AI教育数字课堂系统需求说明

AI教育数字课堂系统需求说明序号具体技术(参数)要求12.1主机技术指标2.1.1、AI教育平台系统（1）国产≥4U机架式，配置上架所需滑轨；2（2）处理器规格：配置2颗处理器，单颗处理器≥48核，主频≥2.4GHz36MBCache/350W；3（3）处理器通算指标：每颗处理器提供通算指标（FP32单精度浮点运算）≥115.2GFLOPS，单台设备96核的通算指标（FP32单精度浮点运算）≥230.4GFLOPS；4（4）内存：1.配置≥32个内存插槽；52.配置32*64GBDDR5内存；63.每个处理器有8个内存通道，每个通道最多支持2个DIMM，即每个处理器插槽可支持16个DIMM；7（5）硬盘（系统盘）：配置≥2*480GBSSD硬盘（M.2接口）；8（6）硬盘（数据盘）：配置≥4*3.84TBNVMESSD硬盘；9（7）阵列卡：配置≥1块独立阵列卡，支持RAID0、1、5、10；10（8）加速卡（图形处理单元卡）：1.配置PCIe接口类型的加速卡（图形处理单元卡）；112.配置≥8块加速卡（图形处理单元卡）；123.单块加速卡（图形处理单元卡）的显存≥48GB，单块加速卡（图形处理单元卡）的智算指标（FP16半进度AI指标）不低于119.5TFLOPS；13（9）网络规格：1.配置≥2块单端口NDR400Gb/sInfiniBandHCA卡；142.配置≥1块双口200GDPU卡；153.配置≥1个板载网卡/1GE/RJ45接口；16（10）管理接口：配置1个千兆IPMI接口；17（11）电源规格：1.配置≥4个2200W或2700WCRPS高效白金热插拔电源；182.冗余方式：2+2；19（12）其它接口：1.配置≥1个VGA接口；202.配置≥2个USB3.0接口；21（13）尺寸：798mm（长）±10mm、481mm（宽）±10mm、175mm（高）±10mm；222.1.2、AI教育数字课堂系统2台部署环境配置如下（配置不低于以下要求）：（1）处理器规格：2颗处理器，单颗处理器≥48核，主频≥2.4GHz36MBCache/350W；23(2)内存：32根DDR54800MHzECC64GB内存；24(3)硬盘#1：2块480GSSD硬盘；25(4)硬盘#2：4块3.84TNVMESSD；26(5)RAID卡：1块RAID卡；27(6)网络#1：2块单端口NDR400Gb/sInfiniBandHCA卡；28(7)网络#2：1块双口200GDPU卡；29(8)电源：冗余电源模块；30(9)技术服务：5*8的远程技术支持服务；312.1.3、学生桌面数据采集终端；（1）机械机构：需支持吊顶安装，双目摄像头结构；32(2)像素：特写镜头有效像素不低于800万，全景镜头不低于600万；33(3)变焦：特写摄像头要求支持自动和手动变焦，对焦速度需要＜1s；34(4)云台转动：要求具备机械云台可进行转动；特写摄像机水平视场角不小于59.6°~3.5°，垂直视场角不少于35.7°~2.0°；全景摄像机水平视场角及垂直视场角均不低于99.8°；35(5)视频处理能力：要求支持需支持网络双摄出视频，同时支持特写图片抓拍；36(6)视频编码：要求支持H.265、H.264、MJPEG高清视频编码协议；37(7)视频输出：要求支持TCP/IP传输协议，并支持HTTP,RTSP,DHCP,DNS,组播等应用协议，且RTSP需支持随机鉴权机制；38(8)图像处理能力：要求具备白平衡、背光补偿、HDR、数字降噪、抗闪烁、图像冻结、图像翻转、预置位、功能，信噪比需≥55dB，最低照度需达到0.5Lux；39(9)支持码流：至少支持双码流且支持独立配置；40(10)帧率：稳定50Hz；1fps~25fps；41(11)网络音频编码：支持网络音频编码，需支持AAC、G.711a编码协议，支持数字降噪及音量设置；支持修改音频码率；42(12)视频输出：要求支持HDMI带音频输出，帧率需稳定在50Hz；1fps~25fps；43(13)音频输出：要求3.5mm标准线性输出；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)网络通讯：支持万兆网络交换，支持POE802.3at，支持通过对应接口实现音视频传输；46(16)网络升级：支持网络升级，支持升级失败退回上一版本；47(17)供电：支持DC12V及POE供电两种方式；48(18)接口：支持HDMI、网络、电源、音频接口；49(19)复位：支持一键复位；50(20)气泡水平仪：需支持气泡水平仪；512.1.4、数字感知设备相机配备双镜头（全景相机、特写相机），集合定点看全景、动点看细节的优势，采用一体化设计，达到单产品既能看全又能看清的效果，适用于教室学生人脸点名；522.1.5、AI边缘服务节点硬件要求：1）处理器：CPU4核1.6GHz或以上,TPU：16TOPS@INT8或以上；532）ddr4内存8GB或以上，EMMC存储32GB或以上，支持存储扩展；543）散热：被动散热；554）典型功耗：TDP≤35W；565）工作温度：-20℃~+60℃；576）接口：10/100/1000M自适应网口*2或以上，USB3.0*2，HDMI2.0*1，RS232*1,RS485*1,TF卡槽烧录系统；587）支持16路或以上H.264&H.265的1080P@30fps视频解码；支持10路或以上H.264&H.265的1080P@30fps视频编码；支持1080P@200fps或以上图片编解码，最大分辨率8192x8192；59软件要求：1）系统状态：支持查看AI边缘服务节点当前硬件相关状态，用可视化方式直观呈现如CPU使用率、内存使用率、硬盘占用率；602）数据统计：支持查看通过AI边缘服务节点开设的智慧课堂数量，并支持按学科、老师归类统计；613）资源仓库：支持查看通过AI边缘服务节点通过AI算法所采集到图片资源与录制的直播资源，支持在线查看与打包下载；624）设备管理：支持查看AI边缘服务节点所管控的所有类型设备，支持在线对设备进行开关机控制，支持用户添加或删除设备；635）设备布局：支持用户通过AI边缘服务节点对场地设备布局进行设定，调整行列布局与对应布局下设备信息；646）软件列表：支持用户查看与管理当前AI边缘服务节点下不同设备的使用软件的对应版本，并且可通过对应软件查看软件对应已经升级的历史版本；657）固件列表：支持用户查看与管理当前AI边缘服务节点下不同设备的使用固件的对应版本，并且可通过对应固件查看固件对应已经升级的历史版本；668）固件推送与升级：支持用户查看与管理当前AI边缘服务节点的固件升级队列，接收升级包推送并根据版本号进行自动更新升级；679）算法列表：支持用户查看与管理当前AI边缘服务节点的算法列表内容，并且上传对应算法后，自动开始算法升级；6810）算法推送与升级：支持用户查看与管理当前AI边缘服务节点的算法升级队列，接收升级包推送并根据版本号进行自动更新升级；6911）巡堂：支持查看AI边缘服务节点所部署的教室实时视频画面，掌握教室内实时信息；7012）作业识别：具备作业文档目标识别算法，支持自动检测与识别图像中的作业目标；7113）图像矫正：具备图像矫正算法，支持将图像从原始的畸变状态改变为符合几何规则的正常形式，提高图像的可视化效果；7214）直播矫正：具备视频矫正算法，支持讲视频从原始的畸变状态改变为符合几何规则的正常形式，提高图像的可视化效果；7315）云日志：支持云端查看设备运行日志，并允许用户下载详细日子文件；7416）云配置：支持云端查看设备配置详情，并允许用户编辑并同步配置信息；752.3.1、AI教学平台AI教学平台是针对人工智能教育与实训工作开发的，以快速构建校级AI教培与实训为目标，打造了AI教育一体化平台；（1）平台搭建在K8S云平台上；76（2）服务商具有OpenStack发行版的能力；77(3)提供开箱即用的AI教学&实训环境针对硬件设备难以部署、训练环境配置繁琐和搭建人工智能教学系统费时费力的问题，开箱即用的AI教学平台提供了如下功能；78(4)支持最小单元GPU切分允许主机上的GPU资源被动态地切割和分配给不同的实训终端，实现主机资源对终端的最大化智算资源支持；目前，单主机（8卡GPU）最多支持64个独立GPU实训终端，能够满足一到二个班学生上课的智算需求，并持续动态分配智算资源；79(5)内置多个深度学习框架和多个IDE集成环境AI教学平台已经内置多个深度学习框架和多个IDE集成环境，可以选择灵活多样的环境，为用户提供更高效、便捷的学习、实训和研发体验；IDE集成：集成多个IDE环境，包含Jupyterlab；80内置至少三个深度学习框架；81内置深度学习框架Xedu；82内置深度学习框架Paddlepaddle；83内置深度学习框架Keras；84（6）教学资源与教学秩序管理针对不同账号资源管理、调度分配、账号安全性、独立性等难题，AI+