1.1 建設背景
為順應時代科技發(fā)展，智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷更新工業(yè)應用，監(jiān)獄作為服刑人員思想，品德的教育基地，面臨著從傳統(tǒng)教育走向未來教育的升級改造壓力，與時俱進是我們不斷追求的創(chuàng)新精神。監(jiān)獄為打破傳統(tǒng)較為簡單的DVD模擬教學和受邀式講座教學方式，全面開啟的智能化、電算化教學模式，以建設一個中心，兩級平臺為基礎，依托智能網(wǎng)絡，課件下載，影片下載，專業(yè)攝制，后期創(chuàng)作，電視轉(zhuǎn)播，專家遠程教學，遠程監(jiān)控獲得豐富的媒體資源，搭建與國家級、省部級聯(lián)網(wǎng)的教育云，打造一個集信息采集流程化，規(guī)范化，數(shù)據(jù)利用合理化，通用化，資源調(diào)度標準化，趨勢化的現(xiàn)代智能云平臺。
監(jiān)獄作為國家的刑罰執(zhí)行機關(guān)，擔負著教育改造罪犯、降低重新犯罪率、維護社會穩(wěn)定的重要職能。監(jiān)獄是社會的窗口，反映了一個國家文明進步的程度，監(jiān)獄事業(yè)作為我國現(xiàn)代化建設事業(yè)不可分割的組成部分，必須與整個國家的現(xiàn)代化建設同步、與社會文明同步。
1.2 現(xiàn)狀
高墻之內(nèi)，利用現(xiàn)代科技不斷提升對服刑人員的思想品德，勞動技能，個人素質(zhì)的教育改造，使之成為回歸社會，安份守紀的一名合法公民。
目前部分省份監(jiān)獄教育系統(tǒng)仍比較單純和滯后，主要依靠監(jiān)獄內(nèi)部自行組織外援幫教授課方式，通過DVD機全監(jiān)獄播放影片方式，以及通過實景刊物，黑白板通告方式宣傳。知識面少和信息口比較窄，以及宣傳力度不足等現(xiàn)象。總結(jié)有以下幾點：
1. 通過外聘專家，講師，成本高，次數(shù)少，知識吸收慢。
2. 這么多監(jiān)區(qū)仍是老一代模擬電視，使用同軸信號傳輸，在視頻質(zhì)量上大打折扣。無法和家族的電視相比。
3. 部分信號來自于小衛(wèi)星，或者使用模擬小前端，導致電視收看不穩(wěn)定，有雪花，和模糊現(xiàn)象。
4. DVD光盤資源較少，容易磨損，復制資源麻煩，不利于保存。
5. 對于省局提出三課教育，受網(wǎng)絡設施不足影響，出現(xiàn)執(zhí)行難，考核不全等問題。
6. 受教課程節(jié)目單一，服刑人員容易產(chǎn)生抵觸，不利思想改造。
2.1 監(jiān)獄需求
系統(tǒng)建成后，可為服刑人員實現(xiàn)：
提供豐富的點播教育、娛樂資源的自辦和網(wǎng)絡支持；
打破舉辦專家教育講座成本高，次數(shù)少，效果不理想的瓶頸；
解除服刑人員現(xiàn)場集中式教育存在安全隱患；
提供服刑人員進行差異化（分區(qū)、級別）教育；
提高服刑人員的學習積極性，豐富他們的學習內(nèi)容；
改善服刑人員電子化閱讀及評級考試晉級的要求；
打開服刑人員了解國內(nèi)外特定重要時事新聞資訊的渠道；
提升服刑人員綜合便捷信息的查詢與服務；
實現(xiàn)遙控器或觸摸屏互動答題；
同時對于管教干警：
可精準管理電視頻道和觀看時間；
有效區(qū)分管理受教育人員點播學習教育資源；
實時獲取用戶觀看記錄；
實現(xiàn)不同監(jiān)管人員、不同受教育人員收看的節(jié)目不一樣；
強制要求指定受教育人員在特定時段收看指定教育類節(jié)目，并能記錄觀看內(nèi)容、時間；
監(jiān)區(qū)咨詢公告的動態(tài)更新和發(fā)布；
緊急通知通告的發(fā)布；
用戶行為數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
實現(xiàn)云端電子備課、課件編輯和管理，網(wǎng)上閱卷。
用戶系統(tǒng)操作可實時日志追蹤與查詢；
系統(tǒng)運行狀態(tài)可實時日志追蹤和分析；
系統(tǒng)可支持系統(tǒng)雙機熱備、集群分布式部署；
系統(tǒng)內(nèi)接入設備的狀態(tài)、合法性監(jiān)測管理；
教育資源歸類管理；
