机车乘务员在线考试系统的设计与实现

严志武

（北京铁路局 唐山机务段，唐山 063000）

机车乘务员在机务段运输生产中的扮演着至关重要的角色，一支业务素质扎实的乘务员队伍是安全生产的有力保证，机务段长期把提高乘务员的安全行车能力做为培训工作的重中之重，在创新培训形式、提高培训效果方面不断进行探索与实践。为此，为提高机车乘务员技术业务能力，应用计算机软件与数据库技术，开发机车乘务员在线考试系统，实现机车乘务员在出勤调度室、候班室、车间班组通过触摸屏完成考试，试卷生成、阅卷评分、统计查询由系统自动实现，考试过程的管理全部由计算机完成。考试重点侧重安全行车内容，如行车规章、新设备应用、非正常行车常识、应急故障处理等内容，增强机车乘务员学规背规的主动性，并通过统计分析考试成绩，客观评价机车乘务员业务素质水平，为制定针对性强的培训计划提供决策支持。

1 系统设计

1.1 设计原则

软件设计遵循实用性、安全性、可扩展性等原则，系统方案重点围绕在线考试子系统和管理维护子系统两方面进行设计，重点实现题库管理、试卷管理、考试管理、统计查询等基本功能。

（1）实用性原则。系统功能符合机务段机车乘务员培训考试的相关规定要求，突出机车乘务员行车安全、规章制度内容的考核，强调人机界面交互的友好性和操作使用的便利性。

（2）稳定性原则。以成熟软件开发技术和铁路企业内部局域网为基础，采用标准的软件开发方式进行设计,采用多层Client/Server（C/S）模式，长期在线可靠运行。

1.2 软硬件配置

（1）软件配置：采用Visual Studio.Net开发平台，服务器端采用Windows Server 2003操作系统和Sql server 2005关系型数据库,客户端采用Windows XP/Windows 7操作系统。

（2）硬件配置：系统由一套数据库服务器、多台触摸屏、多台管理客户端构成，通过企业局域网实现客户端与服务器的数据通信。

1.3 系统构架

Visual Studio.Net为构建企业级应用程序提供了可靠成熟的平台，结合WCF（分布式应用开发框架）技术，为构建多层应用程序提供技术支持。根据机务段职工培训考试的特点与要求，本系采用3层C/S体系结构进行开发。系统架构如图1所示。

图1 系统架构示意图

1.4 数据库设计

系统选用SQL Server 2005企业版数据库，根据系统E-R图，对所有数据表进行统一设计，确保数据一致性、安全性、可操作性，尽量减少数据冗余，确定数据表如下：

字典表：职工信息表、考试题库类别表、机车类型表、试卷分类表。

数据表：考试题库明细表、答题情况明细表、在线考试试卷表、人为设定考试试题表、定义考试人员范围表、系统管理用户表、乘务员考试帐户表、考试成绩保存表、考试标准模板表、数据分析汇总表。

2 功能模块

2.1 主要功能

（1）在线考试子系统：机车乘务员每次到机车调度室出勤时通过调度室的触摸屏登录考试系统，软件使用方便，界面美观，操作简单。乘务员登录以后查看个人资料、选择考试机型、进行本次考试、查询考试结果、修改密码。考试完毕自动计算总分并保存。

（2）管理维护子系统：此项功能主要面向各级管理人员（包括段级主管部门、车间、机车队等管理人员），管理人员通过该子系统可以对在线考试进行综合管理。包括：试卷的设定、考试模板设定、考试试题选定、题库的管理、考试题数设定、考试分值设定、考试时间设定、考试人员的成绩查询分析汇总。

2.2 功能说明

2.2.1 在线考试子系统

主要功能如图2所示。

图2 在线考试子系统

（1） 用户登录系统：系统设计密码和指纹两种登录方式，通过管理员的后台设置进行控制。

（2）用户信息显示：用户登录成功后，系统调取数据库中的用户详细资料，显示用户当前考试累计学分，提示用户当前考试信息，提供调取试卷、提交试卷、查询成绩学分、退出考试等操作的各个功能入口。

（3）用户在线答卷：系统设计自主考试和专项考试两种考试形式，自主考试即用户登录考试环境后，自主选择题库与考试模板，系统随机抽取试题后自主进行答题；专项考试即由机务段主管部门、车间、机车队管理人员设定好必考内容，由用户规定在一定时间段内完成考试。当用户成功登录后，选择自主考试或专项考试试卷，通过易操作的可视化界面进行在线答题，系统自动计时，用户考试结果自动保存。

