張 琭，李 萍，金世平，靖 春

（中國(guó)電信股份有限公司江蘇分公司操作維護(hù)中心 南京210017）

1 引言

為了適應(yīng)我國(guó)各類(lèi)國(guó)家級(jí)和地方政府舉辦的考試，近年來(lái)各級(jí)政府和相關(guān)部門(mén)除對(duì)考卷的擬定和評(píng)判繼續(xù)嚴(yán)格管理以外，對(duì)考場(chǎng)設(shè)置、考試過(guò)程、考點(diǎn)環(huán)境和考場(chǎng)監(jiān)控也不斷加以規(guī)范，以便提高國(guó)考的質(zhì)量和可信度。其中，標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)建設(shè)是進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家教育考試管理，嚴(yán)密防范和嚴(yán)肅查處考場(chǎng)、考試舞弊行為，切實(shí)維護(hù)考試招生的公平、公正、安全和秩序的重要舉措，引起各級(jí)政府的極大關(guān)注。

標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的信息系統(tǒng)建設(shè)，包括監(jiān)控技術(shù)、通信技術(shù)、音視頻技術(shù)和教育考試管理技術(shù)的一套綜合性業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)構(gòu)成大致包括監(jiān)控資源、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心和用戶(hù)終端4個(gè)組成部分。其中，監(jiān)控資源是系統(tǒng)監(jiān)控信息的平臺(tái)，傳輸網(wǎng)絡(luò)是連接監(jiān)控資源、監(jiān)控中心和用戶(hù)終端的媒介，監(jiān)控中心是系統(tǒng)的信息管理和共享核心，用戶(hù)終端是系統(tǒng)的信息服務(wù)對(duì)象。標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)的4個(gè)組成部分分別等同于傳統(tǒng)的區(qū)域視頻監(jiān)控概念上的前端、傳輸/變換、控制/管理、處理/顯示4個(gè)部分。

標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)的建成使用，整合了社會(huì)資源，促進(jìn)了各地教育信息化的發(fā)展，是我國(guó)教育考試技術(shù)領(lǐng)域的重大突破和嚴(yán)格規(guī)范，更是促進(jìn)考試公平公正、維護(hù)考生利益和國(guó)家信譽(yù)的需要?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)在考試領(lǐng)域的廣泛深入使用，改變了傳統(tǒng)的考試管理方法、手段和理念，為我國(guó)建設(shè)教育考試強(qiáng)國(guó)打下了基礎(chǔ)。

2 相關(guān)工作

2.1 需求分析

隨著校園信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)在招生考試管理系統(tǒng)上有了長(zhǎng)足而深遠(yuǎn)的影響。作弊也變得高科技化了，如何利用現(xiàn)代化技術(shù)防范考生作弊現(xiàn)象，讓一切招生考試公平合理化已經(jīng)成為現(xiàn)在眾多高校研究的熱點(diǎn)。如趙文光探索了標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)條件下的考務(wù)管理系統(tǒng)[1]，從而加大防作弊性能，保證考試公平性；徐春生等提出了標(biāo)準(zhǔn)化校級(jí)考場(chǎng)巡查系統(tǒng)[2]，在原有考場(chǎng)的基礎(chǔ)上配備相應(yīng)的網(wǎng)上監(jiān)控系統(tǒng)及相應(yīng)的應(yīng)急防作弊系統(tǒng)，從而保證考試的公平、公正和安全。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)條件下的考務(wù)管理探索已成為眾多高校關(guān)注的熱點(diǎn)[3～5]，并在學(xué)校里投入使用。但是這些學(xué)校自建的標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)及其他相關(guān)信息化系統(tǒng)存在著缺乏統(tǒng)籌考慮、各系統(tǒng)相對(duì)孤立、無(wú)法相互配合、設(shè)備類(lèi)型各不相同、不能實(shí)現(xiàn)相互兼容、學(xué)校之間相互獨(dú)立、不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通等問(wèn)題，因此學(xué)?，F(xiàn)在投入實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)還無(wú)法滿(mǎn)足全省標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息化的需求，需要進(jìn)行統(tǒng)籌考慮、規(guī)劃、設(shè)計(jì)[6～8]。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

結(jié)合學(xué)校及教育部門(mén)的需求，基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要遵循以下原則。

