一种基于数学逻辑的智能排课方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及教学管理领域，特别涉及一种基于数学逻辑的智能排课方法。
【背景技术】
[0002] 随着计算机技术与Internet技术的飞速发展，推广数字化和智能化技术已成为 推动我国社会发展的重要步骤之一。教务管理是高校十分重要又是相当复杂的一项管理工 作，随着我国教育体制的改革深入，学生人数的迅速增多，课程设置也不断向深度和广度发 展，教学体制逐渐由学年制向学分制过渡，以前的教务管理系统已越来越不能满足现代高 校教务管理的需求，为此各高校都在寻找或开发一套适合本学校特点的教务管理系统，以 适应高等院校在新形势下教务管理的需求。
[0003] 排课管理是学校教务管理系统设计的重要环节，同时也是十分复杂的管理工作之 一。学分制模式的排课过程非常复杂，首先要以教学任务为基础，根据开课单位所聘的教师 进行排课，根据学分制要求，每一条教学任务都会对应若干个拟任课教师，这样一来系统在 分配资源时就会占用了大量的教学资源，能否合理地分配教学资源也是评价排课软件的一 个重要指标。目前，自动排课在实现过程中还存在一些不尽如人意的地方，有些教师固定的 时间不能安排上课造成搭配问题。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。
[0005] 本发明要解决的技术问题在于解决了既可以合理的排课，又可以对特殊的情况进 行随机排课的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种基于数学逻辑的智能排课方法，其步骤包 括：
[0007] S1 :输入课程集合和任课教师集合，将所述课程集合和任课教师集合二维数组序 列号形成一维数组；
[0008] S2 :将所述一维数组的下标作为属性坐标，并对应每一点有一个课时分布的概率 分布基准；
[0009] S3 :输入教室集合和上课班级集合，并基于所述概率分布基准建立映射函数，根据 所述映射函数形成初级排课结果集合；
[0010] S4 :输入约束条件，根据所述约束条件对所述初级排课结果集合进行筛选，形成二 级排课结果集合；
[0011] S5 :对所述二级排课结果集合进行优先性规则筛选形成三级排课结果集合；
[0012] S6:根据数学逻辑对三级排课结果集合内的元素进行修改，并输出终级排课结果 集合。
[0013] 进一步的，所述优先性规则筛选包括：
[0014] S51 :对二级排课结果集合中的元素进行筛选，上课人数多的课程排序在人数少的 课程之前；
[0015] S52 :在S51中，出现人数相同的课程时，输入课程跨度，将与前课程跨度小的课程 排序在与前课程跨度大的课程之前。
[0016] 进一步的，所述S6中还包括输入任课教师调课信息，再根据数学逻辑对三级排课 结果集合内的元素进行修改，并输出终级排课结果集合。
[0017] 进一步的，本方法步骤还包括：
[0018] S7 :判断所述终级排课结果集合中是否为空集，判断为是，返回S4中，重新输入约 束条件；
[0019] S8 :判断为否，输入所述终级排课结果集合。
[0020] 本发明的有益效果在于提供了一种基于数学逻辑的智能排课方法，采用本发明比 自动排课更具有灵活性，可以随时对特殊的任务进行处理。基于约束条件的合取智能排课 管理系统除了实现原手工系统的功能外，还增加了新的功能，保证了数据处理的一致性和 及时性，本发明大大地降低了排课工作的强度，提高了工作效率和质量。
【附图说明】
[0021] 图1所示为本发明实施例一种基于数学逻辑的智能排课方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022] 下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技 术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的 技术效果。
[0023] 下面结合图1详细描述本发明的实施例：
[0024] 本发明实施例提供一种基于数学逻辑的智能排课方法，其步骤包括：
[0025]S1 :输入课程集合和任课教师集合，将所述课程集合和任课教师集合二维数组序 列号形成一维数组；
[0026] S2 :将所述一维数组的下标作为属性坐标，并对应每一点有一个课时分布的概率 分布基准；
[0027] S3 :输入教室集合和上课班级集合，并基于所述概率分布基准建立映射函数，根据 所述映射函数形成初级排课结果集合；
[0028] S4 :输入约束条件，根据所述约束条件对所述初级排课结果集合进行筛选，形成二 级排课结果集合；
[0029] S5 :对所述二级排课结果集合进行优先性规则筛选形成三级排课结果集合；
[0030] S6:根据数学逻辑对三级排课结果集合内的元素进行修改，并输出终级排课结果 集合。
[0031] 在本实施例需要系统对其支持，在开始步骤之前，应检测系统资源是否充足，包括 检测排课信息和检查系统信息两个方面。
[0032] 在S4中，所述约束条件包括：
[0033] 1.一个教师在同一天同一个时段不能安排两门课程；
[0034] 2.-个教室在同一天同一个时段不能安排两门课程；
[0035] 3. -个班级在同一天同一个时段不能安排两门课程；
