资源优化调度问题研究
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应急预案中的资源评估与调度优化研究引言:应急预案是指在突发事件发生时,组织人力、物力、财力等资源迅速投入到抢险、救援、管理等工作中,以有效应对和控制事态发展的方案。
资源评估与调度是应急预案中的重要环节,能够在突发事件中合理配置资源,提高事故应急处置能力和效率。
本文旨在探讨应急预案中的资源评估与调度优化研究。
一、资源评估的意义及方法1.1 资源评估的意义资源评估的目的在于了解和评估当前可利用的人力、物力、财力等各类资源情况,从中选择最适合的资源投入到应急工作中,以提高应急响应效率。
1.2 资源评估的方法1.2.1 资源调查和统计通过对相关部门和企事业单位的资源进行调查和统计,了解其资源储备量、状态和可调用性,为资源选择与配置提供依据。
1.2.2 技术手段支持借助信息技术手段,如使用GIS(地理信息系统)、大数据等技术,对资源进行定位、分布和实时监控,为资源评估提供科学数据支撑。
二、资源调度的优化策略2.1 资源调度的流程资源调度包括需求评估、资源匹配、调度分配和实时监控等环节,其流程简述如下:需求评估:根据事态发展、任务需求等情况,明确所需资源类型和数量。
资源匹配:根据需求评估结果,通过资源评估系统,选择最适合的资源进行匹配。
调度分配:将匹配到的资源进行调度,确保其及时到达应急现场。
实时监控:对调度过程中的资源位置、使用情况等进行实时监控,及时调整和优化调度方案。
2.2 资源调度的优化策略2.2.1 多维度优化资源调度中应充分考虑任务紧急程度、资源可用性、交通条件等多个因素进行综合评估和优化,以获取最佳的资源调度方案。
2.2.2 合理的路径规划根据应急现场位置、交通路况等情况,通过路径规划算法确定最短、最快的调度路径,以最大程度地降低资源调度的时间成本。
2.2.3 协同调度优化通过与相关部门和单位的协同配合,实现多方资源共享和协同调度,提高资源利用效率,避免资源浪费。
三、案例分析:洪水抢险救援中的资源评估与调度优化以洪水抢险救援为例,探讨资源评估与调度优化在实际应用中的重要性和效果。
基于云计算的资源调度与优化算法研究云计算已经成为当今信息技术领域的热门话题之一,其为应对大规模数据存储、处理和分析的需求提供了一种灵活、可靠和高效的解决方案。
云计算平台不仅为用户提供了强大的计算和存储能力,还能够根据实际需求灵活地分配和调度资源,以优化用户体验和系统性能。
因此,云计算中的资源调度与优化算法研究显得尤为重要。
资源调度与优化算法在云计算中具有关键作用,它能够根据用户需求和系统性能要求,合理地分配和调度云计算平台中的资源。
在云计算平台中,资源调度算法需要考虑多个因素,如负载均衡、能源效率、响应时间、成本等。
因此,为了能够实现高效的资源调度与优化,研究人员提出了各种不同的算法和策略。
一种常见的资源调度算法是基于任务的优先级调度算法。
该算法基于任务的优先级,将资源动态地分配给不同的任务。
在此算法中,任务优先级可以通过多种方式确定,如任务的类型、重要性、截止时间等。
通过合理地分配资源,并根据任务优先级实施调度,可以最大程度地提高系统的性能和用户满意度。
另一种常见的资源调度算法是基于遗传算法的优化调度算法。
遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的优化方法,它通过不断迭代、淘汰和交叉变异的方式,搜索最优解。
在云计算领域,遗传算法被广泛应用于资源分配和任务调度问题。
通过遗传算法,可以找到合适的资源分配方案,并优化系统性能。
除了上述两种常见的资源调度算法,还存在其他各种各样的优化算法,如蚁群算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。
这些算法都是基于不同的优化策略和搜索机制,以求得最佳的资源调度方案。
研究人员可以根据具体的问题需求和系统性能要求,选择合适的算法进行研究和实践。
当前,资源调度与优化算法研究的关键挑战之一是如何处理大数据场景下的资源调度问题。
随着大数据技术的普及和应用,云计算平台面临的数据量和计算量呈指数级增长。