（1）開(kāi)放性及標(biāo)準(zhǔn)化原則

整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和建設(shè)都必須符合教育部門(mén)頒布的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定的要求，符合電信部門(mén)現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些要求和標(biāo)準(zhǔn)包括控制協(xié)議、視頻編解碼、接口協(xié)議、視頻文件格式、傳輸協(xié)議等。這些要求和協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)必須是開(kāi)放的（符合標(biāo)準(zhǔn)或公開(kāi)的），可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通并支持二次開(kāi)發(fā)或功能調(diào)整。

（2）可擴(kuò)展性原則

系統(tǒng)要留有充分的擴(kuò)充余地，能夠方便地實(shí)現(xiàn)與校園監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，有助于教育巡考系統(tǒng)的擴(kuò)展與升級(jí)，能最大程度地保護(hù)用戶(hù)投資。

（3）可靠穩(wěn)定原則

系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)抵御外界干擾的能力及受外界干擾時(shí)的恢復(fù)能力。包括教育巡考、校園監(jiān)控在內(nèi)的功能應(yīng)該在任何情況下，都能夠保證系統(tǒng)完整、安全、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。

（4）兼容性原則

系統(tǒng)內(nèi)部相互兼容，例如教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)可與錄播系統(tǒng)和校園監(jiān)控系統(tǒng)做無(wú)縫連接，形成完整的校園監(jiān)控視頻聯(lián)網(wǎng)；與各校其他系統(tǒng)也能夠兼容，以保證其強(qiáng)大的功能和靈活的應(yīng)用。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該預(yù)先留下靈活的各類(lèi)接口，使系統(tǒng)具有良好的開(kāi)放性。

（5）易操作、管理、維護(hù)原則

系統(tǒng)頂級(jí)安排在省級(jí)教育部門(mén)和教育考試院，終端設(shè)置在各?？紙?chǎng)的教室，使用人員往往不能固定，所以系統(tǒng)需要易操作、易管理、易維護(hù)。

（6）安全性原則

該系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)相比，隱蔽性較差，目標(biāo)明顯，易受攻擊，所以安全性非常重要。

基于當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)建設(shè)的需求并結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中所遵循的原則，本文在標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)的相應(yīng)模塊中，引入相關(guān)動(dòng)態(tài)路由、云存儲(chǔ)、身份認(rèn)證、音視頻流雙向解碼及相應(yīng)的防作弊技術(shù)，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)，從而保證省、市級(jí)考試指揮中心能遠(yuǎn)程查看各學(xué)校考場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻圖像及錄像，省、市、考點(diǎn)學(xué)校通過(guò)召開(kāi)視頻會(huì)議實(shí)現(xiàn)對(duì)考點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的指揮調(diào)度，考點(diǎn)學(xué)校只需部署防作弊系統(tǒng)及身份識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)考場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)杜絕作弊行為，保障考試的公平、公正、安全。

3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能模塊

為了實(shí)現(xiàn)考場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程指揮調(diào)度、作弊防控等功能，基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)包括網(wǎng)上巡查模塊、視頻會(huì)議模塊、應(yīng)用擴(kuò)展模塊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全模塊和顯示模塊，如圖1所示。每一模塊中往往又包含多個(gè)子系統(tǒng)。

圖1 基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)

（1）網(wǎng)上巡查模塊

·巡考監(jiān)控子系統(tǒng)?？紙?chǎng)巡考監(jiān)控系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)的核心系統(tǒng)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，能實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備及系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互控，實(shí)現(xiàn)音視頻及報(bào)警信息的采集、傳輸/轉(zhuǎn)換、顯示/存儲(chǔ)、控制；根據(jù)要求，還需要進(jìn)行身份認(rèn)證和權(quán)限管理，保證信息的安全；應(yīng)能與報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，需要提供與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

·巡考平臺(tái)子系統(tǒng)。巡考平臺(tái)是考場(chǎng)重要的管理系統(tǒng)，它能夠提供所屬各個(gè)考場(chǎng)的視頻監(jiān)控、視頻質(zhì)量診斷、地圖導(dǎo)航、本地存儲(chǔ)及斷點(diǎn)續(xù)傳、視頻下載及回放、錄像完整性查詢(xún)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、資源及行政區(qū)域管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、設(shè)備巡檢、異常自動(dòng)報(bào)警、標(biāo)準(zhǔn)流檢測(cè)、應(yīng)急預(yù)案等功能，滿(mǎn)足不同用戶(hù)在不同需求下的監(jiān)控需求。

