网上巡查高清技术方案设计简述

1、PAGE 2. - . - .可修编-教育考试网上巡查系统建立方案*佳发安泰科技股份2015. - . - .可修编-建立方案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平安、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、效劳体系。因此对于网络运行环境有相当高的要求。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展运行以及与上级平台进展联网，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

2、立的系统运行时，有合法以及权限的用户可能需要通过网络对其系统进展，这时还需要这个独立的外网公网是固定的。比方：213.22.34.236。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效劳器、媒体转发效劳器及巡查指挥中心管理平台、视频指挥效劳器等设备都部署在网中，只有通过网络地址转换，外部网络的计算机才能这些效劳、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到达目的地的过程，以下图详细描述了两个网计算机通讯过程中的地址转换过程。源计算机.1130000源路由器40000目的路由器50000目的计算机6000源.11目的源30

3、000目的50000Data源目的源40000目的50000Data源目的源40000目的60000DataNAT网络地址转换)有三种类型：静态NAT(Static NAT)、动态地址NAT(Pooled NAT)、网络地址端口转换NAPTPortLevel NAT，目前市场面上大局部路由器、防火墙均支持该功能。静态NAT可以将一个外网IP完全分配给网的一台计算机，如果外网IP地址比拟富裕如：省/市巡查中心可以采用这种策略，假设SIP效劳器、转发效劳、管理效劳器网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

4、213.22.34.234、213.22.34.235、213.22.34.236，可做以下静态NAT:效劳器外网IP网IPSIP效劳器转发效劳器管理效劳器如果只有一个外网IP地址则需要用到网络地址端口转换NAPT,NAPT通过IP地址端口去定位部计算机，假设外网IP为213.22.34.234，可做以下NAPT:效劳类型外网IP端口网IP端口端口类型WEB效劳8080TCPSIP效劳99029902UDP国标拉流效劳30000-3100030000-31000UDP视频指挥效劳9000，986898769000，98689876UDP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

5、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。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 中规定的视频压缩格式，CIF格式的图像一路占用的带宽为600K800k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

6、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，则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。网上巡查系统建立方案网上巡查系统建立分成三个局部：监控中心建立，前端教室建立，学校试卷室建立。学校主控室建立主控室设备会聚点放四个大电视，每个电视12个画面。学校平台的所有设备都放置在主控室，这些设备包括三合一效劳器、电视墙效劳器、集中存储效劳器、操作台、机柜等。其系统构造图如下：电视墙

7、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效劳器组成，每台电视墙效劳器有两路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。集中存储效劳器对前端的网络摄像机图像进展集中存储。三合一效劳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展管理和设置。学校考场建立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围示意图，我们在教室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

8、般要选用要采用照射角度为90度的2.8MM的定焦广角镜头。2、在教室安装摄像机时，其高度一般要在2.5米左右，才能将距离摄像机最近的局部进展监控。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前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墙教室前方，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防止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

9、装位置与A墙有窗户一面的墙之间的距离在0.5米以，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防止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，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

10、方向靠近，以便饶过电视机的遮挡。. 室建立标准室一般为分成值班定和试卷存放室两局部，室配置三台定焦广角摄像机由于的图像相比照拟重要，而且室面积一般较小，所在建议采用模式摄像机+流媒体效劳器的方式时行建立，两个摄像机放置在室对室进展全方位的监控。另一个摄像机放置于室值班室，对室的大门及放置于值班室的设备进展环境监控。摄像机采集信号后，通过视频线传输到4路流媒体效劳器上，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室的示意图，物理位置上室应当处于值班室里面，而室除了一道门以外，其它地方都应当是全封闭的。在室的对角线上分别安装一台定焦广角摄像机对整个室进展监

11、控，这样设计保证了室的监控没有死角。同时在室安装一吸顶式报警器，覆盖整个室空间。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效劳器上传到上级中心。将流媒体效劳器和巡查指挥终端等设备都放置于值班室，方便值班人员对设备进展管理操作。这两台设备通过网络与上级中心进展互联互通。流媒体效劳器将摄像机信号进展编码，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。同时在值班室安装一台摄像机，对设备及试卷室的大门进展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。方便领导对室及值班时进展实时监看。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

12、统的特色功能两局部。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；进展身份认证和权限管理，保证信息的平安。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：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。实时监控：可通过电视、监视器、PC客户端等显示所管辖考点所有考场的画面，实现画面分割、分组切换显示、自动循环切换显示等功能。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。检索查询：在中心可实现按学校

13、、设备、考场、日期、时间等参数查询学校端的录像。远程下载：通过网络下载学校端集中存储效劳器存储的考场图像。远程回放：在中心PC上直接播放学校端集中存储效劳器存储的考场图像。并发效劳：多级远程终端同时一个考场时，可以提供多路实时流分发。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、分发效劳器、流媒体体效劳器的添加、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效劳进展分布式管理，实现各自的管理功能。远程用户管理：可按要求添加、删除、修改远程用户。

14、远程用户按树状构造部署以及用户权限设置，各自有自己的远程围，每个远程用户都需要有自己的登录名和密码。平安认证管理：合法设备和远程用户进展注册；并对接入巡查系统的设备、用户等的合法性进展验证。软件狗验证机制：根据我们在巡查系统建立中的经历，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和密码即可。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准确到每个考场。优

