导　　师： 张春慨;邓成良

学科专业： H1203

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 哈尔滨工业大学

摘　　要： 随着我国高等院校规模的扩大，招生人数的增加，使得在校生的数目急剧增加。在有限的教室和教师的情况下，如何更好地安排日常的教学管理日益成为一个亟待解决的问题。如何编制合理的课程安排，提高教学质量和学生的学习效率正成为高校管理中尤为突出的问题。<br>　　编制合理的课程安排，即排课问题，是一个多约束和多目标的组合优化问题。对于排课问题，传统手工排课编制的方法，既费人力又费时间；基于贪心算法的排课方法优势在于极低的时间复杂度，但是随着排课问题的复杂性增加，该方法的性能下降较多；遗传算法是智能计算的重要分支之一，借鉴了生物界的遗传进化机制发展而来，具有不依赖问题的种类和特征、全局搜索的能力，在解决这类组合优化问题时具有鲁棒性、全局最优性和高效性等优点，因此本文采用遗传算法来解决排课问题。<br>　　首先，本文分析了影响排课问题的各种要素和约束条件，并依据实际排课情况，确定了多个优化目标和多个约束条件，进而建立相应的排课问题的数学模型；其次研究了基于遗传算法的排课方法，给出了排课问题的遗传算法模型和基因编码方案，并确定由三个评估函数：节次优度、班级日课时平均度和教师偏好密集度组成一个适应度函数，然后通过轮盘赌选择方法和交叉、变异等变化算子操作，保留亲代最优个体（排课方案）和对子代进行竞争选择，从而找到全局的最优解；然后，针对一个实际排课问题，应用本文所研究的基于遗传算法的排课方法进行解决，并对影响排课性能和效率的各个要素进行了深入的分析研究。实验结果表明，与传统排课方法和基于贪心算法的排课方法相比，基于遗传算法的排课方法具有较好的排课性能，并具有较好的收敛性和较小的运行时间。最后，将基于遗传算法的排课方法整合加入到教务管理系统中，开发了针对我校的排课系统，该系统具有良好的人机交互界面，操作简单，使用方便，能较好地解决了我校的教学排课工作。

关 键 词： 遗传算法 课程安排 高校教务管理 排课系统 软件开发

分 类 号： [G434 TP311.52]

领　　域： [文化科学] [文化科学] [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]