·作弊防控系統(tǒng)。為防止以上作弊行為，需要針對(duì)手機(jī)等通信工具的無(wú)線頻率進(jìn)行屏蔽。通常需要對(duì)100～2 500 kHz頻段進(jìn)行全屏蔽，采用無(wú)線信號(hào)屏蔽儀加金屬探測(cè)棒以有效地防止、阻止作弊現(xiàn)象的發(fā)生。

·同步計(jì)時(shí)電波鐘。在省、市、縣（區(qū)）的考試主管部門(mén)、考點(diǎn)、考場(chǎng)各配備一個(gè)電波鐘，用于統(tǒng)一時(shí)間及統(tǒng)一考試指令發(fā)布。電波鐘接收時(shí)碼信號(hào)后，自動(dòng)校準(zhǔn)成標(biāo)準(zhǔn)的北京時(shí)間（由國(guó)家授時(shí)中心發(fā)播標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間而非中央電視臺(tái)時(shí)間），這樣可以解決傳統(tǒng)鐘表需人工校對(duì)時(shí)間的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)時(shí)間同步。

（2）視頻會(huì)議模塊

本模塊是標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)的核心，通過(guò)將其部署在省或市的視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)和視頻指揮系統(tǒng)軟件中，可實(shí)現(xiàn)將前端所有的考場(chǎng)視頻直接在視頻會(huì)議的終端上顯示出來(lái)，以便在有緊急事件發(fā)生時(shí)，可以在全省/市的會(huì)議上對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)顯示，便于主管部門(mén)的指揮和決策。

（3）應(yīng)用擴(kuò)展模塊

由于在標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)系統(tǒng)建設(shè)之前，很多地方已經(jīng)建設(shè)了一些視頻系統(tǒng)或者管理系統(tǒng)。但是這些系統(tǒng)功能不強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)較低，難以聯(lián)網(wǎng)，使用不便，因此設(shè)立了應(yīng)用擴(kuò)展模塊。應(yīng)用擴(kuò)展模塊主要用于和原先視頻會(huì)議系統(tǒng)、巡查系統(tǒng)、校園監(jiān)控系統(tǒng)的融合及錄播擴(kuò)展應(yīng)用的預(yù)留。

（4）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全模塊

標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)，是系統(tǒng)的安全和事件的追溯，為此需要對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以特殊的處理。該模塊包括以下功能。

·網(wǎng)絡(luò)備份：標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)的幾個(gè)主要系統(tǒng)運(yùn)行在教育科研網(wǎng)及各市教育城域網(wǎng)上，為確保教育網(wǎng)接入發(fā)生故障時(shí)不影響考試期間的系統(tǒng)功能，在省、市、縣核心設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入方面，可通過(guò)教育網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)雙接入的方式，確保網(wǎng)絡(luò)的安全備份。

·防火墻：為保證省、市指揮中心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全，在網(wǎng)絡(luò)接入端應(yīng)布置相應(yīng)的防火墻設(shè)備，支持入侵防御（intrusion prevention，IP）功 能、防病毒（antivirus，AV）功能、帶寬（流量）管理功能、上網(wǎng)行為管理功能。

（5）顯示模塊

顯示系統(tǒng)不僅是考點(diǎn)的集中檢測(cè)系統(tǒng)，也是人機(jī)交互的界面系統(tǒng)。其功能包括以下方面。

·圖像拼接。大屏拼接處理器可以驅(qū)動(dòng)由多路輸入組成的一個(gè)統(tǒng)一的虛擬大屏幕顯示系統(tǒng)，用戶(hù)能夠在整個(gè)大屏幕上根據(jù)需要任意選擇和縮放窗口。

·圖像輸出顯示。多路視頻信號(hào)能夠在不占用PCI（peripheral component interconnect，外部部件互連標(biāo)準(zhǔn)）總線的情況下以全幀率、真彩色在大屏上顯示，并且視頻窗口能夠同計(jì)算機(jī)圖形和字符任意移動(dòng)、縮放。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案及關(guān)鍵技術(shù)

4.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，屬于綜合性的、以視頻信息處理和顯示為核心的基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)。

4.1.1 網(wǎng)上巡查系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范的要求，國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)包括監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、通信技術(shù)、音視頻技術(shù)和教育考試管理技術(shù)的一套綜合性業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。從系統(tǒng)應(yīng)用構(gòu)成的主體類(lèi)型上可分成資源監(jiān)控、傳輸網(wǎng)絡(luò)、中心管理和用戶(hù)終端4個(gè)組成部分。規(guī)范要求的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