根據(jù)建筑功能區(qū)域、監(jiān)區(qū)、樓層、監(jiān)舍等分區(qū)或者單個互動終端按日期、時間設置自動播放不同的教學內(nèi)容；
規(guī)定的教育內(nèi)容、學習時長、信息公開等數(shù)據(jù)的自動匯總和統(tǒng)計，報表生成，執(zhí)行情況考核；
通過遠程聽課系統(tǒng)對教員的授課情況進行考評；
通過系統(tǒng)對各監(jiān)獄、監(jiān)區(qū)教學人員自行制作的課件進行評優(yōu)和考核，優(yōu)質(zhì)資源分享和交流。
2.2 建設目標
隨著監(jiān)獄體制改革、布局調(diào)整和監(jiān)獄信息化建設的不斷深入推進，使監(jiān)獄工作面臨著難得的發(fā)展機遇，同時也面臨著許多困難和挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)為監(jiān)獄押犯不斷增多，押犯構(gòu)成日益復雜，重大刑事犯、暴力犯、涉毒犯、判刑二次以上的罪犯持續(xù)上升，有獄內(nèi)外勞動罪犯，安全穩(wěn)定工作難度加大。因此，當前監(jiān)獄安全穩(wěn)定工作仍然存在諸多困難和問題，安全穩(wěn)定形勢不容樂觀，提升對服刑人員的整體的思想矯正，教育改造，行動約束等信息化教育任務刻不容緩。本項目依據(jù)省監(jiān)獄局以人為本，合理利用的方針 ，整合省局和下屬監(jiān)獄教育資源，提升我省信息化教育軟硬件設施，培養(yǎng)和儲備更多專業(yè)云教育原始數(shù)據(jù)，利用好原始數(shù)據(jù)對后期監(jiān)獄管理局的發(fā)展任重道遠推遲。擬實現(xiàn)以下建設目標：
l 支持高清視頻(1080P)點播功能，支持MPEG-1/2/4、H.264、藍光等媒體格式。
l 視頻點播支持拖放、暫停和繼續(xù)播放等。
l 強制控制終端觀看特定的影片和直播電視。
l 支持不同類型不同區(qū)域的服刑人員權(quán)限管理，不同的用戶，可以觀看到不同的節(jié)目。
l 支持播放時間記錄功能，在觀看某部影片退出后，系統(tǒng)會自動記錄該影片播放時間，當用戶再次觀看時，可以選擇接著之前的時間播放或者重頭播放。
l 支持電視直播和時移功能，支持電視電子節(jié)目單，電視節(jié)目，想看就看。
l 支持圖文和純文字方式的新聞介紹，法律法規(guī)、電子書的觀看。
l 支持滾動字幕信息發(fā)布。
l 支持活動視頻、會議視頻、自辦節(jié)目的直播。支持視頻錄像，并可導入系統(tǒng)進行再播放。
l 模塊化功能設計，可根據(jù)客戶要求進行功能和UI界面的定制服務。
l 系統(tǒng)具有高擴展性，支持集群。系統(tǒng)具有高可靠性，系統(tǒng)穩(wěn)定性高（7*24小時）。
2.3監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)設計原則
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)設計原則
l 先進性
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)采用創(chuàng)新的先進專利技術(shù)，基于復旦大學寬帶網(wǎng)絡和多媒體技術(shù)實驗室和美國硅谷的創(chuàng)新技術(shù)，具有技術(shù)的優(yōu)越性和先進性，適應未來市場發(fā)展；
l 穩(wěn)定性
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)服務器端具有高可靠性，采用集群和云計算技術(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。終端高清機頂盒故障率低，安全可靠；
l 可擴展性
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)基于行業(yè)標準，具有高可擴展性。一方面系統(tǒng)能夠在未來用戶增加的情況下，通過增加硬件資源和簡單軟件配置即可實現(xiàn)擴展；另一方面可以方便的通過系統(tǒng)升級增加新的功能；
