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教育考试网上巡查系统——建设方案成都佳发安泰科技股份有限公司2015教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~1~第一章建设方案1.1平台网络环境要求教育考试网上巡查指挥系统作为一个全国性质的联网系统，它主要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，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。因此对于网络运行环境有相当高的要求。1.1.1独立外网IP教育考试网上巡查指挥系统都需要作为一个独立的平台进行运行以及与上级平台进行联网，所以每个平台都需要一个独立的外网（公网）IP地址。当每级的教育考试网上巡查指挥系统作为一个独立的系统运行时，有合法帐号以及权限的用户可能需要通过网络对其系统进行访问，这时还需要这个独立的外网（公网）是固定的。比如：213.22.34.236。1.1.2路由器端口映射通常情况下教育考试网上巡查指挥系统中所用的SIP服务器、媒体转发服务器及巡查指挥中心管理平台、视频指挥服务器等设备都部署在内网中，只有通过网络地址转换，外部网络的计算机才能访问这些服务、网上巡查指挥系统才能正常工作。广义上的网络地址转换是指路由器修改IP包的IP地址和端口使之能够正确达到目的地的过程，下图详细描述了两个内网计算机通讯过程中的地址转换过程。源计算机10.0.1.1130000源路由器222.1.1.940000目的路由器222.1.3.1850000目的计算机192.0.1.106000源10.0.1.11目的222.1.3.18源30000目的50000Data源222.1.1.9目的222.1.3.18源40000目的50000Data源222.1.1.9目的192.0.1.10源40000目的60000Data教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~2~NAT（网络地址转换)有三种类型：静态NAT(StaticNAT)、动态地址NAT(PooledNAT)、网络地址端口转换NAPT（Port－LevelNAT），目前市场面上大部分路由器、防火墙均支持该功能。静态NAT可以将一个外网IP完全分配给内网的一台计算机，如果外网IP地址比较富裕（如：省/市巡查中心）可以采用这种策略，假设SIP服务器、转发服务、管理服务器内网IP地址分别为：192.168.1.100、192.168.1.101、192、192.168.1.102，可用的外网IP地址分别为213.22.34.234、213.22.34.235、213.22.34.236，可做下列静态NAT:服务器外网IP内网IPSIP服务器213.22.34.234192.168.1.101转发服务器213.22.34.235192.168.1.102管理服务器213.22.34.236192.168.1.103如果只有一个外网IP地址则需要用到网络地址端口转换（NAPT）,NAPT通过IP地址端口去定位内部计算机，假设外网IP为213.22.34.234，可做下列NAPT:1.1.1不同网络互联不同网络运营商之间的网络问题：由于目前中国网络存储电信、联通、教育网等等不同的运营商，这些运营商之间的网络互联会极大的影响网络质量，尤其是电信、联通与教育网之间的网络联接相当差。所以建议上下级间尽量选用同一运营商的网络，以保证上下级网络能够运行畅通。1.1.2各级网络带宽要求符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》中规定的视频压缩格式，CIF格式的图像一路占用的带宽为600K~800k左右，存储一路一小时250M左右；D1格式的图像一路占用的带宽为1.2M左右，而存储一路一小时500M左服务类型外网IP端口内网IP端口端口类型WEB服务213.22.34.23480192.168.1.10180TCPSIP服务213.22.34.2349902192.168.1.1029902UDP国标拉流服务213.22.34.23430000-31000192.168.1.10330000-31000UDP视频指挥服务213.22.34.2349000，9868~9876192.168.1.1049000，9868~9876UDP教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~3~右；720P图像一路占用的带宽为2M左右，而存储一路一小时1000M左右。下面是各级网上巡查系统网络带宽的具体要求（在此需要考虑网络带宽的实际利用率，以及稳定性，一般带宽的实际利用率一般只有50%左右。如：30M的带宽实际带宽可能只有15M）：学校：以同时传送四路图像为例，那么每个学校的上传带宽为：720P：2M*4=8M；学校上传四路720P格式图像，带宽需要至少为8M学校多是上传图像为主。