4.1.2 視頻會(huì)議系統(tǒng)

原有的視頻會(huì)議系統(tǒng)雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)教育部和省視頻會(huì)議到市級(jí)會(huì)議終端的轉(zhuǎn)接，但只是在省部署MCU（multi control unit，多點(diǎn)控制單元），在省、市部署視頻會(huì)議終端，再通過(guò)省級(jí)視頻會(huì)議終端和國(guó)家教育部對(duì)接，所以只實(shí)現(xiàn)了教育部—江蘇省—江蘇省下轄市的視頻會(huì)議功能。而江蘇國(guó)家教育考試標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)規(guī)劃中對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)教育部—江蘇省、13市、84縣、512學(xué)校的視頻會(huì)議系統(tǒng)。因此需要在原有的視頻會(huì)議系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。

（1）對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充建設(shè)

·省級(jí)巡考指揮中心MCU的終端數(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求，需進(jìn)行擴(kuò)容。

·在市級(jí)巡考指揮中心新增MCU，以保證每個(gè)市級(jí)巡考指揮中心自主召開(kāi)視頻會(huì)議的能力，并建設(shè)相應(yīng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)。

·在每個(gè)縣級(jí)巡考指揮中心新增視頻會(huì)議硬件終端，以保證每個(gè)縣級(jí)巡考指揮中心加入視頻的能力，并建設(shè)相應(yīng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)。

·在每個(gè)學(xué)校都增加視頻會(huì)議桌面終端。

（2）視頻會(huì)議與其他系統(tǒng)的融合擴(kuò)充

視頻會(huì)議不能是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，否則會(huì)失去納入巡考系統(tǒng)建設(shè)的意義。

·視頻會(huì)議系統(tǒng)與應(yīng)急平臺(tái)融合：視頻會(huì)議系統(tǒng)需要與應(yīng)急指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成。視頻會(huì)議系統(tǒng)的溝通渠道和視頻都應(yīng)該是應(yīng)急指揮系統(tǒng)的最重要組成部分。

·視頻會(huì)議系統(tǒng)與教育巡考系統(tǒng)融合：可以將教育巡考監(jiān)控中的突發(fā)事件視頻或指定視頻在整個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)中顯示出來(lái)，以實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)商、應(yīng)急指揮和處理功能。

改造后的視頻會(huì)議系統(tǒng)主要由視頻會(huì)議終端設(shè)備、MCU、錄播服務(wù)器及中央統(tǒng)一管理設(shè)備或服務(wù)器等組成。利用各會(huì)場(chǎng)的公共互聯(lián)網(wǎng)承載視頻業(yè)務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)以省主會(huì)場(chǎng)為核心，分別設(shè)立相應(yīng)分會(huì)場(chǎng)，并在MCU上預(yù)留部分今后網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)張的處理能力。

·主會(huì)場(chǎng)配置視頻錄播和流媒體服務(wù)器，能實(shí)現(xiàn)各指定會(huì)場(chǎng)的自動(dòng)錄像，可以從主會(huì)場(chǎng)視頻終端或MCU設(shè)備將視、音頻信號(hào)、數(shù)據(jù)內(nèi)容錄制、存儲(chǔ)下來(lái)供事后檢測(cè)。

·在省級(jí)考試主管機(jī)構(gòu)設(shè)置SDS桌面接入服務(wù)器，部署iViewSuite統(tǒng)一通信管理服務(wù)器，承擔(dān)系統(tǒng)管理、資源管理和性能管理的任務(wù)，執(zhí)行會(huì)議的受理、記錄、預(yù)約、組會(huì)等會(huì)議資源管理，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障管理、配置管理、狀態(tài)監(jiān)控、性能管理等全方位的管理。

圖2 網(wǎng)上巡查系統(tǒng)架構(gòu)

·各市配置視頻會(huì)議終端一臺(tái)和雙流盒設(shè)備，用于發(fā)送/接收視音頻和數(shù)據(jù)信號(hào)。

·MCU可以提供多種會(huì)議管理方式，比如主席模式、語(yǔ)音激勵(lì)模式、自動(dòng)輪詢(xún)等。

4.1.3 作弊防控系統(tǒng)

