校园电子考场监控技术的应用

    近年来，在各类考试中考生的违纪舞弊行为越来越多，采用的手段越来越先进，已不仅仅局限于交头接耳、抄袭等简单手段，手机、对讲机、隐形耳机等电子设备成为舞弊利器，光靠单一的监考老师根本就照顾不过来。将现代化的监控设备系统应用到考试过程中，建立以校园网络为基础的数字化、网络化的监控系统，轻松解决监控面积过大、监控点数过多的监控难点。以人防加技防方式对考试全过程进行监控，能够更好的维护考场纪律和考生的自身权益。

    依网而生，无远弗届

    多年来，随着教育投入的加大，校区建设颇见规模。为了解决校区扩张和学生增多带来的管理不便，校园安防系统应运而生。

    校园安防系统，历来以监控系统和报警系统两部分构成。目前视频监控系统正处在从以DVR为核心的结构，向以分布式、数字化、网络化、智能化的转变过程中，以每个视频点为基础。报警系统从一个单独的系统或视频系统辅助部分，向和视频系统一起作为安防系统中两个重要的组成部分，并融合为一个统一整体的方向发展，并且逐渐成为安防系统新的设计标准。

    校园考场安防系统，与普通安防有诸多共通之处，也有很多特点：

    1.监控点分布：单片区域内教室集中，但是数量庞大，要求监控到校区考场每一个角落。

    2.监控面积大：学校的校园面积一般较大，考场分布均匀。要求系统支持多种布线方式，最好可利用现成线路，或允许多个子系统相对独立，方便施工及维护。

    3.监控对象动作隐蔽：由于考场监控对象的特殊性，监控对象的动作变化多端，且极为隐蔽，单纯利用人力作为监控的观测者，无可避免将会引起漏报现象

    4.可取证：要能多角度进行监控、录像，方便发生指控时，主动举证。

    5.监控时间：考试时间全程监视、录像，考卷发放地等特殊地点需要24小时监控。

    6.监控前端：前端采用广角镜头，或者云台自动水平旋转，避免缺漏。

    7.遮蔽自由叠加：能按照特殊要求制作阴影遮蔽，杜绝考题泄露。

    8.可作其它应用：考场安防系统要与学校日常工作相结合，最大限度的发挥作用。比如说VOD点播系统，可以取得极大程度上的方便。

    而像银行、电力、军队等分布式管理的行业，远距离监控是行业管理的必要手段。传统的远距离监控，图像传输一般采用专门光缆或微波进行传递，容易受到地形和线路的限制，且造价极高，一般用户难以接受，因此，不易推广应用。那么如何将远程图像监控和报警联网系统以及宽带多媒体视频服务体系有机的结合起来，做到既可进行远距离的监控、图像传输、联网报警，又具备智能调控、方便的历史资料查询及大数据量保存的功能，且造价合理，能够更加有效的预防、打击犯罪，将安全防范技术提高到一个新的水平，已成为当前技防工作发展的一个方向。随着计算机的普及、应用，网络通讯技术及图像压缩处理技术的快速发展，采用最新的计算机、通讯、图像、编码、解码、存贮处理技术，通过网络线路传输数码图像，可为实现联网报警及远程图像监控提供高效可行且价格低廉的解决方案。

校园安防系统的应用及功能

    1.系统组图

    利用现有的校园网络资源，同时借助校园网络富余光纤进行网络数据传输，实现校园网络视频监控系统的全部功能。方案采用先分散后集中的方式进行实施，即将每座楼作为一个独立分系统，由一套设备管理服务器对全楼进行监控。从而可以灵活从容地利用现有资源，进行单个分系统建设，再建设一个总的监控中心，将楼宇联接成一个整体系统。每幢楼宇的监控系统，既可单独使用，又可以有机的进行组合，实现全方位、全天候的联网监控。

[NextPage]    2.系统组成细节

    a.前端（网络摄像机、服务器）

    为了对每个考场进行全面的监控，可在每个考场安装4台彩色半球摄像机（安装在考场的四个墙角）和1台网络视频服务器，也可以直接选用网络摄像一体机，它采集前端摄像机的视频图像并压缩（可以将视频图像直接存储到本地硬盘上），通过校园网络传输到本幢楼的网络监控中心，并将其存储在网络中的磁盘阵列或者NAS硬盘上。在本级监控中心可以通过电视墙可以轻松的查看各个考场的情况。

    各幢楼层的视频数据，通过校园网构成二级监控中心。通过分层分级操作，有效缓解了因监控点数过多引致的传输压力。上级领导可以不出自己的办公室，通过校园网络就能更够清晰的看到考试现场。由于教室端单独设立监控基点，极大的提升了系统的稳定性、可靠性、灵活性、实用性，从而使系统具有强大的扩展性，只要升级软件，就可以提升整个系统的功能，使整个系统保值升值。

    鉴于考场的特殊性，采用广角镜头，云台需按照预先设置的速度转动，以期监控无盲点、无缺漏。

    校园考场监控主要矛盾体现在较高的带宽需求和现今的网络现状之间，当多路数据通过考点的网络端口进入主干网以供二级中心监看时，无可避免将出现拥挤，一旦有效应用带宽低于实际需求带宽，将产生停顿、花屏。采用单码流视频服务器和DVR时，将无法兼顾本地监看的清晰度和远程传输的低码流，采用双码流视频服务器，则可以解决这个问题。

    b.传输

    数字化校园考场监控首要之责是稳定、实时传输，而校园考场的最大特点就是场地聚集，每一处考场聚集地，往往有数十间考场，每个房间配备4个监控点，监控点总数极为庞大。即使采用H.264编码格式，CIF分辨率，实时传送一路图像（25帧）也需要300K带宽，一个房间就需要1200K，十个房间就需要12M带宽。数据量惊人。

