巴彦淖尔市委党校智慧校园建设

杨润平

内蒙古广播电视网络集团有限公司磴口分公司 内蒙古 磴口县 015200

智慧校园是继数字校园之后关于院校信息化建设的全新概念。一般认为，智慧校园指的是以云计算和物联网等新技术为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境。这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合，以提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度，从而实现智慧化服务和管理。

巴彦淖尔市委党校结合学校目前的现状及战略发展方向，构建一个集教学、管理、科研、校园文化为一体的数字化教育环境，推进教育改革，提高教学效益，创建智慧化建设特色与示范学校，服务学校师生与领导决策。从学校发展的实际问题入手，注重数字化校园顶层设计和统一规划，巴彦淖尔市委党校新校区建筑规划综合楼、餐厅及公寓楼，校园建设突出平安、绿色、智慧等特点，统筹推进学校智慧信息化协调发展。

1 安防监控系统

1.1 网络高清监控系统概述

网络高清安防监控系统监视区域为党校主要公共场所，包括大门区域、主要道路路口、各楼层通道、电梯、大楼外围区域等。该系统对监控区域进行24 小时全天候监控录像，可以进一步加强学校及周边治安管理，及时发现和处置突发性治安事件，预防和减少校园（特别是公寓）盗窃案件的发生，保证广大师生员工的人身、财产安全，也可对校内发生的交通事故提供线索和现场录像记录。

1.2 网络高清监控系统构架

前端采集系统：前端采集设备应采用高品质制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。

视频专网系统：采用网络资源对前端网络高清摄像机传输的数据进行接入、传输、交换，视频显示系统，负责整个视频监控系统图像的实时及录像显示。

管理控制系统：用于对整个系统的集中认证、注册、配置、控制等，可以实现完善的设备网络管理功能。

视频存储系统：可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能和视频图像的备份功能。

1.3 存储系统设计

网络监控存储系统旨在建设一个可行的、先进的、成熟的、高可靠、高可用、易维护、高安全、高开放、高性能、灵活可扩展、易管理的存储平台，保证各监控应用系统高质量地提供连续稳定不间断的服务。作为核心基础设施的存储系统，应当达到以下主要目标：

要求在连续写环境下实现随机读的快速处理；

存储系统要求可靠性高，稳定性强，支持7×24 小时不间断工作；

采用高性能高可靠性成熟的存储架构，同时满足视频数据存储空间需求；

系统方案设计适用于多台主机和存储系统连接,并且确保无单点故障；

系统可管理性强，管理方式简单，易操作，系统具有自动恢复功能，在断电后能够迅速重新启动；

实现监控中心核心业务的连续可用性和数据保护以及设备级的快速灾难恢复；

数据实现统一管理，针对重要的视频数据可进行快速备份恢复及数据归档和迁移管理；

支持在海量视频数据中的在线快速读取所需视频录像；

1.4 安防监控中心设计

在远程会议室设置智慧校园总控调度中心，能够对整个系统进行监控、管理、存储、登录认证、图像分发等，实现大规模的视频监控，保证系统稳定和可靠。

1.5 综合管理平台

综合管理平台是以校园视频监控为核心，接入多媒体教室、公共广播、门禁考勤、一卡通、多功能会议室、车辆通道管理、智能照明、智能化运维售后等子系统。其秉持先进、集成、可靠、安全的理念，采用先进的软硬件开发技术，解决了智能校园中多级联网、集中管理、信息共享、互联互通、多业务融合的问题。平台是综合性、专业性的信息整合、业务管理与决策支持平台。整个平台综合应用计算机、网络、信息处理等技术，实现视频监控、专用办公教学等业务功能。同时以不同的界面进行展示。

2 多媒体教室系统

2.1 互动教学

本系统可以进行远程教学、远程培训。利用双流功能或数据会议功能，同时传输讲课人的图像和教学课件，实现远程教学。

丰富的数据协作功能，可以共享诸如：视频动画、图片、PowerPoint、Word、Excel、FLASH 等多种文件；同步浏览、桌面共享等功能，使党校各教室及会议室或相隔万里的各方加轻松快捷，提高了工作效率。

