CN110458735A - 一种智能考场管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能考场技术领域，公开一种智能考场管理系统，包括题库管理模块、题型管理模块、试卷管理模块、预约模块、考试模块、考试管理模块及阅卷模块；题库管理模块对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；题型管理模块对同一学科的试题按照题目类型进行划分；试卷管理模块包括信息管理模块及出题管理模块；预约模块对考试的类型、时间和地点进行预约；考试模块用于预约成功后在指定地点进行在线考试；考试管理模块发布考试预约、管理监控考试情况；阅卷模块采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分。本发明还公开一种智能考场管理方法。本发明能有效防范考场作弊行为。

Description

一种智能考场管理系统及方法

技术领域

本发明属于智能考场技术领域，尤其涉及一种智能考场管理系统及方法。

背景技术

随着计算机网络在生产生活、科技教育中的普及，传统的考试方式越来越不能适应企事业单位对考试的要求，存在考试人员组织难，考试成本高，考试结果出来慢等问题，企事业单位迫切需要一种能突破时间和地域限制的无纸化考试方式，在控制成本的同时满足建设学习型组织和对分散在各处的人员进行在线考核的需要。传统的考试出卷、答卷方式以及学绩管理正发生着巨大的变革，因此，如何使考试过程变得方便、高效、快捷、公正，是现代教育的一个重要课题。

公开号为CN 102662359 A的发明专利公开一种新型智能考场管理系统，通过在考场布置屏蔽仪来达到防作弊的目的，对高科技作弊行为可以起到一定的防范作用，但对于普通的作弊行为并不能进行很好的防范。

目前国内的在线考试系统主要用在远程考试，在线教育等方面，系统多为会员制，不能正常高校教学使用，而且在防作弊替考环节没有很好地应对手段；本系统结合指静脉和人脸识别等生物识别技术、及考试监控模块，有效的避免了考生抄袭、替考、交换试卷等行为能有效的防止替考舞弊的发生。本系统根据各高校的特点，特别针对高职高专院校，对学生开放所有题库，结合平时在线练习，针对高职院校以知识掌握为主要目的，要求学生在平时增强在线练习，有助于学生提高对课程知识的掌握程度。学生考试自主预约模块能够让学生自由合理的安排自己考试时间，同时学校也能够合理的安排考试机房，充分发挥学校机房的利用率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有在线考试系统不能有效防止作弊替考现象的问题，提供一种智能考场管理系统及方法，以使考试过程变得方便、高效、快捷、公正。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能考场管理系统，包括题库管理模块、题型管理模块、试卷管理模块、预约模块、考试模块、考试管理模块及阅卷模块；

所述题库管理模块用于对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；

所述题型管理模块用于对同一学科的试题按照题目类型进行划分；

所述试卷管理模块包括信息管理模块及出题管理模块，所述信息管理模块用于对试卷的相关信息进行管理，所述试卷的相关信息包括试卷标题、试卷总分值、规定时间和考试有效时间；所述出题管理模块用于对试卷的组卷规则进行设置，并按照组卷规则设置试卷的试题；

所述预约模块用于对考试的类型、时间和地点进行预约；

所述考试模块用于预约成功后在指定地点进行在线考试，包括信息采集模块、考试监控模块、答题模块及告警模块；所述信息采集模块用于对在线考试人员进行指静脉、身份证信息采集及人脸识别检测；所述考试监控模块用于对在线考试人员的行为进行监控，并定时截取监控视频图像进行作弊行为匹配；所述答题模块用于根据预约的考试类型、时间和地点进行在线答题；所述告警模块用于对作弊行为进行告警，将告警信息传输至考试管理模块；

所述考试管理模块用于发布考试预约、查看预约情况、管理考试时长、通过查看定时截取的视频图像管理监控在线考试人员的考试情况及根据告警模块传输的告警信息中止在线考试人员的考试；

