Аудитории для гибридного обучения ВШБ МГУ им. М. В. Ломоносова

Номинация  «Лучший интеграционный проект в сфере образовательных учреждений»

Оптимальное решение





ООО «СМАРТ РУМС»

Москва, Шлюзовая набережная 6 стр. 4, 115114
Телефон: +7 (916) 441-70-52
Технический директор и главный инженер проекта: Ерёмин Григорий Валерьевич
www.smart-rooms.ru 


Аудитории для гибридного обучения ВШБ МГУ им. М. В. Ломоносова

Локация: г. Москва, Россия.

Дата начала: 1 сентября 2021 г

Дата реализации: 13 февраля 2022 г

Общее описание проекта

Во время пандемии все ВУЗы перешли на дистанционное образование. Студенты и преподаватели достаточно быстро освоили Zoom, Teams, BigBlueButton и т.д. Но, когда ограничения начали ослабевать, и часть студентов вернулась в аудитории, а другая оставалась в онлайне, потребовалось решать задачу их совместного обучения. Было важно, чтобы качество образования оставалось одинаковым, независимо от присутствия в аудитории.

Этот проект был реализован для ведущего ВУЗа нашей страны – МГУ им. М. В. Ломоносова. Мы внедрили систему гибридного образования – синхронный процесс обучения, при котором одна часть студентов находится в аудитории, а другая – онлайн, но при этом позволяет всем участникам, чувствовать себя в едином пространстве, полностью погрузиться в образовательный процесс и не требует присутствия технических специалистов.

Требования и отзыв заказчика

Заказчику требовалось оснастить 8 типовых аудиторий, обеспечивая максимально высокое качество связи, звука и видео. Главными требованиями были:

  • Высокая разборчивость речи по методу STIPA. Речь преподавателя – уровень индекса «А». Речь студентов – не ниже уровней «С» и «D».

  • Интуитивно понятное управление цифровым оборудованием и максимальная степень автоматизации.

  • Простота в администрировании оборудования.

  • Надежное оборудование, неизменное качество видео и звукопередачи. 

  • Отдельные дисплеи для отображения галереи участников.

  • Использование программы Teams для видеосвязи.

Описание помещений, где интегрировались системы:

8 типовых учебных аудиторий:

  • 6 маленьких, вместимостью 15-30 человек, площадью около 30 кв.м.

  • 2 большие, вместимостью 40-60 человек, площадью около 70 кв.м.

Особенностями аудиторий являются:

  • Уровень шума, который был крайне высок и не отвечал требованиям для аудиторий и не позволял нормально работать микрофонам.

  • Осветительные приборы, которые различались по производителям, технологиям, цветовой температуре.

  • Канал доступа в Интернет 100Мбит/с, что являлось недостаточным для безупречной работы видеосвязи.

  • Установленный проектор и экран для демонстрации презентаций.

Этапы реализации:

1. Выявление потребностей заказчика 

2. Предварительное тестирование и сборка демо-стендов для заказчика.

3. Формирование предложения.

4. Согласование технического задания.

5. Подписание договора. 

6. Проектирование.

7. Заказ и поставка оборудования.

8. Монтаж оборудования.

9. Пуско-наладочные работы.

10. Опытная эксплуатация.

11. Выпуск исполнительной и эксплуатационной документации и обучающих видеороликов.

12. Передача в эксплуатацию.

Техническая спецификация интегрированных систем (оборудования)

Описание

Производитель

Модель

Кол-во, шт.

Видеотображение

LED панель 65'' 3840 x 2160, яркость 350 кд/м2

Samsung

QB65R

10

Универсальное фиксированное настенное крепление

Wize

F63

4

Универсальное поворотное настенное крепление

Wize

A55

6

Интерактивная панель UHD 65"

SMART

SBID-GX165

8

OPS ПК i5-10210U DDR4 3200 16GB SSD256GB 4K60 WiFi Win 10

S064 I5 10210U

8

Потолочное крепление для LCD телевизоров и панелей 37"-75"