2.2 直、录播教室

通过配置的录播服务器或者云存储服务器，可以把上课过程中的音视频信息进行编码后传送到录播服务器上，开始课件录制工作。录制系统可以非常简单、方便地把整个课堂情景实时录制下来，生成有音视频和电子文档的流媒体课件，并且压缩率很高，能够实现动态的捕捉，全部记录住整个课堂中包括老师讲授、师生互动、课件信息、黑板特写等信息，自动生成录像文件。在各教室视频终端上，通过终端遥控器点播流媒体服务器上的多媒体课件和各类多媒体教学资料，也可以实时点播当前的在线课堂，为各个教室提供了一个丰富生动的多媒体信息平台。录播系统可以将录制好的课件进行保存，需要的时候可以进行点播回放。此外为了打造更加完善、方便的直录播学习平台。该远程教育方案同时支持电脑、手机、Pad 等多终端的点录播操作，让所有学员的学习随心所欲，轻松自如。

2.3 远程多媒体课件学习

本系统支持动态双流模式，可以发送两路动态高清双流，其中一路可以发送培训会场画面，另外一路可以播放电脑、DVD 等动态教学视频资源画面，以便于其他教学会场进行学习。此外在部分大的报告厅或者多媒体教室，为了更加全方位的展示整个课堂的所有信息细节进行记录。系统除支持双流外，同时支持多路摄像头画面同时采集，分别实现对教室全景、老师特写、黑板特写、学生提问互动等场景的记录，确保整个课堂信息更加生动完善，同时通过智能化分析技术，使得整个课堂录播的操作实现智能化联动，无需人工暗语，使得整个课堂更加立体丰富，提升了远程教育的生动性。

2.4 课程评价

多媒体教学系统在课程直播、点播业务的基础上，为了满足更加完善的教育应用场景，提升教学质量，系统创新性的实现了课程点播评价服务，一方面可以对学习过的每门课程进行匿名打分，系统会根据所有课程的评分情况进行排行榜展现，让学习能够快速找到更加优秀的课程，老师可以根据评分情况对自己的课程不断进行完善和提升；另一方面除打分机制外还实现了评价体系，学员可以在学习结束后对老师的讲课进行客观准确的匿名评价，帮助老师针对课程中好的地方和优待改善的地方进行梳理总结，不断提升授课质量。

2.5 数据统计分析

多媒体教学方案通过部分云计算综合业务服务器，可以对整个系统内所有学员学习、老师授课等情况进行全方位的记录跟踪，通过云计算服务器进行大数据的分析处理，形成相应的数据分析结果，对整个教育系统的改革创新提供参考。

2.6 智能导播

智能三机位自动切换，实现教师全景/教师特写/学员全景/ppt 画面自动导播。多机位的切换避免了垃圾镜头的产生，规避了画面乱切等常见录播系统问题。输出主会场画面会根据教学场景关注点自动切换，根据课程进展内容需要，自动剪辑、融合成一部单画面的教学视频；教学课件（PPT）翻页时自动切换到PPT 画面，停留一段时间后画面会自动跳转至教师画面，学员回答问题时自动定位聚焦并切换到学员画面，当学员答问结束后界面再次调回教师画面。

2.7 智能自动跟踪

老师定位检测：教师定位使用网络定位摄像机判断教师的位置，需要在讲台附近，绘制切换触发线，通过智能检测功能实现对教师位置、讲台人数的判断。

学员检测：通过检测摄像机判断区域内学员所在位置，然后通知系统指挥球机跟踪拍摄，将学员画面切换到主画面，实现对学员动作的判断与联动。

板书检测：通过红外+视频的检测技术，精确判断老师或学员是否写板书，如检测到该动作，系统自动切换到板书特写画面，把整个板书的高清画面切换到主画面，使板书观看更清晰。

2.8 一键录制

系统人机交互界面采用10 寸触控屏，可以实现系统的开关机功能、录播开启/暂停/停止功能、画面预览、导播切换、录播模式、PPT 画面锁定等功能。支持U 盘一键下载录制视频。并可对录制文件命名，方便学员教师快速拷贝当堂视频。免去一般录播系统复杂且繁琐的操作方式。真正意义上实现“轻松录，共分享”。

2.9 极致高清

提供4K、1080P 高清画面分辨率，图像质量4倍于1080P 图像的清晰度，画面锐利清晰，色彩逼真鲜艳，运动图像流畅稳定。

流畅的运动图像效果，为会议图像提供每秒60 帧的超高帧率，2 倍于传统图像的帧率，表现非常流畅的运动图像效果。

2.10 卓越的音频效果

具有 OPUS、G711、G.719、G.729 等宽频音质，提供高达48KHz 采样频率的高保真音质，是全面升级的真正高清体验。系统支持全方位的优异语音处理技术：支持自动回声抵消(AEC)、背景噪声抑制（ANS）、自动增益控制（AGC），使声音听起来更加清晰、饱满。互动时音频清晰、低延迟，无啸叫和无卡顿。本端和远端交流“唇音同步”，声音清晰，音量大小适中，如同面对面沟通，自然顺畅。

