[发明专利]基于进化算法的选科分班方法

摘要

本发明公开了基于进化算法的选科分班方法，其实现步骤是：创建行政班集合，生成种群集合，求种群集合中每个个体对应的适应度值和行政班分班集合，求最优的个体和最优行政班分班集合，划分行政班，划分选考教学班和学考教学班。本发明主要解决现有选科分班方法中所得的班级之间的学生人数差距过大、行政班之间固定科目数不同、班级之间男女比例和成绩绩效差距过大的缺陷、本发明能够得到班级之间的班级人数差距较小、行政班之间固定科目数相同、班级之间男女比例和成绩绩效差距较小的分班结果。

主权项

1.一种基于进化算法的选科分班方法，其特征在于，创建行政班集合、求种群集合中每个个体对应的适应度值和行政班分班集合、划分行政班、划分选考教学班和划分学考教学班，该方法的步骤包括如下：/n步骤1，创建行政班集合：/n第一步，每个待分班的学生从选考科目中任选2门科目，得到每个学生所有可分入的行政班类型；/n第二步，按照每个学生的所有可分入的行政班类型，创建每种行政班集合，其中，行政班集合是指，包含所有满足该种行政班类型要求的学生学号；/n步骤2，生成种群集合：/n随机产生N个访问每种行政班集合的顺序序列，组成种群集合pop＝{v₁,v₂,...,v_N}，其中，v_i表示种群中的第i个个体，参数N的取值范围为100-250；/n步骤3，求每个个体对应的适应度值和行政班分班集合：/n第一步，按照顺序序列访问每种非空行政班集合中每个学生的学号，保留首次出现在该行政班集合中该学生的学号，删除该学生在其余行政班集合中的学号，得到个体对应的每种行政班的学生学号集合，组成个体对应的行政班分班集合；/n第二步，按照下式，计算个体对应的每种行政班学生学号集合的评价值；/n /n其中，g表示个体对应的每种行政班学生学号集合的评价值，g的数值越小表示个体对应的每种行政班学生学号集合的学生人数越有可能位于设定的行政班学生总数范围的上下限或上下限的倍数之内，b和a分别表示设定的行政班学生总数的上限和下限，表示向下取整操作，x表示个体对应的每种行政班学生学号集合的学生人数；/n第三步，按照下式，计算个体对应的适应度值；/n /n其中，f表示个体对应的适应度值，f的数值越大表示个体对应的适应度值越大，G表示个体对应的每种行政班学生学号集合的评价值的总和，ε的取值为10⁶；/n第四步，利用第一步至第三步的相同步骤，得到种群集合中每个个体对应的适应度值和行政班分班集合；/n步骤4，求最优个体和最优行政班分班集合；/n第一步，按照每个个体的适应度值，对种群pop利用二进制锦标赛法，得到种群pop₁，其中，参数N的取值范围为100-250，个体表示一个访问行政班集合的顺序序列；/n第二步，按照交叉概率P_c，对种群pop₁利用部分映射交叉得到新的种群pop₂，交叉概率P_c的取值范围为0.80～0.90；/n第三步，按照变异概率P_m，对种群pop₂利用置换变异得到新的种群pop₃，变异概率P_m的取值范围为0.05～0.10；/n第四步，利用步骤3的相同方法，计算种群集合pop₃中每个个体对应的适应度值和行政班分班集合；/n第五步，利用精英保留策略，合并种群pop和pop₃，得到一个种群npop和适应度值集合Fn，根据精英保留策略中适应度值的降序排序操作，得到最大适应度值、最优个体和最优行政班分班集合；/n第六步，将种群npop中的所有顺序序列全部复制给pop，将适应度值集合Fn中的所有适应度值全部复制给F；/n第七步，重复M次第一步到第六步，得到最优个体和最优行政班分班集合，其中，参数M的取值范围为200～250；/n步骤5，划分行政班：/n第一步，将最优行政班分班集合中每种行政班的所有学生学号集合，按照每个学生的平均成绩进行降序排序，按照排序顺序将对应学生的学号组成每种行政班的有序学生学号集合，所述的平均成绩是指，该学生选课前的所有门类科目成绩的平均值；/n第二步，判断是否成立，若是，则执行第四步；否则，执行第三步，其中，x表示按照最优的顺序序列访问每种行政班的有序学生学号集合的学生总数；/n第三步，判断是否成立，若是，则执行第五步；否则，执行步骤6；/n第四步，删除满足条件的每种行政班的有序学生学号集合中第个学号后的学生学号，得到满足条件的每种行政班的有序学生学号集合后执行第五步；/n第五步，将满足条件的每种行政班的有序学生学号集合中的学生，按照性别依次划入男生有序集合和女生有序集合；/n第六步，按照男生有序集合在先女生有序集合在后的顺序，组成满足条件的每种行政班的有序学生集合；/n第七步，将满足条件的每种行政班的有序学生集合中的所有学生依次按照“之”字形划分入个行政班；/n第八步，计算每个行政班的班级平均成绩以及男女比例并输出所有行政班，其中，班级平均成绩是指，该班级中所有学生的平均成绩的平均值；/n步骤6，划分选考教学班；/n第一步，按照每个学生的部分选考科目，创建每种选考教学班集合，其中，选考教学班集合是指，包含所有满足该种选考教学班类型要求的学生学号；/n第二步，将每种选考教学班集合中的所有学生学号，按照每个学生的平均成绩进行降序排序，得到每种选考教学班的有序学生学号集合；/n第三步，将每种选考教学班的有序学生学号集合中的学生，按照性别依次划入男生有序集合和女生有序集合；/n第四步，按照男生有序集合在先女生有序集合在后的顺序，组成每种选考教学班的有序学生集合；/n第五步，判断0＜n＜a是否成立，若是，则将满足条件要求的每种选考教学班有序学生集合中的所有学生划分为1个选考教学班后执行第七步，否则，执行第六步，其中，n表示满足条件要求的每种选考教学班有序学生集合的学生人数；/n第六步，判断n＞a是否成立，若是，则将满足条件要求的每种选考教学班有序学生集合中的所有学生依次按照“之”字形分入个选考教学班，否则，执行第七步；/n第七步，计算每个选考教学班的班级平均成绩以及男女比例后输出所有选考教学班；/n步骤7，划分学考教学班：/n第一步，按照每个学生的学考科目，创建每种学考教学班集合,其中，学考教学班集合是指，包含所有满足该种学考教学班类型要求的学生学号；/n第二步，判断0＜m＜a是否成立，若是，则将满足条件要求的每种学考教学班集合中的所有学生划分为1个学考教学班，否则，执行第三步，其中，m表示满足条件要求的每种学考教学班集合中的学生人数；/n第三步，判断m＞a是否成立，若是，则将满足条件要求的每种学考教学班集合中的所有学生随机的平分入个学考教学班，否则，输出所有学考教学班。/n