軍隊自學考試網上閱卷系統(tǒng)設計研究

【摘 要】從軍隊自考對網上閱卷系統(tǒng)的需求入手，探討了軍隊自考網上閱卷的工作流程和系統(tǒng)架構，設計了主要功能模塊，并對增強網上閱卷安全性、準確性、穩(wěn)定性等相關技術措施進行了討論。

【關鍵詞】軍隊；自學考試；網上閱卷；系統(tǒng)設計

隨著信息技術的快速發(fā)展，高考、中考傳統(tǒng)的閱卷方式已逐步被網上閱卷所取代，并且體現(xiàn)出監(jiān)管嚴格、評閱公平、安全高率、工作量小等諸多優(yōu)點。軍隊高等教育自學考試經過多年發(fā)展，辦考規(guī)模逐年增大，但各主考院校仍在使用傳統(tǒng)的人工閱卷方式，閱卷工作任務十分繁重，耗時費力，無法適應科目多、規(guī)模大、時間緊的要求。因此，網上閱卷模式也必將成為軍隊自考閱卷工作的發(fā)展方向。

1.系統(tǒng)架構

1.1 工作流程

網上閱卷是利用現(xiàn)代計算機技術，基于高速掃描、OCR/OMR技術、手寫數(shù)字字母識別、圖像處理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)加密、網絡通信、網絡安全等技術，實現(xiàn)試卷各個題目自動推送、誤差控制、質量監(jiān)管等流程，完成試卷評閱工作。其具體工作流程如圖1所示：

圖1 網上閱卷工作流程

1.2 整體框架

網上閱卷系統(tǒng)主要采用基于C/S（Client/Server）和B/S（Browser/Server）混合架構的模式。C/S模式，主要完成需要集中處理的部分工作，如答題卡設置、答題卡掃描、圖像分割分發(fā)等；B/S模式，主要完成互聯(lián)性較大的工作，如身份認證、老師閱卷、閱卷監(jiān)控等，整體框架如圖2所示。

1.3 服務器架構

網上閱卷系統(tǒng)所需要的服務器主要包括數(shù)據(jù)庫服務器、Web應用服務器和圖片文件服務器。數(shù)據(jù)庫服務器，主要負責登記圖像編號、記錄閱卷日志、記載評閱成績等，需要與考籍管理系統(tǒng)中的考生數(shù)據(jù)庫、課程申報數(shù)據(jù)庫、考試成績數(shù)據(jù)庫等進行連接，建議與考籍管理系統(tǒng)采取相同的數(shù)據(jù)庫平臺，便于數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換，同時還應充分考慮數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)預留量。Web應用服務器，主要用于實現(xiàn)網上閱卷界面的HTTP登錄，需要根據(jù)并發(fā)峰值量的大小配置服務器CPU和內存。圖片文件服務器，主要存儲所有試卷掃描圖像和切分后的試題圖像，其需要的存儲空間比較大，一般采用大容量存儲系統(tǒng)。

2.功能設計

網上閱卷系統(tǒng)的主要功能模塊如圖3所示。

2.1 題卡配置模塊

軍隊自考的考試科目，既有全國統(tǒng)一命題的科目又有全軍統(tǒng)一命題的科目，有的題目類型（如圖表題、排序題）不適于用答題卡填涂，所以需要針對不同考試科目設計不同的答題卡。

答題卡應支持A3幅面設計，包括固定區(qū)域和非固定區(qū)域兩個部分。固定區(qū)域設置，主要填寫考試時間、科目（課程）代碼、準考證號、考生姓名、是否缺考違紀等固定信息，可以統(tǒng)一設置。非固定區(qū)域設置，主要用于考生填寫答案，相鄰兩道試題之間要適當留空，一般留出一行間距，以便于計算機圖像切分，支持答題區(qū)域跨頁設置，能手工調整各題答題區(qū)域大小。最終能生成答題卡的電子文檔，直接打印或分發(fā)給印刷廠使用，并保存答題位置信息以備掃描圖像切割時調用。