2.11 低带宽实现高清视频传输

系统支持主流的H.265 先进编码技术，比传统的H.264 在相同清晰度情况下节约50%带宽，确保在较低带宽条件下即可实现高清视频传输，最高可以支持4K 极致图像效果，人员的动作及面部表情均可清晰显示。在高清1080P 视频效果的情况下，512K 带宽可保持流畅的视频画质。

2.12 画面智能切换

进行远程授课时，在视频模式下，主讲教室画面分为老师画面、学生画面和课件画面，系统可在无需结束会议、无需人为干预的情况下，实现多画面格式以及多画面与单画面间的智能动态切换。

2.13 随时随地学习

系统与当前互联网技术有机结合，同时根据目前学习的学习习惯，打造随时随地轻松便捷的学习环境。同时支持通过会议终端、电脑、手机、Pad 等多终端的接入，满足教室内、户外、家里等随时随地的学习需要，让学习的学习更加随心所欲，轻松自如。同时结合当前互联网的技术发展实现相关课程的分享学习。

2.14 高清多画面

多画面显示功能作为视频会议和在线课堂的辅助功能，可增强系统应用的灵活性，确保信息记录的完善性，便于在单一显示设备上以分屏形式同时显示多个远端会场的图像。MCU 支持丰富的画面组合显示方式，通过高清媒体处理单元，可支持 1、2、4、9、16、VIP （如 5＋1、7＋1等）等多种灵活的画面组合模式，多画面分辨率最高可达4K。通过丰富的多画面组合，硬终端、电脑、手机、Pad 等终端都可以完善的点播观看整个课堂的完整信息。教室全景、学员互动特写、老师特写、黑板特写等信息都可以尽收眼底。

2.15 数字化录播

通过网络直接接收MCU 转发的数字视音频码流，实现全数字化录播应用。支持双视频流同步录像、回放。支持硬件终端、PC、手机等多终端登陆点播。能够以单播或组播方式实现对教学内容的在线直播。

2.16 数字智能化讲台

本讲台特点是人性化设计，讲台为平面设计，台面覆盖优质三聚氰胺板，讲台周边圆弧设计以最大限度减少对师生的伤害，整个讲台更安全、更美观；柜体前后开门，使施工、维护作业更加便捷。讲台三面安装有实木板，其中左右两边安装高档实木扶手，木扶手宽度46mm 左右，适合人体最佳使用。讲台安装两个抽屉，使用方便。电脑一体机可自由升降，可调整可视度，方便讲师坐和站讲课。

多媒体教室共12 间，全部配置120 寸激光投影和音响扩音系统，其中4 间配置录播系统。

3 音视频会议系统

会议室的扩声系统配置了主控音频处理设备，主控设备采用调音台、数字音频处理器进行集中处理。调音台用于处理音频信号和信号混合，把信号集中处理，解决了整个操作过程中繁锁的操作，把操作简单化，达到不同音源同时混合处理；数字音频处理器内置有效果器、均衡器、反啸叫处理器、噪音门，压限等多种效果处理功能，把功能集中化，解决传统扩声系统中分散处理，降低了设备造价和过多设备引起噪音，阻抗不匹配等问题，数字音频处理器配置有软件，很方便的进行话筒信号、音源信号效果处理，可以根据现场环境设置效果，达到最佳使用效果，整个操作可以采用软件设置，简单明了；数字音频处理器主要是处理音频的音色，对音频的低频、中低频、中频、中高频、高频、超高频进行分段处理，到达低音低沉有力，高音宏亮不刺耳。处理器配置有软件，很方便的进行话筒信号、音源信号效果处理，可以根据现场环境设置效果，达到最佳使用效果。

数字会议系统设备包括会议控制主机、发言单元等相关设备，满足各会议室参会人的发言、讨论等会议功能要求。

4 智能照明系统

党校的整体建设规划将立足于高科技及环保智能，通过智能照明管理系统，可以实现三座大楼公共区域及不同功能区域建筑物的照明管理，通过不同的场景模式、定时模式、感应模式、集中控制模式等对大楼内的所有照明系统进行管理，在节约电能的基础上，实现了智能化的管理及控制，达到预期节能环保及人性化控制管理的预期目的。

大厅的可调光LED 灯具通过智能调光始终保持最柔和最优雅的灯光环境。可以根据一天的不同时间，不同用途进行灯光场景设置，使用时只需要调用到预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。通过设在大堂的触摸屏来控制，灯光状态在触摸屏上均可显示出来。采用主动管理的方式对大堂灯光进行控制，进出频繁时，打开大堂全部的灯光，方便人进出；进出较少时，保留部分灯光，极具人性化的灯光管理又可减少电能消耗。除此之外还可设置不同场景，以适应不同情景的需求。可预设不同的场景模式：普通夜间模式/阴天模式/晴天模式/清洁模式。

