一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及教學管理領域，特別涉及一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法。
【背景技術】
[0002] 隨著計算機技術與Internet技術的飛速發(fā)展，推廣數(shù)字化和智能化技術已成為 推動我國社會發(fā)展的重要步驟之一。教務管理是高校十分重要又是相當復雜的一項管理工 作，隨著我國教育體制的改革深入，學生人數(shù)的迅速增多，課程設置也不斷向深度和廣度發(fā) 展，教學體制逐漸由學年制向學分制過渡，以前的教務管理系統(tǒng)已越來越不能滿足現(xiàn)代高 校教務管理的需求，為此各高校都在尋找或開發(fā)一套適合本學校特點的教務管理系統(tǒng)，以 適應高等院校在新形勢下教務管理的需求。
[0003] 排課管理是學校教務管理系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié)，同時也是十分復雜的管理工作之 一。學分制模式的排課過程非常復雜，首先要以教學任務為基礎，根據(jù)開課單位所聘的教師 進行排課，根據(jù)學分制要求，每一條教學任務都會對應若干個擬任課教師，這樣一來系統(tǒng)在 分配資源時就會占用了大量的教學資源，能否合理地分配教學資源也是評價排課軟件的一 個重要指標。目前，自動排課在實現(xiàn)過程中還存在一些不盡如人意的地方，有些教師固定的 時間不能安排上課造成搭配問題。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的問題之一。
[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題在于解決了既可以合理的排課，又可以對特殊的情況進 行隨機排課的問題。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其步驟包 括：
[0007] S1 :輸入課程集合和任課教師集合，將所述課程集合和任課教師集合二維數(shù)組序 列號形成一維數(shù)組；
[0008] S2 :將所述一維數(shù)組的下標作為屬性坐標，并對應每一點有一個課時分布的概率 分布基準；
[0009] S3 :輸入教室集合和上課班級集合，并基于所述概率分布基準建立映射函數(shù)，根據(jù) 所述映射函數(shù)形成初級排課結果集合；
[0010] S4 :輸入約束條件，根據(jù)所述約束條件對所述初級排課結果集合進行篩選，形成二 級排課結果集合；
[0011] S5 :對所述二級排課結果集合進行優(yōu)先性規(guī)則篩選形成三級排課結果集合；
[0012] S6:根據(jù)數(shù)學邏輯對三級排課結果集合內的元素進行修改，并輸出終級排課結果 集合。
[0013] 進一步的，所述優(yōu)先性規(guī)則篩選包括：
[0014] S51 :對二級排課結果集合中的元素進行篩選，上課人數(shù)多的課程排序在人數(shù)少的 課程之前；
[0015] S52 :在S51中，出現(xiàn)人數(shù)相同的課程時，輸入課程跨度，將與前課程跨度小的課程 排序在與前課程跨度大的課程之前。
[0016] 進一步的，所述S6中還包括輸入任課教師調課信息，再根據(jù)數(shù)學邏輯對三級排課 結果集合內的元素進行修改，并輸出終級排課結果集合。
[0017] 進一步的，本方法步驟還包括：
[0018] S7 :判斷所述終級排課結果集合中是否為空集，判斷為是，返回S4中，重新輸入約 束條件；
[0019] S8 :判斷為否，輸入所述終級排課結果集合。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于提供了一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，采用本發(fā)明比 自動排課更具有靈活性，可以隨時對特殊的任務進行處理?；诩s束條件的合取智能排課 管理系統(tǒng)除了實現(xiàn)原手工系統(tǒng)的功能外，還增加了新的功能，保證了數(shù)據(jù)處理的一致性和 及時性，本發(fā)明大大地降低了排課工作的強度，提高了工作效率和質量。
【附圖說明】
[0021] 圖1所示為本發(fā)明實施例一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 下文將結合具體實施例詳細描述本發(fā)明。應當注意的是，下述實施例中描述的技 術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的 技術效果。
[0023] 下面結合圖1詳細描述本發(fā)明的實施例：
[0024] 本發(fā)明實施例提供一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其步驟包括：
[0025]S1 :輸入課程集合和任課教師集合，將所述課程集合和任課教師集合二維數(shù)組序 列號形成一維數(shù)組；
[0026] S2 :將所述一維數(shù)組的下標作為屬性坐標，并對應每一點有一個課時分布的概率 分布基準；
[0027] S3 :輸入教室集合和上課班級集合，并基于所述概率分布基準建立映射函數(shù)，根據(jù) 所述映射函數(shù)形成初級排課結果集合；
[0028] S4 :輸入約束條件，根據(jù)所述約束條件對所述初級排課結果集合進行篩選，形成二 級排課結果集合；
[0029] S5 :對所述二級排課結果集合進行優(yōu)先性規(guī)則篩選形成三級排課結果集合；
[0030] S6:根據(jù)數(shù)學邏輯對三級排課結果集合內的元素進行修改，并輸出終級排課結果 集合。
[0031] 在本實施例需要系統(tǒng)對其支持，在開始步驟之前，應檢測系統(tǒng)資源是否充足，包括 檢測排課信息和檢查系統(tǒng)信息兩個方面。
[0032] 在S4中，所述約束條件包括：
[0033] 1.一個教師在同一天同一個時段不能安排兩門課程；
[0034] 2.-個教室在同一天同一個時段不能安排兩門課程；
[0035] 3. -個班級在同一天同一個時段不能安排兩門課程；
