基于遺傳算法的排課方法研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)高等院校規(guī)模的擴(kuò)大，招生人數(shù)的增加，使得在校生的數(shù)目急劇增加。在有限的教室和教師的情況下，如何更好地安排日常的教學(xué)管理日益成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。如何編制合理的課程安排，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率正成為高校管理中尤為突出的問(wèn)題。
　　編制合理的課程安排，即排課問(wèn)題，是一個(gè)多約束和多目標(biāo)的組合優(yōu)化問(wèn)題。對(duì)于排課問(wèn)題，傳統(tǒng)手工排課編制的方法，既費(fèi)人力又費(fèi)時(shí)間；基于貪心算法的排課方法優(yōu)勢(shì)在于極低的時(shí)間復(fù)雜度，但是隨著排課問(wèn)題的

2、復(fù)雜性增加，該方法的性能下降較多；遺傳算法是智能計(jì)算的重要分支之一，借鑒了生物界的遺傳進(jìn)化機(jī)制發(fā)展而來(lái)，具有不依賴問(wèn)題的種類(lèi)和特征、全局搜索的能力，在解決這類(lèi)組合優(yōu)化問(wèn)題時(shí)具有魯棒性、全局最優(yōu)性和高效性等優(yōu)點(diǎn)，因此本文采用遺傳算法來(lái)解決排課問(wèn)題。
　　首先，本文分析了影響排課問(wèn)題的各種要素和約束條件，并依據(jù)實(shí)際排課情況，確定了多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)和多個(gè)約束條件，進(jìn)而建立相應(yīng)的排課問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；其次研究了基于遺傳算法的排課方法，給出了排課

3、問(wèn)題的遺傳算法模型和基因編碼方案，并確定由三個(gè)評(píng)估函數(shù)：節(jié)次優(yōu)度、班級(jí)日課時(shí)平均度和教師偏好密集度組成一個(gè)適應(yīng)度函數(shù)，然后通過(guò)輪盤(pán)賭選擇方法和交叉、變異等變化算子操作，保留親代最優(yōu)個(gè)體（排課方案）和對(duì)子代進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)選擇，從而找到全局的最優(yōu)解；然后，針對(duì)一個(gè)實(shí)際排課問(wèn)題，應(yīng)用本文所研究的基于遺傳算法的排課方法進(jìn)行解決，并對(duì)影響排課性能和效率的各個(gè)要素進(jìn)行了深入的分析研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)排課方法和基于貪心算法的排課方法相比，基于遺傳算法