基于遺傳算法的排課方法研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著我國高等院校規(guī)模的擴大，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)管理日益成為一個亟待解決的問題。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題。
　　編制合理的課程安排，即排課問題，是一個多約束和多目標的組合優(yōu)化問題。對于排課問題，傳統(tǒng)手工排課編制的方法，既費人力又費時間；基于貪心算法的排課方法優(yōu)勢在于極低的時間復(fù)雜度，但是隨著排課問題的

2、復(fù)雜性增加，該方法的性能下降較多；遺傳算法是智能計算的重要分支之一，借鑒了生物界的遺傳進化機制發(fā)展而來，具有不依賴問題的種類和特征、全局搜索的能力，在解決這類組合優(yōu)化問題時具有魯棒性、全局最優(yōu)性和高效性等優(yōu)點，因此本文采用遺傳算法來解決排課問題。
　　首先，本文分析了影響排課問題的各種要素和約束條件，并依據(jù)實際排課情況，確定了多個優(yōu)化目標和多個約束條件，進而建立相應(yīng)的排課問題的數(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、問題的遺傳算法模型和基因編碼方案，并確定由三個評估函數(shù)：節(jié)次優(yōu)度、班級日課時平均度和教師偏好密集度組成一個適應(yīng)度函數(shù)，然后通過輪盤賭選擇方法和交叉、變異等變化算子操作，保留親代最優(yōu)個體（排課方案）和對子代進行競爭選擇，從而找到全局的最優(yōu)解；然后，針對一個實際排課問題，應(yīng)用本文所研究的基于遺傳算法的排課方法進行解決，并對影響排課性能和效率的各個要素進行了深入的分析研究。實驗結(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