[0036] 4. 一個班級不能在同一天重復上一門課程；
[0037] 5.教室的容量必須大于等于上課班級的人數(shù)；
[0038] 6. -個教師在一天內不能超過4節(jié)課程；
[0039] 把1、2、3、4約束項稱為硬約束，如果這些約束沒有生效，會導致排課失敗最終影 響教學工作的正常開展，所以在排課過程中一定要滿足1、2、3、4約束項。把5、6約束項稱 為軟約束，如果這次約束沒有生效，不會影響到正常的授課，只能影響到教學質量和教學效 果的好壞，所以也應該避免此約束項發(fā)生。
[0040] 在本實施例中，所述優(yōu)先性規(guī)則篩選包括：
[0041]S51:對二級排課結果集合中的元素進行篩選，上課人數(shù)多的課程排序在人數(shù)少的 課程之前；
[0042]S52:在S51中，出現(xiàn)人數(shù)相同的課程時，輸入課程跨度，將與前課程跨度小的課程 排序在與前課程跨度大的課程之前。
[0043] 在本實施例中，所述S6中還包括輸入任課教師調課信息，再根據(jù)數(shù)學邏輯對三級 排課結果集合內的元素進行修改，并輸出終級排課結果集合。
[0044] 其中的數(shù)學邏輯方法如下所述：
[0045]A、B、C、D四名教師要安排兩名星期三上午上課，其中調課條件為B和C不能都安 排，安排C則不安排D，如果安排A則C和D中要安排一人上課。
[0046] 采用數(shù)理邏輯的方法如下：
[0047]
[0048] 據(jù)實際其中，0是不安排上課、1、2、4是安排一位教師上課、D是安排三位教師上 課，都應當除外。最后得到吸取范式為
[0049]
[0050] 即可安排B、D，或A、D，或A、C上課。因此，有三種選法，任取一種即可。
[0051] 在本實施例中，步驟還包括：
[0052]S7:判斷所述終級排課結果集合中是否為空集，判斷為是，返回S4中，重新輸入約 束條件；
[0053]S8:判斷為否，輸入所述終級排課結果集合。
[0054] 在S7中，重新輸入約束條件時，約束條件可以適當減少軟約束，使得本次排課可 以成功。
[0055] 本發(fā)明提供了一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，采用該智能排課方法比自動排 課更具有靈活性，可以隨時對特殊的任務進行處理?；诩s束條件的合取智能排課管理系 統(tǒng)除了實現(xiàn)原手工系統(tǒng)的功能外，還增加了新的功能，保證了數(shù)據(jù)處理的一致性和及時性， 程序運行至今，大大地降低了排課工作的強度，提高了工作效率和質量，達到了預期設計結 果。
[0056] 本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的一些實施例，但是本領域的技術人員應當理解，在 不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不 應以本文的實施例作為本發(fā)明權利范圍的限定。
【主權項】
1. 一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其特征在于，其步驟包括： 51 :輸入課程集合和任課教師集合，將所述課程集合和任課教師集合二維數(shù)組序列號 形成一維數(shù)組； 52 :將所述一維數(shù)組的下標作為屬性坐標，并對應每一點有一個課時分布的概率分布 基準； 53 :輸入教室集合和上課班級集合，并基于所述概率分布基準建立映射函數(shù)，根據(jù)所述 映射函數(shù)形成初級排課結果集合； 54 :輸入約束條件，根據(jù)所述約束條件對所述初級排課結果集合進行篩選，形成二級排 課結果集合； 55 :對所述二級排課結果集合進行優(yōu)先性規(guī)則篩選形成三級排課結果集合； S6:根據(jù)數(shù)學邏輯對三級排課結果集合內的元素進行修改，并輸出終級排課結果集合。2. 根據(jù)權利要求1所述的基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其特征在于，所述優(yōu)先性規(guī) 則篩選包括： 551 :對二級排課結果集合中的元素進行篩選，上課人數(shù)多的課程排序在人數(shù)少的課程 之前； 552 :在S51中，出現(xiàn)人數(shù)相同的課程時，輸入課程跨度，將與前課程跨度小的課程排序 在與前課程跨度大的課程之前。3. 根據(jù)權利要求2所述的基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其特征在于，所述S6中還包 括輸入任課教師調課信息，再根據(jù)數(shù)學邏輯對三級排課結果集合內的元素進行修改，并輸 出終級排課結果集合。4. 根據(jù)權利要求3所述的基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其特征在于，其步驟還包括： 57 :判斷所述終級排課結果集合中是否為空集，判斷為是，返回S4中，重新輸入約束條 件； 58 :判斷為否，輸入所述終級排課結果集合。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)學邏輯的智能排課方法，其步驟包括：輸入課程集合和任課教師集合，將所述課程集合和任課教師集合二維數(shù)組序列號形成一維數(shù)組；將所述一維數(shù)組的下標作為屬性坐標，并對應每一點有一個課時分布的概率分布基準；輸入教室集合和上課班級集合，并基于所述概率分布基準建立映射函數(shù)，根據(jù)所述映射函數(shù)形成初級排課結果集合；輸入約束條件，根據(jù)所述約束條件對所述初級排課結果集合進行篩選，形成二級排課結果集合；對所述二級排課結果集合進行優(yōu)先性規(guī)則篩選形成三級排課結果集合；根據(jù)數(shù)學邏輯對三級排課結果集合內的元素進行修改，并輸出終級排課結果集合。采用本發(fā)明比自動排課更具有靈活性，可以隨時對特殊的任務進行處理。
【IPC分類】G06Q50/20
【公開號】CN104933645
【申請?zhí)枴緾N201510319608
【發(fā)明人】茹慶云
【申請人】茹慶云
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月12日