[0036] 4. 一个班级不能在同一天重复上一门课程；
[0037] 5.教室的容量必须大于等于上课班级的人数；
[0038] 6. -个教师在一天内不能超过4节课程；
[0039] 把1、2、3、4约束项称为硬约束，如果这些约束没有生效，会导致排课失败最终影 响教学工作的正常开展，所以在排课过程中一定要满足1、2、3、4约束项。把5、6约束项称 为软约束，如果这次约束没有生效，不会影响到正常的授课，只能影响到教学质量和教学效 果的好坏，所以也应该避免此约束项发生。
[0040] 在本实施例中，所述优先性规则筛选包括：
[0041]S51:对二级排课结果集合中的元素进行筛选，上课人数多的课程排序在人数少的 课程之前；
[0042]S52:在S51中，出现人数相同的课程时，输入课程跨度，将与前课程跨度小的课程 排序在与前课程跨度大的课程之前。
[0043] 在本实施例中，所述S6中还包括输入任课教师调课信息，再根据数学逻辑对三级 排课结果集合内的元素进行修改，并输出终级排课结果集合。
[0044] 其中的数学逻辑方法如下所述：
[0045]A、B、C、D四名教师要安排两名星期三上午上课，其中调课条件为B和C不能都安 排，安排C则不安排D，如果安排A则C和D中要安排一人上课。
[0046] 采用数理逻辑的方法如下：
[0047]
[0048] 据实际其中，0是不安排上课、1、2、4是安排一位教师上课、D是安排三位教师上 课，都应当除外。最后得到吸取范式为
[0049]
[0050] 即可安排B、D，或A、D，或A、C上课。因此，有三种选法，任取一种即可。
[0051] 在本实施例中，步骤还包括：
[0052]S7:判断所述终级排课结果集合中是否为空集，判断为是，返回S4中，重新输入约 束条件；
[0053]S8:判断为否，输入所述终级排课结果集合。
[0054] 在S7中，重新输入约束条件时，约束条件可以适当减少软约束，使得本次排课可 以成功。
[0055] 本发明提供了一种基于数学逻辑的智能排课方法，采用该智能排课方法比自动排 课更具有灵活性，可以随时对特殊的任务进行处理。基于约束条件的合取智能排课管理系 统除了实现原手工系统的功能外，还增加了新的功能，保证了数据处理的一致性和及时性， 程序运行至今，大大地降低了排课工作的强度，提高了工作效率和质量，达到了预期设计结 果。
[0056] 本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在 不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不 应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
【主权项】
1. 一种基于数学逻辑的智能排课方法，其特征在于，其步骤包括： 51 :输入课程集合和任课教师集合，将所述课程集合和任课教师集合二维数组序列号 形成一维数组； 52 :将所述一维数组的下标作为属性坐标，并对应每一点有一个课时分布的概率分布 基准； 53 :输入教室集合和上课班级集合，并基于所述概率分布基准建立映射函数，根据所述 映射函数形成初级排课结果集合； 54 :输入约束条件，根据所述约束条件对所述初级排课结果集合进行筛选，形成二级排 课结果集合； 55 :对所述二级排课结果集合进行优先性规则筛选形成三级排课结果集合； S6:根据数学逻辑对三级排课结果集合内的元素进行修改，并输出终级排课结果集合。2. 根据权利要求1所述的基于数学逻辑的智能排课方法，其特征在于，所述优先性规 则筛选包括： 551 :对二级排课结果集合中的元素进行筛选，上课人数多的课程排序在人数少的课程 之前； 552 :在S51中，出现人数相同的课程时，输入课程跨度，将与前课程跨度小的课程排序 在与前课程跨度大的课程之前。3. 根据权利要求2所述的基于数学逻辑的智能排课方法，其特征在于，所述S6中还包 括输入任课教师调课信息，再根据数学逻辑对三级排课结果集合内的元素进行修改，并输 出终级排课结果集合。4. 根据权利要求3所述的基于数学逻辑的智能排课方法，其特征在于，其步骤还包括： 57 :判断所述终级排课结果集合中是否为空集，判断为是，返回S4中，重新输入约束条 件； 58 :判断为否，输入所述终级排课结果集合。
【专利摘要】本发明公开了一种基于数学逻辑的智能排课方法，其步骤包括：输入课程集合和任课教师集合，将所述课程集合和任课教师集合二维数组序列号形成一维数组；将所述一维数组的下标作为属性坐标，并对应每一点有一个课时分布的概率分布基准；输入教室集合和上课班级集合，并基于所述概率分布基准建立映射函数，根据所述映射函数形成初级排课结果集合；输入约束条件，根据所述约束条件对所述初级排课结果集合进行筛选，形成二级排课结果集合；对所述二级排课结果集合进行优先性规则筛选形成三级排课结果集合；根据数学逻辑对三级排课结果集合内的元素进行修改，并输出终级排课结果集合。采用本发明比自动排课更具有灵活性，可以随时对特殊的任务进行处理。
【IPC分类】G06Q50/20
【公开号】CN104933645
【申请号】CN201510319608
【发明人】茹庆云
【申请人】茹庆云
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月12日