l 易用性
公司基于服務用戶的理念，針對酒店等提供商行業(yè)與計算機行業(yè)的差異性，系統(tǒng)盡可能將復雜的操作進行封裝，實現(xiàn)操作的簡便；
l 高性價比
公司在提供商需求和系統(tǒng)功能之間尋求最佳平衡點，不主張一味追求各種擴展功能而造成巨大的投資，而在滿足提供商當前及未來發(fā)展需要的基礎上，在保證良好的質(zhì)量的基礎上，盡可能為監(jiān)獄方減少投資成本，提高服務質(zhì)量。
3 功能特性
3.1 系統(tǒng)拓撲
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)主要包括電視直播系統(tǒng)，視頻點播系統(tǒng)以及教育資源信息管理服務系統(tǒng)。電視直播系統(tǒng)以及視頻點播系統(tǒng)都是通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡來傳輸，保證了服務帶寬。如下圖所示：
系統(tǒng)拓撲圖
3.2 功能介紹
電視直播
電視直播即數(shù)字電視等傳統(tǒng)電視頻道服務，監(jiān)獄數(shù)字電視教育通過對電視的數(shù)字化和網(wǎng)絡化，直播電視在IP網(wǎng)絡上通過組播的形式進行傳輸。獨有的技術(shù)使得直播電視能快速切換，給用戶帶來快速的高清的用戶體驗。
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)可支持到1080P全高清效果，系統(tǒng)通過編碼器或數(shù)字接收機的方式將信號接收并處理，并通過IP組播的方式傳送出去。相比傳統(tǒng)的機頂盒解碼，再用調(diào)頻器調(diào)頻、混頻的方式，監(jiān)獄數(shù)字電視教育直播電視功能有以下優(yōu)點：
1) 信號可不作任何的壓縮和轉(zhuǎn)碼，最大程度上保留畫面清晰度。
2) 不需要重復布線：所有直播信號通過網(wǎng)絡發(fā)送，不需要再重復鋪設同軸電纜(Cable線)。
3) 直播節(jié)目可在磁盤陣列做錄制，并提供時移功能，實現(xiàn)直播電視也可以暫停、快進、快退。并可按節(jié)目單選擇喜愛的節(jié)目直接進行觀看。
4) 更加節(jié)省硬件的成本和維護：在不受限的情況下一臺數(shù)字接收機可處理6-8套直播節(jié)目，而傳統(tǒng)方式需要6-8個機頂盒+6-8個調(diào)頻器+1個混頻器。
5) 直播信號可提供給其他網(wǎng)絡系統(tǒng)重復使用。
本系統(tǒng)的電視直播頁面如下圖所示。電視分類可以通過后臺配置管理系統(tǒng)來增加/刪除/編輯，不同類型的電視頻道可以添加到對應的頻道分類之中。直播電視支持通過遙控器的數(shù)字鍵切換頻道，提供家庭電視同樣的功能，符合客人的正常使用習慣。
監(jiān)獄看守所電教系統(tǒng)電視直播頁面
視頻點播
主要為服刑人員提供視頻教學和以及適當?shù)膴蕵罚ń逃捌⑼饷媸澜纭⑷宋飩饔洝ⅹz內(nèi)宣傳等分類，其分類可以通過系統(tǒng)后臺管理來配置增加/刪除/編輯，不同內(nèi)容的視頻可以放置到對應的分類中，最后發(fā)布到系統(tǒng)在前臺EPG展示。如下圖所示：
監(jiān)獄看守所電教系統(tǒng)點播頁面
視頻錄像
系統(tǒng)支持對電視頻道節(jié)目，會議視頻，以及自辦節(jié)目的內(nèi)容的定時自動視頻錄像，并通過對已錄制視頻的導入，在系統(tǒng)中進行視頻點播觀看，大大的豐富了監(jiān)獄教育內(nèi)容來源，同時在時間上也更為靈活，使得在電視節(jié)目播放期間不能觀看的服刑人員，可以在其他空余時間類觀看這些內(nèi)容。
視頻錄制設置
電教系統(tǒng)視頻錄制
全面教育
全面教育模塊，實現(xiàn)監(jiān)獄對服刑人員再教育的目的，提供視頻+圖文的教學內(nèi)容，包括基礎教育、思想教育、心理教育、法制宣傳教育和勞動技能等多種類型教育，方便服刑人員隨時學習。所有視頻和圖文內(nèi)容可以通過系統(tǒng)后臺管理系統(tǒng)來進行上傳，增加/刪除/編輯，以及發(fā)布。發(fā)布后在終端頁面上的具體頁面效果如下：
