AI教育數(shù)字課堂系統(tǒng)需求說明

AI教育數(shù)字課堂系統(tǒng)需求說明序號具體技術(參數(shù))要求12.1主機技術指標2.1.1、AI教育平臺系統(tǒng)（1）國產(chǎn)≥4U機架式，配置上架所需滑軌；2（2）處理器規(guī)格：配置2顆處理器，單顆處理器≥48核，主頻≥2.4GHz36MBCache/350W；3（3）處理器通算指標：每顆處理器提供通算指標（FP32單精度浮點運算）≥115.2GFLOPS，單臺設備96核的通算指標（FP32單精度浮點運算）≥230.4GFLOPS；4（4）內(nèi)存：1.配置≥32個內(nèi)存插槽；52.配置32*64GBDDR5內(nèi)存；63.每個處理器有8個內(nèi)存通道，每個通道最多支持2個DIMM，即每個處理器插槽可支持16個DIMM；7（5）硬盤（系統(tǒng)盤）：配置≥2*480GBSSD硬盤（M.2接口）；8（6）硬盤（數(shù)據(jù)盤）：配置≥4*3.84TBNVMESSD硬盤；9（7）陣列卡：配置≥1塊獨立陣列卡，支持RAID0、1、5、10；10（8）加速卡（圖形處理單元卡）：1.配置PCIe接口類型的加速卡（圖形處理單元卡）；112.配置≥8塊加速卡（圖形處理單元卡）；123.單塊加速卡（圖形處理單元卡）的顯存≥48GB，單塊加速卡（圖形處理單元卡）的智算指標（FP16半進度AI指標）不低于119.5TFLOPS；13（9）網(wǎng)絡規(guī)格：1.配置≥2塊單端口NDR400Gb/sInfiniBandHCA卡；142.配置≥1塊雙口200GDPU卡；153.配置≥1個板載網(wǎng)卡/1GE/RJ45接口；16（10）管理接口：配置1個千兆IPMI接口；17（11）電源規(guī)格：1.配置≥4個2200W或2700WCRPS高效白金熱插拔電源；182.冗余方式：2+2；19（12）其它接口：1.配置≥1個VGA接口；202.配置≥2個USB3.0接口；21（13）尺寸：798mm（長）±10mm、481mm（寬）±10mm、175mm（高）±10mm；222.1.2、AI教育數(shù)字課堂系統(tǒng)2臺部署環(huán)境配置如下（配置不低于以下要求）：（1）處理器規(guī)格：2顆處理器，單顆處理器≥48核，主頻≥2.4GHz36MBCache/350W；23(2)內(nèi)存：32根DDR54800MHzECC64GB內(nèi)存；24(3)硬盤#1：2塊480GSSD硬盤；25(4)硬盤#2：4塊3.84TNVMESSD；26(5)RAID卡：1塊RAID卡；27(6)網(wǎng)絡#1：2塊單端口NDR400Gb/sInfiniBandHCA卡；28(7)網(wǎng)絡#2：1塊雙口200GDPU卡；29(8)電源：冗余電源模塊；30(9)技術服務：5*8的遠程技術支持服務；312.1.3、學生桌面數(shù)據(jù)采集終端；（1）機械機構：需支持吊頂安裝，雙目攝像頭結構；32(2)像素：特寫鏡頭有效像素不低于800萬，全景鏡頭不低于600萬；33(3)變焦：特寫攝像頭要求支持自動和手動變焦，對焦速度需要＜1s；34(4)云臺轉動：要求具備機械云臺可進行轉動；特寫攝像機水平視場角不小于59.6°~3.5°，垂直視場角不少于35.7°~2.0°；全景攝像機水平視場角及垂直視場角均不低于99.8°；35(5)視頻處理能力：要求支持需支持網(wǎng)絡雙攝出視頻，同時支持特寫圖片抓拍；36(6)視頻編碼：要求支持H.265、H.264、MJPEG高清視頻編碼協(xié)議；37(7)視頻輸出：要求支持TCP/IP傳輸協(xié)議，并支持HTTP,RTSP,DHCP,DNS,組播等應用協(xié)議，且RTSP需支持隨機鑒權機制；38(8)圖像處理能力：要求具備白平衡、背光補償、HDR、數(shù)字降噪、抗閃爍、圖像凍結、圖像翻轉、預置位、功能，信噪比需≥55dB，最低照度需達到0.5Lux；39(9)支持碼流：至少支持雙碼流且支持獨立配置；40(10)幀率：穩(wěn)定50Hz；1fps~25fps；41(11)網(wǎng)絡音頻編碼：支持網(wǎng)絡音頻編碼，需支持AAC、G.711a編碼協(xié)議，支持數(shù)字降噪及音量設置；支持修改音頻碼率；42(12)視頻輸出：要求支持HDMI帶音頻輸出，幀率需穩(wěn)定在50Hz；1fps~25fps；43(13)音頻輸出：要求3.5mm標準線性輸出；44(14)操作控制：支持PTZ控制，水平控制角度需＞350°，最大速度90°；垂直控制角度需＞60°，最大速度60°；45(15)網(wǎng)絡通訊：支持萬兆網(wǎng)絡交換，支持POE802.3at，支持通過對應接口實現(xiàn)音視頻傳輸；46(16)網(wǎng)絡升級：支持網(wǎng)絡升級，支持升級失敗退回上一版本；47(17)供電：支持DC12V及POE供電兩種方式；48(18)接口：支持HDMI、網(wǎng)絡、電源、音頻接口；49(19)復位：支持一鍵復位；50(20)氣泡水平儀：需支持氣泡水平儀；512.1.4、數(shù)字感知設備相機配備雙鏡頭（全景相機、特寫相機），集合定點看全景、動點看細節(jié)的優(yōu)勢，采用一體化設計，達到單產(chǎn)品既能看全又能看清的效果，適用于教室學生人臉點名；522.1.5、AI邊緣服務節(jié)點硬件要求：1）處理器：CPU4核1.6GHz或以上,TPU：16TOPS@INT8或以上；532）ddr4內(nèi)存8GB或以上，EMMC存儲32GB或以上，支持存儲擴展；543）散熱：被動散熱；554）典型功耗：TDP≤35W；565）工作溫度：-20℃~+60℃；576）接口：10/100/1000M自適應網(wǎng)口*2或以上，USB3.0*2，HDMI2.0*1，RS232*1,RS485*1,TF卡槽燒錄系統(tǒng)；587）支持16路或以上H.264&H.265的1080P@30fps視頻解碼；支持10路或以上H.264&H.265的1080P@30fps視頻編碼；支持1080P@200fps或以上圖片編解碼，最大分辨率8192x8192；59軟件要求：1）系統(tǒng)狀態(tài)：支持查看AI邊緣服務節(jié)點當前硬件相關狀態(tài)，用可視化方式直觀呈現(xiàn)如CPU使用率、內(nèi)存使用率、硬盤占用率；602）數(shù)據(jù)統(tǒng)計：支持查看通過AI邊緣服務節(jié)點開設的智慧課堂數(shù)量，并支持按學科、老師歸類統(tǒng)計；613）資源倉庫：支持查看通過AI邊緣服務節(jié)點通過AI算法所采集到圖片資源與錄制的直播資源，支持在線查看與打包下載；624）設備管理：支持查看AI邊緣服務節(jié)點所管控的所有類型設備，支持在線對設備進行開關機控制，支持用戶添加或刪除設備；635）設備布局：支持用戶通過AI邊緣服務節(jié)點對場地設備布局進行設定，調(diào)整行列布局與對應布局下設備信息；646）軟件列表：支持用戶查看與管理當前AI邊緣服務節(jié)點下不同設備的使用軟件的對應版本，并且可通過對應軟件查看軟件對應已經(jīng)升級的歷史版本；657）固件列表：支持用戶查看與管理當前AI邊緣服務節(jié)點下不同設備的使用固件的對應版本，并且可通過對應固件查看固件對應已經(jīng)升級的歷史版本；668）固件推送與升級：支持用戶查看與管理當前AI邊緣服務節(jié)點的固件升級隊列，接收升級包推送并根據(jù)版本號進行自動更新升級；679）算法列表：支持用戶查看與管理當前AI邊緣服務節(jié)點的算法列表內(nèi)容，并且上傳對應算法后，自動開始算法升級；6810）算法推送與升級：支持用戶查看與管理當前AI邊緣服務節(jié)點的算法升級隊列，接收升級包推送并根據(jù)版本號進行自動更新升級；6911）巡堂：支持查看AI邊緣服務節(jié)點所部署的教室實時視頻畫面，掌握教室內(nèi)實時信息；7012）作業(yè)識別：具備作業(yè)文檔目標識別算法，支持自動檢測與識別圖像中的作業(yè)目標；7113）圖像矯正：具備圖像矯正算法，支持將圖像從原始的畸變狀態(tài)改變?yōu)榉蠋缀我?guī)則的正常形式，提高圖像的可視化效果；7214）直播矯正：具備視頻矯正算法，支持講視頻從原始的畸變狀態(tài)改變?yōu)榉蠋缀我?guī)則的正常形式，提高圖像的可視化效果；7315）云日志：支持云端