因此,如何高效地调度和分配资源,以应对大规模数据的存储、处理和分析需求,成为当前云计算研究的重要问题之一。
资源调度问题中的模型建立与优化方法研究资源调度问题是指在某一特定环境下,合理利用和分配有限的资源,以最大化效益或达到特定目标。
资源调度问题在实际生产、运输、项目管理等各个领域中都具有重要的应用价值。
为了解决资源调度问题,在模型建立和优化方法方面进行研究是关键。
一、资源调度问题模型建立的基本步骤模型建立是解决资源调度问题的第一步,准确地描述问题是保证后续优化有效性的前提。
下面是资源调度问题模型建立的基本步骤:1. 定义问题:明确资源调度问题的目标和约束条件。
例如,确定需要调度的资源种类、调度的时间范围以及可用的资源数量和属性。
2. 确定决策变量:通过分析问题,确定描述资源调度任务的决策变量。
例如,资源的分配方案、资源使用的时间和顺序等。
3. 建立目标函数:将资源调度问题转化为数学规划模型时,需要建立目标函数,以最大化或最小化某个指标。
目标函数的选择根据具体问题的特点决定。
4. 建立约束条件:根据实际情况制定资源调度问题的约束条件。
这些约束条件可以包括资源的供需平衡、时间窗口约束、作业间的依赖关系等。
5. 获得数学模型:通过将目标函数和约束条件以数学形式表示,得到资源调度问题的数学模型。
常见的数学模型包括线性规划、整数规划、动态规划等。
二、资源调度问题中的优化方法建立完资源调度问题的数学模型后,需要采用适当的优化方法求解模型,以得到最优解或次优解。
下面介绍几种常用的优化方法:1. 线性规划方法:线性规划适用于描述资源调度问题中目标函数和约束条件都是线性关系的情况。
通过线性规划方法可以求得问题的最优解,并且具有较高的计算效率。
2. 整数规划方法:当资源调度问题中存在离散的决策变量时,可以采用整数规划方法。
整数规划考虑了决策变量只能取整数值的情况,能够更准确地描述问题并获得更优的调度方案。
3. 启发式算法:启发式算法属于一类基于经验和规则的优化算法,常用于求解复杂问题。
在资源调度问题中,启发式算法可以通过快速的局部搜索和全局搜索策略,寻找近似最优解。
动态人员调度与资源优化模型研究动态人员调度与资源优化是一项关键的管理任务,涉及到人力资源的合理分配和调度,以及资源的最佳利用,可以提高工作效率、降低成本和提高服务质量。
本文将以动态人员调度与资源优化模型为中心,探讨该领域的研究进展和应用案例。
一、动态人员调度模型1. 需求预测模型需求预测是动态人员调度的关键环节,通过对历史数据的分析和预测算法,能够提前预测未来的需求量,为人员调度提供依据。
常见的需求预测模型有线性回归模型、时间序列模型和机器学习算法,如支持向量机和深度学习等。
2. 人员分配模型人员分配模型主要考虑如何将可用的人力资源分配到各个任务中,以满足不同任务的需求量。
这个问题可以建模为一个整数规划问题,通过优化算法求解最优的人员分配方案。
常见的优化算法包括线性规划、整数规划和启发式算法等。
3. 人员调度模型人员调度模型是指根据实时的任务需求和人员的可用情况,动态地对人员进行调度和安排。
这个问题可以建模为一个排队论问题,通过排队论模型和算法,可以优化人员的调度顺序、任务分配和工作时间的安排,以提高工作效率和满足任务需求。
二、资源优化模型1. 资源分配模型资源分配模型主要考虑如何将有限的资源(如物资、设备等)分配到各个任务中,以满足任务的需求。
这个问题可以建模为一个约束规划问题,通过约束规划模型和优化算法,可以获得最优的资源分配方案。
常见的约束规划算法包括线性规划、整数规划和多目标规划等。
2. 资源调度模型资源调度模型是指根据实时的任务需求和资源的可用情况,动态地对资源进行调度和利用。
这个问题可以建模为一个动态规划问题,通过动态规划模型和算法,可以优化资源的调度顺序、任务分配和使用时间的安排,以提高资源的利用效率和满足任务需求。
三、应用案例1. 交通调度动态人员调度与资源优化模型在交通调度中有广泛的应用。
例如,在公共交通领域,可以利用实时的乘客流量数据和车辆运行状况,建立人员调度和资源优化模型,实现车辆的灵活调度和运营效率的提升。
云计算中的资源调度与优化技术研究资源调度和优化技术是云计算中至关重要的一部分,不仅能够提高资源的利用率,还可以改善用户的体验。