Wize

C6360A, EC1, EA15

1

Мобильная стойка

Wize

M75

8

Звукоусиление

Потолочный микрофонный массив Microflex™ Advance™, цвет белый

Shure

MXA910W-60CM

10

Аудиопроцессор для конференций

Shure

INTELLIMIX P300

8

Двухканальная точка доступа

Shure

MXWAPT2=-Z11

2

Гибридный цифровой бодипак

Shure

MXW1/O=-Z11

2

Сетевая зарядная док-станция

Shure

MXWNCS2-E

2

Потолочный сетевой PoE-динамик и монтажная пластина в комплекте

Shure

MXN5W-C

20

Виртуальная звуковая карта Dante

Audinate

DVS

8

Петличный конденсаторный микрофон

Shure

CVL-B/C-TQG

9

Цифровая радиосистема

Shure

SLXD14E-H56

6

Двухпортовая зарядная док-станция

Shure

SBC203

6

Литий-ионный аккумулятор для передатчиков SLX-D

Shure

SB903

6

Оборудование видеосъемки

Базовый блок EagleEye Director II, источник питания, необходимые кабели и две камеры EagleEye IV

Polycom

7230-69420-114

10

Сервисный контракт Partner Premier, One Year, EagleEye Director II.

Polycom

4870-69424-160

10

Система управления

Процессор управления IPCP Pro xi

Extron

IPCP Pro 350 xi (60- 1912-01A)

2

Процессор управления IP Link Pro

Extron

IPCP Pro PCS1 (60- 1618-01)

6

Лицензии LinkLicense для систем управления

Extron

Link License (79-

2546-01)

6

Коммутация

Коммутатор HDMI 4K/60 4x4 с 2 аудиовыходами

Extron

DXP 44 HD 4K PLUS (60-1493-21)

8

Усилитель-распределитель HDMI с двумя выходами

Extron

DA2 HD 4K (60-1480- 01)

2

Прочее оборудование

Коммутатор, 24x10/100/1000, поддержка PoE

HPE

J9983A

8

Моторизованные шторы Blackout

8

Комплект реле для управления шторами и светом

8

Рэковая стойка

8

пакет ПО Dante Domain Manager для администрирования и управления сетями Dante, версия Gold Edition. Включает один год технической поддержки и обслуживания.

Audinate

DDM Gold Edition

1

Серверное программное обеспечение для управления
AV-ресурсами.

Extron

GVE

1

Лицензия Microsoft SQL server standard для работы сервера GVE + 5 лицензий

Microsoft

1

Сервер для установки ПО Extron GVE (Intel Xeon Silver 4208 550W, Rails, 3Y NBD 1/PERC H330+ Integrated RAID Controller/4x8GB Single Rank RDIMM 3200МHz Kit for G14 servers/1.2TB RPM SAS 12Gbps 512n 10k 2.5"/Power Supply (1 PSU) 550W Hot Plug)

Dell

R440

1


Системы:

Система видеосъёмки Poly Eagle Eye Director II

Камеры с автоматическим наведением на говорящего работают в режиме каскада. Одна пара камер направлена в сторону преподавателя, другая — на студентов в аудитории. Камеры обеспечивают постоянную фокусировку на активном участнике. Если в аудитории все молчат или говорят только онлайн-участники, то камера показывает общий план. 

Система микрофонов: Shure MXA910

Охватывают всю аудиторию таким образом, чтобы онлайн-участники слышали, что говорят преподаватели и студенты. Дополнительно преподаватель может использовать петличный микрофон для повышения разборчивости и качества речи.

Система отображения

Проектор и экран для демонстрации презентаций у заказчика уже были установлены. Мы интегрировали их в мультимедийный комплекс и добавили два дополнительных дисплея для отображения галереи онлайн участников.

Интерактивные дисплеи SMART SBID-GX165 диагональю 65”

Оснащены встроенным OPS PC. Используются для интерактивной работы с контентом и как цифровые маркерные доски.

Акустические системы Shure MXN5W-C

Смонтированы в потолок и напрямую подключены к сети Dante с питанием PoE. Это позволяет не использовать дополнительно усилители и контролировать статус каждой АС удалённо. 

Система коммутации для маршрутизации и обработки сигналов: Extron + Shure

Система обеспечивает коммутацию и обработку сигналов. В состав входят матричный коммутатор, удлинители сигналов по витой паре и аудиопроцессор.

Система интегрированного управления Extron

Автоматизирует процесс управления и сводит к минимуму действия преподавателя с оборудованием. Обеспечивается автоматический запуск аудитории по расписанию. Управление шторами и светом с помощью клавишных выключателей на входе. Дополнительно используется Lenovo ThinkSmart Hub c интегрированным тач-скрином, на которой выведены основные элементы управления аудиторией.

