人工智能与未来教育前沿研究｜丛涌泉 刘洪通 李晓梅 管婷 陈凯泉：人工智能语音技术在招生考试领域的应用研究
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丛涌泉 刘洪通 李晓梅 管婷 陈凯泉.人工智能语音技术在招生考试领域的应用研究[J].中国教育信息化,2023,29(9):021-028.DOI: 10.3969/j.issn.1673-8454.2023.09.003
人工智能与未来教育前沿研究
人工智能语音技术在招生考试领域的应用研究
丛涌泉 刘洪通 李晓梅 管婷 陈凯泉
摘 要： 在招生考试部门的服务体系中，对外服务电话有其独特的优势，一直以来在给考生答疑解惑方面发挥着重要的作用。但传统的固定座机式电话服务存在单一线路、难打通、无法全天候服务等弊端。该研究通过聚焦招生考试服务体系的信息化、智能化、数字化转型，探索构建智能语音客服系统，利用智能语音技术优化升级招生考试院对外服务电话，从而提升考生咨询体验，提高工作人员工作效率；还针对招生考试服务的应用场景，进行智能语音客服系统的整体设计，并在实际考试中进行了测试。实践证明：智能语音客服系统有效降低了40%左右的人工接打电话次数，让更多的考生问题能够及时得到解决，全面提升了招生考试服务质量。关键词： 招生考试；人工智能；智能语音技术；对外服务；服务保障中图分类号： G632.474 文献标志码： B文章编号： 1673-8454（2023）09-0021-08作者简介： 丛涌泉，青岛市招生考试院高级工程师，硕士（山东青岛266071）；刘洪通，青岛市招生考试院工程师，硕士（山东青岛266071）；李晓梅，青岛市教育装备与信息技术中心高级教师，硕士（山东青岛266023）；管婷，青岛市教育装备与信息技术中心实验师，本科（山东青岛266023）；陈凯泉，中国海洋大学教育系教授，博士（山东青岛266100）
基金项目： 国家教育考试科研规划2021年度课题“人工智能等新技术在教育考试中的应用研究”（编号：GJK2021035）
一、引言招生考试作为衡量教育成效的重要标准，既是为党选人、为国选才的“国之大计”，也是涉及千家万户、涉及考生切身利益，事关公平公正、社会稳定的“民之大计”[1]。在招生考试院已有的服务体系中，对外服务电话一直发挥着重要的作用。与招生考试院网站、微信公众号、现场服务等其他服务渠道相比，通过电话为考生提供服务有着它独有的便捷性、有效性、普惠性等特点，这种“一对一”的交流为考生提供了咨询、求助、查询等服务，可以直接听取考生的意见与建议，有效解决考生在报名考试过程中出现的各种问题，是为广大考生服务的重要渠道，也是考生参与互动的有效平台。但随着考试人数的增多，每当临近各类考试，考生和家长集中拨打电话咨询时，各种问题就凸显出来，招生考试院的电话会在集中的一段时间内成为“热线”，很难打通。这也成为影响招生考试院服务效率和用户服务质量的一大瓶颈，并且影响到政务服务水平和服务形象[2]。
目前，“互联网+”、大数据、人工智能等技术正在引领着时代潮流，信息化建设已成为教育发展的重要战略，以信息化带动招生考试现代化，实现招生考试工作的跨越式发展已成为各级招生考试部门创新发展的重要途径。[3]在这种情况下，招生考试院的对外服务电话也亟需进行改革，以更好地满足考生需求，提升招考服务质量。随着智能语音技术的不断发展，智能语音客服已在各行各业广泛应用。因此，在招生考试院对外服务电话中探索人工智能语音技术的应用，可以有效改善招生考试对外服务的效率和精准性，提升招生考试服务质量和服务能力，对增强政府服务形象，更好地发挥招考咨询服务的价值和作用，具有非常重大的意义。二、招生考试对外服务电话现状
（一）现状及问题
目前，招生考试电话服务咨询普遍使用单一的对外座机号码拨入的方式，由工作人员在工作时间接听电话回答考生疑问，一部电话同一时间只能接听一个考生的电话咨询。使用这种方式，造成招生考试院对外服务电话存在以下弊端：
