KR20050030190A - 부정행위를 원격감시 할 수 있는 터치스크린 기반 운전면허학과시험 검정기기 - Google Patents

Abstract

운전면허 학과시험 또는 일반 필기시험을 컴퓨터와 WEB 기반 온라인망으로 진행함에 있어, 동영상 녹화장치로 부정행위를 자동감지 할 수 있고, 동시 응시자처리방법의 효율성을 높임으로서 동일한 서버장비에서 더 많은 응시자를 처리할 수 있으며, 운영중 서버접속량을 절감할 수 있는 기술을 도입하여 운영비용을 절감할 수 있도록 한 학과시험 CBT 소프트웨어 CD 와 이 프로그램 CD , 터치스크린, 동영상 녹화장치를 장착한 학과시험 검정기와 이를 이용한 시스템

Description

부정행위를 원격감시 할 수 있는 터치스크린 기반 운전면허학과시험 검정기기 {touch screen based CBT machine againt cheating on the exam}

본 발명은 컴퓨터와 온라인망을 이용한 운전면허 학과시험 또는 국가자격의 필기시험을 진행함에 있어서 , 부정행위 차단 감시 기법이 도입 되어 있고, 다수의 학과시험 응시자를 동시에 시험 처리할 경우 서버 부하량 절감 및 안정성 확보를 위한 캐쉬 기술과 터치스크린 기반의 손쉬운 인터페이스가 도입되어, 시험장비 운영 및 시험진행비용을 획기적으로 절감할 수 있는 프로그램 CD 와 이를 탑재한 검정기를 제작하는 것이다.

일반적으로 컴퓨터로 시험을 진행 할 때에는 마우스나, 키보드와 같은 단순한 장비로 시험을 진행해야 하고, 감독관이 수시로 시험대상자들의 부정행위 여부를 감시, 확인하기 위해 입회하여 돌아다녀야 하였다. 이로인해 시험장에서는 꼭 감시감독관과 관리감독관이 입회하여야 했기때문에 시험장소가 한정되어야 하고 별도 인건비가 발생하는 문제가 있었다.

또한 부정행위에 대한 증거를 남기기위한 별도의 검정장 카메라 설치를 했기 때문에, 감독관이 약간의 관리 소홀의 틈을 타 부정행위를 하거나, 대리시험을 볼 수 있는 여지가 있었고, 증거확보방법이 미흡하였다.

기존의 시험운영방식은 [도면 2] 의 방법과 같이 시험문제를 응시생에게 배포할 때 마다 [도면 2]의 A-3, A-4 구간을 반복하여야 함으로서 같은 데이터베이스 자원을 반복적으로 사용해야 하고 서버별 동시사용자 제한을 갖게 된다. 또한, 기존 방식은 문제데이터, 이미지, 클라이언트 제어코드등을 별도의 데이터파일로 구분하여 개별접속방식으로 전송함으로서 네트워크 대역폭의 과도소모, 하드웨어 확장 비용 과도하게 증가되는 문제를 안고 있었으며, 이러한 원인들로 인해 운전면허학과시험의 검정원가가 높게 산정되어야 하고, 항상 지정된 운전면허시험장에서만 시험을 볼 수 있으며, 조작의 불편함과 높은 응시료 부담을 응시자들이 모두 부담해야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결 하기 위하여, [도면 4] 과 같이 터치스크린과 동영상 녹화 장치를 장착한 전용 검정 단말기를 이용한다. 터치스크린을 이용한 입력인터페이스에 OMR 카드형태의 답안지를 구현하고, 손가락이나, 스타일러스 펜을 이용하여 기존 종이 시험 방식과 비교하여 사용자가 느끼는 이질감을 최소화 한다. 터치스크린을 사용함으로서 마우스, 터치스크린을 필요에 따라 자유자재로 쓸 수 있는 이용의 자유도 및 편의성을 높일 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

부정행위 차단 감시를 위한 동영상 녹화 장치를 장착한 응시자용 검정단말기를 이용하여 사용자 인증과 시험진행단계에서 사용자의 기록을 녹화하고, [도 1] 의 흐름을 이용하여 응시자 자동감시 및 하드디스크 보존을 하며 부정행위가 감지되거나, 관리자가 원할 경우 현재의 응시자 상태 및 기록 내용을 관리자 열람할 수 있도록 한다.