餐厅根据使用情况可将一天的照明分成几个时段，比如早餐准备、早餐、早餐结束、午餐准备、午餐、午餐结束、晚餐准备、晚餐、晚餐结束等多个不同使用时段，通过软件的设置，在这些时段内，自动控制灯具开闭的数量，以达到控制区域不同照度的方式以供照明，这样使灯光的照明得到了有效的利用，又大大地减少了电能的浪费，保护了灯具，延长了灯具的使用寿命。如有特殊需要，可在出入口位置使用智能面板手动开启或关闭照明。当遇到停电后又来电时，系统会自动恢复到自动运行的状态，无需手动复位，走廊和电梯厅区域的照明最能体现智能照明的节能特点。使用传统照明时当走道没有人经过的时候而灯还依然亮着，这就大大浪费了电能。智能照明系统可以设置1/2，1/3 场景，根据现场情况自由切换。

公共洗手间照明以系统设置为准，主要根据上下班时间段自动开关灯，每个洗手间入口均安装手动控制面板，便于灵活使用，设置全开，全关，半亮等手动开关模式。洗手间的排气扇也纳入到了智能控制系统，排气扇可以跟据时间定时启动，例如工作时间段每小时自动运行15 分钟，也可以通过控制面板任意手动控制。

洗手间安装人体红外感应器和求救面板，当有人进入时洗手间灯光开启，人离开后延时关闭，延时时间可调。如遇突发状况按动求救面板可通过安装在外侧的警铃方式报警求救。

5 公共广播系统

由于校园面积比较大，广播设计范围涉及到单元比较多，同时校园广播系统能够与校园其他系统兼容，利用校园网络进行传输；组成一套数字化、智能化的校园信息广播系统。作为现代化党校，整个校园数字化具有信息数字化、网络化、共享化等特点，数字化校园网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境（包括设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）到活动（包括教、学、管理、服务、办公等）的数字化。

5.1 背景音乐广播

学校广播室：网络广播系统的核心，实现定时打铃、背景音乐、考试英语听力播放等，及与网络 广播终端双向对讲、远程呼叫等功能，同时可监听广播系统播放的内容。

教室区域：学校的核心区域，在每个教室设置网络广播终端，遥控操作，实现网络课件播放，具有快速定位及复读、变速等语音室的功能。

广播通知：领导办公室可通过广播对讲或喊话实现领导远程广播通知等功能。

5.2 消防紧急广播

紧急广播：紧急事故情况发生时，能及时播放紧急广播信息，公共广播系统的其它功能（背景音乐、一般广播等）将被暂停，快速起到紧急疏散人群，引导人员疏散方向；直到紧急广播状态解除。

5.3 其他功能

分控管理：管理人员和领导无需到机房可以在自己办公室通过纷纷登录广播系统管理页面，对学校进行音乐播放，通知发布和管理。

6 综合布线及网络

相对于现代的计算机网络技术来说，传统的专业布线系统已经不能有效的满足现代智能建筑的需要。巴彦淖尔党校采用的都是综合布线系统，综合布线即能移支持电话、计算机、会议电视、监控电视等系统的传输和需要，同时还为这些系统的信号传输提供了更加灵活的解决方案。

6.1 网络布线系统设计

根据巴彦淖尔智能化建筑的建造要求，综合布线系统在智能建筑系统中的设计了内网，外网，无线网络楼内全覆盖。主要有以下几个方面：

工作区子系统的设计：在工作区的子系统中，可以在智能建筑的墙面中进行信息插座的安装，使每个插座都能够具有单孔和双孔两种类型。对于数据插座的选择需要以保证网络的高速性为基础进行选择，需要选用五类屏蔽嵌入式插座。对于工作区的子系统设计中，需要按照一定的标准进行，例如4 端口的要求其与交换机、电话和电脑等都能够适用，对端口保护装置进行数据安全锁的处理，避免因为插错插座而造成设备的损坏。

干线子系统的设计：建筑物主干电缆的路由是组成干线系统的主要部分，同时也是保证主配线架与中间配线架的得以实现的基础，是作为计算机、控制中心、PBX 和各管理子系统间的主要的连接功能而存在的。因此，干线传输电缆的设计必须要能够保证当前智能建筑的需求，同时又能够保证为以后的发展提供帮助。干线子系统的布线走向需要进行一定的选择，通常情况下，选择的要求是需要选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由。这对于综合布线系统在智能建筑中扩展性和可靠性的应用来说是非常重要的。