查看設備運行日志，并允許用戶下載詳細日子文件；7416）云配置：支持云端查看設備配置詳情，并允許用戶編輯并同步配置信息；752.3.1、AI教學平臺AI教學平臺是針對人工智能教育與實訓工作開發(fā)的，以快速構建校級AI教培與實訓為目標，打造了AI教育一體化平臺；（1）平臺搭建在K8S云平臺上；76（2）服務商具有OpenStack發(fā)行版的能力；77(3)提供開箱即用的AI教學&實訓環(huán)境針對硬件設備難以部署、訓練環(huán)境配置繁瑣和搭建人工智能教學系統(tǒng)費時費力的問題，開箱即用的AI教學平臺提供了如下功能；78(4)支持最小單元GPU切分允許主機上的GPU資源被動態(tài)地切割和分配給不同的實訓終端，實現(xiàn)主機資源對終端的最大化智算資源支持；目前，單主機（8卡GPU）最多支持64個獨立GPU實訓終端，能夠滿足一到二個班學生上課的智算需求，并持續(xù)動態(tài)分配智算資源；79(5)內(nèi)置多個深度學習框架和多個IDE集成環(huán)境AI教學平臺已經(jīng)內(nèi)置多個深度學習框架和多個IDE集成環(huán)境，可以選擇靈活多樣的環(huán)境，為用戶提供更高效、便捷的學習、實訓和研發(fā)體驗；IDE集成：集成多個IDE環(huán)境，包含Jupyterlab；80內(nèi)置至少三個深度學習框架；81內(nèi)置深度學習框架Xedu；82內(nèi)置深度學習框架Paddlepaddle；83內(nèi)置深度學習框架Keras；84（6）教學資源與教學秩序管理針對不同賬號資源管理、調(diào)度分配、賬號安全性、獨立性等難題，AI+大模型教培一體機提供了：-資源統(tǒng)一調(diào)度：賬戶統(tǒng)一管理，智算資源統(tǒng)一調(diào)度；為用戶提供統(tǒng)一資源分配調(diào)度的功能，輕松地管理不同賬戶并分配資源，靈活調(diào)度智算資源，從而確保每位用戶都能夠獲得足夠的資源支持；-教學透明化：教師可以通過資源環(huán)境管理功能跟進學生的學習進度和實操情況；支持遠程排查學生碰到的疑難問題，可以直接進入實驗環(huán)境，遠程實操，與學生進行即時溝通和協(xié)作，解決學生在學習過程中遇到的問題；AI教學平臺通過教師端管理和資源環(huán)境管理功能，旨在簡化教學資源的管理和調(diào)度流程，為教學提供了全面的支持和管理，有效地解決了教學中存在的資源管理、調(diào)度分配等難題，為教師和學生提供了更便捷、高效的教學體驗；85（7）自動分發(fā)、更新AI課程課件針對教學資源存在的課件私有分享、下載不易、更新無法及時通知到位、教學資源的版本管理問題等難題，AI教學平臺提供了：-課程資源管理：為老師提供便捷的課程資源上傳功能；輕松管理課程資源，無需耗費大量時間來手動分發(fā)和更新課程資料；-自動分發(fā)更新：系統(tǒng)會自動將課程資源分發(fā)給學生，實時將更新的課程資源分發(fā)到不同賬戶的容器中，能夠及時獲取到最新的教學內(nèi)容，無需長時間等待下載；確保教師和學生始終使用最新、最準確的課件和資料，避免了教學資源版本混亂和使用錯誤的情況；AI教學平臺通過課程資源管理功能，簡化教學資源的管理和利用流程，為教師和學生提供更便捷、高效的教學資源管理體驗，解決了課件分享、下載、更新等方面的難題，促進教學工作的順利進行和學生學習成效的提升；86(8)大模型專家輔教針對教學過程中常見的疑難問題，通常需要花費大量時間進行課件準備和搜索相關資料，AI教學平臺為教學提供全新的解決方案，即：大模型專家輔教；利用AI大模型構建AI專家輔教系統(tǒng)，24小時與學員進行知識互動交流，隨時隨地為學員提供答疑、示范等學術指導；872.3.2、AI數(shù)字課堂系統(tǒng)包含以下功能：-課堂數(shù)據(jù)：支持收集學生課中行為數(shù)據(jù)，并根據(jù)行為數(shù)據(jù)進行按活動分類統(tǒng)計，輸出統(tǒng)計報告結果；-語文作文批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行語文作文批改，并根據(jù)作文情況輸出作文整體評估、字數(