[发明专利]一种动态智能分班排课方法

说明书

本发明公开一种动态智能分班排课方法，用于解决排课课表问题，本发明根据报名人数以及分班策略，实现自动分班；然后采用三维数组存储排课时间与教室信息，采用红黑树记录关联班级的三维数组位置；通过计算红黑树完成度，得到排课最优解，使得教育培训机构排课结果最优，并且本发明可随时在已排好的课程基础上新增排课，实现实时动态排课的效果；提升了教育培训机构以及教育综合体等组织机构的分班排课效率。

技术领域

本发明属于教务管理领域，特别涉及一种智能分班排课技术。

背景技术

目前，包含智能排课算法的软件系统主要应用于高校中，每个学期都需要课程、教室、师资和学生志愿进行自动调度从而实现智能排课功能。

然而，传统智能排课算法有三大问题：

第一，它是一次性排课算法，需要在所有课开课之前就排好课，中途的修改就只能通过手动调整，对于高校来讲可以满足需求，但对于教育培训机构而言，为了资源最大化利用，很多都是滚动开班，随时都有可能需要开班排课，不可能提前一次性排号所有课程；这样若仍旧采用传统的排课算法，则无法解决教育培训机构的排课需求；

第二，传统的智能排课算法无法支持根据报名人数进行自动分班的功能，在教育培训机构中，每个课程都有最大和最小开班人数，培训机构需要根据资源占用情况进行灵活开班；

第三，传统智能排课算法无法考虑老师自身的上课时间要求，在教育培训机构中老师属于稀缺资源，排课时需要考虑老师自身的时间安排，上课时间并不完全由培训机构决定。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种动态智能分班排课方法，基于红黑树，根据报名人数以及资源占用情况自动分班排课，能够实现排课结果最优化，并且实现资源利用最大化。

本发明采用的技术方案为：一种动态智能分班排课方法，包括：

S1、创建三维数组存储排课时间与教室信息，所述三维数组中的一维为一周中的x天，三维数组中的二维为一天中的y个时段，三维数组中的三维为全部的z个教室；

S2、将n个班级随机排入步骤S1创建的三维数组；将老师按照教授课程随机关联班级；然后采用红黑树记录三维数组中的位置；红黑树的节点中班级为键，位置为值；

S3、重复步骤S2得到m个红黑树；并从m个红黑树中随机选取2个红黑树，随机复制其中一个红黑树生成新的红黑树；

S4、生成一个0-1之间的第一随机数，若第一随机数小于第一概率，则执行步骤S7；否则执行步骤S5；

S5、遍历步骤S3选出的这2个红黑树的节点，随机选择这2个红黑树中其中一个红黑树的当前遍历节点复制到新的红黑树的对应位置；直至遍历完这2个红黑树的所有节点；

S6、生成一个0-1之间的第二随机数，若第二随机数大于第二概率，则执行步骤S8；否则执行步骤S7；

S7、将新的红黑树中随机k个节点对应的三维数组的位置进行调换；

S8、计算m个红黑树各自对应的完成度，若最小完成度大于新的红黑树的完成度，则执行步骤S10，否则执行步骤S9；

S9、用新的红黑树替换随机一个m个红黑树中完成度小于新的红黑树完成度的红黑树；

S10、若当前的m个红黑树中的最高完成度达到100％，则根据最高完成度的红黑树生成课表；否则返回步骤S5。

步骤S8所述红黑树完成度计算式为：