Система мониторинга Extron GVE

Обеспечивает непрерывный мониторинг всего установленного оборудования. Следит за статусами и уведомляет IT специалиста о сбоях и неисправностях и позволяет управлять оборудованием удаленно, не вставая с места. 

Microsoft Teams

ПО уже использовалось заказчиком для проведения дистанционных занятий. Мы осуществили интеграцию мультимедийных систем и включили в проект настольные конференц-хабы с тач-скрином (Lenovo ThinkSmart Hub) для использования с MS Teams Rooms.

В итоге мы задействовали: 

Потолочные микрофоны Shure и микшер Intellimix. Они озвучивают всю площадь аудитории и отсекают лишние шумы, имеют эхоподавление. Они не привлекают внимания и вписываются в интерьер.

Для преподавателя мы предусмотрели дополнительный беспроводной петличный микрофон. В итоге их используют очень редко – почти всегда достаточно потолочных микрофонов.

У заказчика было условие: мы должны использовать Teams для видеосвязи. В качестве терминала для Teams, мы выбрали MTR (MS Teams Rooms) от Lenovo. Он позволил нам разделить экраны и отдельно вывести презентацию на проектор и участников на боковые дисплеи. Обычный MS Teams так не умеет.

Камеры Poly Eagle Eye Director II для съемки мы подключили в каскад. У нас получилось 4 камеры в аудитории, которые постоянно ищут говорящего и наводятся на него. Чтобы камеры не наводились на лица онлайн участников, пришлось поставить на них поляризационные фильтры. На окна мы поставили моторизованные жалюзи blackout, чтобы исключить солнечный свет.

Сначала была идея поставить ноутбук на стол преподавателя для презентаций – так было всегда и к этому привыкли преподаватели. Но мы попробовали использовать OPS PC в интерактивном дисплее. Это упростило использование, в системе стало меньше компонентов, а значит выросла надежность. 

Кроме того, перед нами стояла задача по созданию оснащения с «нулевым администрированием» для технического персонала. Мы максимально ушли от аналоговых сигналов, и все подключили к управлению через Ethernet. Администратор видит все статусы системы, статус каждой акустической системы в потолке, и даже заряд батареи в бодипаке не вставая со своего рабочего места. 

Основные задачи и особенности реализации проекта

Основные задачи

1.Создать ощущение, что все участники находятся в едином пространстве.

Основной вопрос стоял в качестве передачи информации: чтобы всех было слышно и видно. Потому что, если студенты напрягают слух, то их вовлечённость падает. Выдержать 6–8 часов лекций при таких условиях очень сложно. Особенно дистанционно.

2.Позаботиться о высокой разборчивости речи. 

Студенты на занятиях вступают в диалог с преподавателем и друг с другом. Поэтому важно, чтобы их было хорошо видно и слышно как офлайн, так и онлайн.

3.Обеспечить интерактивную работу с контентом. 

Важно не только общение, но и работа с информацией. За это должен отвечать интерактивный дисплей, в которые можно вносить пометки в режиме реального времени, а также проводить тесты, опросы, викторины и др.

4.Сделать интуитивное управление для преподавателя. 

Важно, чтобы преподаватель не отвлекался во время лекции на оборудование. Поэтому всё должно быть устроено так, чтобы человек с минимальной подготовкой мог в одиночку использовать все технические средства.

5.«Нулевое администрирование» для технического персонала.

Администрированием восьми аудиторий ВШБ МГУ должен заниматься один IT-специалист, который также обеспечивает поддержку IT-инфраструктуры. Занятия со студентами должны проводиться без операторов и технического персонала.

Особенности реализации проекта. Профессиональное решение с максимальной пользой

Идеальная гибридная аудитория оснащена камерами с высоким разрешением, микрофонами, которые передают звук без эха, посторонних шумов и задержек, интерактивным дисплеем, а также большим экраном для презентаций и отдельным дисплеем, на который транслируется видео онлайн-участников.

Студенты в аудитории не должны чувствовать оборудования. Не должны задумываться, где микрофон и куда смотреть в камеру. Не должны что-то включать, подключать и думать видно их или нет. Все должно быть ультра нативно - тогда это будут использовать.

Онлайн-студенты не должны страдать от того, что им что-то не видно или не слышно. Вы ведь быстро раздражаетесь когда собеседника плохо слышно по телефону? Разборчивость речи для них должна быть идеальной. Тогда они смогут проводить на онлайн лекциях по 6-8 часов в день. 

