【文章內容簡介】 課的最小時間單位是半天（half day），一個上午或一個下午。脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻鏘詠繞敘驄驗。硬約束（Hard Constraint）為：H1：學生相同的課程不能在同一時間片內上；H2：課程必須在滿足授課條件的教學場地內上；H3：在同一時間片內，兩門課不能在同一教學場地內發(fā)生；H4：在運動大廳中同時上課的班級不能超過3個；軟約束（Soft Constraint）為：S1：對某些類型的班級，課程具有先后次序要求；S2：每個班級的課程不能有空閑；S3：每月，教員的課時和課時費要平均；S4：對于復訓，同一個星期的主講老師要輪換；S5：養(yǎng)成班的理論課教室要安排在同一教室；S6：養(yǎng)成班的課程要每天都排；對于滿足了所有硬約束的課表，我們就可以稱之為可行的課表，如果既滿足了所有的硬約束，又滿足了所有的軟約束，那么就是最優(yōu)的課表，在可行的課表中，滿足的軟約束越多，課表的滿意度就越高。在自動排課算法中，我們就是要在可行課表中盡量找到滿足度更高的課表。鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減萵輳慘纈騾窺。 算法 啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法是通過逐門排課的方法來得到最終的課表，每排一門課，都保證沒有沖突產生，當某個時候，待排課程列表中的第一門課無法在不沖突的條件下排入課表時，需要調整已排課的位置。稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶欏灣鯧飫驃餒。運用啟發(fā)式算法的自動排課系統(tǒng)的典型例子是SCHOLA系統(tǒng)，該系統(tǒng)遵循以下三個原則：（1）把最緊急的課程排到最合適的時間上；（2）當某個時間只能被某門課使用，那么把這門課排到這個時間上；（3）當排課無法進行時，調整已排好的課。緊急的課程是指限制條件最多的課程，例如可用的教員很少，課時很多。合適的時間是指在這個時間中，很少有其它課能夠排。陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟麗鮑軫溈騫硨。SCHOLA系統(tǒng)首先交替使用（1）（2）兩個原則來排課，如果排課無法繼續(xù)進行時，使用原則（3）。原則（1）是系統(tǒng)的核心原則，在不同的情況下，有不同的方法來定義課程的緊急程度和時間的合適程度，使用原則（2）可以減少因使用原則（1）而帶來的“錯誤”，使用原則（3）可以提供有限的后退機制，以使排課繼續(xù)進行。溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應釵藹紼較騮額。啟發(fā)式算法是自動排課算法中最早出現(xiàn)，也是最容易想到的算法。啟發(fā)式算法雖然不能保證找到很好的課表，但是，啟發(fā)式算法通過總結人工排課的寶貴經驗，可以大大加快好課表的搜尋速度。鋇嵐縣緱虜榮產濤團藺締崳惲囂驁瘋。由于啟發(fā)式算法具有總結手工排課寶貴經驗的功能，能夠極大地加快好課表的搜索速度，因此在國航乘務教務教學管理信息系統(tǒng)中也將充分使用啟發(fā)式算法。懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮揚銥鯊臘騖韋。根據對經驗的總結，在國航乘務排課管理系統(tǒng)中可以應用如下的啟發(fā)式原則：對于能力強的老師，要盡量放在后面排；對于使用運動艙的課程，要優(yōu)先排； 遺傳算法在國航乘務自動排課算法中，我們也將采用遺傳算法來搜索更好的、滿意度更高的課表。遺傳算法的特點是參考了自然生物的進化規(guī)律，在排課算法中，利用的“遺傳”技巧主要為以下三種：隨機選擇兩個父課表；通過兩個父課表的重組（crossover）來產生子課表，重組的方式為：把一個父課表的左半部分和另一個父課表的右半部分相結合，然后再利用啟發(fā)式算法來解決重組而產生的沖突；謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘鯽礎輪駭騷獅。通過兩個父課表的移動操作（mutation）來產生子課表，移動的方式有三種：（a）隨機選擇某個時間片的一門課程，然后移動這門課程到另外可行的時間片；（b）隨機選擇兩門不同時間片的課程進行交換（要保證交換的結果是可行的）；（c）隨機選擇三門不同時間片的課程進行交換（也要保證交換的結果是可行的）；咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺趲為練濺騙閻。然后把父課表和遺傳得到的子課表的滿意度進行對比，得出它們中的最優(yōu)課表。 自動排課實現(xiàn)流程自動排課前首先確定本月要排的班，自動排課的思路如下：首先排短期班和使用運動艙的班，最后排長期班。先利用啟發(fā)式算法得到若干初始解集，所有初始解只需滿足硬約束即可，如用啟發(fā)式算法得不到任何解，說明此班無法在此時間短內安排，解決方法有兩種：第一種改變此班的開班時間；第二種在不能改變開班時間的情況下，取消前一班的安排，將此班的排課前置，如還是不行，則再前置此班，直至此班已經調到本月第一的位置，如仍舊沒有結果，則說明此班在本月編排有問題，將其標志下來，放為手工處理?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴減籩諏戀鄰驂灝。在啟發(fā)式算法得到若干解得情況下，利用遺傳算法優(yōu)化所得解，使所得解盡量滿足軟約束。如此繼續(xù)排完所有班級，最后將標記出的未完成班級進行手工排課處理。預期的研究成果形式及創(chuàng)新點研究成果預期的研究成果主要如下。1．設計構建出一套合理、高效的排課算法，使其能夠適用于國航乘務訓練中心的排課需要。2．分析設計完成國航乘務訓練中心的排課管理系統(tǒng)，實現(xiàn)包括排課、相關權限設置、信息查詢與統(tǒng)計的發(fā)布等功能，并完成系統(tǒng)分析和設計文檔。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶爾攤鱘嫗騅鐳。3．基于該排課管理系統(tǒng)的開發(fā)工作，撰寫碩士學位論文。技術指標對應預期的主要研究成果，其功能、性能指標如下。1．通過排課管理系統(tǒng)的開發(fā)，使得國航乘務訓練中心的排課工作的工作量能夠減輕，對于一個月的排課任務，至少能減少50%以上的排課工作量。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟顫階躦萵騍潤。2．該排課管理系統(tǒng)能夠快速提供給各部門需要的各種數據。在對各部門關心的問題進行全面分析的基礎上，對排課管理系統(tǒng)的功能權限進行明確的劃分，保證系統(tǒng)運行的有效性和可擴展性。風攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟誑繃紙鯉騏鍔。排課管理系統(tǒng)提供權限設置、課程管理、班級管理、工作日歷管理、手工排課、自動排課、調課、課表查詢、以及各種統(tǒng)計報表、根據班級產生的各類財務報表等功能。滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹猙廚憮犧駿灃。論文工作計劃2006年11月－2007年1月，完成排課