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AI+課堂教學(xué)行為觀察實(shí)驗(yàn)裝置
（一）AI跟蹤主機(jī)
1.硬件外觀：標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)架式設(shè)備，便于安裝部署；
2.硬件結(jié)構(gòu)：采用嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)高穩(wěn)定性、低功耗。
3.網(wǎng)絡(luò)：標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，10M/100M/1000M自適應(yīng)LAN口x 1，要求支持IPv4、IPv6雙協(xié)議棧。
4.其他接口：USB2.0、HDMI；
5.設(shè)備復(fù)位：支持一鍵Reset復(fù)位；
6.工作電壓：采用不高于DC 36V安全電壓供電；
7.功耗：節(jié)能環(huán)保，待機(jī)功率＜20W，滿負(fù)荷工作功率＜50W；
8.工作溫度：10℃~35℃；
9.工作濕度：20%～80%；
10.主機(jī)內(nèi)置智能跟蹤軟件，采用AI跟蹤技術(shù)。跟蹤系統(tǒng)應(yīng)不影響教師正常的教學(xué)，教師和學(xué)生無(wú)需佩戴任何輔助設(shè)備包括定位攝像裝置，也無(wú)需在座椅安裝輔助設(shè)施。
（二）4K超清錄播主機(jī)
1.整體設(shè)計(jì)
（1）主機(jī)架構(gòu)：為保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全，要求錄播主機(jī)采用嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)，非PC、服務(wù)器架構(gòu)。主機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)架式設(shè)備，便于安裝部署，并要求錄播主機(jī)為非壁掛式架構(gòu)，不存在機(jī)身顯示屏等產(chǎn)生其他視頻、強(qiáng)光源變化從而影響學(xué)生課堂專注力。
（2）功能設(shè)計(jì)：要求主機(jī)功能高度集成化，需具備錄制、導(dǎo)播、自動(dòng)跟蹤、存儲(chǔ)、點(diǎn)播、互動(dòng)等多功能功于一體，無(wú)需額外增加互動(dòng)主機(jī)等其他主機(jī)。
（3）節(jié)能環(huán)保：應(yīng)具有嵌入式低功耗環(huán)保特性，需采用不高于DC36V安全電壓供電，額定功率不超過(guò)40W。
（4）低噪聲設(shè)計(jì)：要求所投錄播主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下噪聲最大值≤18.8dB(A)。
（5）平臺(tái)對(duì)接：支持FTP文件傳輸協(xié)議，主機(jī)錄制生成的視頻文件與應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)歸檔上傳。
2.主機(jī)性能
（1）視頻輸入輸出：具備高清視頻輸入接口SDI in≥5、HDMI in≥2；高清輸出接口HDMI out≥3；且采集和輸出分辨率均支持4K@30fps。
（2）視頻編解碼：支持標(biāo)準(zhǔn)H.264視頻編解碼協(xié)議，支持4K@30fps分辨率格式編解碼。
（3）POC供電：主機(jī)支持連接攝像機(jī)通過(guò)一根SDI線進(jìn)行POC供電和視頻信號(hào)同傳。
（4）音頻輸入輸出：具備數(shù)字音頻輸入接口Digital mic≥6、線性音頻輸入接口Line in≥2；線性音頻輸出接口Line out≥2。
（5）音頻處理：內(nèi)置音頻處理功能，支持EQ均衡、AEC回聲抑制、AGC自動(dòng)增益、ANS噪聲抑制等音頻處理功能。
（6）音頻編解碼：采用AAC音頻編解碼協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并支持音頻處理功能。
（7）網(wǎng)絡(luò)接入：具備標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，支持100/1000M網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)。并要求支持IPv4、IPv6雙協(xié)議棧。
（8）存儲(chǔ)容量：內(nèi)置不少于2T存儲(chǔ)空間，用于錄制視頻文件的本地存儲(chǔ)。
（9）主機(jī)控制：具備Console控制接口≥2，支持RS232/422協(xié)議。
（10）外設(shè)連接：具備USB 2.0接口≥2，可用于連接U盤(pán)等外設(shè)。
（三）4K特寫(xiě)攝像機(jī)
1.支持SDI≥1個(gè)、HDMI≥1個(gè)，同步輸出4K圖像；
2.支持1000M以太網(wǎng)口≥1個(gè)、線性音頻輸入line in≥1個(gè)、USB TypeA≥1個(gè)、RS232/RS422≥1個(gè)
3.支持CMOS傳感器，1/2.5英寸，≥800萬(wàn)像素，為充分保障視頻的高清效果，圖像采集、輸出分辨率支持3840*2160,兼容1920*1080、1280*720等清晰度滿足4K分辨率要求
4.提供不小于28倍綜合變焦能力
5.水平轉(zhuǎn)動(dòng)速度范圍在1.0° ~ 94.2°/s，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)速度范圍在1.0° ~ 74.8°/s，水平視場(chǎng)角大小54.0° ~ 3.1°，垂直視場(chǎng)角大小31.0° ~ 1.7°