1.考试咨询电话打不进或无人接听
通过多次调研对外服务电话考生的使用数据，发现有近三成的考生表示在拨打招生考试院咨询电话时有占线或打不通的情况发生，特别是在报名、打印准考证等重要环节刚开始和快要截止的时候，咨询电话总是占线，得经过很长时间拨打或拨打多次才能接通。这严重影响了考生咨询报考时的服务感受，特别是在截止时间快到的时候，如因打不通电话错过报名或影响考生报考时，考生可能会对招生考试院进行投诉，这样不仅耽误了考生的个人报考，也会影响招生考试院的服务水平和服务形象，进而造成对政府服务能力的质疑。
2.工作人员工作强度高、压力大
招生考试院一般没有专门接听电话人员，都是相关工作人员身兼数职，特别是考试期间咨询电话剧增，他们一边忙于考务，一边还要接听电话，需要解决的问题激增。一方面，许多考生因为对考试政策把握不准，询问的问题较为相似，重复性问题占用了很多电话资源，让工作人员增加了不必要的工作量。另一方面，考生个性化问题多，电话应接不暇，工作强度较大。国家教育考试的社会关注度高，关系着考生的切身利益，如不能及时准确地解答考生在报考和考试过程中出现的困难和问题，容易导致考生在报考时出错或错过考试等情况发生，给考生及其家庭造成不可挽回的损失。
3.无法做到全天候的服务保障
在考试报名的非工作时间和节假日期间，如果考生有相关问题需要咨询，招生考试院对外服务电话会有打不通或无人接听的情况发生，这样会造成考生不能及时解决问题，发生误填、误操作等问题，影响报考。
（二）需求分析
鉴于上述问题，亟需运用新技术、新手段来加以解决，采用人工智能语音技术支撑对外服务电话，即将智能语音客服系统应用到招生考试对外服务中，可以较为有效地解决上述弊端。针对招生考试的应用场景，主要有以下几个方面需求：
1.全天候服务的自动语音应答
对外服务电话应有自动语音应答系统来帮助招生考试院处理大量的日常电话咨询服务，考生及家长通过语音或按键，交互得到多种服务（比如政策解读、考试咨询、志愿填报、问题解答等），并做到7×24小时全天候服务，让招生考试院在有限的时间内服务更多的考生。
2.用人工智能技术降低人工服务成本
随着AI+服务的快速发展和深入应用，AI+金融、AI+工业、AI+制造等融合逐步加深，AI+教育也同样是大势所趋，而电话服务、微信、网页等多渠道服务逐渐成为人工智能技术的重要应用领域[4]。智能客服平台通过智能语义理解，将用户的需求引导到适合的解决节点，自动实现“一步到位”解决问题，或再进行需求分发。让用户不需在繁琐的操作流程中绕行，在提升用户体验的同时，降低其对人工服务的依赖，从而减少工作人员工作时间和工作强度，进而减少人工服务成本。
3.建设统一的考试智能问答知识库
结合招生考试院现有业务的开展情况，在每一项考试的全流程过程中收集相关考试内容、业务流程、温馨提示、政策法规等信息，并结合考生咨询电话的数据进行分析，构建招生考试院考试智能问答知识库，为全渠道接入的考生提供标准、统一的考试问答服务；并通过引入人工服务不断完善更新机制，逐步形成招生考试院考试智能问答知识库平台。
4.提升用户体验，提高考生满意度
采用人工智能客服技术，可以减少呼叫等待时间和服务响应时间，增加单位时间内服务考生的数量，提高考生及家长的客户满意度。在目前中高考教育考试改革的大背景下，政策咨询量不断增加，这对于提升招生考试院服务形象将起到重要作用。三、人工智能语音关键技术
根据招生考试院对外客服的特点，结合目前领先的人工智能语音技术，本研究主要涉及按键语音导航系统、智能语音导航系统、智能语音应答系统、网络多渠道业务系统、考试智能问答知识库等人工智能语音技术。
1.按键语音导航系统
按键语音导航系统是一种功能强大、能够交互式语音应答的电话自动服务系统。使用者可以根据语音提示，在按键中输入相关信息自动导航到所需内容中。按键语音导航系统能够提供7×24小时全天候语音导航服务，用户可以在其需要的时候随时通过按键选择需要咨询的信息，自助获得各种服务。
2.智能语音导航系统