隨著高科技作弊手段的興起，無(wú)線電作弊對(duì)正常的考試秩序構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，防作弊系統(tǒng)也要不斷升級(jí)。作弊手段主要包括：無(wú)線攝像系統(tǒng)、語(yǔ)音通信系統(tǒng)以及字符通信系統(tǒng)等，當(dāng)前的防作弊技術(shù)主要是單體的無(wú)線電屏蔽。本文在作弊防控子系統(tǒng)中，融入超寬帶射頻技術(shù)。

4.1.4 身份認(rèn)證系統(tǒng)

為防止替考現(xiàn)象以及考生入錯(cuò)考場(chǎng)，在考生入場(chǎng)前各考場(chǎng)對(duì)考生進(jìn)行身份認(rèn)證是必不可少的，也是標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)建設(shè)的重要組成部分。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)

4.2.1 動(dòng)態(tài)路由和SIP信令直傳技術(shù)

系統(tǒng)主要設(shè)備（編解碼設(shè)備）硬件支持SIP（session initiation protocol）。SIP又稱(chēng)會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議，是建立于HTTP之上，基于文本、面向Internet會(huì)議和電話，可以建立、修改或者中止多媒體會(huì)話或者呼叫的協(xié)議。系統(tǒng)通過(guò)SIP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，可直接執(zhí)行相應(yīng)的SIP指令，從而減輕單臺(tái)設(shè)備處理壓力，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、流程運(yùn)行。

同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的指數(shù)增長(zhǎng)使得網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性更加突出，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的頻繁性和不可預(yù)測(cè)性以及網(wǎng)絡(luò)流量的隨機(jī)性和突發(fā)性。傳統(tǒng)的路由算法（距離向量算法和鏈路狀態(tài)算法）已經(jīng)不能適應(yīng)這些情況的需求?；谥悄芩惴ǖ膭?dòng)態(tài)路由算法，在解決擁塞現(xiàn)象和路由振蕩問(wèn)題上，比傳統(tǒng)算法更加有效，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性應(yīng)用的同時(shí)還可以保持網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布的平衡性。

系統(tǒng)采用基于蟻群算法的動(dòng)態(tài)路由算法，利用螞蟻能夠找到蟻穴與食物源之間最短路徑的能力，進(jìn)行路由選擇。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表用信息素表來(lái)代替。用加權(quán)圖G={V,E}表示網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)?，其中，V表示節(jié)點(diǎn)集，E表示鏈路集，不失一般性，假設(shè)在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間至多存在一條鏈路。蟻群算法被用來(lái)尋找圖G中節(jié)點(diǎn)vs到目的節(jié)點(diǎn)vd的最短路徑，每條邊e(i,j)∈E都有一個(gè)信息素變量φi,j，當(dāng)螞蟻訪問(wèn)到該節(jié)點(diǎn)vj∈Ni時(shí)會(huì)修改該變量，節(jié)點(diǎn)vi上的螞蟻用到節(jié)點(diǎn)vj∈Ni上的信息素φi,j來(lái)計(jì)算vj作為下一跳的概率，Ni是節(jié)點(diǎn)的下一跳鄰居節(jié)點(diǎn)的集合。選擇概率用式（1）表示：

其中，α≥1，目的是控制螞蟻的探索行為。

節(jié)點(diǎn)vi的轉(zhuǎn)移概率Pi,j滿(mǎn)足如下限制條件：

在路由發(fā)現(xiàn)期間，螞蟻在經(jīng)過(guò)的路徑上防止恒定數(shù)量的信息素△φi,j。當(dāng)螞蟻從節(jié)點(diǎn)vi移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)vj時(shí)，根據(jù)式（3）改變邊e(vi,vj)上的信息素?cái)?shù)量：

4.2.2 音視頻流的雙向解碼技術(shù)

作為系統(tǒng)的擴(kuò)展，可在監(jiān)控點(diǎn)和各監(jiān)控中心之間實(shí)現(xiàn)音視頻實(shí)時(shí)流的雙向編解碼的功能，為圖像聲音復(fù)核和應(yīng)急指揮（現(xiàn)場(chǎng)視頻會(huì)議）提供手段。

