[發明專利]基于概率啟發式技術的中學生選科編班方法

在審

• 申請號: 201910493956.2
• 申請日: 2019-06-08
• 公開（公告）號: CN110197451A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 劉靜;徐周武
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06Q50/20
• 分類號: G06Q50/20
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于概率啟發式技術的中學生選科編班方法，其特征在于，劃分行政班，處理剩余學生、轉移行政班間的學生、調整行政班的男女比例和平均成績、劃分選考教學班和學考教學班，該方法的步驟包括如下：

(1)選取科目：

每個學生從門類科目表中任選3門科目，所述的門類科目表由規定的n門可選科目組成，每兩門科目構成一種兩科組合類型，共C_n²種兩科組合類型，其中,n表示可選科目數，C表示組合數計算操作；

(2)統計未分入行政班學生的選科信息：

(2a)統計未分入行政班學生中各種兩科組合的選科人數；

(2b)將兩科組合類型按選科人數降序排列；

(3)劃分行政班：

(3a)根據選科人數，用輪盤賭選擇技術從前m種兩科組合類型中選取一個，作為一個行政班的兩科組合類型，其中，m表示備選兩科組合類型的數量；

(3b)統計選取的兩科組合類型包含的未分入行政班學生中的男生人數和女生人數；

(3c)利用男女生選擇概率公式，分別計算兩科組合類型包含的未分入行政班學生中男生和女生的選擇概率；

(3d)將兩科組合類型包含的學生依男女生選擇概率編入當前行政班，完成一個行政班的編班；

(4)判斷已編行政班數量是否與規定的行政班數量相等，若是，則將當前分班次數加1后執行步驟(5)，否則，執行步驟(2)；

(5)判斷當前分班次數是否小于最大的分班次數，若是，則執行步驟(6)，否則，執行步驟(15)；

(6)判斷Q＜L是否成立,若是，則執行步驟(9)，否則，執行步驟(7)，其中，Q表示剩余學生中選科情況不屬于已編行政班中任意一個班級兩科組合類型的學生人數，L表示當前所有次行政班分班中最少的剩余學生人數；

(7)將已編行政班中的所有學生歸入未分入行政班學生；

(8)將已編行政班數量重置為0后執行步驟(2)；

(9)處理剩余學生：

(9a)從剩余學生中任選一個未選過的學生；

(9b)判斷所選學生是否滿足編入條件，若是，則執行步驟(9c)，否則，執行步驟(9d)；

(9c)將所選學生編入行政班后執行步驟(9e)；

(9d)將所選學生歸入剩余學生后執行步驟(9e)；

(9e)判斷所有的剩余學生是否都被選過，若是，則執行步驟(10)，否則，執行步驟(9a)；

(10)轉移已編行政班間的學生：

(10a)任選一個已編行政班；

(10b)判斷所選行政班是否滿足接收條件，若是，則執行步驟(10c)，否則，執行步驟(10g)；

(10c)從其它的已編行政班中任選一個未選過的學生；

(10d)判斷所選學生是否滿足轉出條件，若是，則執行步驟(10e)，否則，執行步驟(10f)；

(10e)將所選學生轉入所選行政班后執行步驟(10f)；

(10f)判斷是否選完其它的已編行政班中的所有學生，若是，則執行步驟(10g)，否則，執行步驟(10b)；

(10g)將迭代次數加1；

(11)判斷t＞T是否成立，若是，則將迭代次數置0后執行步驟(12)，否則，執行步驟(9)，其中，t表示迭代次數，T表示剩余學生處理最大迭代次數，參數T的取值范圍為50-100；

(12)判斷G＜L是否成立,若是，則用G更新L后執行步驟(13)，否則，執行步驟(7)，其中，G表示剩余學生人數，L表示所有次行政班分班中最少的剩余學生人數；

(13)將各行政班保存為最好的各行政班；

(14)判斷所有次行政班分班中最少的剩余學生人數是否為0，若是，則執行步驟(15)，否則，執行步驟(7)；

(15)將各行政班更新為最好的行政班分班中的各行政班；

(16)調整行政班的男女比例和平均成績：

(16a)從所有行政班中任選一個行政班；

(16b)判斷所選行政班的男女比例是否高于全校男女比例，若是，則執行步驟(16c)，否則，執行步驟(16g)；

(16c)將男女比例低于全校男女比例的行政班作為接收行政班；

(16d)從所選行政班中任選一名未選過的男生；

(16e)判斷所選男生是否滿足轉移條件，若是，則將所選男生轉移到接收行政班后執行步驟(16f)，否則，執行步驟(16f)；

(16f)判斷所選行政班中的男生是否選完，若是，則執行步驟(16k)，否則，執行步驟(16d)；

(16g)將男女比例高于全校男女比例的行政班作為接收行政班；

(16h)從所選行政班中任選一名未選過的女生；

(16i)判斷所選女生是否滿足轉移條件，若是，則將所選女生轉移到接收行政班后執行步驟(16j)，否則，執行步驟(16j)；

(16j)判斷所選行政班中的女生是否選完，若是，則執行步驟(16k)，否則，執行步驟(16h)；

(16k)判斷所選行政班的平均成績是否高于全校平均成績，若是，則執行步驟(16l)，否則，執行步驟(16n)；

(16l)從平均成績低于全校平均成績的行政班中任選一個低分行政班；

(16m)若所選行政班中的學生成績高于低分行政班中的學生成績，且兩學生選科情況同時屬于兩個班的兩科組合類型，則將兩學生進行交換后執行步驟(16p)；

(16n)從平均成績高于全校平均成績的行政班中任選一個高分行政班；

(16o)若所選行政班中的學生成績低于高分行政班中的學生成績，且兩學生選科情況同時屬于兩個班的兩科組合類型，則將兩學生進行交換；

(16p)將迭代次數加1；

(17)判斷s＞S是否成立，若是，則執行步驟(18)，否則，執行步驟(16)，其中，s示迭代次數，S表示比例調整最大迭代次數，參數S的取值范圍為100-200；

(18)劃分選考教學班：

(18a)創建各科學生集合；

(18b)從每個行政班的學生中任選一個未選過的學生；

(18c)將所選學生分配到該學生所選的第三門科目對應的學生集合中；

(18d)判斷是否選完所有行政班中的學生，若是，則執行步驟(18e)，否則，執行步驟(18b)；

(18e)根據每門科目對應的學生集合人數和班級人數范圍確定每門科目的選考教學班數量；

(18f)將每門科目對應的學生集合根據每門科目的選考教學班數量分成每門科目的各個選考教學班；

(19)劃分學考教學班：

(19a)計算各個學生上該生所有選學分開的學考科目所需要的時間段；

(19b)構建一個a×b的二維表格，其中，a表示各個學生需要的時間段中最大的一個，b表示所有選學分開的學考科目的數量，表格的行表示選學分開的學考科目的上課時間段，表格的列表示選學分開的學考科目；

(19c)從所有行政班中任選一個未選過的學生；

(19d)按照表格列固定的學考科目順序確定所選學生的學考科目的編號；

(19e)找到所選學生的學考科目編號表示的行與學考科目表示的列對應的格子；

(19f)將所選學生分配到該學生對應的格子；

(19g)判斷是否選完所有行政班中的學生，若是，則執行步驟(19h)，否則，執行步驟(19c)；

(19h)根據每個格子里的學生集合人數和班級人數范圍確定各科各時段的學考教學班數量；

(19i)將每個格子里的學生集合根據各科各時段的學考教學班數量分成各科各時段的學考教學班；

(20)輸出最后的行政班、選考教學班和學考教學班。