[도 4] 에서와 같이 SQL 서버와 중앙처리장치, 주기억장치, 하드디스크, 통신장치로 구성되는 장비로서, SQL 서버는 외부에 다른서버에 위치할 수도 있다. 도 4 에서의 검정서버는 시험문제와 이미지, 제어코드를 담은 시험지 데이터파일을 응시자가 시험시작전에 미리 제작하여, 서버의 메모리에 적재하여 둠으로서 [도면 2] 에서 와 같이 동작하던, 클라이언트/서버간의 작업을 [도면 3] 의 CACHE 가 적용된 방식으로 동작하게 하는것이 가능하며 이로 인하여 HDD 와 SQL 데이터베이스 서버의 부하를 전송할 문항수만큼의 비율로 줄이고, 서버의 통신장치의 I/O 사양을 높여 같은 사양의 서버로도 많은 동시 사용자를 처리할 수 있도록 하며, 전송 프로토콜의 데이터 송수신중의 자료중복전송을 최소화 하여 네트워크 대역의 낭비를 줄이는 효과를 갖는다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 시험 시작전 응시자들이 풀어야할 문제지내용과 프로그램의 인터페이스 디자인, 프로그램 코드 파일을 클라이언트가 받아서 일괄처리할 수 있도록 하나의 데이터로 만들어서 서버의 메모리에 미리 적재하는 단계, 시험 시작을 위해 본인 인증때 수험번호나 주민번호 입력외에 사진을 캡쳐하여 기록하고, 이를 관리자에게 전송하여 응시원서의 사진과 비교할 수 있도록 자료를 제공하는 본인 인증단계, 본인 인증이 끝나고 서버의 자원소모를 절감을 위해 메모리에 미리 적재된 문제를 단순 전송하여 주는 단계, 시험중 응시자의 얼굴내용을 일정간격 캡쳐하여, 얼굴 움직임, 눈동자 움직임이 모니터를 주시하지 않을 경우 경고코드와 현재의 응시자 동영상을 관리자에게 전송하는 단계, 응시자가 답안을 전송하면, 전송받은 답안을 받아 채점하고, 응시자의 클라이언트화면에 출력해주는 단계로 구성된 것이 특징이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세 설명하면 다음과 같다.

[도 1] 은 동영상녹화장치를 이용하여, 응시자를 감시하고, 부정행위를 판단하는 방법에 대한 순서도를 설명한 것이다. 응시자는 시험이 시작하면 1 차적으로 터치스크린 인터페이스에 자신의 수검번호와 이름 또는 주민등록번호와 수검번호 같은 두가지이상의 정보를 넣어 자기 자신이 시험을 시작하려함을 서버로 부터 인증 받는다. 인증시 동영상 녹화장치는 해당 사용자의 얼굴화면을 저장하여 관리자에게 전송하고, 관리자는 응시원서의 얼굴과 전송받은 얼굴의 본인여부를 확인하여 시험시작을 승인한다. (A100), 이때 다른자리에서 시험을 시작할 수 없도록 IP 주소 기반으로 자리를 배정하여, 만일 지정된 자리 이외의 곳에서 시험을 시작하려 할 경우, 컴퓨터가 자동으로 지정된 자리가 아님을 알리고 시험시작을 막는다.

인증이 끝나 시험이 시작되면 A(200) 단계가 시작되어 시험장면을 촬영한다. 촬영된 시험장면은 A(300) 단계에서 디스크에 이전화면 이미지가 저장되어 있는지 여부를 확인한 뒤, 이미지가 저장되어 있지 않다면, A(500) 단계로 분기하고 이미지가 저장되어 있다면, A(400) 단계를 실행하여 기존이미지와 현재 이미지간의 달라짐 정도를 체크한다. 컴퓨터를 사용하는 응시자는 시험을 보는동안 모니터를 주시하며, 카메라 각도가 고정되어 있는 상태에서 고정된 움직임과 눈동자움직임등을 보이게 된다 A(400) 단계에서는 이전단계에서 저장된 이미지를 2 진 비트화 하여 1 차원 배열화 시키고, 새로 캡쳐된 이미지를 2 진 비트화 하여 1 차원배열화 시킨뒤 두 배열의 요소요소간의 비트적중률을 비교하게 된다. 시험장은 뒷배경이 고정된 상태이므로 비트수가 많이 차이나게 되면, 응시자가 이상행동을 한것으로 의심할 수 있어, A(400)-1 의 단계로 분기하여, 관리자에게 현재 응시자의 움직임을 동영상으로 중계하여 주게 된다. A(400) 단계는 카메라가 2 개 이상존재할 경우 눈동자의 움직임을 감시하여 좀더 정확한 판단을 할 수 있다. 보통 인간이 모니터에 집중하여, 글을 읽거나 생각을 하면 눈동자가 규칙적으로 좌우로 움직이는점을 착안 ,눈시선을 감시할 수 있는 곳에 카메라를 추가 장착하여 눈동자의 좌우움직임을 감시하여, 눈동자 좌우 움직임 패턴이 달라지게 되면 부정행위의심자로 판별하여 관리자에게 통보해 줄 수 있을 것이다.