Процесс обучения в ВШБ построен таким образом, что студенты принимают активное участие в занятиях. Они с места делятся своими кейсами, историями, критикуют и отвечают, общаются друг с другом. Поэтому, если студент выступает с места его должно быть идеально слышно в онлайне. 

Индивидуальный подход

На стадии пресейла мы протестировали оборудование от различных вендоров. Микрофоны, камеры, громкоговорители.  Привезли к Заказчику, собрали в аудитории тестовый стенд из демо-оборудования, позвали студентов, преподавателей и провели демонстрацию работы системы. Это было решающим фактором при принятии решения о внедрении системы.

Очень большое внимание мы уделили размещению оборудования. Конечно, мы сначала выполнили проектирование, но уже при монтаже мы передвигали камеры, место преподавателя, микрофоны, интерактивный дисплей, пока не добились идеального результата. Чтобы все попадали в поле зрения камер, чтобы не было бликов и засветов, чтобы преподавателю было удобно взаимодействовать с онлайн и офлайн аудиторией.

Мы постоянно вместе с заказчиком тестировали оборудование. Ездили в шоурумы и выбирали интерактивные дисплеи, тестировали потолочные микрофоны, сравнивали петлички и т.д.

Чтобы убедиться в качественной настройке микрофонов, мы провели замеры разборчивости речи (STIPA). Результаты оказались впечатляющими. Для преподавателя индекс оказался в диапазоне “A”, а для студентов в диапазонах “C/D”.

Шум вентиляции. Уровень шума был крайне высок, не отвечал требованиям для аудиторий и не позволял нормально работать микрофонам. Не спасал шумоподавитель. Мы провели диагностику и привлекли специализированную компанию для ремонта системы вентиляции.

Очень сложным оказалось уйти от привычного интерфейса управления и сделать все буквально автоматическим, без операторов и большого количества кнопок управления. Мы сделали порядка 10 итераций алгоритма управления, пока не нашли такой, который действительно удобен и не вызывает у преподавателей вопросов или ступора.

Установили моторизованные рулонные шторы для блокировки солнечного света и подключили их к системе управления. 

В аудиториях все светильники были разные: производители, технология, температура. Мы заменили все светильники на светодиодные с температурой 4000К. Это значительно сказалось на качестве видеосъемки в лучшую сторону. Сделали раздельное отключение света у доски, чтобы не было засветов на экран. 

Совместно с провайдером мы улучшили канал доступа в Интернет, чтобы видеосвязь работала безупречно. 

Обеспечили возможность лекторам работать как в аудитории, так и удаленно. Аудитория включается по расписанию. 

Для отображения галереи участников мы сделали отдельные дисплеи. Это было одно из важных требований для обеспечения эффекта присутствия. 

Мы интегрировали Lenovo ThinkSmart Hub и Extron, чтобы не добавлять дополнительную панель управления. 

Для обеспечения принципа Zero administration мы подобрали оборудование таким образом, чтобы можно было удаленно контролировать его статус, управление и настройки.

Возможность развития проекта после реализации (возможность интеграции в проект дополнительного оборудования)

Изначально проект разрабатывался с учетом дальнейшего масштабирования, как в рамках МГУ, так и в применении к другим ВУЗам. Модульность решения и принципы построения системы позволяют:

  • Увеличивать количество подобных аудиторий. Благодаря системе Extorn GVE они будут также управляться и мониториться из единой точки, с рабочего места оператора.

  • Применять выработанную концепцию к аудиториям различного размера, просто изменяя количество некоторых позиций в спецификации.

  • Использовать оборудование других вендоров не меняя концепции (может быть актуально при окончании производства или невозможности поставок).

  • Использовать ПО для ВКС и образовательных платформ отечественных производителей (что было протестировано совместно с Заказчиком уже в ходе эксплуатации системы)

Описание услуг и текущих пакетов поддержки, предоставляемых после установки

Сопровождение системы на протяжении трех месяцев после инсталляции и запуска. За это время было выполнено:

  • Проведено два обучающих семинара для преподавателей.

  • Записан видео-инструктаж для преподавателей.

  • Сопровождение и поддержка первых занятий.

  • Инструктаж для IT-специалистов

Гарантийная поддержка в течение года.

Фото №1.jpg

Фото №2.jpg

Фото №3.jpg

Фото №5.jpg

Фото №6.jpg

Фото №7.jpg

Фото №8.jpg

Фото №9.jpg