大模型教培一体机提供了：-资源统一调度：账户统一管理，智算资源统一调度；为用户提供统一资源分配调度的功能，轻松地管理不同账户并分配资源，灵活调度智算资源，从而确保每位用户都能够获得足够的资源支持；-教学透明化：教师可以通过资源环境管理功能跟进学生的学习进度和实操情况；支持远程排查学生碰到的疑难问题，可以直接进入实验环境，远程实操，与学生进行即时沟通和协作，解决学生在学习过程中遇到的问题；AI教学平台通过教师端管理和资源环境管理功能，旨在简化教学资源的管理和调度流程，为教学提供了全面的支持和管理，有效地解决了教学中存在的资源管理、调度分配等难题，为教师和学生提供了更便捷、高效的教学体验；85（7）自动分发、更新AI课程课件针对教学资源存在的课件私有分享、下载不易、更新无法及时通知到位、教学资源的版本管理问题等难题，AI教学平台提供了：-课程资源管理：为老师提供便捷的课程资源上传功能；轻松管理课程资源，无需耗费大量时间来手动分发和更新课程资料；-自动分发更新：系统会自动将课程资源分发给学生，实时将更新的课程资源分发到不同账户的容器中，能够及时获取到最新的教学内容，无需长时间等待下载；确保教师和学生始终使用最新、最准确的课件和资料，避免了教学资源版本混乱和使用错误的情况；AI教学平台通过课程资源管理功能，简化教学资源的管理和利用流程，为教师和学生提供更便捷、高效的教学资源管理体验，解决了课件分享、下载、更新等方面的难题，促进教学工作的顺利进行和学生学习成效的提升；86(8)大模型专家辅教针对教学过程中常见的疑难问题，通常需要花费大量时间进行课件准备和搜索相关资料，AI教学平台为教学提供全新的解决方案，即：大模型专家辅教；利用AI大模型构建AI专家辅教系统，24小时与学员进行知识互动交流，随时随地为学员提供答疑、示范等学术指导；872.3.2、AI数字课堂系统包含以下功能：-课堂数据：支持收集学生课中行为数据，并根据行为数据进行按活动分类统计，输出统计报告结果；-语文作文批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行语文作文批改，并根据作文情况输出作文整体评估、字数统计、写作亮点等；-语文听写批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行听写内容自动比较，进行统一处理及统计后提供统计报告；-课堂练习批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行课堂练习结果批改，进行统一处理及统计后提供统计报告；-教辅批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行教辅材料作答批改，进行统一处理及统计后提供统计报告；-一般答题卡批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行一般答题卡内容结果与正确答案自动比对，进行统一处理及统计后提供统计报告；-数学算术批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动算术内容结果与正确答案自动比对，并进行仿真批改后返回对应结果；-英语作文批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行英语作文批改，并根据作文情况输出作文整体评估、词数统计及写作亮点；-英语听写批改：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行听写内容自动比较，进行统一处理及统计后提供统计报告；-课堂互动结果统计：支持根据互动结果进行统一处理及统计后提供统计报告；-问卷收集：支持根据提供的图片进行OCR识别并自动进行问卷结果处理及统计，并提供统计报告；-归档记录：接收归档数据并根据一定的规则归类记录到对应的用户名下，管理与整理用户相关业务数据；-工具箱：课堂中支持使用计时、画笔工具；88功能要求如下：1）可信教育身份：系统与教育部可信身份系统对接，实现师生可信身份认证，获取国家可信身份信息，提供统一基础用户认证登录对接及系统基础信息统一管理，实现对用户身份管理及统一信息维护；892）资源管理：提供校本库、平台库、个人库；支持用户管理平台内个人空间内的个人资源支持机构用户管理平台内个人上传到学校共享空间的校本资源；支持平台用户管理平台内个人上传到平台