所述阅卷模块用于采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分。

进一步地，所述练习考题模块用于基于题库进行考试练习。

进一步地，还包括成绩查询模块，所述成绩查询模块用于在线考试人员对考试成绩进行查询。

进一步地，所述难度级别由难度系数决定，难度系数越大，则试题越难，所述难度系数随着试题对应的错误率进行自动更新，包括：

根据练习及考试的答题结果对试题错误率进行更新，试题错误率的初始值与试题的难度系数正相关，即：

f₀∝δ

其中，f₀为试题错误率的初始值，δ为试题的难度系数，δ∈(0,1]，且δ随试题错误率的变化而变化。

进一步地，所述组卷规则包括：试卷题型、题型分值分配、题型中题目数量设置及题目难度设定。

进一步地，所述考试监控模块具体用于：

定义考生行为类型，所述类型包括：左右张望T₁、前后探视T₂、考试中间传递物品T₃、俯拾物品T₄、中途离场T₅、正常考试T₆；

将不同类型的考生行为对应的图像进行分类存储，形成考试行为图像数据库；

基于所述考试行为图像数据库中的图像对不同考生进行特征提取，所述特征包括：考生身体位置坐标C₁、考生面部位置坐标C₂、考生姿态特征S及观测物品位置坐标C₃；

对提取的特征进行归一化处理，并将归一化处理后的图像数据作为输入，进行LSTM神经网络模型的训练，得出考生行为类型；

定时截取监控视频图像，对截取的监控视频图像进行特征提取及归一化处理后输入训练好的LSTM神经网络模型，得出考生行为类型。

进一步地，所述阅卷模块具体用于：

根据试题题型分配阅卷方式，包括自动阅卷和手动阅卷；

根据考试形式为阅卷人划分权限；

根据需求选择题型进行评分。

一种智能考场管理方法，包括：

对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；

对同一学科的试题按照题目类型进行划分；

对试卷的相关信息进行管理，所述试卷的相关信息包括试卷标题、试卷总分值、规定时间和考试有效时间；对试卷的组卷规则进行设置，并按照组卷规则设置试卷的试题；

发布考试预约、查看预约情况；

对考试的类型、时间和地点进行预约；

预约成功后在指定地点进行在线考试，对在线考试人员进行指静脉、身份证信息采集及人脸识别检测；对在线考试人员的行为进行监控，并定时截取监控视频图像进行作弊行为匹配；对作弊行为进行告警，将告警信息进行传输；

管理考试时长、通过查看定时截取的视频图像管理监控在线考试人员的考试情况及根据告警信息中止在线考试人员的考试；

采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明把身份证和指静脉应用于入场检查环节，把人脸识别应用于机号座位检查环节，且本发明的考试监控模块可根据定时截取的图像进行考生行为类型判定，有效的避免了考生抄袭、替考、交换试卷等行为。且本发明的试题错误率不是从0开始，而是与试题的难度系数正相关，然后根据考生的答题情况，对试题错误率进行调整，可以避免难度系数在短时间内发生过大的变化，更有利于系统的稳定。同时考生可以自由掌握时间自主预约考试。把学科、试题、在线练习、在线考试、电脑改卷、成绩查询统计的各部分管理工作集成到一个统一的系统，各管理人员分工协作、相互配合，及时了解学生学习情况，极大的提高了考试的机动性和和老师的工作效率，该系统使用方便减低了教学成本和地域限制；通过分析学生平时练习、在线考试的考试行为数据能够对章节知识点教学方式方法改进提出指导意见；也可以方便教师针对学生个体不同情况进行分层次指导。

附图说明

图1为本发明实施例一种智能考场管理系统架构示意图；

图2为本发明实施例一种智能考场管理系统的考试监控模块架构示意图；

图3为本发明实施例一种智能考场管理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释说明：

实施例一：

如图1所示，一种智能考场管理系统，包括：题库管理模块101、题型管理模块102、试卷管理模块103、预约模块104、考试模块105、考试管理模块106及阅卷模块107；

所述题库管理模块101用于对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；具体地，所述难度级别由难度系数决定，难度系数越大，则试题越难，所述难度系数随着试题对应的错误率进行自动更新，包括：根据练习及考试的答题结果对试题错误率进行更新，试题错误率的初始值与试题的难度系数正相关，即：

f₀∝δ

其中，f₀为试题错误率的初始值，δ为试题的难度系数，δ∈(0,1]，且δ随试题错误率的变化而变化；如试题错误率为0.3，试题的难度系数为0.2，一次考试中有40％的考生答错，则试题错误率调整为0.4，试题的难度系数调整为(0.4/0.3)*0.2，约为0.3；

具体地，在考试系统中试题众多，可以通过题库对试题进行划分整理，方便用户增加、删除和查找同类试题。如：系统中有一道计算机的考题，则可以把这道考题划分到计算机的题库中。题库管理是对题库信息实现新增、修改和删除的操作。题库相关信息包括题库名称、创建日期、创建人，上级题库名称等信息。如果上级题库为空，此题库为顶级题库。删除题库时给出用户提示，防止由于用户的误操作造成题库试题丢失。