shù)統(tǒng)計、寫作亮點等；-語文聽寫批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行聽寫內(nèi)容自動比較，進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后提供統(tǒng)計報告；-課堂練習批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行課堂練習結果批改，進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后提供統(tǒng)計報告；-教輔批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行教輔材料作答批改，進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后提供統(tǒng)計報告；-一般答題卡批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行一般答題卡內(nèi)容結果與正確答案自動比對，進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后提供統(tǒng)計報告；-數(shù)學算術批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動算術內(nèi)容結果與正確答案自動比對，并進行仿真批改后返回對應結果；-英語作文批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行英語作文批改，并根據(jù)作文情況輸出作文整體評估、詞數(shù)統(tǒng)計及寫作亮點；-英語聽寫批改：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行聽寫內(nèi)容自動比較，進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后提供統(tǒng)計報告；-課堂互動結果統(tǒng)計：支持根據(jù)互動結果進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后提供統(tǒng)計報告；-問卷收集：支持根據(jù)提供的圖片進行OCR識別并自動進行問卷結果處理及統(tǒng)計，并提供統(tǒng)計報告；-歸檔記錄：接收歸檔數(shù)據(jù)并根據(jù)一定的規(guī)則歸類記錄到對應的用戶名下，管理與整理用戶相關業(yè)務數(shù)據(jù)；-工具箱：課堂中支持使用計時、畫筆工具；88功能要求如下：1）可信教育身份：系統(tǒng)與教育部可信身份系統(tǒng)對接，實現(xiàn)師生可信身份認證，獲取國家可信身份信息，提供統(tǒng)一基礎用戶認證登錄對接及系統(tǒng)基礎信息統(tǒng)一管理，實現(xiàn)對用戶身份管理及統(tǒng)一信息維護；892）資源管理：提供校本庫、平臺庫、個人庫；支持用戶管理平臺內(nèi)個人空間內(nèi)的個人資源支持機構用戶管理平臺內(nèi)個人上傳到學校共享空間的校本資源；支持平臺用戶管理平臺內(nèi)個人上傳到平臺共享空間的平臺資源；903）備課管理：支持備課包自動按照【教材+書冊目錄】命名，用戶可以自行修改名稱；支持設置階段，階段包含的備課資源、課堂練習、答題卡、AI作文、聽寫默寫等；914）免登錄收作業(yè)：支持非登錄模式下，直接調(diào)取設備進入作業(yè)采集模式，支持選擇年級班級學科及學科下數(shù)據(jù)，確定收集的作業(yè)后，在作業(yè)采集模式中，支持用戶收集全班數(shù)據(jù)及選中對應用戶進行內(nèi)容收集；925）登錄上課：登錄時支持選擇年級、班級、學科進行上課；936）桌面巡堂：支持同時查看所有學生的桌面實時畫面；947）練習采集與查看：支持通過學生桌面數(shù)據(jù)采集終端收集學生桌面練習，支持用戶選全部收集、指定學生收集；支持用戶查看收集到的學生練習，支持練習對比查看；958）學生桌面直播：支持學生桌