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1、高校智能排课系统2oo6年第4期福建电脑149高校智能排课系统李娟,卢荣华,徐远纯(景德镇陶瓷学院信息工程学院.江西景德镇.333001)【摘要】:计算机排课是把排课问题化为计算领域有约柬的时空组合的优化问题.本文利用计算机来模拟手工排课工作.使用回溯算法进行自动排课,引入关联规则有效解决排课冲突,使其在一定程序上呈现智能化.【关键词】:排课回溯算法约束1.引言随着高校招生规模扩大.教学资源严重不足.排课过程涉及面广.约束条件多.手工排课已无法满足学校排课要求.目前计算机由于具有运算速度快,处理能力强等特点.在教学工作中的得到了普及应用.用计算机代
2、替劳动强度大,工作效率低的手工排课工作势在必行.本系统利用计算机模拟手工排课.抽象问题中的各个要素.数学表达各种约束条件.并根据课表的组织形式和普遍存在的规律.缩减了问题空间的搜索范围.有效组织排课知识,使其在一定程序上呈现智能化.本课题属江西省教改课题.课题结合我校实际情况设计此智能排课系统.现已如期完成预期任务.排课结果经学校检测已达到预期结果.2.排课系统结构整个系统采用自动结合手工调课方案.共设置五大模块:数据管理模块,高级设置模块,排课模块,课表查询模块,附加模块.其系统功能模块图如图l所示.救州霄堰ll高墩设ll抻课Jl课袭矗询ll附加
3、图l排课系统功能模块图数据管理模块:负责对排课所需数据进行管理与维护.排课涉及面广,数据较多.如教学计划,教学进程,班级,教师,教室,课程,院系,教学区域,教室类型等本系统排课的主要依据来源于此模块的教学进程表高级设置模块:满足各类的特殊要求.实现排课的人性化.如:某教师指定具体课时不上课.指定具体课时,教室上课等.时空组合问题.因此只要约束条件充分,就可得到合理的组合方案.本系统采用具有局部回溯和启发能力的,易于快速生成可行方案的随机安排算法进行课表编排排课实际上是一个四维组合.涉及到:班级,教师,教室,时问四个因索,只有班级,教师,教室与时间组
4、合符合约束条件时方可排课.因为体育课对教室容纳人数没有限制.只是对时间有要求:第二节课或第三节课,所以体育课与其他课程分开编排.系统设定三个二维数组a[j】[k],b【l】【k],c【q]【k]分别表示班级,教室,教师的课时情况.其中i代表班级课表中班级的ID号,l代表教室课表中教室的ID号,q代表教师课表中教师的ID号,k(1≤k≤281代表课时.数据初始化模块就是完成对这三个二维数组的赋值.系统默认未排课的课时值等于"0".不排课的课时值等于"一1".已排课的课时值等于教学进程表对应的课程ID号之后对教学进程表按预定的优先级排序.其优先级如下所
5、示:①按教室类型搜索.优先排教室类型="操场"的课程;②按合班情况搜索.合班数大的课程优先排课;③按周学时数搜索,周学时数大的课程优先排课;④按年级搜索.优先编排低年级开设的课程;⑤按课程类型搜索.优先排基础课程;⑥按考试方式搜索."考试"类型的课程优先于"考蠢"类型的课程:对排序后的教学进程表按顺序编排课程.排课伪代码如下:while(非排序后教学进程表的末记录and该记录未排课)r;lnt(Rnd(1)'10+1)'随机产生上课课时ri=ltom'课程的课次forj=lton'教室f0rk=rto28'谋时if当前任课教师第一节课有课and第二
6、节课有课and处于不同教学区then排课模块:是本系统的核心部分.其中数据初始化是通过班级,教师,教室三张课程表对数组进行数据赋值.之后根据高级田{m设置的约束和各基本约束自动排课.若出现排课冲突,引入关联规则算法对冲突进行检测与优化处理对编排好的课程实现手工调课,使课表尽量达到人的主观能动性.课表查询模块:实现班级,教师,教室三类课程表的查询与打印,同时配合教务处调查教学情况设置了查询空闲时段.方便教务处安排课外活动附加模块:保证数据库的安全与完整.采用两种方式进行数据库备份.手工备份与自动备份.每月第一天当系统开启后,系组记录统自动备份数据库至
7、默认路径.3.排课算法回溯算法是一种满足一定约束条件的穷举式搜索法.它的搜索方式一般与对树的深度优先搜索方式相似.由于规定了问题的解必须满足一些约束条件,因此需要搜索的空间大大减少.回溯法适用于解的组合数相当大但仍然有限的那一类问题.排课问题是一个有约束的,非线性的,模糊多目标优化的,难解的,nextkendifif周学时为单数lherrk8
8、nt(Rnd(1)24-1)'随机产生l或2.1表示单周课.2表示双elsekB=3'表示普通课endifa(i.k)=0andb.kloande(q.k)=0then'若所有舍班班级,教师,教室都未排课a(
9、i.k)=Trim(ks)+Trim(adores.Fields.Item【0】)c(q,k)=T~m0,0+Trim(a