所述题型管理模块102用于对同一学科的试题按照题目类型进行划分；具体地，题目类型包括单选题、多选题、填空题、判断题、简答题和问答题；在考试系统中，题型是对考题的归类，可以根据用户的需求针对某种题型出题，如：考卷只考选择题，那么可以抽取题型为选择题的考题进行出题。题型管理是对考试题型信息实现新增、修改和删除的操作。题型相关信息包括：题型名称、创建日期、创建人、题型模板等信息。单选题信息包括：题目、标准答案、干扰答案、题库名称、难度级别、题目知识点、试题图片等信息。标准答案在每道单选题中有且只有一个，干扰答案在每道单选题中有一到多个，生成单选试题时，选项A、B、C……自动添加到选项前，标准答案(选项)和干扰答案(选项)位置随机生成。填空题是试卷中的常见题型，在出题时每道填空题的“空数”由题目而定，可以是一个也可以是多个。某些填空题的答案很严格，如：国家的简称，数学中的运算结果。而某些填空题的答案不唯一，可以有多种。根据以上情况，在出题时对填空题设置为两种判卷方式：电脑判卷和人工判卷。如果填空题答案要求很严格，设置为电脑判卷，如果填空题答案没有严格的标准(答案不唯一)，设置为人工判卷。填空题信息包括：题目、正确答案、题库名称、难度级别和题目知识点等信息。判断题相关信息包括：题目、正确答案、全部答案、题库名称、难度级别和题目知识点等信息。简答题相关信息包括：题目、参考答案、题库名称、难度级别和题目知识点等信息。问答题相关信息包括：题目、参考答案、题库名称、难度级别和题目知识点等信息。

所述试卷管理模块103包括信息管理模块1031及出题管理模块1032，所述信息管理模块1031用于对试卷的相关信息进行管理，所述试卷的相关信息包括试卷标题、试卷总分值、规定时间和考试有效时间；所述出题管理模块1032用于对试卷的组卷规则进行设置，并按照组卷规则设置试卷的试题。管理员(出题人)在出试卷时，首先要实现对试卷的整体把握，如：试卷的名称、考卷的总分值、考试的有效时间、考试的注意等。试卷的总体框架把握之后，设置试卷的试题，如：试卷中有什么类型的考题，各类型考题的分值是怎么分配的，某一道题的分值又将如何分配、试题知识点分布等。出题相关信息包括：试卷题型，题型分值分配、题型中题目数量设置，题目难度(按同等难度在题库中的数量设定)设定等信息，如：单选题在题库中有五道，难度为“一般”的有三道，要出一道为“一般”难度的单选题，那么从三道难度等级为“一般”中随机抽取一道。系统可以按照设定的出题规则进行随机抽取，具体地，所述组卷规则包括：试卷题型、题型分值分配、题型中题目数量设置及题目难度设定，并根据考生的预约生成独立试卷。达到每个考生都有唯一一份试卷的目的。如：某一道题被抽取的几率很高，那么可以把这道题换掉，新增一道新题。避免同一道考试在试卷中较大几率的重复出现。我们依照上面的问题对试卷分值划分，方法是把试卷总分分配到各个题型中，再按各个题型的要求划分。出题时，系统可以设置一个统一的出组卷规则，方便快速出题。为了防止对题库中的考题修改和删除操作而影响试卷中的考题，必须把试卷中的考题独立出来。

所述预约模块104用于对考试的类型、时间和地点进行预约；显示当前时间段可以预约的考试批次。学生可根据自己选课的考试次数以及课程情况，进行在线预约的操作。学生选择时段进行预约，当预约时间结束、学生选择课程进行预约时，会出现预约失败、预约已结束的提示；系统规定同一时间段内，只能进行一次预约(考试)，当预约考试时间有冲突，不能预约；系统后台设置课程考试次数，前台学生进行预约考试次数，逐次递减，当次数减至0时，当前课程已没有可预约次数，无法进行预约。

所述考试模块105用于预约成功后在指定地点进行在线考试，包括信息采集模块1051、考试监控模块1052、答题模块1053及告警模块1054，如图2所示；所述信息采集模块1051用于对在线考试人员进行指静脉、身份证信息采集及人脸识别检测；所述考试监控模块1052用于对在线考试人员的行为进行监控，并定时截取监控视频图像进行作弊行为匹配；所述答题模块1053用于根据预约的考试类型、时间和地点进行在线答题；所述告警模块1054用于对作弊行为进行告警，将告警信息传输至考试管理模块106；

