支持邏輯跳轉(zhuǎn)及填答約束的網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

盧錦運等

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查已成為數(shù)據(jù)、資料收集的一種常用手段。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查系統(tǒng)普遍缺少題目邏輯跳轉(zhuǎn)和用戶填答校驗功能，針對這一情況提出一種支持邏輯跳轉(zhuǎn)和填答約束的網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。該方法基于校驗規(guī)則實現(xiàn)了對用戶填答的約束，同時通過設(shè)置跳轉(zhuǎn)邏輯增強(qiáng)了問卷的靈活性和適應(yīng)性。該方法在2013年重慶市基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測教師問卷調(diào)查中得到應(yīng)用，結(jié)果表明，該方法能夠提高回收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與規(guī)范性，具有較強(qiáng)的適用性。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查系統(tǒng)；JSON；邏輯跳轉(zhuǎn)；填答約束；MongoDb

DOIDOI：10.11907/rjdk.143621

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）001010704

0 引言

問卷調(diào)查是數(shù)據(jù)、資料收集的一種常用手段。傳統(tǒng)的問卷調(diào)查通過人工方式發(fā)放、回收、統(tǒng)計問卷。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)人工問卷調(diào)查方式越來越無法滿足社會發(fā)展和人們生活的需求，網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查以其低成本、高可靠性、高效性、互動性等特點逐漸成為當(dāng)前一種主流的調(diào)查方法[7]。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查實現(xiàn)方式主要有兩種：①HTML靜態(tài)頁面。這種方式將所有要調(diào)查的問題做成HTML頁面后上傳至服務(wù)器，當(dāng)更新題目信息時需要重新更新HTML頁面。因此，靜態(tài)頁面方式效率低下且需要專業(yè)人員完成；②基于ASP、PHP等編程語言與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合制作而成的動態(tài)頁面。該方式效率較高，操作更為方便，是目前的主流做法。

迄今為止，市面上出現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查軟件，這些軟件基本可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但是大多缺乏對用戶輸入數(shù)據(jù)的動態(tài)校驗，從而使后期對調(diào)查數(shù)據(jù)清理的工作量巨大，同時由于無法設(shè)置跳轉(zhuǎn)邏輯題而使問卷靈活性和適用性較差。本文擬結(jié)合重慶市基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測教師問卷調(diào)查系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)環(huán)節(jié)探討在網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查系統(tǒng)中如何實現(xiàn)用戶填答的約束校驗及題目的邏輯跳轉(zhuǎn)功能。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

三層模式具有安全性高、維護(hù)成本低、各層之間耦合度較低等優(yōu)點，因此本文采用了Web顯示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層（即B/S/D）的三層模式架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 三層模式架構(gòu)

Web顯示層主要用于提供人機(jī)交互界面，本文中Web顯示層通過JavaScript腳本語言實現(xiàn)以下功能：接收用戶輸入數(shù)據(jù)、校驗用戶輸入數(shù)據(jù)、向服務(wù)器回傳數(shù)據(jù)、根據(jù)用戶填答動態(tài)生成下一題。

業(yè)務(wù)邏輯層主要接收客戶端請求并將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)層，同時將處理結(jié)果返回至客戶端。本文在業(yè)務(wù)邏輯層采用三層開發(fā)框架RTC（RealThinClient SDK）。RTC采用HTTP 協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，具有效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

數(shù)據(jù)層主要用于存儲系統(tǒng)使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式主要采用Oracle、SQL Server、MySQL等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，然而在大數(shù)據(jù)背景下，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在高并發(fā)讀寫、高效率存儲等方面越來越顯得力不從心[1]。鑒于重慶市基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測教師問卷調(diào)查系統(tǒng)要在兩小時內(nèi)完成數(shù)萬名教師問卷調(diào)查，在高頻率的數(shù)據(jù)讀寫操作中，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文采用了并發(fā)性高、靈活性強(qiáng)、支持海量數(shù)據(jù)存儲的NoSQL（Not-Only SQL）存儲系統(tǒng)MongoDb[9]。

1.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

MongoDb以keyvalue形式存儲數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、表（table）、記錄（record）3個層次，MongoDb則由數(shù)據(jù)庫、集合（collection）、文檔對象（Documentoriented、BSON）3個層次組成[2]，其中MongoDb中的collection對應(yīng)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里的table。