6.支持設(shè)置水平、垂直翻轉(zhuǎn)
7.支持開(kāi)啟/關(guān)閉背光補(bǔ)償
8.支持2D&3D數(shù)字降噪
9.支持設(shè)置不小于255個(gè)預(yù)置位數(shù)量
10.支持設(shè)置白平衡模式為自動(dòng)/手動(dòng)/一鍵鎖定等
11.支持VISCA、RTP/RTCP/RTSP/RTMP等多種協(xié)議類型
12.支持H.265/H.264視頻編碼協(xié)議，AAC、OPUS、G.711A等音頻編碼協(xié)議
13.支持POC供電和DC12V電源適配器供電方式
（四）智能AI分析主機(jī)
1.硬件外觀：標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)架式設(shè)備，便于安裝部署；
2.硬件結(jié)構(gòu)：采用嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用SOC解決方案，高穩(wěn)定性、低功耗。采用內(nèi)置NPU高端處理器，具備智能學(xué)習(xí)特性，充分保障AI處理能力。
3.內(nèi)置存儲(chǔ)：不低于2TB硬盤(pán)；
4.網(wǎng)絡(luò)：標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，10M/100M/1000M自適應(yīng)LAN口x 1，要求支持IPv4、IPv6雙協(xié)議棧。
5.其他接口：USB2.0、HDMI；
6.工作電壓：采用不高于DC 36V安全電壓供電；
7.功耗：額定功率30W以下；
8.工作溫度：10℃~35℃；
9.工作濕度：20%～80%；
10.協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：支持RTP/RTSP/RTMP/HTTP/TCP/UDP;
11.編碼標(biāo)準(zhǔn)：視頻支持H.264 HP編解碼協(xié)議，音頻支持AAC編碼協(xié)議；支持1080P@30fps、720P@30fps格式視頻接入進(jìn)行分析；
12.處理能力：支持多路視頻并發(fā)分析，分析效率不低于60個(gè)標(biāo)準(zhǔn)課節(jié)/天；
13.數(shù)據(jù)導(dǎo)入：支持基于網(wǎng)絡(luò)方式獲取視音頻數(shù)據(jù)，平臺(tái)排課預(yù)約后即可下發(fā)指令，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)視音頻文件至分析主機(jī)進(jìn)行導(dǎo)入分析，無(wú)需額外導(dǎo)入操作；
14.分析數(shù)據(jù)模式：支持自動(dòng)獲取平臺(tái)排課預(yù)約推送視頻與手動(dòng)導(dǎo)入視頻分析的兩種方式；
15.排隊(duì)機(jī)制：支持分析任務(wù)排隊(duì)機(jī)制，任務(wù)超過(guò)并發(fā)量自動(dòng)進(jìn)行排隊(duì)等待，逐一進(jìn)行分析；
16.分析視頻類型：支持同時(shí)分析課室教師授課、學(xué)生聽(tīng)課兩種維度的視頻文件，并同時(shí)根據(jù)視頻場(chǎng)景間的聯(lián)動(dòng)進(jìn)行整體課室授課場(chǎng)景分析；
17.本地分析能力：支持分析能力落在本地主機(jī)，內(nèi)網(wǎng)連接即可用，無(wú)需連接互聯(lián)網(wǎng)云端能力，最大程度保障數(shù)據(jù)安全。
18.分析模型：支持基于課堂教學(xué)的人臉表情、肢體骨骼、行為動(dòng)作分析能力模型；
19.分析能力：支持視覺(jué)分析能力，包括出勤人數(shù)、出勤率、教師行為模型、師生互動(dòng)指數(shù)模型、教師行動(dòng)軌跡熱點(diǎn)模型、師生S-T和RT-CH行為模型、學(xué)生課堂動(dòng)作與師生理答模型等。支持語(yǔ)音分析能力，包括語(yǔ)音轉(zhuǎn)寫(xiě)、語(yǔ)速分析、高頻詞分析、敏感詞提取、教師提問(wèn)頻次等。
（五）智慧考勤主機(jī)
1.硬件外觀：標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)架式設(shè)備，便于安裝部署；
2.硬件結(jié)構(gòu)：采用嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用SOC解決方案，高穩(wěn)定性、低功耗。采用內(nèi)置NPU高端處理器，具備智能學(xué)習(xí)特性，充分保障AI處理能力。
3.內(nèi)置存儲(chǔ)：不低于1TB硬盤(pán)；
4.網(wǎng)絡(luò)：標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，10M/100M/1000M自適應(yīng)LAN口x 1，要求支持IPv4、IPv6雙協(xié)議棧。
5.其他接口：USB2.0、HDMI；
6.工作電壓：采用不高于DC 36V安全電壓供電；
7.功耗：額定功率小于30W；
8.工作溫度：10℃~35℃；
9.工作濕度：20%～80%；
10.協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：支持RTP/RTSP/RTMP/HTTP/TCP/UDP;
11.編碼標(biāo)準(zhǔn)：視頻支持H.264 HP編解碼協(xié)議；支持1080P@30fps、720P@30fps格式視頻接入進(jìn)行分析；