2.2 掃描識別模塊

（1）掃描儀設置。采用高速圖像掃描儀掃描答題卡，可根據(jù)需要設置掃描儀的有效幅面、亮度、對比度等基本參數(shù)，提高圖像掃描質量。

（2）答題卡掃描。在掃描的同時要進行圖像去噪、修正、壓縮、定位、切分、拼接、編號、入庫等工作。應采用圖像壓縮技術完成圖像無損高效壓縮存儲，節(jié)省系統(tǒng)資源。當試題答題區(qū)域出現(xiàn)跨頁時，能夠自動實現(xiàn)多頁試題區(qū)域拼接，對個別破損答題卡能進行人工掃描處理。

（3）固定信息識別。重點是對考試時間、科目（課程）代碼、考生準考證號以及監(jiān)考人員填寫的是否缺考、違紀狀態(tài)等信息的識別。如采用填涂方式，可運用光學標記識別OMR（Optical Mark Recognition）技術識別；如采用直接填寫方式，可運用手寫數(shù)字字母識別技術自動識別，并輔助以人工檢驗。判定缺考或違紀的試卷，成績直接計為零分，不再進入閱卷流程。

（4）智能比對。判定缺考或違紀的考號，應與考場記錄進行比對。其他的應與課程申報數(shù)據(jù)庫進行比對，智能提取出系統(tǒng)考生庫中沒有的考號、沒有進行課程申報的考號、以及考號和科目（課程）代碼組合不唯一等各種異常情況，并提交給工作人員進行人工比對后作出相應處理。

（5）客觀題OMR識別?？陀^題如采用填涂方式，可運用OMR技術自動識別。

2.3 規(guī)則設置模塊

（1）閱卷用戶管理。主要設置閱卷分組，評閱科目（課程），評閱老師的權限范圍、用戶名、密碼及其有效期，以及密碼重置等功能。

（2）評閱參數(shù)設置。主要設置每個科目（課程）每道試題的評判次數(shù)、誤差區(qū)間、多次評判得分公式、試卷分配策略等各種規(guī)則，以適應不同專業(yè)不同科目（課程）考試需求。試卷分配策略可以選擇按數(shù)量比例分配，也可以選擇按區(qū)域（大單位、考區(qū)等）分布分配，還可以選擇隨機分配等多種形式。

2.4 老師閱卷模塊

（1）界面參數(shù)設置。能讓閱卷老師自主選擇評閱試題，決定一屏評閱幾份試卷，一般客觀題設置成20-50份，主觀題設置成1-2份；能提示本題參考答案；能查詢自己的閱卷數(shù)量和分配的試卷總量。

（2）試評閱。首先由組長試評閱，從不同大單位、考區(qū)隨機抽取一定數(shù)量的考卷進行試評，最好客觀題、主觀題都評，通過掌握整體通過率狀況，進而確定主觀題的評定尺度。在對組長試評情況分析調整后，組織老師進行試評練習。老師對組長評閱過的主觀題進行試評，超出誤差區(qū)間的予以警示。通過練習使評閱老師個體的評閱尺度與確定的尺度相接近，從而提升閱卷的公平性。

（3）正式閱卷。按照事先設置的試卷分配策略，調取相關題目直接推送給評閱老師進行評閱。

（4）問題試卷報警。當圖像顛倒、錯誤、切分不正確或清晰度無法辨認的，閱卷老師注明原因后，作為問題試卷提交給相關工作人員重新核對。對有嚴懲政治問題的試卷，閱卷老師可直接提交給評閱組組長，經領導小組審定后作取消考試資格等相應處理。

2.5 閱卷監(jiān)控模塊

（1）閱卷進程監(jiān)控。主要對閱卷過程進行監(jiān)控分析處理，及時掌握動態(tài)。要求能夠統(tǒng)計每個小組的已閱數(shù)量、未閱數(shù)量、問題試卷、復評仲裁率數(shù)量以及每個閱卷教師的已閱數(shù)量、未閱數(shù)量、問題試卷數(shù)量；能夠統(tǒng)計每個科目（課程）的總數(shù)量、已閱數(shù)量、未閱數(shù)量、問題試卷數(shù)量以及每道題的得分率和正答率；能夠調閱閱卷日志，評分一致性檢查，評分抽檢等等，重點加強對試卷評閱質量的監(jiān)控。