看守所電視教育系統(tǒng)全面教育
監(jiān)獄新聞
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)為監(jiān)獄提供了監(jiān)獄新聞功能，可以通過視頻或圖文的方式，發(fā)布新聞，給服刑人員觀看。結(jié)合終端管理，不同的終端類似可以看到不同的視頻圖文信息內(nèi)容。在視頻圖文發(fā)布方面，視頻圖文的增加/刪除/編輯都可以通過后臺配置管理系統(tǒng)來進行控制和管理。發(fā)布后，這些視頻圖文內(nèi)容將在前臺EPG頁面上進行展示。
監(jiān)獄新聞預覽
監(jiān)獄新聞詳情
滾動文字
管理員通過后臺配置管理系統(tǒng)，可以向終端發(fā)送滾動文字（跑馬燈）信息，信息內(nèi)容可以編輯，發(fā)布時間可以設置。可以根據(jù)終端分組發(fā)送，也可以單個終端發(fā)送，操作簡單便捷。例如，開會之前，使用滾動文字，提示服刑人員，“監(jiān)獄第一監(jiān)區(qū)召開深入學習實踐學習發(fā)展觀動員大會”。如下圖所示：
滾動字幕
終端觀看內(nèi)容權(quán)限管理
根據(jù)監(jiān)獄方的業(yè)務需求，對于不同類型的服刑人員，打開電視時，可以看到不同的內(nèi)容，內(nèi)容可以包括直播電視、視頻，圖文等。比如有些電視頻道和影片是給部分服刑人員觀看的，要求其他服刑人員不能觀看，終端管理即可達到這樣的功能。不同的終端，開機后，觀看到不同的內(nèi)容。方便監(jiān)獄方管理，管理頁面如下圖所示：
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)終端管理
選擇“設定權(quán)限”，即可設置監(jiān)區(qū)的電視觀看內(nèi)容，進入如下界面：打鉤的信息，監(jiān)區(qū)可以看到，操作非常簡單、便捷。
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)終端管理
如按上圖設置權(quán)限，則用戶在開機進入視頻點播頁面時，只能看到紀錄片分類，其他分類是不可見的。
設置單個分類信息的用戶畫面
擁有所有權(quán)限的用戶，開機后的畫面包括所有的分類信息，如下所示：
設置所有分類信息的用戶畫面
管理員權(quán)限管理
系統(tǒng)高級管理員，可以設置其他用戶的權(quán)限：在用戶管理頁面選擇設置權(quán)限，
用戶列表
進入權(quán)限設置頁面：設置用戶可以管理的監(jiān)區(qū)
用戶權(quán)限設置
設置完成后提交信息。
監(jiān)區(qū)管理員登陸系統(tǒng)，只能控制擁有權(quán)限的監(jiān)區(qū)的終端，可以進行強制插播操作和發(fā)布滾動文字。超級管理員可以控制所有監(jiān)區(qū)。如下圖所示：各監(jiān)區(qū)管理員只能控制所對應監(jiān)區(qū)的終端。
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)終端權(quán)限管理
強制插播再教育和播放日志
強制插播再教育功能，即管理員通過后臺的管理平臺，可以強制控制終端播放特定的教育影片和直播頻道，保障對服刑人員的再教育。強制插播過程中，終端不接收遙控器的控制（即遙控器失靈），所以可以強制觀看教育影片。
比如設置在晚上7點開始看新聞聯(lián)播，則直播電視插播如下所示：
強制插播設置頁面
系統(tǒng)對終端提供分組功能，使用強制插播功能時，可以按組操作，也可以操作單個終端，方便快捷。可以查看插播狀態(tài)，后臺終端管理界面如下：
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)后臺終端狀態(tài)
可以查看插播以及其他內(nèi)容播放的日志信息：
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)后臺終端日志
法律法規(guī)和電子書
該模塊支持純文字方式的內(nèi)容介紹，包括法律法規(guī)、電子圖書等等。監(jiān)獄方可以組織服刑人員統(tǒng)一學習，不需要每個人都發(fā)教材，統(tǒng)一學習步驟和進度，管理方便。