與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在使用前必須定義數(shù)據(jù)存儲模型不同，MongoDb的數(shù)據(jù)存儲模式是自由的（schemafree），即在同一個collection里可以有不同格式或類型的文檔對象[3]。MongoDb中一個collection的實例如下：

{"_id"："1"，"USERNAME"："Tom"，"PASSWORD"："123456"}

{"_id"："2"，"USERNAME"："LILY"，"AGE"："10"，"GENDER"："female"}

{"_id"："3"，"USERNAME"："Peter"，"PWD"：11111}

雖然MongoDb的數(shù)據(jù)存儲模式自由，但在一般情況下，為了便于數(shù)據(jù)管理，同一個集合內(nèi)的文檔對象都會以相同格式定義存儲。結(jié)合重慶市基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測教師問卷內(nèi)容及網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查的特點，本文設(shè)計了以下幾個集合：用戶集合（USER_INFO）、問卷集合（SURVEYS）、問卷題目集合（SURVEY_QUESTIONS）、結(jié)果集合（SURVEY_ANS）。用戶集合主要存儲教師相關(guān)信息，包括教師登錄問卷系統(tǒng)所需的賬號和密碼。問卷集合用于存儲問卷基本信息，包括問卷、問卷指導(dǎo)語以及問卷其它相關(guān)屬性。問卷題目集合用于存儲每套問卷所包含的題目信息，包括、題目類型（本文設(shè)計了單選、多選、填空、問答4種題型），以及單選或多選類型問題中可供選擇的選項信息、填答約束規(guī)則、跳轉(zhuǎn)邏輯設(shè)置等。結(jié)果集合則用于存放回收的調(diào)查數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)根據(jù)問卷題目動態(tài)生成。

2 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)傳輸格式

在大規(guī)模、高并發(fā)的Web系統(tǒng)應(yīng)用中，選擇一種合適的數(shù)據(jù)傳輸格式至關(guān)重要。JSON （JavaScript Object Notation） 是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，采用完全獨立于語言的文本格式，易于閱讀和編碼，同時它是JavaScript規(guī)范的子集[8]，因此能很好地被大部分瀏覽器解析，避免了不同瀏覽器帶來的兼容性問題。另一方面，JSON在數(shù)據(jù)傳輸效率方面明顯優(yōu)于其它數(shù)據(jù)傳輸格式[4，5]。另外，本文所采用的MongoDB數(shù)據(jù)庫以BSON格式存儲，而BSON是一種類JSON二進(jìn)制形式的存儲格式，兩者之間轉(zhuǎn)換較為容易。鑒于以上幾點，本文選擇JSON作為問卷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸格式。

以下是以JSON描述一道題目的示例：

{

"ID" ： "1"，

"TITLE" ： "目前，您正在使用的手機(jī)是什么品牌？"，

"OPTIONS"："1=IPhone；2=三星；3=華為；4=聯(lián)想；5=其它"，

"TYPE" ： "多選題"，

"ATTACH" ： "2；2；；5，6；"，

"ISREQUIRED" ： "1"，

"CONSTRAIN"： "{'atype'：'multchoise'，'minc'：'1'，'maxc'：'2'，'mutex'：'5'}"

}

該JSON對象包括7個元素：①題目編號（ID）為1；②題目（TITLE）為“目前，您正在使用的手機(jī)是什么品牌？”；③選項（OPTIONS）一共包括“IPhone、三星、華為、聯(lián)想、其它”等5個選項，其對應(yīng)的選項值分別為“1、2、3、4、5”，5個選項以“；”連接；④題目類型（TYPE）為多選題；⑤附加題（ATTACH）存儲題目的跳轉(zhuǎn)邏輯；⑥是否必做題（ISREQUIRED）值為1時表示必做，0表示選做；⑦填答約束（CONSTRAIN）為此題的填答規(guī)則。

2.2 填答約束

為了減輕后期對問卷調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)的清理工作，需要對用戶填答的數(shù)據(jù)格式加以約束才能確?；厥諗?shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，因此在問卷發(fā)布前需要設(shè)置好問題的填答規(guī)則。

上文介紹了題目JSON數(shù)據(jù)中CONSTRAIN元素為題目的填答規(guī)則。本文通過對CONSTRAIN值的解析，調(diào)用相關(guān)校驗功能實現(xiàn)對用戶輸入的約束。若題目無需對用戶輸入進(jìn)行約束，則該元素對應(yīng)值為空。