本文将介绍云计算中的资源调度与优化技术的研究现状和发展方向。
一、资源调度技术的研究现状1.1 静态资源调度静态资源调度是指在任务提交前根据先验知识和统计数据对资源进行分配的过程。
目前常用的静态资源调度算法有最小任务完成时间优先(Minimum Completion Time, MCT)、最少处理器分配(Minimum Processor Allocation, MPA)等。
MCT算法倾向于将任务分配给执行速度较快的机器,以最小化任务完成时间。
而MPA算法则是通过选择最少处理器数目的机器来分配任务,以提高资源利用率。
1.2 动态资源调度动态资源调度是指在任务执行过程中根据实时信息对资源进行分配的过程。
典型的动态资源调度算法有最少任务剩余时间优先(Least Remaining Time First, LRTF)、最低负载优先(Least Load First, LLF)等。
LRTF算法优先选择剩余执行时间最短的任务执行,以提高任务的响应速度和整体性能。
而LLF算法则优先选择负载较低的机器执行任务,以平衡负载和提高资源利用率。
二、资源优化技术的研究现状2.1 能源优化云计算环境具有大规模的数据中心和海量的服务器,因此能源消耗是一个重要的问题。
能源优化技术通过在资源调度过程中考虑服务器的功耗特点和负载情况,以降低能源消耗。
典型的能源优化技术包括功耗感知的资源调度策略、动态频率调整等。
2.2 性能优化性能优化是云计算中资源调度与优化的关键目标之一。
通过资源的动态调度和分配,可以提高任务的响应速度、减少任务的等待时间和延迟。
典型的性能优化技术包括任务推迟和迁移、负载均衡等。
三、资源调度与优化技术的发展方向3.1 人工智能与机器学习的应用近年来,人工智能和机器学习技术在云计算中得到了广泛应用。
5G通信网络中的无人机资源优化调度算法研究随着科技的快速发展,无人机技术正逐渐应用于各个领域,包括农业、物流、救援等。
同时,5G通信网络也为无人机的发展提供了更广阔的空间。
然而,在大规模应用无人机的场景中,如何高效地管理和调度无人机资源成为了一个重要的问题。
本文将探讨在5G通信网络中的无人机资源优化调度算法的研究。
无人机资源的优化调度包括了无人机的路径规划、功率控制、资源分配等。
在5G通信网络中,无人机可以充当移动基站的作用,承担起提供通信服务的任务。
通过合理的调度和优化,可以实现无人机之间的协同工作,提供高效的通信服务。
首先,路径规划是无人机资源优化调度的基础。
通过合理的路径规划,可以最大程度地减少无人机之间的碰撞,提高无人机的工作效率。
在5G通信网络中,无人机的路径规划可以考虑多个目标,如最短路径、最大覆盖范围、最小能耗等。
同时,根据网络的需求,还可以动态调整无人机的路径,使其更好地适应网络拓扑的变化。
其次,功率控制是无人机资源优化调度的关键。
在5G通信网络中,无人机通过调整其发射功率来提供通信服务。
合理的功率控制可以有效地避免无人机之间的干扰,并最大化无人机的通信覆盖范围。
为了实现功率控制的优化,可以采用机器学习算法,通过分析大量的数据,自动调整无人机的发射功率,从而提高整体的通信质量。
最后,资源分配是无人机资源优化调度的重要环节。
在5G通信网络中,资源包括频谱资源、带宽资源等。
通过合理地分配这些资源,可以提高无人机的通信性能。
资源分配可以考虑网络的负载情况、用户的需求等因素,以确保无人机的资源利用率最大化。
在研究无人机资源优化调度算法的过程中,还需要考虑一些实际问题。
首先是无人机的飞行高度和速度限制,这对无人机的路径规划和功率控制都会产生影响。
其次是天气条件的变化,如风速、降雨等,也会对无人机的飞行和通信产生影响。
因此,需要在算法设计中考虑这些实际问题。
为了验证算法的有效性,可以通过仿真实验和实际部署进行评估。
基于强化学习的资源优化调度与分配研究在现代社会中,资源的优化调度与分配是一个重要的问题。
通过合理利用资源,可以提高生产效率、降低成本,并实现可持续发展。
强化学习作为一种机器学习方法,通过与环境的交互学习,可以有效地解决资源优化调度与分配问题。
本文将基于强化学习的方法,就资源优化调度与分配进行研究,探讨其原理、方法和应用。
首先,我们来简单介绍一下强化学习的原理。
