基于改进型数字哨兵的考生试场认证数字化流程研究

沈晨 SHEN Chen

（上海市教育考试院，上海 200433）

0 引言

上海在2022年本土疫情呈多点散发、多链并行、隐匿传播、快速蔓延态势，是上海疫情防控常态化以来形势最严峻的一次考验。在可预计的时间内，疫情防控会伴随着社会生活共存，因此在招生考试的各类业务工作中势必会需要频繁地对考生的健康码、核酸检测、行程信息等结果进行核验。上海市政府和市教育委员会对此高度重视，分别发布了《关于在本市推行“场所码”等扫码通行疫情防控措施的通告》和《上海市教育委员会关于本市教育系统推广应用“场所码”的通知》进行了具体的工作布置，包括在重点场所部署数字哨兵设备，通过通行人员主动刷随申码或者身份证，核查健康码状态、核酸检测结果、抗原检测结果，自动判断是否放行，以达到实现人员管控以及防疫管理。通过科技手段巩固疫情防控成果，推动生产生活正常秩序早日恢复，为社区疫情防控增添更多“安全感”。

1 考生试场认证的现状和问题

教育考试作为群体性聚集性大型组织活动，面临着深刻的挑战。目前考生试场认证方案基本分为考试报名采集、考试入场验证、数据汇总分析。其中考生入场采用自助式和手持式，自助式为无人值守，考生自助完成刷身份证，人脸和指纹识别，同时可联动闸机。手持式一般放置考场由监考老师辅助完成考生认证。整个系统使用包括了考生报名、数据采集、考务安排、数据包分发、考生入场等流程。同时考虑到工作流程的需要，考生入场验证时，可采用考生自助式身份认证与监考老师机动验证相结合的模式，将考生验证设备放置在教室门口或考生出入通道旁，考生进入考场时自主进行身份认证；在考生就座后，老师再次核对考生信息时对可疑考生可通过手持设备进行再次验证。而且整体的管理模式采用市、区、校三级联动的进行统一指挥、信息共享。

图1 市、区、校三级考生试场认证模式

现有考生试场认证流程引入数字哨兵和场所码后情况就变得复杂，主要有两类问题，一是考试前需要对全体考生的核酸检测情况、“随申码”情况进行核查。在考生入场的身份验证阶段，需要实时检查“随申码”、体温情况、身份证、抗原情况，还需扫描考点场所码。此工作流程较大增加试场外的场地准备难度和考生提前候场的时间储备。对于考试规定中的要求考生30分钟提前至试场的标准，经过数次变更，现已达1小时。二是如考点考前发生疫情，需要由指挥中心及时发布指令通知考点、通知考生进行变更，信息的准确传达尤为重要。一般地，电话或信息系统可联系上考点，但面对数以万计的考生手机短信的传达就变的更加便捷和及时，此过程还需要有相应的信息系统支撑以达到信息的发送及时性和发送内容言简意赅，表达清晰，每次发送的信息可以作为模板保存在系统中，便于重复参考使用。

所以，在常态化疫情防控的环境下必须使用信息化手段来解决这类问题，才能更为准确和有效，迫切需要改建前端考生试场认证设备和后端管理平台以达到对疫情防控下的考试业务提供强大的支撑。

2 试场认证智能化建设方向和优势

为进一步加强国家教育考试管理，严密防范和严肃查处考试招生舞弊行为，切实维护考试招生的公平、公正、安全和秩序，上海市教育考试通过在考生试场认证现场将身份验证与数字哨兵、场所码进行融合，在指挥中心建设考务电子哨兵系统，实现基于智能化和网络化的、安全高效的疫情防控环境下的教育考试身份验证模式，提升原系统在疫情防控背景下预警监测、精准追溯的应用工作，为现场考生身份验证提供高速有效的方式，为考区管理人员提供即时直观的数据统计，为市级整体的考务调控提供指挥数据。同时响应了市委、市政府关于全市疫情防控工作总体要求，进一步加强信息化系统的应急处置能力，以数字化赋能教育考试精准管理，又能满足了教育考试院信息化资源整合管理的要求。

具体试场认证智能化建设是通过考务电子哨兵系统、考务电子哨兵前端设备、考务电子哨兵网络及安全环境，三部分来达到要求。（图2）

图2 人证核验和健康码验证两种流程

在考点使用考务电子哨兵前端设备达到四方面的优势，一是在1.5米感知，保障安全间隔，采用红外热成像技术，1-2米主动测温，保障有效安全间隔；二是多种认证，方便快捷，确保支持身份证、健康码、人证核验、人像识别，自动判断健康码、核酸、抗原体温异常，保障高速通行；三是多重核验，防疫保障：随申码、核酸结果、抗原情况展示，体温检测、口罩佩戴识别，身份证人员核验，真实可靠的防疫保护；四是全场景适配：手持/立式/壁装/闸机加装，个性化自定义语音提醒，适应各行业出入口场景。