智能语音导航系统是指使用智能语音识别、语音合成、语义理解等人工智能技术，实现智能语音门户导航[5]。使用者进入智能语音导航系统后，只需要根据提示说出自己的需求，系统将自动识别并根据问答知识库中的内容给予解答，使用户可以充分享受自然语音作为交互界面的高效、便捷、自然的服务。
3.智能语音应答系统
智能语音应答系统是指使用机器来代替人工客服，智能解答特定问题，通过语音识别、特征提取、模式匹配等基本单元，智能听取并识别用户所说内容，自动进行交互式的应答，以达到使用户了解某项问题或表明某种意愿的系统。
4.网络多渠道业务系统
网络多渠道业务系统是指以互联网为核心，提供对接和平台管理等功能，能够利用语音、微信、网站等多渠道开展业务的系统。
5.考试智能问答知识库
考试智能问答知识库是通过收集整理招生考试院各考试业务相关招考政策、招考流程、考试咨询、问题解答等信息，构建考试智能问答知识库和相应管理平台，并基于知识库的内容，为电话等全渠道接入的考生提供标准、统一的考试问答服务。四、智能语音客服的系统架构与实践
（一）系统设计
本研究设计了包含按键语音导航、智能语音导航、智能语音应答、网络多渠道业务、考试智能问答知识库等五个方面的系统流程，如图1所示。
图1 招生考试院智能语音客服系统流程
考试报名前，招生考试院会在官方网站和微信公众号发布相关考试的报名文件，帮助考生提前了解报考政策和报名流程，并公布服务热线，以供考生在报考期间有疑问时拨打电话咨询。招生考试院工作人员根据历年考试考生咨询问题情况和本次考试特点形成问答知识库，导入到智能语音客服系统中，并在实际考生咨询过程中不断优化智能问答知识库。
考生在报考期间拨打服务热线，首先听到的是按键语音提示。通过按键语音导航系统可以先将考生咨询的问题进行简单分类并加以引导，确保后续的服务更加精准。另外，考生通过拨打招生考试院统一对外的热线号码，即可根据语音提示将语音话务统一接入系统，实现菜单导航功能，系统提供全天候的自动语音应答服务，为招生考试院打造自助热线语音门户。
在按键语音导航系统建设的基础上，以分键接入的方式进入智能语音导航系统和智能语音应答系统，享用自助式语音应答信息服务所带来的便捷高效，并及时解决考生问题，同时减轻招生考试院电话服务人员的负担，使之仅处理智能客服无法回答的个性化咨询，提高服务质量。考生根据按键语音导航的提示，进入智能语音应答系统，根据提示进一步选择问题解答。如考生的问题在按键语音导航系统中没有体现，可选择人工客服解答个性化问题。
为方便考生更便捷地使用智能语音客服系统，考生可根据语音提示说出自己想要咨询的问题，智能语音导航系统可识别考生所说问题，然后从考试智能问答知识库中寻找答案直接为考生解答[6]。比如考生说出“我的准考证丢了，我该怎么办？”系统通过语音和语义的分析，将用户需求指向“准考证丢失”的呼叫菜单上，从而“一步到位”，提高招生考试院对外服务电话的自助率，实现“随意说”的菜单导航。
通过建设智能语音客服系统（见图2），可以提高考生服务感知，实现用户分流，有效降低人工服务量，减轻电话客服人员的工作压力[7]。
图2 招生考试院智能语音客服系统拓扑图
1.智能语音应答系统
即在按键语音导航系统建设的基础上，通过产品搭建部署、智能语音客服系统按键配置、语音线路划分等，实现分键、分业务将用户来电引流至智能语音应答系统。在智能语音应答系统中，依业务场景设计及交互理解能力，实现机器人按预设场景及知识内容，完成与用户问题的应答交互，其中也包含交互效果，如打断、静音检测等拟人化交互。当用户问题在预设知识范围之外时，机器人可自动识别理解，并转到人工服务进一步响应处理。智能语音应答系统单独提供运营管理平台，通过该平台可实现对机器人自动与考生咨询会话情况的分析，包含录音测听、会话分析、数据统计等功能，以辅助人工对系统运营、服务情况、用户问题等进行分析、优化、决策。
2.多渠道智能客服系统