    考场监控往往基于三种网络基础：光纤、专网、ADSL，网络状况差异明显。庞大的数据量一方面可以通过多设分控中心予以解决，一方面则是通过发展低码流技术。比较有效的一个方法是采用双码流编码，配合带IDE硬盘进行本地存储的网络视频服务器，能保证本地高清监看、存储的同时，较低码流在网络上传输。

校园电子考场监控应用

    根据用户在校园考场监控体系结构中所处的物理位置的不同，可以采用以下多种模式，而在大部分应用中，由于系统中存在各种用户，通常是多种模式的结合使用。  

校园电子考场监控应用

    (1)设备服务器单播转发模式

    在这种模式下，用户若想监看某个监控点时，并不是直接连接到NVS接收数据，除了局域网环境，一般情况下NVS的出口带宽很宝贵，如果N个人同时连到NVS监看，则会占用N份出口带宽；而在本模式下，NVS的数据是直接发送到设备服务器的，且每个监控点只会发出一份数据，用户登陆设备服务器，从设备服务器接收设备服务器转发的单播数据，这样不管有多少人实时监看，每个监控点只会占用一份出口带宽；

    (2)设备服务器组播转发模式

    本模式和(1)基本类似，差别在于对于(1)，对于每个监控点，设备服务器需要实现1－N的数据转发（N表示同时在线观看此监控点的用户数），而对于本模式，监控服务器转发1份组播数据，对于和监控服务器在同一个局域网的用户，可以直接接收组播数据，无论有多少用户在监看，监控服务器只转发一份数据。

[NextPage]    (3)NVS本地模式

    对于某个监控点，如果和监控点在同一层次（同一局域网内）的用户在监看，如果还采用(1)或(2)模式，则反而多占用了出口带宽，这个时候用户可以直接连接到NVS接收单播/组播数据，服务器提供权限控制和监控点信息发布。

    c.管理中心

    系统管理部分主要由目录服务器、数据库服务器、设备管理服务器构成，由它来完成统一的用户权限管理、数据分配调度管理等功能。由它统一协调分配用户权限、制定录像存储路径及格式，管理设备服务器及数据库服务器与应用之间的数据转发。系统配置由处于网络中的有权限的系统管理终端来实现。

 校园电子考场监控应用

    3.系统特色及扩展部分

    1.系统平台的出现：将报警系统和监控系统整合，统一调度。早期的校园安防系统模式中，报警系统和监控系统是截然分开的。因为那时视频压缩技术达不到网络传输的要求，报警系统传输协议不支持数字传输系统，并且每个厂商的协议不兼容，采用两个中心软件，分别对报警系统和监控系统进行集中控制。

    现在，越来越多公司拥有强大的开发大型报警系统软件、协议和开发大型监控系统软件的能力，特别是拥有自己的核心通讯控制协议，开发出的集中平台能同时控制多个防区，又能和视频系统任意的联动，同时能自由的切换任意视频并控制输出到电视墙上的显示模式，支持多级电子地图报警显示、报警声音提示、报警视频群组显示功能等。

    朗驰公司的综合平台提供了一个以区域主机组成的进行简单报警信息和视频信息预处理和储存的平台，以虚拟数字矩阵为基础，利用网络集群控制软件集中控制，可以真正满足校园面积大，监控点分散，传输多路防区信息的海量视频传输的要求。

    2.智能化图像分析：基于人眼的实时监测，无可避免会引起漏报。基于图像的智能分析功能能有效的解决这一问题，省时省力且高效方便。

    3.智能终端：在教室内可选择智能终端作为监控主机，在将监控信号上传到校园网的同时,还可以进行VOD点播等日常应用。并且，可将考场学生信息输入，应用简单的识别技术，轻松辨别考生真伪。

    4.集中存储：故往的校园考场系统中，资料分散地存储在各个硬盘录像机的本地硬盘中，对于大规模的监控应用，这种方式存在比较多的弊端。数字化校园考场监控系统中，采用集中集中存储方式，克服上述弊端，可根据现实的具体情况，进行多种存储模式搭配使用。

校园电子考场监控应用

 校园电子考场监控应用

　　对于有些用户的实际情况，无法进行集中存储时，我们也提供了资料信息在中心数据库的集中管理，尽管时间数据文件存放在前端NVS，但数据库记录了所有监控点历史资料的文件描述信息，用户可以统一查询所有监控点的历史资料，当需要点播实际数据文件时，由数据库服务器将用户的点播请求重定向到存放文件的NVS完成流。

    总结

    随着近两年的考场舞弊事件屡次曝光，神圣的考场不再公正，学生不安于学，教师不安于教，严重影响了考试的公平性和学习的积极性。科技，始终与人共同进步。愿高新科学技术的发展和进步，使得更多更好的产品应用于考场监控，杜绝对这片净土的污染和侵蚀，还学生一个公平竞争的环境，还学校一片明朗清新的天空。