在市级和区级考务指挥中心使用考务电子哨兵系统保障数据互通，资源共享，确保考试考生入场、签到、防疫等数据的呈现，方便与标准化考点的其他系统联动，供各类决策使用。

3 核心技术分析与应用

考务电子哨兵核心的硬件组成包括各类芯片（主控芯片、存储器、语音芯片、安全芯片等）、主板、显示屏、摄像模组、测温模组、身份证阅读器、扫码模组、通讯模组等，其中部署在试场的数字哨兵人脸识别＋扫码可实现1～2s核验时间和≤±0.5℃的测温精确度，快速实现人、证、码、温四个维度多重数据的快速匹配核验提升通行效率并确保核验准确。用到的主控芯片需对人脸图像、温度、二维码等信息辅以AI算法处理，运算性能得满足音视频处理。用到的测温芯片及模组，趋同于额温枪产业链做高精度漂移运放的芯片。且通常用到的通讯模组是4G或Cat.1模组。

考务电子哨兵核心的管理平台依托大数据中心，在符合功能和安全标准的前提下调取。同时，还有人脸识别、图像识别不同算法。数尽其用，“城市大脑”形成发现处置机制，“数字哨兵”“场所码”带来的海量实时在线数据，从后台汇聚到“城市大脑”，形成了强大的发现和处置机制。具体考点通过图3所示流程达到与考务电子哨兵系统数据同步。

图3 考点与考务电子哨兵系统达到数据同步流程

4 考务电子哨兵建设部署架构与试点效果

考务电子哨兵首先是防疫“数字哨兵”，是按照疫情防控要求推出的健康核验一体机设备，包括手持式、落地式、通道式、壁挂式和桌面式等多种形态，符合“数字哨兵”设备技术规范，完成与“SHData数据对外服务平台”数据接口的对接并具备健康数据实时核验功能。其次，考务电子哨兵系统应具备本市教育考试考生身份认证功能，能实时验证考生的考试身份，并与综合考务管理平台对接，供各级指挥中心及时掌握考生的入场情况。

①接入网络方面使用上海市教育城域网；若特殊情况下需使用非教育城域网，则需保证有独立带宽≥100Mbps的线路连接到上级考试机构；双路备份线路；组网设计要相对独立；使用有线网络，尽量避免使用无线网络。

②系统架构方面支持市、区、校三级架构，无缝对接综合考务管理平台身份认证子系统，能与区级及市级平台互联互通，数据实时上传至上级平台，也可支持直连至市级平台，部署要灵活方便。

③验证模式方面系统支持身份证、随申码、电子学生证、条形码、二维码、人脸等验证模式，以便在不同形式的考试中进行验证模式的切换，且能在一台终端上完成验证，以精简入场及验证流程。

④数据安全方面按照《上海市场所码、数字哨兵数据安全管理办法》的要求，安全可靠地进行数据传输和存储，合法审慎开展数据应用，切实加强安全技术防范，严格落实网络和数据安全主体责任，保护个人隐私和个人信息安全，确保数据安全可控。相关软硬件应尽可能部署于教育考试专网内，配置适当的网络安全访问策略，形成与区“校校通”网络实现安全隔离并专门服务于教育考试的逻辑专网，数据同步宜采用数字签名验证，确保数据的安全保密。

⑤利旧改造方面使系统应能支持各区已有“数字哨兵”的利旧改造，同时满足考生身份认证与防疫要求，避免重复建设。

系统整体架构如图4所示，由前端数字哨兵设备、测温云平台和大数据股份SHData平台组成。前端设备形态包括手持式、立式和人员通道式等多种形态，各类设备均具备测温、健康码、核酸、抗原核验功能，设备部署于公网，通过4G形式接入数据服务接入平台，通过该平台与大数据股份SHData平台API对接实现数据互通。（图5）

图4 考务电子哨兵系统架构

图5 考务电子哨兵前端设备多重输出结果

在考务电子哨兵系统和前端设备的加持下，在上海市2022年秋季高考中部分科目试点使用，整体效果良好，各级指挥中心能快速呈现考场考生进入情况以及各类人员防疫工作进展，得到各方的好评。（图6）

图6 2022年上海秋季高考数学科目试点融合后的考务电子哨兵系统呈现情况

5 结语

基于改进型数字哨兵的考生试场认证数字化流程借助前后端的平台，从方案优势到技术的可行性分析，表明了此方法的可行性。同时在应用中结合自身实际情况，优化方案，可以从一定程度上减少物力和人力成本。本文对整体方案进行了全面的介绍，从硬件架构、使用方法再到结果展示方法，以及身份认证管理平台的介绍。不但从规范性原则上，把考试环境、主要考试身份认证设备按照相对统一的要求布局和选型，确保考点、考场形态功能基本保持一致，保证各个考点的统一协调，保障教育考试的公平、公正，同时复用于开展日常防疫工作；也从整体性原则上，为维护考试公平、确保考试顺利，考试时所有相关系统需同时使用，各系统之间需互相关联、互相配合运行，应当遵循整体设计、整体建设、整体服务的原则；再者从兼容性原则上，把考务电子哨兵系统建设充分兼容并应用考点现有的身份验证系统，须与上一级考试机构的相关平台进行无缝对接，实现数据实时互通；最后从安全性原则上，系统需要在高度安全的网络环境下运行，避免数据和应用程序遭受损失；系统采用多重严密的网络安全控制方法，避免传统网络协议的安全性缺陷。使用教育城域网部署区级、校级软件系统及前端设备。

希望在未来可以通过实践不断完善此方法，基于改进型“数字哨兵”成为推动智慧治理场景下集OCR、大数据、体温检测等多点技术于一体的应用场景，筑牢教育考试的“安全网”。