視頻監控系統在教學管理中的應用價值體現1概述在現代教育環境中，多媒體教室多安裝有視頻監控系統。這一系統運用前端監控設備、網絡傳輸技術以及數據存儲技術，實時顯示視野內區域的圖像，實現多媒體教學設備在使用經過中的視頻管理與信息記錄。視頻監控系統的發展經歷了模仿視頻監控系統、模仿數字相結合視頻監控系統以及全網絡數字化監控系統三個階段[1]，前兩種監控技術已逐步被第三種所取代。同時，高清智能化網絡監控技術也在飛速發展，在日常工作中獲得不俗成就，大大提升了監控系統的整體實力。2數字化網絡監控系統在教育教學中的應用初期視頻監控系統的應用2006年，北京工業大學開始建設第三教學樓多媒體教室，經過前期調察研究，決定安裝視頻監控系統用于多媒體設備的日常管理和維護。當期選用的是以硬盤錄像機為重要存儲設備的第二代數模結合視頻監控系統。硬盤錄像機〔DVR，DigitalVideoRecorder〕將收集的模仿信號進行抽樣、量化和編碼處理，生成數字信號存儲于計算機硬盤[2]，改善了視頻信息的處理與保存能力。但由于模仿攝像機傳輸的信號仍為模仿信號，只能通過同軸電纜以模仿方式傳輸，因此在傳輸間隔和空間布設上都有一定的限制。數字化網絡監控系統的應用2008年，北京工業大學第一、第二教學樓多媒體教室施行升級改造工程，建設方案選用全數字化的網絡視頻監控系統。這套系統以TCP/IP網絡傳輸協議為基礎，用戶能夠通過網絡上任意一臺裝有監控系統客戶端的計算機來監看和管理所轄區域內的視頻信息，提升了管理的靈敏性；數字化視頻信號通過交換機在網絡內傳輸，避免了模仿信號的線性衰減，提升了圖像的穩定性和品質；而經過壓縮處理的視頻數據可以便捷存儲和調用，提升了存儲設備的管理效率。如此圖1所示，數字視頻監控系統由攝像機、數字視頻編碼器〔DVS，DigitalVideoServer〕、錄像效勞器、監控主機及監控軟件、畫面分割器以及電視墻構成。其中攝像機將拍攝圖像傳輸到DVS中，由DVS進行編碼處理，并通過網絡傳送回主控中心。管理人員則可通過監控軟件實現監控視頻的實時切換和對監控設備的遠程控制，如發出指令，操作云臺遷移轉變，改變攝像機的拍攝角度；或調節攝像機焦距，放大或縮小監控畫面，同時安設在機房內的錄像效勞器對傳送回的視頻數據實時存儲于硬盤上。一間教室即一路信號源，每路信號每50分鐘生成一個200MB左右大小的avi格式文件。天天從早6：3022：00不間斷錄像，一天生成20個文件，共計3.9GB，第一、第二教學樓共有多媒體教室106間，所有監控一天產生的文件約為414GB。數據存儲使用的是DAS型存儲方式，存儲設備直接連接在效勞器的內部總線上。由于效勞器可插拔硬盤數量有限，這些視頻文件被分別保存在三臺效勞器的硬盤中。而這三臺效勞器從2008年起不間斷工作，已出現硬盤故障，且由于該型號硬盤已停產，無法使用新型號硬盤替換，使得效勞器存儲空間不斷減少，已經導致錄像保存時間減少為一周左右。視頻監控系統還可將視頻信號通過畫面分割器顯示到電視墻上，實時顯示全景監控畫面，便于管理人員同時查看所有教室，在多媒體設備管理中發揮了優勢作用。如多媒體設備管理員天天上課前集中在中控室里，同時查看所有一教、二教的上課情況，及時發現老師在使用多媒體設備經過中出現的問題，通過遠程控制操作或通過教室內安裝的IP電話，協助老師解決設備使用問題；假如設備硬件出現故障或損毀，無法現場更換配件，還可直接在監控畫面上尋找空余教室，將課堂轉移過去，保障了教學的順利運行。當進行學期統一設備檢修時，發布遠程指令使教室內所有設備全部翻開后，先從電視墻上細心查看，確定哪間教室出現問題，再按科就診，消除故障隱患。