12.分析能力：支持考勤分析能力，支持基于人臉特征進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)，人數(shù)清點(diǎn)考勤。
（六）互動(dòng)云主機(jī)
1.整體要求
（1）硬件外觀：標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)架式設(shè)備，便于安裝部署；
（2）硬件結(jié)構(gòu)：采用ARM嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)高穩(wěn)定性、低功耗。
（3）功能設(shè)計(jì)：要求支持多點(diǎn)視音頻互動(dòng)、分組互動(dòng)、負(fù)載均衡、雙機(jī)熱備等功能。
（4）網(wǎng)絡(luò)：標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，10M/100M/1000M自適應(yīng)LAN口x 1，要求支持IPv4、IPv6雙協(xié)議棧。
（5）工作電壓：采用不高于DC 36V安全電壓供電；
（6）功耗：節(jié)能環(huán)保，待機(jī)功率＜30W，滿負(fù)荷工作功率＜60W；
（7）工作溫度：10℃~35℃；
（8）工作濕度：20%～80%；
2.性能指標(biāo)
（1）視音頻互動(dòng)能力：具備不小于50路終端同時(shí)接入進(jìn)行視音頻互動(dòng)的能力。
（2）協(xié)議兼容：支持SIP/H.323標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可對(duì)接主流視頻會(huì)議系統(tǒng)。
（3）互動(dòng)畫(huà)質(zhì)：要求互動(dòng)視頻畫(huà)質(zhì)不低于1080P，并兼容720P視頻互動(dòng)畫(huà)質(zhì)。
（4）分組互動(dòng)能力：要求支持分組同時(shí)互動(dòng)功能，單機(jī)需支持同時(shí)不少于10個(gè)互動(dòng)組獨(dú)立互動(dòng)能力；單組互動(dòng)最大支持50個(gè)互動(dòng)終端并發(fā)接入。
（5）網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)探測(cè)能力：支持在互動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)接收與發(fā)送音視頻流的同時(shí)完成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的嗅探，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況的好壞實(shí)現(xiàn)互動(dòng)視頻畫(huà)面質(zhì)量的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，保障使用體驗(yàn)。
（6）互動(dòng)抗損傷：為報(bào)障互動(dòng)的穩(wěn)定進(jìn)行，要求系統(tǒng)針對(duì)常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)丟包、抖動(dòng)、延時(shí)等情況具備抗損傷能力，在時(shí)延、抖動(dòng)達(dá)到300ms或丟包率達(dá)到20%的情況下依舊保持互動(dòng)的流暢與穩(wěn)定，并最大程度保障畫(huà)面的清晰度。
（7）自適應(yīng)能力：支持將視頻流按質(zhì)量、幀率、分辨率進(jìn)行不同維度的分層切割，同時(shí)結(jié)合嗅探到的網(wǎng)絡(luò)狀況分配不同層級(jí)的流進(jìn)行效果補(bǔ)償，保證每一個(gè)參與端擁有最適合與最佳的互動(dòng)體驗(yàn)。
（8）接口指標(biāo)：要求具備不少于2路RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，支持10/100/1000Mbps網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)；具備1路HDMI輸出接口；具備2路USB接口。
12.移動(dòng)端設(shè)備接入服務(wù)：支持Windows7以上、Android 6.0以上版本等多種類型移動(dòng)終端設(shè)備安裝接入互動(dòng)，支持參與互動(dòng)過(guò)程中同步進(jìn)行互動(dòng)畫(huà)面錄制。
（七）智慧中控管理主機(jī)
1.采用ARM四核CPU，組合處理能力1.8GHz的多線層多核處理器。內(nèi)置各種邏輯組合、切換等智能運(yùn)算。
2.支持一卡通自動(dòng)存儲(chǔ)功能，在斷網(wǎng)的情況下不影響教學(xué)使用�！�2GB存儲(chǔ)。
3.標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式2U主機(jī)箱。
4.信號(hào)處理：≥3X2 VGA 切換，帶寬400MHz，-3db，自帶長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器；≥4X3HDMI切換，分辨率1920*1080@60。內(nèi)置音視頻分離模塊，支持移動(dòng)終端高清視頻推送功能�！�4X2 AUDIO，頻響20Hz～20kHz +1/-3dB �！�1路麥克風(fēng)輸入；內(nèi)置HDMI音頻輸入功能。
