人工免疫算法在排课系统中的应用

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在校务行政上,排课一直都是无法避免的例行工作。随着高校教育事业的发展和招生规模的持续扩大,近年来在校学生的人数也在不断增加,加上学校资源受限的问题,如何进行合理的排课就成为现代教育管理中一项关键的任务。排课作业可以归纳为:如何找出教师、学生、教学设施、规定习惯和上课时间等复杂限制条件下的最优解。它是一个多重约束满足问题的一种复杂的NP-Complete(Non-deterministic Polynomial Time)组合优化问题。由于必须同时考虑许多因素与限制条件,使其成为十分复杂的问题;而利用计算机来解决排课问题,虽已有许多方法被提出,但由于各校系较无一致性的考虑与标准,目前尚未有可广泛应用于各校系的解决方案。人工免疫系统是一种模仿自然免疫系统功能的智能方法,目前在多目标优化问题中得到了较好的应用效果。本论文针对各种影响排课之因素与限制进行分析,以人工免疫理论为基础,结合了前人的研究成果,将生物免疫进化选择的思想引入到多目标进化算法之中,提出了克隆多目标进化算法,并应用于自动排课系统中。使用Borland公司的Delphi6.0开发了基于克隆多目标进化算法的排课系统,其提供了班级、教师、教室信息的输入、编辑、排课、开课计划文档导入与打印等功能。实验证明,该算法不仅能够较好的解决多目标的约束冲突,而且在处理多目标优化问题上能够得到更高的教师满意度,较传统的几种进化算法均有一定的优势。
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