共享空间的平台资源；903）备课管理：支持备课包自动按照【教材+书册目录】命名，用户可以自行修改名称；支持设置阶段，阶段包含的备课资源、课堂练习、答题卡、AI作文、听写默写等；914）免登录收作业：支持非登录模式下，直接调取设备进入作业采集模式，支持选择年级班级学科及学科下数据，确定收集的作业后，在作业采集模式中，支持用户收集全班数据及选中对应用户进行内容收集；925）登录上课：登录时支持选择年级、班级、学科进行上课；936）桌面巡堂：支持同时查看所有学生的桌面实时画面；947）练习采集与查看：支持通过学生桌面数据采集终端收集学生桌面练习，支持用户选全部收集、指定学生收集；支持用户查看收集到的学生练习，支持练习对比查看；958）学生桌面直播：支持学生桌面直播，用户可选择某个学生桌面进行直播，展示学生做答过程；969）手势提交：支持识别学生桌面手势动作，支持学生使用手势提交桌面练习，支持学生利用手势完成题目做答、投票等；9710）随机互动：支持随机点名功能，支持用户随机抽选学生作业进行查看、讲评；9811）英语听写批改：通过学生桌面数据采集终端无感知采集学生纸质英语听写练习册，并自动进行听写内容比较，进行统一处理及统计后生成统计报告；9912）答题卡练习与批改：支持答题卡练习与自动批改功能，对答题卡练习进行电子化处理后识别题目序号与手写做答内容，自动批改学生做答并生成练习报告；10013）作文练习与批改：支持作文练习与自动批改功能，对作文练习进行电子化处理后根据作文要求与得分点进行智能批改，并在好词好句、错别字、语法错误等多个维度上输出批改得分与评语；10114）教辅练习与批改：支持教辅练习与自动批改功能，对教辅练习进行电子化处理并识别教辅题目信息与手写做答内容，自动批改学生做答并生成练习报告；10215）听写默写练习与批改：支持听写默写练习与自动批改功能，对听写默写练习进行电子化处理后识别做答序号与做答内容，自动批改学生做答并生成练习报告；10316）四则运算练习与批改：支持数学四则运算练习与自动批改功能，对四则运算练习就行电子化处理后识别四则运算公式与做答结果，自动批改学生做答并生成练习报告；10417）组卷练习与批改：支持组卷练习与自动批改功能，对试卷练习进行电子化处理并识别题目信息与手写做答内容，自动批改学生做答并生成练习报告；10518）大模型批改与批改依据：支持做答多样性批改并输出批改依据，用户可点击批改留痕图片查看相关批改依据内容；10619）问卷收集：支持问卷收集与统计功能，对问卷答卷进行电子化处理并按表格模式逐个单元格统计，生成统计数据并支持数据导出；10720）收作业：支持根据当前上课学科获得作业练习，选择练习后进行作业内容收集；10821）座位表智能更新：支持识别学生桌面座位号或学生个人二维码，并根据座位表设置规则自动调整学生座位位置信息；10922）花名册：支持学生评价、小组评价功能，支持通过点击单个/多个学生进行快捷评价，在小组评价的模式中，支持一键全选整组学生进行统一评价；支持查看本次课堂的点评记录，并支持对评价进行回退；支持查看未分配到座位表的学生列表，并支持对未分配的学生进行课堂行为打分；11023）计时器：支持正计时、倒计时功能；倒计时模式下，支持预设时间快速开始倒计时，同时支持自由设定倒计时时间开始倒计时；在计时器模式下，开始计时后，均支持切换为迷你模式、重置计时、暂停计时、继续计时功能；11124）画笔工具：支持用户在图片上书写、涂画功能，并且保证画笔痕迹不受图片缩放影响，支持进行多种手势操作包括双指放大缩小移动、大面积内容擦除；11225）课堂报告：支持查看当前登录教师的学校下的所有课堂报告，并支持查看课堂原始图片数据；11326）学情报告：支持查看周、月、学期学生个人学情报告，包括但不限于学习概览、学习详情、课堂表现、教师评语、学习建议等内容；11427）知识点图谱：支持查看学生个人知识图谱、班级知识图谱、年级知识图谱，知识图谱内明确显示知识点之间的相互关联关系，知识点的掌握程度，整体对所有知识点的掌握总概括；11528）人机智能对话：支持教师通过AI问答助手获取包括但不限于学生学情、备课教案、学习指导、教学资源等内容，系统根据老师提问与实际学生数据，形成对应的回答；11629）在线更新：支持用户打开软件时，自动检测软件版本，在软件不是最新版本时，自动弹出相关更新页面，引导用户进行在线更新；11730）错题集：支持查看班主任查看全班各个学科学生错题集，支持科任老师查看任教班级学生