5.≥1路HDBT接口，支持超高清（3840x2160@30Hz）,全高清1080p輸出；支持48位色深；解碼出HDMI+VGA+RS232+IR+USB+DC12V,方便安裝和維護(hù)。
6.≥2路物聯(lián)網(wǎng)天線接口，可以無(wú)線連接外部物聯(lián)模塊。≥2路運(yùn)維接口，實(shí)現(xiàn)電腦等設(shè)備的運(yùn)維管理。
7.具備 IC 卡權(quán)限管理功能，支持刷卡和插卡不同權(quán)限管理模式。支持刷 IC 卡身份識(shí)別鑒權(quán)，自動(dòng)開(kāi)啟；支持插卡系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟、取卡系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉功能。存儲(chǔ)不少于21000 張固定授權(quán)卡，不少于 180天動(dòng)態(tài)授權(quán)數(shù)據(jù)，響應(yīng)速度不大于5秒，當(dāng)斷網(wǎng)時(shí)，不影響老師上課。
8.內(nèi)置≥5口智能交換機(jī)，外置≥3路網(wǎng)絡(luò)接口，內(nèi)置≥2路網(wǎng)絡(luò)接口，可自由設(shè)置交換機(jī)功能或者路由功能。
9.電源能源管控：≥7路電源管理，可以給電腦、投影機(jī)、系統(tǒng)、大屏供電和電動(dòng)屏幕的控制。
10.具有數(shù)據(jù)下載功能。
（八）平臺(tái)服務(wù)器
1.Cpu：IntelXeon(單個(gè)16核32線程水平)及以上配置
2.內(nèi)存：64GB DDR4
3.系統(tǒng)硬盤(pán)：雙1T高速盤(pán)做raid1
4.臨時(shí)數(shù)據(jù)盤(pán)：雙1T高速盤(pán)做raid0
5.數(shù)據(jù)盤(pán)：根據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)需求，配置高速網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。
6.網(wǎng)絡(luò)：萬(wàn)兆網(wǎng)卡
7.電源冗余：雙電源冗余
8.系統(tǒng)支持：CentOS7.6 64位
（九）儲(chǔ)存服務(wù)器
1.Cpu：IntelXeon(單個(gè)16核）
2.內(nèi)存：32GB DDR4
3.系統(tǒng)硬盤(pán)：雙1T高速盤(pán)做raid1
4.臨時(shí)數(shù)據(jù)盤(pán)：雙1T高速盤(pán)做raid0
5.網(wǎng)絡(luò)：萬(wàn)兆網(wǎng)卡
6.電源冗余：雙電源冗余
7.系統(tǒng)支持：CentOS7.6 64位
1 主要具備教學(xué)行為分析、教學(xué)效果評(píng)估、個(gè)性化教學(xué)支持、教學(xué)策略研究、教師培訓(xùn)與發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)分析、智能教學(xué)輔助工具開(kāi)發(fā)、跨學(xué)科研究、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持等功能。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集全面且實(shí)時(shí)，能快速處理大量課堂數(shù)據(jù)并自動(dòng)生成精準(zhǔn)客觀的分析報(bào)告，讓教師更專注于教學(xué)改進(jìn)和學(xué)生輔導(dǎo)。通過(guò)AI監(jiān)測(cè)學(xué)生行為，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提醒教師進(jìn)行干預(yù)，提高教學(xué)針對(duì)性和時(shí)效性。 新設(shè)備是一個(gè)結(jié)合了人工智能技術(shù)和教育科學(xué)、配備先進(jìn)的設(shè)施設(shè)備的研究與實(shí)踐平臺(tái)，能夠模擬真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，并通過(guò)收集和分析大量的教學(xué)數(shù)據(jù)，以推動(dòng)教育技術(shù)的發(fā)展和教育實(shí)踐的創(chuàng)新。主要具備教學(xué)行為分析、教學(xué)效果評(píng)估、個(gè)性化教學(xué)支持、教學(xué)策略研究、教師培訓(xùn)與發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)分析、智能教學(xué)輔助工具開(kāi)發(fā)、跨學(xué)科研究、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持等功能。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集全面且實(shí)時(shí)，能快速處理大量課堂數(shù)據(jù)并自動(dòng)生成精準(zhǔn)客觀的分析報(bào)告，讓教師更專注于教學(xué)改進(jìn)和學(xué)生輔導(dǎo)。通過(guò)AI監(jiān)測(cè)學(xué)生行為，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提醒教師進(jìn)行干預(yù)，提高教學(xué)針對(duì)性和時(shí)效性。
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