高校智能排课系统文献综述

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1、高校智能排课系统文献综述吴楝华摘要该文是关于高校智能排课系统文献综述。为了让高校智能排课系统及相关领域的理论研究及开发人员对高校智能排课系统研究有一个全面了解以及为读者查阅相关文献提供方便，对近几年发表的高校智能排课系统论文进行了分析。该文对多种排课系统方法进行了论述。研究表明，排课系统多样，各有各的优点，相关研究人员也是越来越多，研究水平不断提升。关键词智能排课蚁群算法0简介该文是关于高校智能排课系统文献综述。这篇综述，参考了2005年，及2009年，2010年的有关论文，论文就多种高校智能排课的方法进行了讲述。1文献分类方案为了保持此

2、项工作的持续性和一致性，本文对参考文献进行了分类。科学技术是随着时间的推移而发展的，故高校排课系统方法也会随着时间的推移而越发适应我们的生活，所以按时间排列以下方法：2005年:基于图论的高校排课系统;2009年：基于UML以及基于着色算法的高校排课系统；2010年：基于JSP以及基于蚁群算法的高校排课系统。2期刊和文献的选取只选取与排课系统方法有关的重要文献，所选文献中，都建立了相关的高校智能排课系统模型，更能形象准确的表达文意，将多种方案综合一起，方便、读者查阅。3综述内容3.12005年:基于图论的高校排课系统对排课问题的讨论，可以

3、将排课问题看成两个子问题，即：(1)时间的指定，(2)教室的指定。3.1.1时间的指定通过分析可知造成开课计划冲突的因素，主要是两个计划中具有共同的学生或者教师或者班级，所以将学生、教师和班级看成一个因素，定义成参与者。另外，将开课计划看成图g中点集，并将具有共同参与者的两个开课计划和连接成边。则对开课计划指定时间就相当于为每个点指定颜色，所以该问题即为图论着色问题。考虑到课表将来调课的灵活性和可扩充性，该问题不应该过分追求图的色数。因此在工程上往往采用WelchPowell近似着色法，并限制了每种颜色的点集数，防止某种颜色的点过多，导致

4、无法安排教室。事实上WelchPowell着色法同手工排课操作类似，即先安排合班数多的计划，再安排一般要求的计划。当然，该算法也仅仅类似专家系统，是一个启发式算法，但算法比遗传算法和专家系统简单且具有稳定性和可靠性，工程上容易实现。另外，由排课问题形成的图各个点的度数都不是太大，根据3年6学期对我校排课计划数据的统计得出最大度数(即课程冲突量)不超过100，平均度数为l2。一般地，对多于2000个计划的高校排课采用WelchPowell近似着色法时，最小颜色数同颜色的点集最饱满，后续具有相同颜色的点数迅速减少。所以在为计划指定时间，按照时

5、间的重要性从最小颜色号依次指定时间。3.1.2指定教室设具有相同的时间计划点集，并用点集表示所有的教室，形成一个赋权二分图。这样，教室的安排就可以考虑成图论的最优匹配问题，然后Kuhn—Munkres有效算法进行求解最优值。3.22009年：基于UML以及基于着色算法的高校排课系统3.2.1基于UML的高校排课系统要做好排课管理系统的需求分析就必须对现行学校的管理体制做初步的调查目的是了解学校现有管理体制的概貌规模等基本问题从而确认新系统的目标通过分析排课系统必须提供以下功能：权限管理，排课管理。构建静态结构模型：本系统中排课模块的功能大

6、致为：教学秘书可以制定和修改教学计划，制定教学安排表,教务专员可以审核教学计划，修改教学安排以及设置排课参数，系统可以依据排课参数实现自动编排课表。从以上的分析，我们可以创建教务专员，系（部）教学秘书系统3个参与者。构建动态行为模型：在建立好系统静态模型的基础上，需要分析和设计系统的动态结构，以及建立相应的动态模型，主要借助于交互图（顺序图、时序图协作图）和行为图（状态图、活动图）进行描述。在这里，只对用户登录系统和教学秘书作时序图描述。3.2．2基于着色算法的高校排课系统排课系统框架：可以将排课系统划分为以下几个部分：输入/输出生成原始

7、表生成衍生表，它们的关系和数据流向如图1所示着色算法简要描述：1.将未着色的顶点按度的降序排序；2.把第一个未着色顶点的所有邻接点的度减1；3.如果存在一种颜色未分配给第一个未着色顶点的邻接点且这种颜色的可分配次数大于0，就把这种颜色分配给它，否则给它分配新颜色；4.如果还有其它顶点未着色就转到1，否则结束经过上面两个算法的处理后得到原始表。生成约束表：课元Ei，时间Ti，课室Pi一共可能有的Not的情况有：Not(Ei)Not(Ti)Not(Pi)；Not(Ei&Ti)Not(Ei&Pj)Not(Ti&Pj)；Not(Ei&Tj&Pk)

8、等价于Not(Tj&Pk)3.32010年：基于JSP以及基于蚁群算法的高校排课系统3.3.1基于JSP算法的高校排课系统通过分析，我们采用当前流行的B/S结构,客户端除了浏览器,一般无须任何