考生不仅可以通过拨打服务电话来咨询报考中所遇到的问题，也可以通过招生考试院的官方微信公众号咨询问题，这就需要多渠道的智能客服系统来实现。多渠道智能客服系统部署搭建在多渠道应用服务器上，系统提供与微信、网站等平台的对接集成方法，提供机器人会话聊天界面，并依托智能引擎，实现寒暄、提问、依标准回答等功能。系统提供运营管理功能，可对各渠道用户与机器人的会话详情、多维度数据进行统计分析及报表展现，辅助运营人员进行系统运营管理工作。考生提出问题，机器人从问答库中寻找答案，再将答案反馈给考生，如考生对回复结果不满意，亦可申请人工客服予以解答。
3.考试智能问答知识库
该知识库是整个智能语音客服系统的核心，对智能语音客服系统解决考生问题的好坏、是否有效减轻工作人员的工作量，起到非常关键的作用。考试智能问答知识库必须通过需求调研、知识收集、职责规划、知识录入、知识审核、知识发布等步骤，建立起权威、准确、实用的招考业务问答知识库，才能为全渠道接入的考生提供标准、统一答案的基础数据。考试智能问答知识库同时还要实现在考生实际询问过程中，根据不同考生提出的个性化差异化需求，不断优化完善自身知识库内容，进行自我迭代，更好地解决考生提出的问题。
（二）总体架构
本研究设计了包含业务应用层、平台服务层、核心能力层、基础支撑层等功能模块，总体架构如图3所示。其中，平台服务层和核心能力层面向招生考试院用户，提供人工智能整体集成解决方案，使平台的能力得以共享，并可按需配置，实现产品应用和能力的解耦，部署方便且对接灵活[8]。
图3 招生考试院智能语音客服系统总体逻辑架构
根据业务要求，以智能客服平台为基础，可以提供按键语音导航系统、智能语音导航、智能语音应答、网络多渠道等产品应用。同时，对智能客服平台进行整体建设和规划，可以避免各部门、各业务处室独自建设造成的资源损耗，发挥优化资源、协同发布、统一服务入口等优势作用，从而构建新型的招生考试服务能力平台。
基础支撑层：提供智能客服平台涉及的按键语音导航系统、智能语音应答系统、智能语音导航系统、网络多渠道业务系统所需的电话线路、媒体网关、话机等通信硬件设备，以及服务器、网络、数据存储计算等基础硬件环境。
核心能力层：围绕上层服务及功能实现，提供核心的智能语音能力，包含语音合成，实现任意文字向语音转换；语音识别，识别用户与系统交互的录音，并转换成文本和其它声学信息；语义理解，理解用户说话内容对应的考试业务需求意图，并结合业务情况、用户特点提供定制化的引擎及业务资源优化服务[9]。
平台服务层：主要用来将基础的能力进行封装，并对外提供集群服务能力。其中，语音合成服务、语音识别服务、语义理解服务等通过对引擎的封装，形成服务组件。
业务流程：主要包括用于按键语音导航系统的层级化按键导航菜单业务流程设计、用于智能语音导航系统的扁平化语音导航业务流程设计、用于智能语音应答系统中的业务交互流程设计。
语义交互：指应用于智能语音导航系统、智能语音应答系统和多渠道智能机器人系统中的语义交互理解技术。通过统一的深度神经网络技术，进行更智能的意图和上下文理解[10]。支持用户通过自然语言的方式表达意图，而不仅是关键词，使用户使用语音或文字与机器交互时，机器能够进行比较智能的应答响应，并能够对交互对话的过程进行维持，在人机之间形成一种交流对答的互动场景。
知识库：提供统一的知识录入、生成、获取、维护等配置管理服务。
负载均衡：语音能力的负载均衡系统，所有核心系统都采用此方式避免单点故障。
业务应用层：以标准接口方式，通过对下层服务的调取，实现基于语音识别、语音合成、语义理解、知识库等服务的智能语音应答、智能语音导航系统、网络多渠道业务系统、相关的数据统计功能等。
（三）应用实践
根据上述系统设计搭建的招生考试智能语音客服系统，在面向社会考生进行的中小学教师资格证考试（简称教师资格考试）、成人高等学校招生全国统一考试（简称成人高考）进行了测试，通过记录考试报名过程中通话总量、智能语音交互解决考生问题的数量，得到智能语音交互测试结果如表1所示。从中可知，招生考试智能语音客服系统可以有效解决40%左右的咨询电话，极大地提高了人工咨询的效率，让更多的考生第一时间受益，提高了招生考试服务能力和服务质量。