面直播，用戶可選擇某個學生桌面進行直播，展示學生做答過程；969）手勢提交：支持識別學生桌面手勢動作，支持學生使用手勢提交桌面練習，支持學生利用手勢完成題目做答、投票等；9710）隨機互動：支持隨機點名功能，支持用戶隨機抽選學生作業(yè)進行查看、講評；9811）英語聽寫批改：通過學生桌面數(shù)據(jù)采集終端無感知采集學生紙質(zhì)英語聽寫練習冊，并自動進行聽寫內(nèi)容比較，進行統(tǒng)一處理及統(tǒng)計后生成統(tǒng)計報告；9912）答題卡練習與批改：支持答題卡練習與自動批改功能，對答題卡練習進行電子化處理后識別題目序號與手寫做答內(nèi)容，自動批改學生做答并生成練習報告；10013）作文練習與批改：支持作文練習與自動批改功能，對作文練習進行電子化處理后根據(jù)作文要求與得分點進行智能批改，并在好詞好句、錯別字、語法錯誤等多個維度上輸出批改得分與評語；10114）教輔練習與批改：支持教輔練習與自動批改功能，對教輔練習進行電子化處理并識別教輔題目信息與手寫做答內(nèi)容，自動批改學生做答并生成練習報告；10215）聽寫默寫練習與批改：支持聽寫默寫練習與自動批改功能，對聽寫默寫練習進行電子化處理后識別做答序號與做答內(nèi)容，自動批改學生做答并生成練習報告；10316）四則運算練習與批改：支持數(shù)學四則運算練習與自動批改功能，對四則運算練習就行電子化處理后識別四則運算公式與做答結果，自動批改學生做答并生成練習報告；10417）組卷練習與批改：支持組卷練習與自動批改功能，對試卷練習進行電子化處理并識別題目信息與手寫做答內(nèi)容，自動批改學生做答并生成練習報告；10518）大模型批改與批改依據(jù)：支持做答多樣性批改并輸出批改依據(jù)，用戶可點擊批改留痕圖片查看相關批改依據(jù)內(nèi)容；10619）問卷收集：支持問卷收集與統(tǒng)計功能，對問卷答卷進行電子化處理并按表格模式逐個單元格統(tǒng)計，生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)并支持數(shù)據(jù)導出；10720）收作業(yè)：支持根據(jù)當前上課學科獲得作業(yè)練習，選擇練習后進行作業(yè)內(nèi)容收集；10821）座位表智能更新：支持識別學生桌面座位號或?qū)W生個人二維碼，并根據(jù)座位表設置規(guī)則自動調(diào)整學生座位位置信息；10922）花名冊：支持學生評價、小組評價功能，支持通過點擊單個/多個學生進行快捷評價，在小組評價的模式中，支持一鍵全選整組學生進行統(tǒng)一評價；支持查看本次課堂的點評記錄，并支持對評價進行回退；支持查看未分配到座位表的學生列表，并支持對未分配的學生進行課堂行為打分；11023）計時器：支持正計時、倒計時功能；倒計時模式下，支持預設時間快速開始倒計時，同時支持自由設定倒計時時間開始倒計時；在計時器模式下，開始計時后，均支持切換為迷你模式、重置計時、暫停計時、繼續(xù)計時功能；11124）畫筆工具：支持用戶在圖片上書寫、涂畫功能，并且保證畫筆痕跡不受圖片縮放影響，支持進行多種手勢操作包括雙指放大縮小移動、大面積內(nèi)容擦除；11225）課堂報告：支持查看當前登錄教師的學校下的所有課堂報告，并支持查看課堂原始圖片數(shù)據(jù)；11326）學情報告：支持查看周、月、學期學生個人學情報告，包括但不限于學習概覽、學習詳情、課堂表現(xiàn)、教師評語、學習建議等內(nèi)容；11427）知識點圖譜：支持查看學生個人知識圖譜、班級知識圖譜、年級知識圖譜，知識圖譜內(nèi)明確顯示知識點之間的相互關聯(lián)關系，知識點的掌握程度，整體對所有知識點的掌握總概括；11528）人機智能對話：支持教師通過AI問答助手獲取包括但不限于學生學情、備課教案、學習指導、教學資源等內(nèi)容，系統(tǒng)根據(jù)老師提問與實際學生數(shù)據(jù)，形成對應的回答；11629）在線更新：支持用戶打開軟件時，自動檢測軟件版本，在軟件不是最新版本時，自動彈出相關更新頁面，引導用戶進行在線更新；11730）錯題集：支持查看班主任查看全班各個學科學生錯題集，支持科任老師查看任教班級學生