視頻壓縮編解碼標(biāo)準(zhǔn)采用MPEG-4，音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)采用MPEG-LayerⅡ,音視頻復(fù)合流采用Program Stream。SIP網(wǎng)關(guān)或SIP路由器可看作各級(jí)巡查中心的輸入、輸出接口，負(fù)責(zé)和上下級(jí)巡查中心進(jìn)行SIP指令和音/視頻流的交互，巡查系統(tǒng)SIP注冊(cè)中心主要完成SIP注冊(cè)和SIP重定向功能，是巡查系統(tǒng)的核心服務(wù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程客戶(hù)端的跨域（跨中心）視頻呼叫，實(shí)現(xiàn)多級(jí)巡查中心的互通，獲取全省/市/區(qū)縣考場(chǎng)、安保監(jiān)控點(diǎn)信息列表，在遠(yuǎn)程管理平臺(tái)上形成全省/市/區(qū)縣的完整樹(shù)型列表結(jié)構(gòu)。

4.2.3 分布式與中心集中存儲(chǔ)技術(shù)

分布式存儲(chǔ)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用各個(gè)地方機(jī)器上的存儲(chǔ)空間，并將這些分散的存儲(chǔ)資源構(gòu)成一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)設(shè)備，將數(shù)據(jù)分散的存儲(chǔ)在這些設(shè)備中。中心集中存儲(chǔ)是建立一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，把各種信息存入其中，各種功能模塊對(duì)信息庫(kù)進(jìn)行錄入、修改、查詢(xún)、刪除等操作。把本地采集的音視頻數(shù)據(jù)用集中式存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后再將這些已存儲(chǔ)好的數(shù)據(jù)放到云中心存儲(chǔ)以便共享。中心存儲(chǔ)采用RAID5，能夠使系統(tǒng)在硬盤(pán)損壞的情況下正常運(yùn)行。

4.2.4 身份認(rèn)證技術(shù)

為防止替考現(xiàn)象以及考生入錯(cuò)考場(chǎng)，各考場(chǎng)在考生入場(chǎng)前對(duì)考生進(jìn)行身份認(rèn)證是必不可少的，也是標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)建設(shè)的重要組成部分。身份認(rèn)證技術(shù)采用包括二代身份證識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等技術(shù)在內(nèi)的新型生物識(shí)別技術(shù)，在考生入場(chǎng)時(shí)通過(guò)身份證識(shí)別器、高清面部識(shí)別器以及指紋識(shí)別器對(duì)考生的各項(xiàng)信息進(jìn)行采集，并與信息庫(kù)中之前采集的信息進(jìn)行對(duì)比，然后對(duì)考生身份進(jìn)行識(shí)別確認(rèn)，增強(qiáng)身份識(shí)別的安全性，如圖3所示。

圖3 身份認(rèn)證過(guò)程

4.2.5 超寬帶射頻技術(shù)

超寬帶射頻技術(shù)是指允許帶寬在500 MHz以上或信號(hào)帶寬與載頻率之比大于0.2的信號(hào)進(jìn)行通信。利用超寬帶技術(shù)，將通信信號(hào)頻段3.1～10.6 GHz進(jìn)行分割，每個(gè)子帶528 MHz。本系統(tǒng)在作弊防控子系統(tǒng)中，融入超寬帶射頻技術(shù)。將具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別準(zhǔn)確度高、識(shí)別速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)的超寬帶射頻技術(shù)應(yīng)用于防作弊，對(duì)一定帶寬范圍內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行有效攔截，從而對(duì)作弊現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確、有效、及時(shí)阻斷和屏蔽。

5 系統(tǒng)融合、拓展與驗(yàn)證

本系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)可直接接入Internet和中國(guó)教育科研網(wǎng)。在條件不具備的地方，還可以就近接入城域網(wǎng)BRAS/SR/匯聚交換機(jī)，通過(guò)MPLS VPN方式接入教育網(wǎng)。學(xué)校密集的地區(qū)可以考慮設(shè)置教育網(wǎng)接入專(zhuān)用交換機(jī)，直接上聯(lián)到教育網(wǎng)地市核心設(shè)備。系統(tǒng)與現(xiàn)有視頻會(huì)議系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)連通。

還可以將巡考圖像任意選擇輸出到視頻會(huì)議的大屏上。特別是在發(fā)生緊急情況時(shí)，可以召開(kāi)全省范圍的視頻會(huì)議，并在視頻會(huì)議或是巡考視頻實(shí)時(shí)接入，進(jìn)行應(yīng)急指揮，以保證原有的視頻會(huì)議和國(guó)家及省的互聯(lián)互通。這既符合國(guó)家的視頻會(huì)議規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，也保證了視頻會(huì)議的功能完整、技術(shù)先進(jìn)和系統(tǒng)穩(wěn)定，還能滿(mǎn)足國(guó)家教育考試應(yīng)急指揮的業(yè)務(wù)要求。