具体地，所述考试监控模块用于：定义考生行为类型，所述类型包括：左右张望T₁、前后探视T₂、考试中间传递物品T₃、俯拾物品T₄、中途离场T₅、正常考试T₆；将不同类型的考生行为对应的图像进行分类存储，形成考试行为图像数据库；基于所述考试行为图像数据库中的图像对不同考生进行特征提取，所述特征包括：考生身体位置坐标C₁、考生面部位置坐标C₂、考生姿态特征S及观测物品位置坐标C₃；对提取的特征进行归一化处理，并将归一化处理后的图像数据作为输入，进行LSTM神经网络模型的训练，得出考生行为类型；定时截取监控视频图像，对截取的监控视频图像进行特征提取及归一化处理后输入训练好的LSTM神经网络模型，得出考生行为类型；值得说明的是，正常考试T₆指的是除左右张望T₁、前后探视T₂、考试中间传递物品T₃、俯拾物品T₄、中途离场T₅外的图片；定时截取监控视频图像，可设置截取时间周期为20s，每隔20s对监控视频图像进行截取，每截取10次，进行一次考生行为类型匹配，并综合6次匹配结果进行一次判定。

具体地，只能在预约成功后，开始考试前半个小时内，在预约的机房登录，其他时间或地点无法登录，登录后会显示所预约课程的考试须知和摄像头拍照信息。

所述考试管理模块106用于发布考试预约、查看预约情况、管理考试时长、通过查看定时截取的视频图像管理监控在线考试人员的考试情况及根据告警模块1054传输的告警信息中止在线考试人员的考试。

所述阅卷模块107用于采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分；具体地，所述阅卷模块用于：根据试题题型分配阅卷方式，包括自动阅卷和手动阅卷；根据考试形式为阅卷人划分权限；根据需求选择题型进行评分。系统提供了两种阅卷方式：自动和手动。自动阅卷适用于客观题，手动阅卷适用于主观题。阅卷人员有两类权限：第一类阅卷人员能查看考生名字，第二类阅卷人员不能查看考生名字也就是我们所说的密封考试。阅卷人可以根据需求选择某一道考题或选择题型进行阅卷打分。当阅卷人阅卷完成后，记录阅卷的时间、阅卷人、阅卷分值等相关信息，方便对试卷的复查。如果多人阅卷时，为了防止某一道题被多人同时操作，需要在阅题过程中和阅题完毕后做标记，避免重复阅卷。

具体地，还包括练习考题模块108，所述练习考题模块108用于基于题库进行考试练习。练习考试为考生提供了学习、辅导的机会，方便考试对题库中的试题学习和理解。练习考题不记录成绩，只用于考试练习，考生申请练习考试号登录系统参加练习考试，考生通过练习考号登录页面做题，考生可以选择查看正确答案或者试题分析详解，查看本次练习考题的分数，熟悉考试题型和在线考试环境。

具体地，还包括成绩查询模块109，所述成绩查询模块109用于在线考试人员对考试成绩进行查询。

本发明把身份证和指静脉应用于入场检查环节，把人脸识别应用于机号座位检查环节，且本发明的考试监控模块可根据定时截取的图像进行考生行为类型判定，有效的避免了考生抄袭、替考、交换试卷等行为。且本发明的试题错误率不是从0开始，而是与试题的难度系数正相关，然后根据考生的答题情况，对试题错误率进行调整，可以避免难度系数在短时间内发生过大的变化，更有利于系统的稳定。同时考生可以自由掌握时间自主预约考试。把学科、试题、在线练习、在线考试、电脑改卷、成绩查询统计的各部分管理工作集成到一个统一的系统，各管理人员分工协作、相互配合，及时了解学生学习情况，极大的提高了考试的机动性和和老师的工作效率，该系统使用方便减低了教学成本和地域限制；通过分析学生平时练习、在线考试的考试行为数据能够对章节知识点教学方式方法改进提出指导意见；也可以方便教师针对学生个体不同情况进行分层次指导。

实施例二：

如图3所示，一种智能考场管理方法，基于实施例一的一种智能考场管理系统，包括以下步骤：

步骤S201：对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；

步骤S202：对同一学科的试题按照题目类型进行划分；

步骤S203：对试卷的相关信息进行管理，所述试卷的相关信息包括试卷标题、试卷总分值、规定时间和考试有效时间；对试卷的组卷规则进行设置，并按照组卷规则设置试卷的试题；

步骤S204：发布考试预约、查看预约情况；

步骤S205：对考试的类型、时间和地点进行预约；

步骤S206：预约成功后在指定地点进行在线考试，对在线考试人员进行指静脉、身份证信息采集及人脸识别检测；对在线考试人员的行为进行监控，并定时截取监控视频图像进行作弊行为匹配；对作弊行为进行告警，将告警信息进行传输；

