提供与其它信息系统的直联接口。

系统应用产品
    网上巡查系统设备主要由前端采集设备、视频编/解码设备、传输设备、视频切换设备、显示设备、存储设备、网络服务器设备、用户终端等组成。

流媒体服务器
    符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》。采用DSP技术实现视音频编码传输；支持4CIF（D1）、CIF传输、编码方式：视频MPEG4编码,音频MPEG Layer2编码，PS流封装；支持TCP/IP协议，支持SIP、RTP、RTCP等网络协议；RS485控制，报警功能。

数字画面分割器
    符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》：数字多画面分割器用于将通过网络传输的数字监控信号进行解码，输出至等离子电视机、显示器、投影机等显示设备，来观看任意考场的数字化监控信号。[nextpage]

SIP网关/媒体转发服务器（二合一）
1、SIP网关部分性能
·能实现《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议与其它协议相互转换的设备；
·支持标准SIP2.0，完成SIP代理功能，信令转发和路由，NAT穿透，设备/用户认证功能。

2、媒体转发部分性能
·多个用户并发访问同一个音视频流资源的情况下，为了减轻视频编码设备的压力和节约网络带宽，通过视频转发模块与视频编码设备建立单路连接，然后采用组播、分发或广播的方式将音视频流转发给用户；
·支持IP、UDP、RTP、RTCP、SIP等网络协议，支持单播、组播；视频转发和路由控制；视频传输优先级控制。

SIP及注册网关/路由、媒体转发服务器
1、SIP网关部分性能
·能实现《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的SIP协议与其它协议相互转换的设备；
·支持标准SIP2.0，完成SIP代理功能，信令转发和路由，NAT穿透，设备/用户认证功能。

2、媒体转发部分性能
·多个用户并发访问同一个音视频流资源的情况下，为了减轻视频编码设备的压力和节约网络带宽，通过视频转发模块与视频编码设备建立单路连接，然后采用组播、分发或广播的方式将音视频流转发给用户；
·支持IP、UDP、RTP、RTCP、SIP等网络协议，支持单播、组播；视频转发和路由控制；视频传输优先级控制。

3、SIP注册部分性能
    SIP用户注册服务，对用户请求认证，SIP URI组管理，SIP URI地址解析，SIP重定向功能。（本文作者杨继伟现任职于北京竞业达集团）