基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息建設(shè)方案的可行性通過(guò)了論證，方案的內(nèi)容和設(shè)計(jì)符合國(guó)家教育部門(mén)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)建設(shè)的規(guī)范，目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)用到江蘇省標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)建設(shè)中，根據(jù)這一設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)在江蘇省近幾年的高考等多類(lèi)考試中得到了實(shí)際使用和考驗(yàn)，結(jié)果證明系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。截至目前，江蘇省已完成近100個(gè)指揮中心、500多個(gè)考點(diǎn)學(xué)校、超過(guò)15 000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)的建設(shè)，各系統(tǒng)模塊運(yùn)行正常，在高考、成人自考及各類(lèi)專(zhuān)業(yè)化考試中發(fā)揮了重要作用，在確保各類(lèi)考試公平、公正、正常有序地進(jìn)行方面發(fā)揮了一定的作用，受到社會(huì)各界的一致好評(píng)。

現(xiàn)在該系統(tǒng)建設(shè)方案已在全國(guó)范圍內(nèi)推廣，按照國(guó)家教育部要求，各省份均已開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)建設(shè)，為我國(guó)國(guó)家級(jí)考試的公平、公正進(jìn)行提供了嚴(yán)格的考場(chǎng)環(huán)境。

6 結(jié)束語(yǔ)

基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)信息系統(tǒng)建設(shè)，根據(jù)擬定的標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)基本規(guī)范和設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)了業(yè)務(wù)功能模塊和技術(shù)方案以及符合技術(shù)規(guī)范要求的系統(tǒng)總體架構(gòu)和應(yīng)用系統(tǒng)。本文給出了包括網(wǎng)上巡查系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、作弊防控系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)建設(shè)很好地整合了社會(huì)資源，有利于各地區(qū)教育信息化發(fā)展，是我國(guó)教育考試技術(shù)領(lǐng)域的重大突破，更是促進(jìn)了考試的公平、公正以及維護(hù)了考生利益和國(guó)家信譽(yù)，改變了傳統(tǒng)的考試管理方法、手段和理念，為我國(guó)建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)打下良好基礎(chǔ)。

1 趙文光.探索標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)條件下的考務(wù)管理.前沿,2012(7):136～139 Zhao W G.Exploring the management of standardized exam conditions.Frontier,2012(7):136～139

2 徐春生,曹蘭.標(biāo)準(zhǔn)化校級(jí)考場(chǎng)巡查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè).實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2013(12):121～124 Xu C S,Cao L.Design and construction of standardized university-level examination system of inspection.Experimental Technology and Management,2013(12):121～124

3 陳曉霞.標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)條件下的考務(wù)管理探究.課程教育研究,2015(8):250 Chen X X.Examination management to explore the conditions under standardized exam.Course Education Research,2015(8):250

4 劉國(guó)棟.標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)作弊問(wèn)題分析及對(duì)策研究（碩士學(xué)位論文）.呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué),2014 Liu G D.Research on cheating in standardized exam analysis and strategy(master dissertation).Hohhot:Graduate School of Inner Mongolia Normal University,2014

5 陳穎婷,長(zhǎng)檢.借用標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)難上加難 職業(yè)考作弊風(fēng)難絕.上海法治報(bào),2013-10-25 Chen Y T,Chang J.Use of standardized exam cheating is even more difficult occupation of wind.Shanghai Law Journal,2013-10-25

6 國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范JY/T-KS-JS-2007-1.教育部考試中心,2007 National Education Examination Online Inspection System Video Standard Specifications JY/T-KS-JS-2007-1.National Education Examinations Authority,2007

7 國(guó)家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范（第九版）JY/T-KS-JS-2007-1.教育部考試中心,2007 National Education Examination Online Inspection System Video Standard Specifications(Ninth Edition)JY/T-KS-JS-2007-1.National Education Examinations Authority,2007

8 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4943-2001.信息技術(shù)設(shè)備的安全,1995 National standard GB4943-2001.Safety of Information Technology Equipment,1995

9 張為舟.國(guó)家教育考試考務(wù)管理與服務(wù)平臺(tái)介紹.中國(guó)考試,2006(11):15～16 Zhang W Z.Examination management and service platform introduction of national education examination.China Examinations,2006(11):15～16