A(400) 단계에서 정상적으로 판단되게 되면, A(500) 단계로 진행하여 현재의 이미지를 디스크에 저장한다. A(600) 단계에서는 시험이 끝났는지 여부를 판단하여, 시험이 끝나지 않았다면 A(200) 단계로 분기하여, 다시 응시자를 감시하게 된다. A(200) 단계부터 A(600) 단계를 시험이 끝날때 까지 주기적으로 반복실행하여 응시자를 감시하며, 반복주기를 짧게 할 수록 좀더 정밀하게 응시자의 상태를 감시할 수 있다. 시험이 완료되면 A(700) 단계에서는 해당 사용자의 응시기록을 하드디스크의 별도 디렉토리에 일정기간 저장하여, 감사자료로 사용할 수 있다.

실시예 1) 시험좌석을 내려다보는 위치에 캠을 장착하여 응시자를 감시하는 경우, 책상주위 인접한곳의 상태를 감시할 수 있어 주변에서 쪽지 혹은 참고책, 핸드폰등을 조작하는것을 감지할 수 있다.

실시예 2) 모니터상단에 모니터링용 캠과 시험보는 좌석을 내려다보는 위치에 캠을 장착하여 응시자를 감시하는 경우, 좌석 전체를 보면서 쪽지, 참고책, 핸드폰등의 조작을 감지할 수 있고, 눈동자 시선의 위치변경을 감지할 수 있어서, 눈동자 시선감시와 몸동작 감시에 화면이 동시에 움직일 경우 또은 눈동자의 시선이 이상 각도를 보이는 경우등을 감지할 수 있다.

실시예 3) 실시예1) 또는 실시예2) 를 응용하여, 운전면허 전문학원 또는 전국적인 시험대행센터를 설치하여 상기 시스템을 구축한 후, 중앙통제방식으로 시험을 진행할 수 있다. 이 경우, 감독 입회인이 최소 2 명이상이어야 했던 기존 시험 감독방식에서 벗어나서 감독입회인을 1 인입회로 진행 할 수 도 있고, 중앙 모니터링실을 운영하여, 이상이 감지되는 응시자를 일일이 모니터링이 가능하므로, 같은 감독인원으로 좀더 많은 응시자를 효율적으로 감시할 수 있다.

실시예 4) 실시예1) 또는 실시예2) 를 응용하여, 시험을 보는중 부정행위와 유사한 동작이 일어날 경우 응시자에게 경고를 보내주는 기능을 할 수 도 있다. 각 각의 개인단위로 부정행위를 감시한다는것은 이전에는 불가능하였지만, 컴퓨터가 보급되고, 이 발명을 이용하게 되면 각 개인별로 시험응시상태를 감독하고, 경고조치 또는 자동 시험중지토록 할 수 있다.

[도 2] 에서 서술된 기존방식은 일반적인 컴퓨터 기반 CBT 운영방식일 경우 해당되는 운영방식이고, [도 3]은 본 발명에 적용된 부하량 절감기술을 해설한 것이다. [도 2]은 시험시작때, (A1) 일련의 인증과정을 거쳐 로그인을 하면, (A2)서버에 문제파일을 요청하고, (A3) 단계에서 SQL 데이터베이스 서버 혹은 그와 유사한 데이터베이스서버를 통하여 데이터를 1 문항씩 로딩한다. 로딩된 문항은 A(4) 단계에서 다음문항이 남았는지 여부를 확인한 뒤 프로그램언어의 반복순환문을 이용하여, A(3) 단계와 A(4) 단계를 반복실행한다. 반복실행이 완료된 후, 문항데이터를 모두 다운로드 받으면, 별도의 그림데이터를 서버에 접속하여 모두 다운받아야 하고(A5), 전송받은 내용과 문제 전송시 전송받은 제어코드(ANSI, JAVASCRIPT, XML 등의 데이터 와 클라이언트 제어용 코드)를 이용하여 (A6) 단계에서 화면에 문항출력 및 시험시작이 진행된다.