水平子系统的设计：简单的说，水平子系统就是能够保证系统实现信息插座与管理子系统的相互连接一般情况下，水平子系统是指拓扑结构为星形的拓扑，其设计主要包括水平子系统的传输介质与部件组成。数据信息点运用六类线。

6.2 内网、外网、无线网的网络

党校作为行政机关，常常应对一些突发事件，网络稳定可靠是部署网络必须要考虑的重点，重要节点需做到冗余、热备。保证时时刻刻网络的畅通性。

党校经常会远程视频开会、学习近期文件宣传精神或者下达上级领导工作安排，此时要保证办公人员能正常的访问电子公文、财务等系统，以及学员可以正常访问校园门户网站。不能出现因开视频会议或多媒体教学而造成的访问网页速度慢或者根本无法访问的现象。

党校经常会有重要的数据传输或保存内网，要保证数据安全性，防止遭受常见的网络攻击、网络欺骗、病毒、木马等，充分保障网络安全。

校园网络往往节点繁多，部署复杂，网络一旦出现故障，维护困难，排障时间长，给用户带来不好的体验，要求运维简单方便。

网络系统采用两层星型拓扑结构形式，即核心层——接入层。核心交换机通过万兆接口虚拟化为一台交换机，接入交换机双千兆上联，保证网络的稳定、高效。

综合业务网关：采用两台出口网关做冗余热备，即便其中一台宕机，也不影响数据正常转发，通过专线或者IPsec VPN 实现与上级政府互联，实现业务系统的高速、稳定的传输，通过可视化VPN 技术，可以实现对VPN 隧道和隧道内流量可视化，让总部对VPN 连接状况和业务流量一目了然，并可以对VPN 隧道内的流量进行流控、阻断、加速等操作，解决VPN 内业务应用访问缓慢的问题；除VPN 流控外，还可对OA、电子文档系统等不同应用的重要性以及带宽利用率综合弹性限速，保证整网应用访问流畅。

防火墙：内网部署防火墙，通过高性能的防病毒、防攻击、IPS 等功能，实现深度状态检测、外部攻击防范、应用层过滤等，可以有效保证学校网络的安全。

核心交换机：为网络提供了高稳定性和可靠性的数据传输平台，同时，提供了一种能够“自愈”网络链路或设备的单点故障的网络架构，保证了网络能够提供7×24 小时高速稳定的数据传输。充分保障核心交换机的稳定，通过VLAN 划分，虚拟隔离各业务系统，保障学校各个网络系统的相互独立，互不影响。

接入层交换机：通过有线方式，用户可以访问业务、共享数据。接入链路选择千兆接入，保证用户在访问视频或占带宽的业务时可以保证访问质量，采用全千兆二层网管交换机，通过双千兆上联到核心交换机，解决单条线路上联瓶颈以及上联稳定性问题。

7 电子班牌系统

电子班牌作为一个连接学员与班级学校的优良载体，能极大的增强教学双方的信息互动，高效便捷的传递各种知识及通知信息，实现班级学校与学员之间的无缝交流。

电子班牌在继承了传统班牌的优势下，对班牌界面和信息显示做了深入的优化，通过班牌，可方便快捷的了解班级、班级相册、天气、校园节目、通知动态、今日课程等相关信息，还可实现教职工、学员考勤和一卡通。

教职工和学员住宿、考勤、就餐、图书借阅只需一张卡，可以全方位使用，统一管理按需发布相关信息。同时在刷卡的同时电子班牌内置摄像机启动拍照存档，防止代刷卡。整体分为班级模式、考场模式和紧急通知3 个功能模块。

班级模式显示班级信息、班级相册、天气信息、校园节目、通知动态、今日课程模块，显示班级名称、WiFi 状态、班级学生数目、当前课程、任课老师、上课时间。显示班主任头像、姓名、班级寄语信息，展示及浏览班级相册，将照片按时间或文件夹分类浏览，显示天气、城市、全天气候、湿度、PM2.5、日期、星期、时间信息，显示一周天气信息及当日气温折线图展示并播放上传的视频节目，轮播展示及浏览上传的视频信息，将照片按时间或文件夹分类浏览，显示学校或班级通知信息，显示通知正文及通知列表（列表含标题、时间、通知发布人信息），显示当日和一周课表，显示一周课表及任课老师信息。

考场模式：显示天气、日期、星期、天气、时钟、考场、考试科目、考试时间、通知、WiFi状态信息。

紧急模式：显示学校紧急通知。