中国电信股份有限公司宝鸡分公司客户解决方案部 陕西宝鸡 721000
[摘 要]遵照国家教育考试网上巡查系统指导性标准，介绍宝鸡市国家教育考试网上巡查系统架构及组成、音视频传输原理，提出宝鸡市国家教育考试网上巡查系统两种网上巡查应用方式。
[关键词] 国家教育考试网上巡查系统；系统架构；SIP协议；网上巡查应用。
[Abstract]according to the guiding standard of the national education examination online inspection system, this paper introduces the structure and composition of the national education examination online inspection system in Baoji City, and the principle of audio and video transmission, and puts forward two online inspection application modes of the national education examination online inspection system in Baoji City.
[Key words]national education examination online inspection system; system architecture; SIP protocol; online inspection application.
0引 言
为提高国家教育考试的管理效能，给国家教育考试的安全运行以充分的技术保证，结合视频编码技术新变化及成熟网络高清图像技术，解决原有的网上巡查系统图像看不清、看不全，无法取证等问题，教育部考试中心提出对已经建成的“国家教育考试网上巡查系统”进行高清升级，实现考试过程和保密室的巡查指挥视频高清化，构建成为全国性的国家教育考试网上巡查高清系统，并制订发布了《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范（2017版）》。
遵照《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范（2017版）》，各地先后开始国家教育考试网上巡查系统建设及升级工作，宝鸡地区于2019年启动各县区国家教育考试网上巡查系统建设及升级项目，项目符合《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范（2017版）》规定的通用技术规范及管理规范，通过标准的SIP架构可实现对教育考试的全局统一指挥、全程分级管理、全域实时巡查。
1系统架构与音视频传输原理
1.1系统架构
遵照全国教育考试考务指挥中心管理体系五级架构，宝鸡市国家教育考试网上巡查系统设计三、四、五级中心。三级中心设置在宝鸡市考试管理中心，为市级考务指挥中心，集中管理全市四、五级中心，向一、二级中心共享下辖考点图像、声音采集及报警设备等监控资源；四级中心设置在宝鸡市九县三区考试管理中心，为区县级考务指挥中心，集中管理本县区五级中心，向三级中心共享下辖考点图像、声音采集及报警设备等监控资源；五级中心设置在县区各学校考点，为校级考务指挥中心，集中管理本校各考场图像、声音采集及报警设备等监控资源，向四级中心共享考点图像、声音采集及报警设备等监控资源。
宝鸡市国家教育考试网上巡查系统系统组成如下：
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图1 宝鸡市国家教育考试网上巡查系统系统组成
1.2音视频传输原理
宝鸡市国家教育考试网上巡查系统在实现网络设备、系统内部授权用户之间的视频/音频/数据传输时以SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）协议进行会话（Session）控制，采用RTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）/RTCP（Real-time Transport Control Protocol实时传输控制协议）传输音视频流。
SIP是IETF（The Internet Engineering Task Force）发布的一个基于IPV4/IPV6的应用层协议，工作在网络层、传输层之上，是一个基础，和IETF的RTP/RTCP协议一起工作，提供音视频网上巡查服务。RTP采用PS(ProgramStream)、TS（TransportStream）提供端到端（end-to-end）的音视频单播/组播传输，需profilespecificationdocument和payloadformatspecificationdocument文档伴随，通过RTCP的补充进行大规模单播/组播控制和PS、TS流识别，实现宝鸡市国家教育考试网上巡查系统巡查功能。音视频PS、TS流采用不同的RTP会话传输，对每个传输，都规划两组端口传送RTP音视频数据和RTCP控制信息，端口规划如下：
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图2 宝鸡市国家教育考试网上巡查系统巡查音视频的传输
2网上巡查应用
2.1管理平台巡查
宝鸡市国家教育考试网上巡查系统在宝鸡市、九县三区考管中心及各校级考点构建网上巡查系统管理平台，网上巡查系统管理平台选型杭州恒生数字设备科技有限公司、成都佳发安泰教育科技股份有限公司、北京竞业达数码科技股份有限公司等主流国家教育考试网上巡查系统制造厂商系统，建立在系统协议层服务的基础上，支持IP、UDP、RTP、RTCP、SIP等网络协议；提供单播/组播、音视频转发和路由控制、音视频传输优先级控制、多级转发、带宽自适应等能力，兼容现有系统，可与一、二级中心无缝对接。
网上巡查系统管理平台均配置提供获取区域视频源列表、实时视频预览、本地录像、抓拍、PTZ控制、矩阵上墙管理、矩阵预览控制、录像回放及下载等功能的专业巡查软件。巡查软件使用应用层音视频流管理子层实现实时音视频流无极播放、音视频帧提取、双向解码、历史音视频流检索回放、IPcam控制、存储和备份、告警联动、字幕叠加、画面分割等应用；应用层系统管理子层则负责对网上巡查系统的用户和权限管理、设备管理及安全认证。巡查软件采用GUI（GraphicalUserInterface）设计，使音视频数据传输和控制更高效、巡查操作和管理更便捷、界面显示和反馈人性化。
2.2授权终端巡查
在宝鸡市国家教育考试网上巡查系统应用层系统管理子层授权后，可使用得到授权的SIP终端如PC、智能终端，在接入宝鸡市国家教育考试网上巡查系统后，经SIP会话由SIP MESSAGE方法进行教育考试网上巡查。
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图3 SIP会话过程
授权终端巡查实例：
SIP/2.0 100 Trying
Via:sip/2.0/UDP ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy
Call-ID:camera1.ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy@ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy
From: <sip:6102033******@ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy;user=授权终端>;tag=23891c8-0-13e2-104e-11745242 //******为6位camera1设备序列号
To:<sip:6102033******@ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy;user=授权终端>;tag=81c6700-0-13c5-0-69a6555-0 //******为6位SIP SERVER(就近)设备序列号
Cseq:3 MESSAGE
DESCRIBE camera1.ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy@ccqjy.bjjy.sx2jy.cnjy /1.0\r\n
Content-length:xxx\r\n
\r\n
Type=[Auto|Manual|Alarm]\n\r
Time=yyyy-mm-dd hh:mm:ss.mmm\r\n
KSSP/1.0 200 OK\r\n
Content-Length:\r\n
\r\n
F=yyyy-mm-dd hh:mm:ss.mmm yyyy-mm-dd hh:mm:ss.mmm xxxM\r\n
参考文献
[1] JY/T-KS-JY-2017-1，国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范（2017版）[S].北京：教育部考试中心，2017
[2] RFC3261，SIP：会话初始协议[J]，IETF（The Internet Engineering Task Force）
[3] RFC1889，RTP：实时传输协议[J]，IETF（The Internet Engineering Task Force）