张俊哲 刘延斌 刘幸 李燕

摘要：考试作为教学过程的重要手段之一，需要体现其公平性与公正性，因此考场管理工作尤为重要，融合信息技术是考场管理工作的必然需求。5G技术作为最前沿的信息技术之一，为提高考场管理工作的效率和安全保障提供了有力的支撑。该文分析了一种基于5G技术下的智慧考场系统的架构，并论述了5G技术对考场管理工作的促进作用。

关鍵词：5G技术;智慧考场;考试管理

中图分类号：TP391   文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）36-0157-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research on the Application of a Wisdom Examnation Room System based on 5G Technology

ZHANG Jun-zhe， LIU Yan-bin， LIU Xing， LI Yan

（Radar NCO School of Air Force Early Warning Academy， Wuhan 430345， China）

Abstract：As one of the important methods of the teaching process， examination needs to reflect its fairness and impartiality. Therefore， management of examination room is particularly important. The integration with information technology is an inevitable demand for management of examination room. As one of the most cutting-edge information technologies， 5G technology provides strong support for improving the efficiency and safety of examination room management. This article analyzes the architecture of a wisdom system of examination based on 5G technology， and discusses the role of 5G technology in promoting management of examination room.

Key words： 5G Technology; wisdom examnation room; examnation management

2020年新冠病毒肺炎疫情防控期间，为推进“全国硕士生招生考试复试”和“全国艺术类专业招生考试”的顺利开展，教育部首次推荐各大招生单位采用远程考试方式组织相关招生工作。随着全球疫情形势的不断变化，远程考试的需求逐渐常态化，“智慧考场”的概念应运而生。智慧考场依托5G技术优势，打造“线上+线下”一体化考试解决方案，能够提供集考前、考中、考后过程中各功能于一体的服务，实现“笔试不出省，面试不出市”的目标，不仅减轻了疫情防控的压力，同时有效提升了各项考试工作的效率，让考试更智能，让教育更公平。因此，打造基于5G技术的智慧考场平台，能够有效减少考试组织压力及监考老师负担，便于考务人员监管，也有助于提升监考水平，降低考试成本，提升考务管理规范性和公平性。

1 5G技术

随着移动数据业务流量呈现爆炸式增长，用户体验网络速率的要求越来越高，以及物联网、车联网等新领域对超低时延和超高可靠场景需求的日益增长，现有的4G技术已难以满足各种需求。5G技术正是在4G技术基础上衍生出来的新一代移动通信技术，相比于4G技术，5G技术提升了千倍的网络容量以及百倍的用户速率，极大地满足了超高清视频、高清语音、VR/AR等场景的应用，5G技术能够接入海量终端，实现智能家居、智能交通、智慧城市、智慧教育的目标，同时，5G技术仅具有1ms的超低时延和超高可靠性的数据传输能力，极大地促进了工业自动化、自动驾驶和移动医疗等产业的发展。5G技术实现了从专用的电信网络到通用的电信网络平台的转变，能够同时支持各种差异化场景、支持面向客户的业务模式、支持业务快速建立和修改以及更高性能的业务应用[1]。5G技术不仅大幅度提升了个人用户的移动互联网业务体验，创造出了百花齐放的生活娱乐应用场景，同时契合其低时延、大带宽和大连接等核心能力构成了新一代信息基础设施，成为推动传统行业数字化转型升级与数字经济社会发展的重要基石。

伴随着技术变革的不断普及渗透，教育环境和系统也面临重塑，其构建依赖于5G、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术和产品的综合应用。而教育教学过程中的重要环节——考试，也面临智能化升级和改革的需求。利用5G技术的大连接、大带宽和低时延能力，结合人工智能和云计算等技术，建立智慧考场系统，可以极大地节省教师的监考工作量提高考试效率，降低学生参加考试的成本，缓解考试组织机构的压力，增强过程记录，有效防范代考和作弊等行为的发生，更好地维护教育考试的严肃性、权威性和公平性。

2 5G技术下智慧考场系统的构成

智慧考场系统主要包括线上考试平台、传输网络和线下考场终端三大部分，线上考试平台主要包含在线考试系统、考试管理系统和监考系统，线下考场终端主要包含摄像头、麦克风、身份验证设备和作弊防控设备等线下考场部署的终端设备。如图1所示。

2.1 线上考试平台

线上考试平台是智慧考场系统的核心平台，由在线考试系统、考试管理系统、监考系统三部分组成。

2.1.1在线考试系统

在线考试系统包含在线笔试、在线面试、录制视频、信息审核等功能模块，针对考官、考生、考务人员三方设置不同的登录方式以及信息处理功能，用来实现无纸化考试，通过该系统，考生可以完成从个人登录、查看考试信息、参加考试的全流程考试过程。

2.1.2考试管理系统

考试系统主要实现对考试业务进行全面管理，为考试全过程管理提供智能化手段，包含身份驗证、考试指令发布、考点设置、考卷分发、考后统计等功能模块。通过与在线考试系统以及监控系统联动，确保所有考场考务工作的及时准确地开展，实现考务数据和前端考场设备以及监控中心设备进行数据关联，实现大数据的统计分析，为监控中心提供数据支撑。

2.1.3监考系统

监考系统包含巡查和作弊防控两大模块，通过巡查模块实现考场视频和音频的采集，巡查模块具备检索回放历史信息以及存储备份数据、报警联动用户、智能侦测等功能。作弊防控模块通过基于5G技术研发的最新屏蔽设备，对考场周边的无线电信号进行全频段侦测，并对非法信号进行阻断，防止考试作弊行为的发生[2]。