題目的填答規(guī)則由問卷編制人員根據(jù)實際情況進(jìn)行動態(tài)設(shè)置。本文采用模塊化思想，對用戶填答校驗部分進(jìn)行模塊化設(shè)計，傳入約束規(guī)則、填答結(jié)果以及題目相關(guān)信息即可獲得用戶填答的校驗結(jié)果，如圖2所示。

圖2 問卷填答校驗?zāi)K

下面分別以填空題、多選題為例介紹對用戶填答約束的實現(xiàn)方法。

（1） 填空題的填答規(guī)則主要用于約束用戶輸入為統(tǒng)一格式的值。

如：你的年齡？

若此題沒有設(shè)置填答規(guī)則，用戶的填答可能會五花八門：30、30歲、三十歲、30、200等各種格式甚至是非合理的答案，要使填答結(jié)果統(tǒng)一為合理的英文數(shù)字，且對于教師而言年齡段一般在18到70歲之間，這道題的填答規(guī)則可設(shè)置如下：{'atype'：'integer'，'minvalue'：'18'，'maxvalue'：'70'}，這個規(guī)則中atype表示只允許用戶填答整數(shù)，minvalue表示允許用戶輸入的最小值為18，maxvalue則表示允許輸入的最大值為70。通過設(shè)置這一規(guī)則，可以約束用戶的輸入只能為介于18～70之間的整數(shù)。若無需限制用戶輸入的最小值或最大值，則可通過將minvalue或maxvalue對應(yīng)的值設(shè)為空來實現(xiàn)。

同樣，如果要約束填答結(jié)果為小數(shù)，則設(shè)置規(guī)則中的atype為number，如果填答結(jié)果為時間格式，則設(shè)置atype為date，并可以通過設(shè)置mindate和maxdate的值限制用戶輸入的時間范圍。

圖3為此題對應(yīng)的效果圖。

（2）多選題的填答規(guī)則主要包括限制用戶選擇選項的個數(shù)以及互斥選項的設(shè)置。以2.1中的題目為例，該題的填答規(guī)則為：{'atype'：'multchoise'，'minc'：'1'，'maxc'：'2'，'mutex'：'5'} 。該規(guī)則中atype值為multchoise，表示此規(guī)則為多選題的約束規(guī)則；minc值為1，表示最少需要選擇一個選項；maxc值為2，表示最多只能選擇兩個選項；mutex為互斥選項，其對應(yīng)的值為某一選項值，表示該選項不能與其它選項同時被選中。若此題沒有互斥題，mutex對應(yīng)的值則為空。在多選題約束規(guī)則中，minc對應(yīng)的值應(yīng)大于等于1且小于等于maxc對應(yīng)的值，而maxc對應(yīng)的值則應(yīng)大于等于minc對應(yīng)的值而小于等于選項的個數(shù)。

圖4為此題對應(yīng)的效果圖。

圖3 填空題填答約束效果

圖4 多選題填答約束效果

2.3 邏輯跳轉(zhuǎn)

隨著問卷內(nèi)容的多樣化，邏輯跳轉(zhuǎn)逐漸成為了網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查系統(tǒng)的重要功能之一。邏輯跳轉(zhuǎn)的主要思想是在用戶填答問卷時，系統(tǒng)能夠根據(jù)被訪者當(dāng)前題目的答案和編制問卷時定制的跳轉(zhuǎn)邏輯動態(tài)地生成下一題，以供用戶繼續(xù)作答[6]。

本文通過對相關(guān)題目設(shè)置附加題的形式實現(xiàn)題目邏輯跳轉(zhuǎn)的控制。在問卷發(fā)布前首先將問卷題目分為兩類：一類是必做題，另一類是附加題。必做題指在用戶填答過程中必須回答的題，它不依賴于其它題目而出現(xiàn)；附加題則不一定出現(xiàn)在用戶填答過程中，它的出現(xiàn)依賴于用戶對其它題目的填答及跳轉(zhuǎn)邏輯。以圖5所示的例子解釋本文的邏輯跳轉(zhuǎn)設(shè)計思想。

