智能化机考系统在铁路机车司机培训中的应用

白 晋 生

(大秦铁路股份有限公司太原机务段，山西 太原 030045)

智能化机考系统在铁路机车司机培训中的应用

白 晋 生

(大秦铁路股份有限公司太原机务段，山西 太原 030045)

根据项目反应理论，提出了开发“智能化计算机考试管理信息系统”，对该系统的试题与知识结构、参数估算、自适应计算机考试等功能作了阐述，以通过该系统把低素质的员工筛选出来，对其强化培训直到达标，实现整体职工素质的提高。

铁路，安全，机车司机，智能化，考试

根据最近10年来(2002年1月1日～2012年1月1日)中国铁路发生重大铁路行车事故的案例分析，事故发生的主要原因如图1所示。从图1可以看出，人为因素是造成事故的主要原因。从图1可知，一半以上的事故为人为事故，并与机车司机有直接或间接关系。出事故的机车司机，都是经考试合格持证上岗的。出现这一问题的原因为：传统的书面考试存在考试成绩失真的弊端。不能将安全素质差的职工筛选出来。因此，有必要对考试这个测量职工素质的工具进行改革。项目反应理论是一种新兴的现代教育与心理测验理论。项目反应理论在测试中应用最广的是自适应测验，就是测验本身自动地适应被试的具体情况，能选出与被试水平相匹配的试题进行测试。自适应测验分两步进行：1)试探性探查被试能力水平；2)精确被试能力水平。犹如到一座高楼大厦找人，先坐电梯到某层，然后再找房间号即可找到。根据项目反应理论，提出开发“智能化计算机考试管理信息系统”(以下简称“智能化机考系统”)的命题。

1 事故频发原因分析

20世纪80年代初期，太原北机务段制定了对机车司机违章违纪相应经济考核制度。按危险程度划分为隐患、未隧及事故，对应核发白、黄、红牌，罚款3元，6元，9元。该“白黄红牌”制度简称“三六九”。“三六九”作为安全管理经验曾在全路推广。随着时间的推移，“三六九”衍生出许多考核机制。行车管理越来越细化，考核力度越来越加大，安全压力并未减轻。用系统思考的

观点来分析，我们现行的安全管理模式正是“舍本逐末”的结构。图2左由两个一路环路调节环路构成，两个环路都试图解决问题。上面的环路代表快速见效的症状解，它迅速解决问题症状，但只是暂时的。下面的环路包含了时间滞延，它代表较根本的解决方式，但其效果要较长的时间才会显现出来。在图2中多出一个由症状解所带来的副作用所形成另一个“增强环路”。1)症状解：安全问题↑→经济考核↑→安全问题↓。2)根本解：安全问题↑→延时→素质提高↑→安全问题↓。3)副作用：安全问题↑→经济考核↑→抵触情绪↑→素质提高↓→安全问题↑↑。4)高杠杆解在哪里。增强治本的反应与减弱治标的反应是不二之选。增强职工安全素质，减少经济考核力度，使管理向人性化回归是该基模的高杠杆解。

2 项目反应理论

项目反应理论也称项目特征曲线理论，它以模型为测量基础，其特质水平的估计取决于个体的反应行为和所测项目本身的属性。项目反应理论建立在潜在特质理论的基础之上。一个人所拥有的潜在特质必须从他在一项测量任务中所表现出的行为反应中推断出来。因此我们就需要以一个模型来描述个人的潜在特质结构是如何与其行为相关联的。项目反应理论认为，个体的某个潜在特质与其在测量该特质的项目反应之间存在这样的关系：假设随着潜在特质θ的提高，正确反映该项目的概率P(θ)也随着提高。计算机自适应测验的运行原理就是项目反应理论。项目反应理论的一个特点就是在项目水平上对被试水平进行评估，而经典测验理论对被试水平的评估是在测验水平上的。测验水平上的评估一般要计算测验总分，根据测验总分才对被试水平做出评估。这种评估往往在测验完成以后，而且是一次性的，测量精度无法控制。而项目水平的评估是在被试每完成一道题后就马上进行，评估的结果又是选择下一道题的依据，因为自适应测验要求试题难度与被试能力相适应。这种评估是不断进行的，一次比一次精确，直至误差小于预定的标准。

3 智能化机考系统实现的目标

智能化机考系统功能见图3。

1)试题与知识结构。一名合格机车司机需要掌握的知识很多。在编制试题时，专业教师必须在完全掌握所编课程内容外，还必须吃透相关的内容，使所编试题不致产生歧义。题型除文体类题的填空、选择、判断、分类等外，还可利用计算机特点，编制多媒体类题型的试题，如语音题——车机联控的应答、音响信号的鸣示等，图形的拖拽题——响墩的放置及防护人员位置，仿真题——监控装置设定或操作、列尾装置的操作等。当然要发挥专业教师的能动性，开发出多种形式的试题。试题知识点按知识、领会、运用、分析、综合、评价分类，后一种类别包括前一种类别。2)参数估算。项目反应理论作为考试测量工具有许多优点，但是其被试特质(能力)参数θ、项目难度参数b、项目区分度参数a、项目的伪随机水平参数(习惯称猜测参数)c，从已获得N个被试对m个项目作答的一组数据代入最大似然估计法估算项目参数。参数估算的基本思路为：实测数据(被试的得分矩阵)→选择合适的项目反应模型→运用统计方法估算项目参数和被试特质参数。3)自适应计算机考试。被试通过指纹识别后进入系统，系统根据考生级别从题库选择相应试题，系统根据被试作答情况再次调取相应试题，直至测试信息函数值符合设定的精度为止。自适应测验的基本实现方法状态图见图4。以上是对“智能化计算机考试管理信息系统”的用户要求的表述，因为计算机软件开发的过程是认识逐渐深入、需求适当修改和补充、系统逐渐完善的螺旋上升的过程，是渐增、循环、重复地完成的。

4 结语

从个别低素质职工因工作的失误酿成的一起起重、特大事故来看，对提高职工安全素质是非常必要的。职工素质滑坡，是因为在我们管理中“重两纪轻素质”常年累积的结果，是由量变到质变的过程。职工素质提高不能一蹴而就。为防患于未然，当务之急是把低素质的职工找出来，避免其危害铁路行车安全。然后才是对其进行系统的培训教育，直至考试合格重新上岗。没有一个人公开承认自己素质低，其他人也无权对别人的素质高低妄下结论。事故成为检验一个人素质高低的试金石。我们迫切需要一种公平、公正、科学、合理的测试工具，从职工集体中找出素质低的个体来。“智能化机考系统”正是为此目的设计的。“智能化机考系统”是建立在计算机自适应测验即项目反应理论基础上的。“智能化机考系统”如果能开发成功，与“培训—考核—使用—待遇”机制相配合，建立和完善提高职工素质的长效机制，调动职工学技术、练硬功的主动性和积极性，安全素质成为职工的潜意识，遵章守纪成为职工的本能，铁路跳出“事故—反思—整改—平稳……平稳—麻痹—事故”的怪圈，实现长治久安。开发“智能化机考系统”，从铁路发展对职工素质要求的角度上分析是必要的，项目反应理论测量技术是成熟的，计算机软、硬件技术及网络技术上是可行的。

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On application of intellectualized computer-based test in trainings of railway locomotion drivers

BAI Jin-sheng

(TaiyuanLocomotiveDepot,Datong-QinhuangdaoRailwayCo.,Ltd,Taiyuan030045,China)

According to the item response theory, the paper points out the development of “Intellectualized Computer-based Test Management Information System”, illustrates the tests and knowledge structure, parameter evaluation, and self-adaption computer tests, so as to select out the staff with lower competence, enhance the training and realize the improvement of the competence of the whole staff.

railway, safety, locomotive driver, intellectualization, test

1009-6825(2014)30-0255-02

2014-08-13

白晋生(1958- )，男，工程师

G726

A