[发明专利]一种基于紧迫度和回溯算法的高校排课方法

说明书

本发明公布了一种基于紧迫度和回溯算法的高校排课方法，其核心思想是：将高校的老师、教室作为排课资源，先计算其时间紧迫度，然后将资源按照紧迫度从低到高的方式进行排序；同时将待排班级按紧迫度从高到低进行排序；后续优先让紧迫度高的班级匹配紧迫度低的资源，通过这种思路提高资源使用平衡度，并通过回溯算法不断推演排课结果，直到找到一种可以满足所有班级的排课解法为止；此方法可以在高效找到解法的同时，满足了一定程度上对高校教师、教室资源的平衡。

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种基于紧迫度和回溯算法的高校排课方法。

背景技术

在当前高校教育体制及背景下，如何高效、准确、灵活地完成高校教学任务的排课，已经成为了各高校极具挑战性的。

现有技术存在以下弊端：人工排课时，难以同时完成对学生班级、教师、教师等资源的冲突检测，且无法在其平衡度上进行有效的优化。部分现代算法如“遗传算法”虽然也可以作为解决当前场景方法，但普遍耗时长、结果准确性不稳定，无法及时发现一些冲突因子。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种基于紧迫度和回溯算法的高校排课方法，用以提高高校排课场景下的效率及资源平衡性。

一种基于紧迫度和回溯算法的高校排课方法，包括以下步骤，

步骤1. 通过收集全校某学期的教学计划和教室资源信息，教室资源信息包括：各教室对应的教室类型相同，各教室的教室容量分为a₁~a_k共k类，a₁~a_k表示该教室的座位数与各班级的人数的比值的取整数，即该教室能容纳的班级数，各班级的人数均为s ，a₁~a_k共k种容量的教室能满足被排课的所有课程的教学要求，a₁~a_k依次递增，a₁~a_k共k种容量的教室的数量分别为n₁~n_k，在本方法中教室类型都是通用教室；

教学计划包括：g种课程；f个班级中第i班级对g种课程中的第j个课程所需求的课程学时j_i；各班级对j课程所需求的课程学时总数；对j课程所需求的各班级总数F_j，即对j课程所需求的课程学时j_i不为0的班级数，F_j不大于k种容量的所有教室的总容量；

教师资源信息包括：全校有r名教师，g种课堂工种，各课堂工种的教师数量为M_j，一学期有D个教学日；

步骤2. 通过教学计划和教室资源信息的需求程度或被需求程度，计算出相对紧迫度，包括：

评价各课程对各类教室的教室紧迫程度:P_c=第k’类教室的数量/j课程需要用的教室数量H=n_k/（F_j/（a_k）），P_c越大，说明第k’类教室可用的教室越多，各课程对第k’类教室的紧迫程度越小，k’为1~k之间的常数，H表示j课程需要用的教室数量；

计算出每个课堂工种的教师紧迫度: P_t=一学期中第j种课堂工种总课时数/（第j种课堂工种的人数*D），即，P_t越大，说明该课程j对该课堂工种的紧迫度越高；

计算出各班级每日平均课时数，即所有课程对班级的紧迫度：，表示第i班级对g种所需求的课程学时总数；