技术特征：
1.一种智能排课建模验证方法，其特征在于，所述智能排课建模验证方法包括以下步骤：步骤一，使用msvl语言对排课系统的功能需求分析进行系统建模，自定义业务实体的msvl数据结构及算法，将核心模块编写为msvl代码；步骤二，使用命题投影时序逻辑pptl公式描述系统期望性质，包括对课程、教师、教室、学生的约束在内的排课业务性质；步骤三，使用pptlcheck对系统msvl代码与pptl性质公式进行自动的模型检测验证，结果表明排课系统能够满足排课业务性质，尚未发现基本业务逻辑存在问题。2.如权利要求1所述的智能排课建模验证方法，其特征在于，步骤二中，所述业务性质需要满足的约束条件分为硬约束条件和软约束条件；其中，所述硬约束为课表必须满足的基本规则，是指课程、授课教师、教室、上课学生、时间这五种核心要素之间的相互影响和制约，包括：课程约束，同一节课在同一教学时间段内不能被重复安排；教师约束，一个教师在同一教学时间段内只能上一节课；教室约束，一个教室在同一教学时间段内只能安排一节课；学生约束，一个学生在同一教学时间段内只能上一节课。3.如权利要求2所述的智能排课建模验证方法，其特征在于，所述业务性质需满足的课程约束为：变量propertycheckingflagofcourse的值为1，表示同一门课的同一节次没有被重复安排；命题np3定义为变量值不等于1，som(np3)表示在排课系统msvl程序运行区间内的某一时刻np3成立。4.如权利要求2所述的智能排课建模验证方法，其特征在于，所述业务性质需满足的教师约束为：变量propertycheckingflagofteacher的值为1，表示一个老师在同一时间段只有一节课的上课安排；som(p4 and next np4)表示在排课系统msvl程序的运行区间内将来的某一状态p4成立，在下一状态np4成立，则说明课表结果中一个老师在同一时间内的课程安排冲突，其中next表示下一状态；满足该性质表示排课系统不符合同一教师在同一时间段内只
上一节课的约束，不满足该性质则排课系统是满足约束的。5.如权利要求2所述的智能排课建模验证方法，其特征在于，所述业务性质需满足的教室约束为：变量propertycheckingflagofroom的值为1，表示一个教室在同一时间段只有一节课的课程安排；som(p5 and next np5)表示在系统的运行区间内将来的某一状态p5成立，在下一状态np5成立，说明课表结果中一间教室的同一时间内安排两节课程，其中next表示下一状态；满足该性质表示排课系统不符合一个教室在同一时间段只有一节课的课程安排的约束，不满足该性质则表示排课系统满足约束。6.如权利要求2所述的智能排课建模验证方法，其特征在于，所述业务性质需满足的学生约束为：变量propertycheckingflagofstudent值为1表示一个学生在同一时间段只能上一节课；命题p6定义为变量的值等于1，alw(p6)表示一个学生在同一时间段只能上一节课永远成立。7.如权利要求1所述的智能排课建模验证方法，其特征在于，步骤三中，所述使用pptlcheck对系统msvl代码与pptl性质公式进行自动的模型检测验证，包括：pptlcheck接受pptl公式和msvl程序，也可以将pptl公式附加在msvl程序前面执行，通过二者在验证器中的运行结果来判断排课系统msvl模型是否满足待验证性质。8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的智能排课建模验证方法的智能排课建模验证系统，其特征在于，所述智能排课建模验证系统包括：基础信息模块，用于完成排课业务所需要的各种基础信息输入，包括来自于教学过程中的基本信息和所要安排的当前学期全量时间段信息；在排课业务开始前需要计算现有的教学资源能否满足排课计划分配需求并完成排课所需的基础信息初始化；排课业务模块，用于完成系统的排课功能，该模块为核心模块；根据读取到的课程、教室、教学班、全量数据和已安排数据得到课程、教师、教室、学生的可安排的时间集合，并对四个维度的可安排时间进行计算，得到排课结果；课表生成模块，用于在实现完成排课业务后，将生成的排课结果进行输出，输出数据分为排课算法中间数据和课表数据两部分；
性质校验模块，用于在排课系统完成排课操作后对性质验证所需的相关变量进行计算处理，包括对排课业务性质的相关变量进行计算处理。9.如权利要求8所述的智能排课建模验证系统，其特征在于，排课业务模块中，所述得到基本信息的可安排时间集合，包括：通过对全量数据和已安排数据求差集得到可安排时间的集合；将时间全量数据集合与当前教学班已安排数据集合求差集时，遍历教学班集合，全量数据集合与遍历到的当前学生已安排数据集合求差集，得到可安排的数据集合；依次与后续的学生已安排数据集合做差集，最终的结果集即为整个教学班的可安排数据集合。10.如权利要求8所述的智能排课建模验证系统，其特征在于，排课业务模块中，所述得到排课结果，包括：对课程、教师、教室和学生四个维度各自可安排的时间资源集合进行计算，算法实现是通过将这四个时间资源集合依次求交集可以获得当前排课业务的可安排时间资源集合。
技术总结
本发明属于系统形式化建模与验证领域和智能排课技术领域，公开了一种智能排课建模验证方法、系统，所述智能排课建模验证方法包括：使用MSVL语言对排课系统的功能需求分析进行系统建模，自定义业务实体的MSVL数据结构及算法，将核心模块编写为MSVL代码；使用命题投影时序逻辑PPTL公式描述系统期望性质，包括对课程、教师、教室、学生的约束在内的排课业务性质；使用PPTLCheck对系统MSVL代码与PPTL性质公式进行自动的模型检测验证。本发明能够在满足学校教学管理要求的前提下，较为合理地利用教学资源编排课表，且及时响应教学资源和约束条件的变化，是排课系统和基于MSVL的验证方法的成功结合。的成功结合。的成功结合。
技术研发人员：王小兵 王一宁 贺照易 于斌 段振华 赵亮 田聪 张南
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.05.08
技术公布日：2021/9/24