15、先级控制：可为远程用户设置优先级，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带宽。SIP域管理：每个下属巡查中心可看作一个SIP子域，如市巡查中心可看作省级巡查中心的子域，学校则可看作市级巡查中心的子域，各个SIP域的管理员可完成自己的相关设置工作。跨域：在省级巡查中心的授权下，各市远程用户可实现平级跨域，如A高校巡查中心可远程监考B高校的考场，B高校巡查中心可远程监考A高校的考场，起到穿插监考试的作用。系统的跨及管理通过IE浏览器输入系统管理员、密码登录到管理平台后，可实现跨级管理功能，如省级巡查中心的系统管理员可对市、区县甚至学校级

16、的巡查系统进展全方位的管理和设置，修改市、区县、学校巡查系统的SIP网关、转发效劳器、流媒体效劳器等的工作参数，管理远程权限等。这样极大的增强了系统的整体可操作性，管理统一，方便快捷。系统的远程设置通过IE浏览器，输入系统管理员密码登陆到管理平台上面，在管理平台上可对前端流媒体效劳器做以下方面的远程设置：a、画面通道标签修改，时间标签设置，以及标签位置的设置。b、压缩参数设备，包括分辩率设置D1或者CIF，码流控制限定码流、可变码流桢率1帧/秒到25帧/秒可选，画质设置1到6级画面可调c、录像方案：通道的录像时间设置，录像类型设置等。d、动态视频检测：通道的动态视频检测设置。e、报警设置：通道

17、报警参数设置，报警类型设置，报警联动设置。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。远程控制通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进展遥控；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。依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。1切换应能通过手动或编程实现，将图像信号在指定的监视器上进展固定或时序显示，也可以进展图像混合、画面分割、字幕叠加等处理；2对所传输的图像信息具有切换、记录、回放、加工和复制等功能；3具有与报警控制器联网的接口，报警发生时能切换出相应部位的摄像机图像，并能

18、进展记录和重放。存储和备份前端监控设备及各级监控中心，均可对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进展。系统应能存储以下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。报警发生前后一段时间的音视频信息。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。各级系统对接收到的巡检信息、报警信息和视音频信息等按照信息的含义和归属进展分类，重要事件的图像可作永久存储，并且提供异地备份。历史图像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图像文件并回放；回放应支持正常播

19、放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓帧等；支持回放图像的无级播放。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，并进展记录；对*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展报警联动接口。系统统一命名规则对系统中的设备、用户进展统一代码；以数字字典的方式将学校考点、区县、市、省等考试管理机构进展统一命名编码并保存在数据库中，省、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

20、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。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。手动多路并发录像：可随时手动对硬盘录像参数进展设置，开场录像。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，到达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局部进展分割，便于有效利用视频备份

21、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，可以随时调出进展回放。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。系统平安影像防伪：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翻开回放和编辑修改，彻底防止其他软件的非法阅读和篡改，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

22、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。多种报警方式硬盘空间提示报警：硬盘录像效劳器主操作界面上显示硬盘资源占用情况。当硬盘剩余空间到达一定数量时，系统会自动报警提示进展相应操作。报警时剩余空间的大小可根据需要进展设定。视频丧失报警：录像过程中视频信号丧失时，系统自动向主控室报警，从而防止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。一旦在教室围出现异常情况，系统自动启动并向主控室报警。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

23、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。网上巡查系统特色功能全网时间同步下级系统自动同上级中心时间同步，全省围系统所有关键设备都具有统一的时间标准，确保全省录像的时间准确统一。建立巡考系统的目的就是为了取证，每个监控图像在录像存储的时候都会在录像画面上标上有时间，日期等水印标签。监控图像上的时间、日期在取证时就显得尤其重要如监控图像上的时间与现实时间不一致时，图像也就失去了取证的价值。然而作为一个大型的巡查系统，设备都是分散布置在各个地方的，常规的做法就是要求对每个设备进展时间设置，力求所有设备的系统时间与现实时间一致。这是一

24、项相当困难的工作在就出现过因为监控图像时间比现实时间相差4个小时，而无法举证。本方案中网关路由、转发、中心三合一效劳器具有统一系统时间的功能，当所有设备注册到效劳器管理平台上时，这些注册设备就会自动调整为效劳器管理平台的系统时间。只要管理平台的时间正确了，系统所有设备的时间都是正确一致的。这就使得系统所有监控图像的时间保持正确，方便对历史数据的查询或者取证。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

25、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，以最少的投资到达最大的效果。用户完全可以将高考监控系统的建立与学校的教学和网络系统建立结合起来，高考时保证考试的顺利进展，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：每年进展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，对考试期间的数据平安性和性也有严格的要求。为确保各种考试，特别是高考的正常有序地进展，教育考试网上巡查系统必须解决：考卷的性和平安性问题；巡查数据的性和平安性问题。我们的系统采用软件与硬件相结合的方式，提供了平安可靠的手段，可以防止非法入侵，杜绝考场信息的

26、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，进展变焦或转动操作，将会在远端用户进展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展相应的操作，比方：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、权限、接入设备等在管理中心预先进展注册登记。考试时，用户只有使用在管理平台上注册过的USB软件狗才能接入教育考试网上巡查系统，通过网络获取考场图像，进展实时监控。这种软硬结合的方式极增强了考试

27、期间图像数据传输、获取的平安性和性，所有非法用户将会无一例外地被屏蔽在网络之外。每一个室都被要求安装监控摄像头，高考试卷的抵达、存放、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展教学活动的录像摄制、制作和播放。特别是在进展示教学和观摩教学的时候，把优秀师资的授课过程进展全程录像，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