본 발명에서 발명된 [도면 3] 의 방식은 시험시작전 미리 필요한 문제지와 그림 데이터, 제어코드등을 텍스트파일 또는 mht 또는 XML 파일 형식으로 미리 작성하여 검정서버의 메모리에 저장해 둔다.

미리 저장된 데이터를 가진 서버에 접속한 응시자는 시험프로그램의 로그인 루틴에 의해 (B1) 일련의 로그인 과정을 거쳐 로그인하면, (B2) 로그인시 난수에 의해 서버상의 문제파일이 지정되고, 지정된 문제파일 로딩요청을 한다. (B3) 단계에서 서버는 SQL 서버의 접속이 필요없이, 메모리에 미리 저장된 파일을 사용자에게 직접 전송함으로서 응시자는 단순 데이터 다운로드를 받음으로서, 응답속도 개선 및 동시접속자수를 많이 처리할 수 있는 장점이 있고, 서버에서는 디스크와 SQL 서버를 접근하지 않고, 주기억장치(램드라이브) 에서 직접 데이터를 전송함으로, 획기적인 I/O 성능을 얻을 수 있다. (B4) 단계에서는 그림데이터파일을 다운로드 받는다. 만일 서버상의 파일이 MHT 또는 XML 형식으로 저장된 경우 (B4) 단계가 생략될 수 있다. 다운받은 문제는 (B5) 에서 시험시작이 된다.

[도 4] 에서는 검정기 구성과 검정서버의 구성을 설명하고 있다. 검정기는 중앙처리장치와 주기억장치와 하드디스크드라이브와 통신장치와 터치스크린, 동영상 녹화장치로 구성된다. 터치스크린장치는 별도의 답안지 크기의 패널 또는 출력장치에 부착되는 형태로 동작할 수 있다. 터치스크린을 통한 화면입력은 OMR 답안지형태로서 문항번호와 갑,을,병,정 답안중 하나의 선택된 답안이 검게 변하는 인터페이스를 가지는 답안지 작성부분과 문항 출력부분과 답안전송 버튼부분으로 이뤄진다. OMR 답안지 형태의 문항이동, 답안선택 인터페이스는 화면의 상하,좌우중 한곳에 위치할 수 있으며 모든 문항번호가 출력되어 있으므로, 보고자 원하는 문항번호를 터치스크린에서 눌러서 해당문항으로 자유롭게 이동할 수 있다. 응시자는 터치스크린을 이용하여 OMR 답안지 상의 문항번호를 누르면 해당문항을 볼 수 있고, 갑,을,병,정 답안 선택란에 답안을 선택하면 선택한 답안란을 검게 변형하여 답안을 체크한 효과를 화면에 출력하여 응시자의 사용의 편리함을 돕는다. 문제풀이가 끝나면, 답안전송버튼을 눌러서 답안전송을 할 수 있다. 동영상 녹화장치는 USB 장치를 이용한 캠이 주로 이용될 수 있으며, 2 개 이상의 장치를 다른 각도로 설정하여 몸움직임과 눈동자 움직임을 감시할 수 있다. 녹화된 데이터는 통신장치를 이용하여 감독관 PC 로 전송가능하며, 하드디스크에 저장하여, 시험후 부정행위 판독에 사용할 수 있는 데이터파일을 생성한다.

[도면4] 의 문제처리서버구성도에 나온 장치는 중앙처리장치와 주기억장치와 하드디스크드라이브와 통신장치, SQL 서버를 포함한다. 문제처리서버는 앞서 서술한 응시자 단말기에 통신장치를 통해 문항 정보를 전송하고, 답안 데이터를 전송받아 채점, 결과전송을 하는 역활을 한다. 문항 정보 전송은 미리 주기억장치에 해당데이터를 적재하여, 필요시 하드디스크와 SQL 서버를 접근하지 않고, 주기억장치에서 통신장치로 직접 데이터를 전송할 수 있다. SQL 서버는 사용자 인증정보를 저장하는 역활을 하며, 정전시를 대비하여 메모리에 저장된 문제데이터내용은 하드디스크에 기록후, 다음번 서버 시동시에 기록되었던 데이터를 메모리에 자동적재하여 정전상황과 장애상황에 대비한다.

