基于蚁群算法的高校排课系统优化策略.pdfVIP

第 25 卷第 2 期 湖 　北 　工 　业 　大 　学 　学 　报 20 10 年 4 月 Vol . 25 No. 2 　Journal of Hubei University of Technology Apr. 20 10 [文章编号] 1003 - 4684 (20 10) 基于蚁群算法的高校排课系统优化策略 齐 　萍 (湖北工业大学计算机学院 , 湖北 武汉 430068) [摘 　要] 针对高校课程编排系统面临的挑战 ,通过分析蚁群算法抽象出排课问题的基本要素 ,将解决排课问 题转化为寻求二部图的最大匹配问题 ,并给出优化方法 ,探索高校排课问题优化策略. [ 关键词] 课程编排 ; 蚁群算法 ; 二部图 [ 中图分类号] TP30 1 [文献标识码] : A 　　为了不断提高教学管理效率 ,提高教学管理质 束 ,即在排课过程中必须满足的约束条件和尽可能 量 ,充分合理利用有限资源 ,高校自动排课系统已经 满足的约束条件. 硬约束必须满足 ,否则违反教学规 为人们所广泛关注. 排课问题之所以成为影响高校 律 ,必定会产生冲突 ,导致课表无法继续运行 ,而在 教学管理效率的重要因素之一 ,是因为排课问题数 硬约束完全满足的情况下 ,软约束的满足程度即课 据规模扩大 、各种限制复杂 , 以及执行过程的动态 表优化程度 ,人性化地编排课程. 一般来说满足全部 性. 本文结合课程编排课题以及高校的自身特点提 硬约束条件的即为可行课表 ,满足硬约束条件并满 出优化课程编排的蚁群算法改进办法. 足软约束条件的为优化课表[ 1 ] . 以上列出的部分排 课问题所涉及的约束条件 ,l) 至 7) 为硬约束 ,其余为 1 　排课问题概述 软约束. 高校课程编排过程中需要尽量满足多种约束条 2 　排课系统分析 件 ,而为了编排出令各方面都满意的课程表 ,课程编 排过程应遵循一定的规则 , 以满足各种约束条件 :1) 排课问题实际上是一个如何优化进行排列组合 同一班级在相同时间最多安排一门课程 ;2) 同一老 的问题 ,多目标的组合规划问题. 排课的理想状态是 师在同时间最多安排一门课程 ;3) 同一教室在同时 对资源实现最优化配置 ,进行最合理科学的分配 ,也 间最多安排一门课程 ;4) 教室容量必须大于等于需 就是说满足所有约束的课表. 事实证明 ,绝对优化的 上课学生数 ;5) 同一时间必须保证总教室数大于等 课表是不存在的 ,只能编排出完全满足硬约束条件 于总课程数 ;6) 同一班级的同一课程在一周之内不 并尽可能多地满足软约束条件的课表. 也就是说实 应连续二天出现 ;7) 各类型课程要安排在它相应类 际上要完成的任务是通过组合规划生成可行且较优 ( ) ) 的课表. 型的教室 例如实验室 、机房 、绘图室等 ;8 数学 、外 语等基础课程应尽量排在上午 1 - 2 节 ;9) 有课的教 排课时 ,需要将教师 、班级 、课程安排在一定时 师和学生在二节课之间最好在同一教区; 10) 体育课 间段的某一个教室并且满足硬约束条件. 由此可见 , 应安排在下午或上午 3 - 4 节 ,下午体育课后应避免 排课问题中一般存在 5 个元素 ,即 安排其他讲授课程 ; 11) 语音课应尽量安排在上午 , 课程