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基于蚁群算法的排课系统研究与设计

张林  
【摘要】:本文先分析了课程表编排问题中的各种原则和要求,接着说明了课表问题是一个组合优化问题,并给出了课表问题是一个完全NP问题的说明。为了能够有效地解决课表问题,我们采用了现在较为流行的群体智能算法——蚁群算法。它是通过模拟蚁群在觅食过程中寻找最短路径的方法来求解优化问题,目前在旅行商问题等组合优化问题中有成功的应用。 蚁群算法目前有AS、ACS、MMAS等三种常用的模型,但是在排课问题上这三种蚁群算法都有易于陷入局部最优解的缺陷,从而使得排课问题求解过程停止了。本文根据排课问题自身的要求和特点,提出了基于二分图原理的排课算法;并揉和蚁群算法三个不同模型的优点,提出了一种面向排课问题的改进型蚁群算法。在算法中,对已经搜索到的合理子解,最大限度增强其信息素的增量;对那些有冲突的子解则尽可能扩大其搜索空间,从而加快了问题求解的速度。在算法中给出了排课问题种种冲突的解决方法。实验结果表明改进后的算法可以明显改善排课问题的求解速度,提高解的质量。 该算法已在Windows2000操作平台上实现,具体使用的开发方法是C#可视化程序设计方法。


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