步骤S207：管理考试时长、通过查看定时截取的视频图像管理监控在线考试人员的考试情况及根据告警信息中止在线考试人员的考试；

步骤S208：采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分。

以上所示仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能考场管理系统，其特征在于，包括题库管理模块、题型管理模块、试卷管理模块、预约模块、考试模块、考试管理模块及阅卷模块；

所述题库管理模块用于对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；

所述题型管理模块用于对同一学科的试题按照题目类型进行划分；

所述试卷管理模块包括信息管理模块及出题管理模块，所述信息管理模块用于对试卷的相关信息进行管理，所述试卷的相关信息包括试卷标题、试卷总分值、规定时间和考试有效时间；所述出题管理模块用于对试卷的组卷规则进行设置，并按照组卷规则设置试卷的试题；

所述预约模块用于对考试的类型、时间和地点进行预约；

所述考试模块用于预约成功后在指定地点进行在线考试，包括信息采集模块、考试监控模块、答题模块及告警模块；所述信息采集模块用于对在线考试人员进行指静脉、身份证信息采集及人脸识别检测；所述考试监控模块用于对在线考试人员的行为进行监控，并定时截取监控视频图像进行作弊行为匹配；所述答题模块用于根据预约的考试类型、时间和地点进行在线答题；所述告警模块用于对作弊行为进行告警，将告警信息传输至考试管理模块；

所述考试管理模块用于发布考试预约、查看预约情况、管理考试时长、通过查看定时截取的视频图像管理监控在线考试人员的考试情况及根据告警模块传输的告警信息中止在线考试人员的考试；

所述阅卷模块用于采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分。

2.根据权利要求1所述的一种智能考场管理系统，其特征在于，还包括练习考题模块，所述练习考题模块用于基于题库进行考试练习。

3.根据权利要求1所述的一种智能考场管理系统，其特征在于，还包括成绩查询模块，所述成绩查询模块用于在线考试人员对考试成绩进行查询。

4.根据权利要求1所述的一种智能考场管理系统，其特征在于，所述难度级别由难度系数决定，难度系数越大，则试题越难，所述难度系数随着试题对应的错误率进行自动更新，包括：

根据练习及考试的答题结果对试题错误率进行更新，试题错误率的初始值与试题的难度系数正相关，即：

f₀∝δ

其中，f₀为试题错误率的初始值，δ为试题的难度系数，δ∈(0,1]，且δ随试题错误率的变化而变化。

5.根据权利要求1所述的一种智能考场管理系统，其特征在于，所述组卷规则包括：试卷题型、题型分值分配、题型中题目数量设置及题目难度设定。

6.根据权利要求1所述的一种智能考场管理系统，其特征在于，所述考试监控模块具体用于：

定义考生行为类型，所述类型包括：左右张望T₁、前后探视T₂、考试中间传递物品T₃、俯拾物品T₄、中途离场T₅、正常考试T₆；

将不同类型的考生行为对应的图像进行分类存储，形成考试行为图像数据库；

基于所述考试行为图像数据库中的图像对不同考生进行特征提取，所述特征包括：考生身体位置坐标C₁、考生面部位置坐标C₂、考生姿态特征S及观测物品位置坐标C₃；

对提取的特征进行归一化处理，并将归一化处理后的图像数据作为输入，进行LSTM神经网络模型的训练，得出考生行为类型；

定时截取监控视频图像，对截取的监控视频图像进行特征提取及归一化处理后输入训练好的LSTM神经网络模型，得出考生行为类型。

7.根据权利要求1所述的一种智能考场管理系统，其特征在于，所述阅卷模块具体用于：

根据试题题型分配阅卷方式，包括自动阅卷和手动阅卷；

根据考试形式为阅卷人划分权限；

根据需求选择题型进行评分。

8.一种智能考场管理方法，其特征在于，包括：

对试题按照学科类别进行划分并存储为题库，并为不同的试题设定不同的难度级别；

对同一学科的试题按照题目类型进行划分；

对试卷的相关信息进行管理，所述试卷的相关信息包括试卷标题、试卷总分值、规定时间和考试有效时间；对试卷的组卷规则进行设置，并按照组卷规则设置试卷的试题；

发布考试预约、查看预约情况；

对考试的类型、时间和地点进行预约；

预约成功后在指定地点进行在线考试，对在线考试人员进行指静脉、身份证信息采集及人脸识别检测；对在线考试人员的行为进行监控，并定时截取监控视频图像进行作弊行为匹配；对作弊行为进行告警，将告警信息进行传输；

管理考试时长、通过查看定时截取的视频图像管理监控在线考试人员的考试情况及根据告警信息中止在线考试人员的考试；

采取多种阅卷方式对在线考试的试卷进行评分。