表1 智能语音交互测试结果
表2 智能文字交互测试结果
五、结语
教育招生考试关系着千家万户，是教育服务社会的重要窗口。信息技术的应用为创新服务流程、实现管理和服务升级提供了可能。基于人工智能语音技术的招生考试院智能语音客服系统，考生可7×24小时随时随地拨打招生考试服务热线，通过智能语音导航和智能语音应答的人机交互功能，在电话服务的交互服务阶段直接解决部分考生和家长的诉求，提升智能语音客服系统问题解决率，提高考生及家长的满意度。同时应用智能客服平台的多渠道系统达到用户分流的目的，可以有效降低人工服务数量，减轻电话服务人员压力。
在今后的研究中，将继续以信息化建设为引领，实现考试管理能力和服务水平全面提升，让流程再造改革红利惠及更多考生，努力为考生提供更加公平、优质、高效、便捷的服务。参考文献：
[1]钟剑锋,孙铎,贺莹,等.智能语音客服在水务行业的应用[J].供水技术,2022,16(5):29-33. [2]闫硕,付丽琴,邢亚英,等.基于智能语音的校园招生客服系统设计[J].电声技术,2022,46(4):119-122. [3]刘丽.基于智能语音的人机交互在智慧交通服务中的应用[J].中国交通信息化,2021(4):129-131. [4]王彦.人工智能语音技术在广电媒体的运用[J].电视技术,2019,43(17):14-15. [5]郑杰慧,楼锴.人工智能语音技术在水务客服领域的应用研究[J].给水排水,2020,56(4):150-153. [6]刘宏,郝乾啸,萧嘉荣.人工智能语音交互技术在电力调控领域的应用[J].电子技术与软件工程,2021(4):217-219. [7]庄欣浩,曹雅楠,曾佳雯.人工智能语音在客户经营领域的应用[J].电信科学,2020,36(S1):238-244. [8]莫凡,周神保.智能语音技术发展对公共通信安全的影响研究[J].广东通信技术,2019,39(6):26-29. [9]唐帆.智能语音技术在呼叫中心的应用研究[J].中国新通信,2021,23:83-84.[10]王志光,杨羽.一种智能语音客服机器人对话管理方法及装置：CN114238606A[P].2022-03-25.
Application of Artificial Intelligence Speech Technology in Entrance Examination
Yongquan CONG1, Hongtong LIU1, Xiaomei LI2, Ting GUAN2, Kaiquan CHEN3（1.Qingdao Academy of Recruitment and Examination, Qingdao 266071, Shandong;2.Qingdao Educational Equipment & ICT Center, Qingdao 266023, Shandong;3.Department of Education ,Ocean University Of China, Qingdao 266100, Shandong）编辑：李晓萍 校对：王天鹏
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期刊简介
《中国教育信息化》创刊于1995年8月，是由中华人民共和国教育部主管，教育部教育管理信息中心主办，面向国内外公开发行的国家级学术期刊。期刊内容力求全面深入地记录我国教育信息化的建设进展、研究与应用成果和行业发展状况，开展我国教育信息化发展状况调研和教育信息化国际比较研究，服务于国家教育宏观决策；力求全面准确地把握教育信息化相关的方针政策和标准规范，及时追踪ICT前沿技术的发展趋势及其与教育的融合，深度挖掘教育信息化建设与应用的体制、机制创新，服务于我国教育信息化实践。
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