數(shù)字電視教育系統(tǒng)法律法規(guī)
文學長廊，可以導入一些電子書，比如四大名著、國外名著等等。供服刑人員隨時欣賞，提高文學修養(yǎng)。
電子書展示如下圖：
監(jiān)獄數(shù)字電視教育系統(tǒng)文學長廊
電教系統(tǒng)清單
E5-2620 2.0GHz/內(nèi)存64G/硬盤1T*3/H710/DVD/750W單電/靜態(tài)導軌
I5 4G 500G DVD 19.5寸顯示器
流媒體點直播服務器核心軟件：
包含點播服務、直播服務、看守所信息、中英雙語、后臺對應基礎業(yè)務
業(yè)務服務器管理軟件：
管理員管理、影片目錄管理、影片管理、磁盤存儲影片信息、看守所信息管理、直播頻道管理、主控服務器管理，另含一套EPG頁面
功能模塊：
①滾動字幕模塊：在電視屏幕顯示廣告、通知等滾動字幕信息，管理員通過后臺配置管理系統(tǒng)，可以向終端發(fā)送滾動文字（跑馬燈）信息，信息內(nèi)容可以編輯，發(fā)布時間可以設置。可以根據(jù)終端分組發(fā)送，也可以單個終端發(fā)送；
②開機頁面定制，首頁面模塊數(shù)量及布局完全按照看守所方要求自由設計，首頁可放多張看守所圖片或是宣傳視頻；
③三級管理功能-房間管理：針對看守所不同的管理員的不同角色提供不同的權(quán)限，不同獄區(qū)的管理員可以且只可以管理本獄區(qū)的終端電視用戶。
④終端觀看內(nèi)容權(quán)限管理：系統(tǒng)可設置多套頁面，根據(jù)服刑人員的類型可以分類或分區(qū)域的管理終端，使得不同的終端可以觀看不同的信息內(nèi)容。各個監(jiān)區(qū)干警可以跟進犯人表現(xiàn)任意控制所在監(jiān)區(qū)終端直播頻道數(shù)量。
⑤點播統(tǒng)計查詢功能：管理員可以查看終端的播放日志，方便監(jiān)控終端狀態(tài)。
⑥電視頻道錄制功能：系統(tǒng)支持對電視頻道節(jié)目，會議視頻，以及自辦節(jié)目的內(nèi)容的定時自動視頻錄像，并通過對已錄制視頻的導入，在系統(tǒng)中成為可供點播的視頻隨時觀看
⑦視頻定時強制插播：看守所管理人員可以強制控制服刑人員的電視終端播放特定的教育視頻。可定時強制插播1個或多個節(jié)目。既可以視頻定時強制插播：在規(guī)定的時間（可做到提前設定時間點，系統(tǒng)到點自動執(zhí)行強制插播，也可設定每天固定時間點進行強制插播某一電視頻道節(jié)目，如每天晚上7:00-7:30分，所有終端強制看新聞聯(lián)播，遙控器在該時段失靈，不能控制電視頻道），控制終端觀看特定的教育影片和直播頻道，由后臺系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
支持1/4/8路直播編碼，先進的視頻預處理算法音頻編碼支持MPEG1 Audio Layer 2
支持MPEG1 Layer 2(HE_AAC(v2) 和LC-AAC可選)音頻編碼；HE_AAC(v2) 和LC-AAC音頻編碼需硬件支持
支持HDMI數(shù)字視頻輸入
支持PAL、NTSC標清視頻格式
支持高清720P，1080P視頻格式
支持IP輸出TS，支持UDP協(xié)議，支持單播及多播
支持網(wǎng)絡管理(NMS/SNMP) 3211HD
處理器：ARM Cortex-A9，1.6GHz雙核；
內(nèi)存：1GB，DDR3；
閃存：4GB NAND Flash；
操作系統(tǒng)：Android 4.2；
視頻接口：HDMI,CVBS復合視頻；音頻接口：左右立體聲，SPDIF數(shù)字光纖；
其他接口：3*USB2.0數(shù)據(jù)接口，MMC/SD二合一讀卡器；
視頻播放：AVI,TS,TP,TRP,VOB,MKV,MP4,MOV,ISO,WMV,ASF,FLV,RM/RMVB,DAT,MPG, MPEG,SWF
內(nèi)含多媒體播放器軟件及專利軟件使用許可（主要含杜比音效Dolby Digital AC-3，數(shù)字影院系統(tǒng)DTS等專利正版使用License
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