（2）復評仲裁。依據(jù)各題評分規(guī)則確定的評判次數(shù)和誤差區(qū)間等參數(shù)，對超出規(guī)則范圍的試卷，自動提交給評閱組組長復評仲裁。

（3）問題試卷、雷同試卷處置。當出現(xiàn)問題試卷時，能夠做到一題報警，整個答題卡全部調出重新核對處理。處理正常后，再進入閱卷正常流程。

2.6統(tǒng)計發(fā)布模塊

（1）統(tǒng)計分析。按大單位、考區(qū)、考點等分類統(tǒng)計各門科目（課程）通過率、各題得分率等進行統(tǒng)計分析。

（2）分數(shù)查詢。能調閱某份試卷，查閱原始掃描圖像、分割后的各題圖像、各題評閱老師以及具體評定成績。

（3）成績發(fā)布。將考生考試成績發(fā)布到考籍管理系統(tǒng)中，分發(fā)到辦考單位并通知考生。

3.相關技術措施

3.1 提高系統(tǒng)安全性的技術措施

（1）服務器安全。要確保服務器必須置于受控環(huán)境下，非授權用戶不得接觸服務器。應加強服務器操作系統(tǒng)的安全管理，從物理安全、登錄安全、用戶安全、文件系統(tǒng)等方面制定安全措施，實施登錄服務器的密碼（口令）分人、分段掌管，并限制對I/O設備的訪問。

（2）網絡安全。建議采取集中式閱卷模式，將老師集中到指定地點，單獨組建與外網實行物理隔斷的局域網，安全性可得到較好保證。如采取在校園網內分散式閱卷模式，應采用防火墻提供的存取控制與保密服務來隔離內網和外網，使內網有選擇地與外網進行信息交換，以增強內網的安全性。如閱卷地點跨校區(qū)，需要通過公網進行聯(lián)接時，需要采用VPN（Virtual Private Network）技術在公網建立起虛擬專用網，利用隧道技術、加解密、認證技術、密鑰管理技術以及訪問控制技術來保證重要信息傳輸安全[4]。

（3）數(shù)據(jù)安全。通過建立用戶身份認證機制，利用用戶名及用戶密匙為數(shù)據(jù)安全提供保障，保證系統(tǒng)不被非法用戶侵入，甚至可以使用PKI（Public Key Infrastructure）公共密鑰體系的身份識別技術，采用公開密鑰機密體制和信息摘要算法，保證用戶身份信息的可靠性[5]。通過建立用戶權限控制機制，設置不同用戶的操作權限，確保用戶通過閱卷系統(tǒng)安全地獲取正確的數(shù)據(jù)。通過建立數(shù)據(jù)訪問控制機制，設置數(shù)據(jù)庫表、字段的用戶訪問權限，確保數(shù)據(jù)被正確的用戶安全地訪問控制。通過建立數(shù)據(jù)異地定期備份保存機制，確保數(shù)據(jù)不損毀不丟失。

3.2 提高系統(tǒng)準確性的技術措施

（1）圖像識別。圖像掃描后應實施圖像去噪處理[6]，進一步提高圖像特別是填涂信息的識別準確性。對準考證號、科目（課程）代碼等要求百分之百識別準確的信息，可采取數(shù)據(jù)比對的方法，將識別出來的數(shù)據(jù)同考生數(shù)據(jù)庫、課程申報數(shù)據(jù)庫等進行比對，篩選出有問題的記錄進行人工識別，可確保核心數(shù)據(jù)準確。