2.2 传输网络

由于智慧考场系统中需要实时传输和处理大量音、视频数据以及动态图像信号，数据量大而且所含信息丰富，因此需要带宽充裕、冗余性强、低时延和性能稳定的传输网络。本系统基于5G技术，结合千兆网和云存储，使用支持多种动态路由协议的万兆核心交换机作为网关设备，通过其对多种模式的队列调度机制和拥塞避免机制的支持[3]，用来实现数据的实时转发和控制，采用双上行链路聚合模式连接核心交换机和接入层交换机，并辅以固网专线，实现多线接入，通过加装5G设备对多路接入网络进行智能管理，以提供多路冗余传输，确保网络核心节点上行与下行的高速交换能力，从而提高数据传输的可靠性和稳定性。

2.3 线下考场终端

根据考试过程的需求，线下考场终端分为前端考场终端和监控中心终端两个部分。通过在前端考场部署终端，实现对考场信息的采集和传输。通过搭建监控中心，实现对考场音频、视频数据的调取和管理。

2.3.1 前端考场终端

在考场部署高清摄像头、麦克风，用来实现对考场内音频和视频信息的采集。通常采用在一个考场内部署前、后双机位摄像头和一个麦克风的方式来达到全方位监控的效果。在每个考场内配备一台身份验证设备，要求人脸识别时间小于一秒，识别准确率高于99%，同时支持生物识别和终端识别的混合验证，将该设备接入5G传输网络并和监控中心以及考试管理系统相连接，实现考生身份信息的真伪鉴别，并将相关数据同步更新到考试管理系统中。作弊防控设备根据考场面积大小的差异来确定数量，为保证防控效果，通常在80㎡及以下的考场内安装一台防控设备，80㎡及以上的考场安装两台及以上的防控设备，要求该设备能够实现独立的全频段阻断[4]，实现全时全频段无缝连续覆盖，能对各类信号进行有效阻断。

2.3.2 监控中心终端

监控中心主要由网关、媒体转发服务器、存储设备、高清显示屏构成，用来实现对考场音频、视频的编码、存储和显示等功能。网关用于实现对音频、视频的实时点播、视频的回放和检索以及对监控设备的远程控制功能。媒体转发服务器需要支持TCP/IP、SIP等多种主流网络协议，提供低时延和多级转发等功能。存储设备需要大容量且能够支持MPEG4、SVAC等多种视频编码格式，以支持实时录像、定时录像和移动录像等功能[5]。高清显示屏提供HDMI、DVI等多种接口，实现对考场画面的流畅显示。

通过在前端考场和监控中心部署使用最新5G技术的终端设备，结合线上考试平台和5G传输网络，可以有效解决传统考场中建设成本高、考试图像不清晰导致的取证困难问题、图像存储调取效率低和智能分析程度差等问题，通过“线上+线下”一体化考试解决方案，搭建全方位、立体化的考试安全防护体系，突破传统考场存在的局限性。

3 5G技术对智慧考场系统的促进作用

5G技术所具备的增强型移动带宽（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和低时延高可靠通信（uRLLC）等方面的网络能力，结合其所包含的人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算等基础共性能力，对智慧考场系统的发展和改革起到了至关重要的作用，主要体现在如下两个方面。

3.1 提高了智慧考场的稳定性和可靠性

由于智慧考场系统涉及线上和线下两个维度的考场管理，同时需要面向考生、考官、考务三方人员，因此，无论是线上考场的考试系统，还是线下考场的监控设备，都对通信网络技术以及设备有着较高的要求。通过在考场加装5G设备，结合固网专线，对多路网络接入进行智能管理，以提供双路冗余传输，能够提升考场数据传输的可靠性。同时，基于5G技术，智慧考场平台能够采用最新视频处理技术和无损音频传输技术，具备抗丢包和宽带自适应能力。当网络通信发生故障时，系统能够自动切换备份线路，保持考场网络的通畅，确保考试业务不受影响，有效提高了考场的稳定性和可靠性。

3.2 提升了智慧考场的智能化程度

智慧考场与传统考场相比，在作弊防控、考试环境监控等方面提出了更高的要求。基于5G技术搭建的新一代智慧考场系统采用全新AI监控和巡考等技术，通过向远程巡考人员提供考场的多媒体监控，提供“实时视频互动”和“实时查看截图”等不同的监考方式，以满足不同的监考需求，提高考试效率，维护考场秩序，全面实现远程考试智能化。通过对考官、考务人员和考生的行为动作进行识别，智能分析考生的行为动作用以辅助判断考试中是否有违规违纪行为，协助考务人员进行分析判断，实现预警、提示和取证等功能，有效提升了考场的智能化程度。

4 结论

5G 技术打破了传统考场的边界，通过其技术特性，叠加更多应用，解决了传统远程考试在疫情防控、考试成本、考场真实性和考务管理规范性和公平性等方面的问题，丰富了应用场景，提升了考场管理的智慧化水平，有效促进考场及考务管理效率的提高。随着5G技术的不断发展和完善，以及智慧考场系统产学研一体化融合创新的落地，将有利于构建开放共享的教育新生态，推动教育考试工作实现高质量发展和改革。

参考文献：

[1] 杨再明，张凯，尹翰冬.江苏省国家教育考试标准化考场的建设与思考[J].中国教育信息化，2015（21）：68-71.

[2] 张凯，杨再明.智慧考场的构建与扩展教学应用探讨——以中国矿业大学为例[J].中国医学教育技术，2020，34（3）：326-332.

[3] 吕鸣.基于网络的统一考试指令播报系统的设计[J].中国考试，2012（3）：38-42.

[4] 黄荣怀，胡永斌，杨俊锋，等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究，2012，18（2）：22-27.

[5] 周伟鸿，朱思霖.基于深度学习技术的智慧考场方案的应用探究[J].信息技术与信息化，2020（12）：224-227.

【通联编辑：梁书】