본 발명은 이상 서술한 바와 같이 터치스크린을 이용한 이질감이적은 인터페이스와 OMR 출력 인터페이스, 영상 판독기술을 이용한 본인확인 및 부정행위 모니터링 장치, 서버 부하 절감 기술등을 이용하여 시험에 필요한 감독인원과 장비의 확장에 따른 원가절감을 꾀할 수 있고, 자체 부정행위감지 시스템을 이용하여 산간,도서 지역이나 운전면허전문학원등에서도 경찰관의 입회 없이 시험을 관리감독하여 운전면허 학과시험을 어디서든 편리하게 볼 수 있는 편리함을 제공할 수 있다. 또한 이 장치는 국가공인자격시험과 민간자격시험에 도입될 수 있고, 검정장을 빌리지 않아도, 원격에서 응시자를 감시하며 시험을 진행할 수 있으므로, 자격시험의 대부분의 비용을 차지하는 감독운영인건비, 하드웨어인건비를 줄이는 효과를 가져와 국가공인,민간자격시장의 활성화를 이룰 수 있고, 관련 검정기기와 상설시험장을 개설하여 공정한 시험서비스를 제공할 수 있다.

[도 1] 동영상 녹화장치를 이용하여, 응시자 상태를 녹화하고, 이상유무를 감지하여 이를 관리자에게 통보하는 단계를 설명한 도면

[도 2] 일반적인 문제 로딩방식에 대한 설명 도면

[도 3] 이 발명에서 새롭게 발명한 문제지 배포방식에 대한 설명도면

[도 4] 시험 응시자용 단말기 하드웨어 구성도와 시험문제배포/채점을 담당하는 서버기기의 하드웨어 구성도

Claims (5)

1. 온라인기반으로 배포된 문항을 다운받아 출력하는 단계, 컴퓨터를 이용하여 답안을 입력받는단계 를 갖고 정답유무를 체크할 수 있는 학과시험프로그램

   답안전송버튼과 OMR 카드형태의 답안지가 출력되어 문항번호를 이용한 이동기능과 OMR 체크란에 답안을 체크할 수 있는 형태를 가진 화면과 이 화면을 터치스크린을 장착한 출력장치를 이용하여 조작할 수 있는 입/출력장치
2. 1 개이상의 동영상 녹화장치를 이용하여, 응시자의 시험진행중 화면을 저장하는 단계, 저장된 기존화면과의 내용을 비교하는 단계, 비교한 내용이 매우 상이할 경우 현재의 응시자 동태를 동영상으로 관리자에게 통보할 수 있도록 하는 단계 를 가진 컴퓨터 시험 클라이언트 프로그램이 담긴 CD 와 카메라 장치
3. 응시자에게 전송해야할 문제 데이터, 그림파일, 클라언트제어코드와 디자인등을 포함하는 내용을 서버상에 미리 생성하는 단계, 생성된 데이터를 XML 이나 MHT 나 HTML 파일화 하여 메모리 혹은 디스크에 미리 기록하는 단계, 응시자의 문제데이터 요청시 앞 단계에서 미리 기록하여둔 데이터를 일괄 전송하는 단계, 나열된 단계를 처리하기 위해 필요한 데이터 생성프로그램과, 전송프로그램을 탑재한 전산기기
4. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3 을 조합한 컴퓨터 시험용 단말기와 문제데이터를 전송할 수 있는 전송장치 이를 모니터링 할 수 있는 모니터링실을 갖춘 컴퓨터기반 필기시험 운영시스템
5. 청구항 3 의 프로그램 기능을 응용하여, 응시자를 관리 감독하고, 응시자의 부정행위가 포착되면, 경고를 발생하는 단계, 경고 확인 후, 동영상 녹화를 시작하는 단계, 재차 부정행위가 포착시 녹화된 동영상을 하드디스크에 저장하고, 부정행위를 시도한 응시자의 화면을 멈추는단계, 상기 단계를 포함한 시험클라이언트 프로그램 CD