（2）成績評定。試卷評閱前增加試評閱環(huán)節(jié)，可以解決評閱老師主觀題評閱尺度把握不一致的問題，甚至可以設置試評不合格的不能進入正式閱卷環(huán)節(jié)，確保評閱前評閱尺度一致。試卷評閱中，應建立多次評閱機制，有效校正評閱過程中評閱尺度不一致的問題。一是一題多人評閱，同時有兩位以上老師評閱同一考生的同一題目，把閱卷老師個人主觀感受導致的評分誤差降到最小程度；二是一題反復評閱，服務器每隔一段時間隨機抽取該閱卷老師已閱過的部分答題發(fā)給老師重閱，并進行分數(shù)比對，當分數(shù)超出規(guī)定誤差值時，通知閱卷組長提醒該老師注意評分質量，有效保證老師個人閱卷的穩(wěn)定性。試卷評閱后，應對評閱的答卷按比例進行復查，重點對滿分、零分、問題卷等試卷復核，以確保評卷質量。

3.3 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的技術措施

（1）海量圖像存取。大規(guī)模存取小文件，會使服務器性能下降，形成訪問瓶頸。因為讀取時硬盤磁頭需要頻繁尋道和換道帶來較長延時，導致系統(tǒng)下載試題圖像時間過長。通過配備基于閃存存儲介質的高性能固態(tài)硬盤SSD（Solid Start Disk），或者將兩塊以上的硬盤組建RAID（Redundant Array of Independent Disk）磁盤陣列，都能有效提升用戶訪問圖像速度。還可以先把各個小圖片按索引寫入一個大文件，閱卷時通過軟件進行檢索，也可提高訪問速度[7]。

（2）數(shù)據(jù)庫微調。利用數(shù)據(jù)庫自帶的分析查詢工具，在開發(fā)過程中進行語法方面的信息反饋，以及測試SQL語句的不同部分執(zhí)行所需的大致時間。Oracle的自動數(shù)據(jù)庫診斷監(jiān)控器，還可以提供諸如創(chuàng)建新索引加快查詢的相關建議。利用這些信息，可以對數(shù)據(jù)庫進行微調，能有效提升系統(tǒng)性能。

（3）網絡優(yōu)化。服務器要盡可能使用千兆級網卡。如今，多數(shù)服務器都擁有兩塊網卡，可以采取服務器網卡組（NIC Teaming）技術，將兩塊網卡進行綁定，可以優(yōu)化服務器網絡性能。一方面，可以通過多網卡同時工作，達到負載均衡、增加帶寬的效果；另一方面，當服務器單路網卡、網線或交換機端口出現(xiàn)硬件故障時，另外一路網卡仍然能夠正常工作，避免服務器出現(xiàn)網絡接入故障，提高可用性。

4.結束語

本文依據(jù)國家教育部對網上評卷的規(guī)范要求和軍隊自考管理的相關細則規(guī)定，結合軍隊自考的特點，探討了網上閱卷的工作流程和系統(tǒng)架構，設計了題卡配置、掃描識別等6大功能模塊，討論了增強網上閱卷安全性、準確性、穩(wěn)定性等相關技術措施，為軍隊自考由傳統(tǒng)閱卷模式向網上閱卷模式發(fā)展提供了理論基礎，必將有力推進軍隊自考信息化發(fā)展。

參考文獻：

[1]教育部.國家教育考試網上評卷暫行實施辦法、國家教育考試網上評卷技術暫行規(guī)范、國家教育考試網上評卷統(tǒng)計測量暫行規(guī)范[S].2008，4.

[2]教育部.國家教育統(tǒng)一考試網上評卷工作管理辦法[S].2013.5.

[3]全軍自學考試委員會辦公室.軍隊高等教育自學考試管理細則[S].2010，12.

[4]張奇，劉志杰.采用MPLS VPN和IPSec VPN混合組網模式構建無紙化閱卷多點數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J].福建電腦，2012，7.

[5]喻瓊，劉知貴.PKI在網絡閱卷系統(tǒng)身份識別中的應用[J].中國科技信息，2008，15.

[6]周林勇，謝曉堯.無紙化閱卷中圖像噪聲的去除研究與優(yōu)化[J].貴州師范大學學報：自然科學版，2013，1.

[7]梁靈輝.分布式網絡閱卷系統(tǒng)的設計與實施[J].中小學信息技術教育，2011，4.