如此圖2所示，中控室裝有12臺55寸液晶電視顯示屏，機房內的12臺畫面分割器將教室108路信號源分為12組，每組9路，分別顯示在這12臺電視上，實現教室的全體監看。液晶電視顯示屏上顯示的畫面還能夠根據監控需求進行更改，如可使畫面分別顯示1路信號、4路信號、9路信號或16路信號，每路信號既可選取同樣教室，又可選取不同的教室，靈敏多變，操控簡單。校長副控技術的應用當實時監控技術運在多媒體設備管理中逐步顯示出一定的優勢后，監控系統又衍生出一個新的管理功能校長副控，如此圖3所示。校長副控是一套安裝在學校領導辦公室計算機上的監控系統客戶端軟件，通過該軟件，學校領導能夠在辦公室內隨時查看教室內老師授課情況和學生聽講情況，時間久了便可把握大量的教學實況。經過一定的分析總結，可得出一定的教學客觀規律和教學活動特點，充足研究和發展好的教學經歷體驗，建立有針對性的教學質量管理與評估體系，可進一步引領和促進廣闊師生共同建立一個良好的教學環境[3]。3高清數字化考試監控系統的應用為了推進信息化考試進程，構造一個嚴謹公平的考試環境，2012年12月，北京工業大學在第一教學樓內安裝了一套高清數字化考試系統。如此圖4所示，這套系統采取高清視頻一體化監控機、轉發效勞器、網絡存儲、監控工作站及控制軟件。一體化監控機將高清攝像機、DVS、拾音器等設備集成在一起，采取百萬像素級其余CCD傳感器，視頻圖像分辨率高；在教室內頂角附近安裝，以廣角定焦方式拍攝考場內情況。高清攝像機中控室內工作站通過瀏覽、錄制等操作控制考試系統運行，而電視墻上的大屏幕則實時播放考場情況。由于視頻瀏覽和網絡存儲均采取高清形式，數據傳輸采取專用網絡，以保證穩定性和安全性。監控視頻采取MP4格式進行文件保存，一路視頻信號的數據碼流為2Mbps，一個小時的數據總量為：2Mbps83600s/h1024=0.91GB。假如啟用所有教室作為考場，一場三個小時的考試將產生近300G的文件。如此圖5所示，面對龐大的視頻數據，考試系統采取NAS〔NetworkAttachedStorage〕網絡附屬存儲形式來存儲和管理數據。這種存儲形式將存儲設備與效勞器分離，將存儲設備直接連接在網絡上；以數據為中心，將分布獨立的大型數據集中管理；支持多種協議和多種操作系統，可在任意一臺工作站采取IE或Netscape瀏覽器直接操作和管理[4]。本套系統自安裝使用至今，已屢次應用于校內外各類考試中，在作弊、違背考場紀律等情況出現時，提供了有力佐證。同時，北京考試院還通過流媒體轉發效勞器，遠程監看整個考試經過，隨時把握考場內情況，充足發揮了遠程電子巡查批示中心的作用，加強了遠程巡查力度。流媒體轉發效勞器可將監控信息分享給大量用戶，當他們同時訪問同一視頻源時，效勞器與視頻編碼設備建立單路連接，將圖像分發給懇求效勞的設備，既消除了因上傳帶寬不足導致的網絡壅塞，又避免了視頻編碼設備的無法訪問現象，提升了網絡資源利用率，保障了監控系統的正常運行，并使客戶能夠獲得較為流暢的視頻數據源[5]。4結束語總體來說，監控系統能夠在事發或者事后提供有效幫助，但并不能提早預知或干涉事態的發生與發展。建立多媒體教學監控系統的初志是為了更好地效勞教學，完善學校的教學環境。而隨著大數據時代的到來，監控系統所收集和存儲的數據經過認真發掘，也許會發掘出更多對于教育教學管理有用的支持信息，進而協助教育管理者制訂出更好的教育教學計劃，更健全的教學管理規章制度，以及完善的老師教學評估體系。以下為參考文獻[1]鄧澤國.安防視頻監控實訓教程[M].北京：電子工業出版社，2013：3-6.[2]田振華.視頻監控發展與趨勢[J].，2013〔19〕：108-109.[3]校長做好教學管理工作三要則[EB/OL