所以学校的带宽以上传为标准，一般一个学校有20M的带宽来传送巡查系统的图像就可以了。1.2网上巡查系统建设方案网上巡查系统建设分成三个部分：监控中心建设，前端教室建设，学校试卷保密室建设。1.2.1学校主控室建设主控室（设备汇聚点）内放四个大电视，每个电视12个画面。学校平台的所有设备都放置在主控室内，这些设备包括三合一服务器、电视墙服务器、集中存储服务器、操作台、机柜等。其系统结构图如下：教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~4~电视墙由4台42寸的液晶电视机组成，每个屏最大可显示16路D1或者9路720P或者4路1080P画面。解码设备由两台电视墙服务器组成，每台电视墙服务器有两路HDMI（或者DVI）输出接口。核心交换机采用1000M三层交换机，满足大流量网络数据传输。集中存储服务器对前端的网络摄像机图像进行集中存储。三合一服务器完成与上级平台之间的互联互通，同时对本系统的所有设备进行管理和设置。1.2.2学校考场建设每个考场需要安装一台720P的定焦广角高清摄像机和一台拾音器。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：1、要无死角监控整个教室，一般要选用要采用照射角度为90度的2.8MM教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~5~的定焦广角镜头。2、在教室内安装摄像机时，其高度一般要在2.5米左右，才能将距离摄像机最近的部分进行监控。3、摄像机安装时不能正对强光（即不能正对教室窗户），安装在讲台或者教室后方靠近窗户一则就可以（即前后位置都可以安装，只要镜头不正对教室的窗户即可），其示摄像机安装方式有两种。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：教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~6~一般安装在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。教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技有限公司~7~1.2.3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教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~8~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。1.3各系统主要功能系统功能分为一般网上巡查系统功能和我公司的网上巡查系统的特色功能两部分。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：1)国家标准连网：配置符合国家标准规定的SIP及视频流接口。可实现上至国家级巡查中心，下至市级、区县级或学校巡查中心的连网。2)实时监控：可通过电视、监视器、PC客户端等显示所管辖考点内所有考场的画面，实现画面分割、分组切换显示、自动循环切换显示等功能。3)网络存储：可按照预先设计好的存储策略在中心自动或手动存储考场图像。4)检索查询：在中心可实现按学校、设备、考场、日期、时间等参数查询学校端的录像。5)远程下载：通过网络下载学校端集中存储服务器存储的考场图像。6)远程回放：在中心PC上直接播放学校端集中存储服务器存储的考场图像。7)并发服务：多级远程终端同时访问一个考场时，可以提供多路实时流分发。8)灵活的管理模式：巡查系统管理中心有两种管理模式，一种模式是集中管理，集中管理由中心管理员统一完成远程用户、SIP路由器、分发服务器、流媒体体服务器的添加、删除、修改、维护等工作。另一种模式是分布式管理，各下属巡查中心系统管理员使用远程虚拟控制台，利用上级巡查中心的系统管理功能和服务进行分布式管理，实现各自的管理功能。教育考试网上巡查指挥系统成都佳发安泰科技股份有限公司~9~9)远程用户管理：可按要求添加、删除、修改远程用户。远程用户按树状结构部署以及用户权限设置，各自有自己的远程访问范围，每个远程用户都需要有自己的登录名和密码。10)安全认证管理：合法设备和远程用户进行注册；并对接入巡查系统的设备、用户等的合法性进行验证。11)软件狗验证机制：根据我们在巡查系统建设中的经验，在中心增加考试模式的选项。这个选项只在重要考试期间启用。启用后所有远程用户要登录和访问本系统都必须使用软件狗。每个软件狗都有唯一序号，中心数据库会记录这些用户的远程操作。非考试期间远程用户可以不需要软件狗，只需正确输入自己的合法帐号和访问密码即可。12)权限管理：远程用户权限包括实时图像查看、历史图像查看、云台镜头控制、录像的启停等，对一级的用户这些权限设置可精确到每个考场。13)优先级控制：可为远程用户设置访问优先级，当两个远程用户同时控制一个前端设备时级别高的用户可抢占控制权，当网络带宽有限时级别高的用户将优先使用