圖5中，問卷共有5道題，其中只有題目一為必做題，題目二、三、四、五均為附加題，題目二、三、四的出現(xiàn)依賴于用戶對題目一的填答及跳轉(zhuǎn)邏輯設(shè)定。若用戶在題目一中選擇的答案為A，那么下一道題則為題目三；若選擇了B，下一道題為題目二；若選擇C，則下一道題為題目四；若選擇D，則題目二、三、四均不出現(xiàn)而直接結(jié)束問卷；同樣，當(dāng)用戶對題目三的填答符合跳轉(zhuǎn)邏輯，則系統(tǒng)動態(tài)生成題目五。

圖5 問卷填答流程

選擇題和填空題的跳轉(zhuǎn)邏輯有所區(qū)別，選擇題的跳轉(zhuǎn)是在用戶選擇設(shè)定了邏輯跳轉(zhuǎn)指令選項后進(jìn)行，而填空題跳轉(zhuǎn)則在用戶填答的答案滿足邏輯跳轉(zhuǎn)條件后進(jìn)行。2.1中介紹了題目JSON中ATTACH元素存儲題目跳轉(zhuǎn)邏輯，根據(jù)選擇題和填空題的填答差異，本文分別設(shè)計了選擇題和填空題的跳轉(zhuǎn)邏輯格式。下面分別介紹選擇題和填空題邏輯跳轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方式：

（1） 選擇題的ATTACH中存儲的是每個選項對應(yīng)的附加題題號，當(dāng)用戶選擇了某個或某幾個選項后，下一道題則根據(jù)選中選項對應(yīng)的附加題題號動態(tài)生成。本文將每個選項對應(yīng)的附加題題號以“；”相連，因此N個選項就對應(yīng)有N組附加題題號（若某個選項無附加題則留空，若有多個附加題則附加題題號以“，”隔開），在ATTACH存儲中就有N-1個“；”。

以2.1中的題目為例，該題共有5個選項，因此ATTACH存儲有5組附加題題號：第1個選項“IPHONE”和第2個選項“三星”對應(yīng)的附加題題號都為2，表示當(dāng)用戶選擇了第1或第2個選項后，下一道題將會是第2題；第3和第5個選項對應(yīng)的附加題題號為空，則表示當(dāng)用戶選擇“華為”或“其它”選項后將不會有附加題而直接進(jìn)入下一題；第4個選項對應(yīng)的附加題題號為5和6，表明當(dāng)用戶選擇了“聯(lián)想”選項后，系統(tǒng)將第5題和第6題附加到此題之后。

（2） 填空題的ATTACH中存儲的則是跳轉(zhuǎn)邏輯表達(dá)式，其語法規(guī)則是：表達(dá)式=附加題題號，即當(dāng)用戶的答案滿足了表達(dá)式后則下一道題為附加題題號對應(yīng)的題目。

如：>0&&<50=10，20表示如果輸入的答案介于0～50之間則在其后附加第10題和第20題。

本文問卷生成步驟如下：

Step1：初始化題目數(shù)組QusArray并將數(shù)組下標(biāo)QusIndex設(shè)為0，將問卷中所有必做題按題號順序裝入至QusArray中。

Step2：若QusIndex=length（QusArray），則結(jié)束此次問卷；否則生成QusArray[QusIndex]題號對應(yīng)的題目。

Step3：校驗用戶輸入。若校驗失敗，提示用戶校驗信息；否則，保存當(dāng)前答案并且進(jìn)行INC（QusIndex），同時根據(jù)答案和題目的跳轉(zhuǎn)邏輯判斷是否有附加題，若有附加題且題號不存在于QusArray中，則將附加題依次插入到QusArray中，插入的起始位置為QusIndex+1，轉(zhuǎn)Step2。

3 結(jié)語

本文提出了一種支持邏輯跳轉(zhuǎn)及填答約束的網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)方法，通過對題目設(shè)置輸入約束規(guī)則實現(xiàn)了用戶填答結(jié)果的規(guī)范性、保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而大大減輕了后期數(shù)據(jù)清理工作量；另一方面，通過對相應(yīng)題目設(shè)置跳轉(zhuǎn)邏輯增強(qiáng)了問卷的靈活性和適應(yīng)性。本方法已成功應(yīng)用于2013年重慶市基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測教師問卷調(diào)查系統(tǒng)中，結(jié)果表明，該系統(tǒng)在問卷靈活性、結(jié)果準(zhǔn)確性以及系統(tǒng)并發(fā)性上都能很好地滿足網(wǎng)上問卷調(diào)查需要。