（4）自动评阅试卷：对用户的考试结果系统自动评分，保存本次考试的试卷成绩，保存每道试题的答题情况，并将答错题记入用户错题库，根据考试成绩计算用户学分并累加保存。

（5）成绩学分查询：为用户显示历次考试的详细信息，包括：考试成绩、试题对错、学分累计等。

2.2.2 管理维护子系统

管理维护子系统主要功能如图3 所示。

图3 管理维护子系统

（1）考试过程控制：包括建立考试模板、建立考试试卷等主要功能。建立考试模板：根据自主考试和专项考试的需要，分别建立考试试卷模板，即预先定义当次考试的题型（单选题、多选题、判断题）和各题型的数量、分值、总分、答题时间、模板有效性等信息。用户选择自主考试时，首先选定考试模板，再选择考试题库，系统自动抽取一定数量的考题，随机组合试卷。建立考试试卷：当进行专项考试时，需由管理人员统一建立考试试卷，首先选定考试模板，定义考试题库，人工选定考试试题，定义考试人员范围，全体人员进行相同内容的考试。

（2）题库维护管理：包括考试题库管理与题库查询等主要功能。考试题库分通用题库与专业题库两大类，考试题库管理：即定义题库的分类和录入试题内容、答案选项、正确答案、是否有效等数据项；考试题库查询：即对建立好的题库进行查询，浏览试题具体内容，并可导出下载存档。

（3）考试查询统计：主要分为考试成绩查询、学分汇总排名两部分，通过查询统计，评价职工近期专业素质能力，分析对重点考试内容掌握的熟练程度，为制定下一步培训考试计划提供依据。考试成绩查询：按年月、车间、机车队组合查询，统计查询结果、导出数据；按专项考试的试卷内容，查询一次集中考试中所有参加人员的成绩和答题情况，并分析全体人员的合格率、试题正确率；针对题库中某一道试题，查询所有参加考试人员的答题正确率。学分汇总排名：以80分为学分合格线，对全体参加人员的学分进行汇总，按车间、机车队进行排名，为各级管理人员掌握人员素质动态提供数据支持。

（4）系统维护管理：包括人员信息维护、用户登录控制等功能。人员信息维护：人员信息是考试系统基础，是考试系统正确识别用户身份的信息源。用户登录控制：对用户采用密码登录、指纹登录进行集中控制，当指纹采集设备故障时，允许用户暂时采用密码登录，保证考试工作有序进行。

3 关键技术

3.1 WCF与ADO.Net

Visual Studio.Net是一个功能强大、高效且可扩展的编程环境，提供了生成应用程序的工具和技术，为开发企业级应用程序提供了强大支持。WCF 是微软分布式应用的开发框架，整合了.Net平台下所有和分布式系统有关的技术，使开发者能够建立面向服务且安全、可信赖的应用程序。ADO.Net提供对SQL Server的专用访问接口，性能优于基于COM的ADO数据访问方式，并且可与XML集成，架成了与关系型数据库的访问桥梁，数据访问效率更高、更安全可靠。

3.2 用户身份识别

作为一个实际应用的系统，除了完成正常的功能外，安全也是一个非常重要的方面。为能准确识别系统用户的身份，采用指纹技术来确保用户身份的真实性。

3.3 操作权限控制

系统采用组策略控制用户权限的方式，按照机务段主管部门、车间、机车队管理人员和参加考试人员进行权限划分，系统管理员具有全部权限，其他用户可根据实际需要，由系统管理员分配不同的权限。系统设计了分组权限设置，即先分组，再设置组权限，最后将需要设置的人员加入该组，即可使该组成员具有相应的组权限。

3.4 系统自动更新

由于该系统使用C/S模式，系统的每次升级都要对每个客户端进行新版本的安装，为提高系统后期的维护效率，应用自动升级模块实现客户端程序的自动更新。当用户登录考试系统时，升级模块自动后台执行，从升级服务器获取软件版本信息，与客户端程序版本进行对比，检测到新版本时立即进行更新。

4 结束语

综上所述，本文建立了基于C/S三层结构的个性化机车乘务员在线考试系统的模型，实现了机务段乘务员考试工作的基本流程，论述了基于铁路网的考试系统的设计思路和实现目标，通过应用该系统，使乘务员掌握安全行车知识和专业基础知识的能力得到提高，使乘务员学规背规的主动性显著增强，是企业职工培训考试信息化建设的一次成功实践。

该系统获北京铁路局2010年度合建技改二等奖，由唐山机务段技术人员自主开发并投入运用，受到各级管理部门和职工的普遍好评。

[1] [美]Mickey Williams Visual C#.NET技术内幕[M].北京：清华大学出版社，2003，3.

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