强化学习是一种通过试错和反馈来学习的机器学习方法。
在强化学习中,主体(agent)通过与环境的交互,根据环境的反馈来调整自己的行为,以追求长期回报的最大化。
这一思想与资源优化调度与分配问题有很强的契合性。
通过不断与环境交互,强化学习可以学习到对每个资源的最佳调度和分配策略。
在资源优化调度与分配的问题中,一个重要的挑战是如何选择合适的资源来执行任务,并避免资源的浪费。
强化学习可以通过学习价值函数来解决这个问题。
价值函数可以评估在当前状态下采取某种行动的长期回报。
通过学习和更新价值函数,强化学习可以逐步找到最优的调度和分配策略。
具体来说,强化学习可以利用深度神经网络来近似价值函数,从而更好地应对大规模资源优化调度和分配问题。
在实际应用中,强化学习的方法可以用于各种资源优化调度与分配的问题。
例如,可以应用于生产制造过程中的机器调度问题,以优化生产效率和减少待机时间。
同时,强化学习也可以用于交通运输领域中的车辆调度,以优化道路利用率和减少拥堵。
此外,强化学习还可以应用于能源系统中的电力调度问题,以优化能源的利用效率和降低能源消耗。
可以说,强化学习在资源优化调度与分配方面具有广泛的应用前景。
为了更好地应用强化学习解决资源优化调度与分配问题,还有一些挑战需要克服。
首先,资源优化调度与分配问题通常具有很高的维度和复杂性,需要考虑多个变量和约束条件。
因此,如何设计合适的状态表示和动作空间是一个关键问题。
其次,由于资源优化调度与分配问题的解空间很大,传统的强化学习算法往往需要非常大量的训练样本才能获得良好的性能。
云计算中的资源调度与性能优化技术研究云计算是一种基于互联网的计算模式,是当前IT发展的趋势之一。
在云计算模式下,计算资源和服务都被分为若干层级,可以根据用户的需求进行按需分配。
云计算的这种灵活性和可扩展性,使得其在企业和个人中都得到了广泛应用。
然而,云计算中的资源调度和性能优化问题也成为云计算发展中不可忽视的问题之一。
资源调度是指在云计算环境中,根据用户需求和系统资源的特性,对系统中的资源进行动态调整和分配的过程。
资源调度的目标是实现最优的资源利用率和服务质量,并且保证服务的可用性和稳定性。
在实现这样的目标过程中,需要考虑任务的负载和系统的容量,以实现系统资源的动态管理和负载均衡。
云计算中的资源调度问题主要有以下几个方面:首先,对于云计算环境中海量的数据和任务,要求对系统资源进行动态平衡调度。
在这种情况下,需要建立一套全面的资源管理机制,包括资源监控、负载均衡、任务调度和容错处理等方面的机制。
其次,云计算系统是由多个独立的节点组成的,节点之间会产生资源冲突和竞争。
因此,在进行资源调度时,需要确保节点之间的数据同步和调度的有效性。
再次,云计算的资源调度需要考虑不同的应用程序和服务质量要求。
在这种情况下,需要对不同的业务场景进行细致的调度配置,以保证系统资源的可靠、安全和高效性。
最后,在资源调度过程中,需要对云计算系统中的响应时间、速度和质量进行实时监控和诊断。
这样能够通过实时监控和数据分析,及时优化系统的资源调度策略,从而达到最优状态。
性能优化是指根据用户需求和操作流程,对云计算系统中的各种任务进行优化和改进的过程。
其目的是提高各个服务和应用程序的响应速度和可用性,提升系统的性能和用户体验。
云计算中的性能优化问题主要有以下几个方面:首先,对于大规模并发访问和处理任务的情况,需要尽可能减少数据传输和计算时间,从而提高系统的响应速度和效率。
其次,针对不同的服务类型和应用程序,需要对服务和应用程序进行详细的性能测试,以便及时发现和解决问题,提高系统的可用性和鲁棒性。
自动化生产线智能调度与资源优化研究随着科技的迅猛发展和工业生产的不断进步,自动化生产线已经成为现代工业中不可或缺的一部分。
然而,生产过程中的调度与资源优化问题一直以来都是困扰企业和研究者的一个难题。
本文将着重研究自动化生产线智能调度与资源优化的相关问题,并探讨其中的挑战和前景。
一、自动化生产线智能调度的意义自动化生产线智能调度是指利用先进的计算机技术和算法来实现生产过程中各个任务的合理安排和优化,从而提高生产效率和降低成本。
智能调度可以实现任务的快速分配,合理利用资源,减少生产时间和浪费。
同时,优化调度可以提高生产线的可靠性和稳定性,减少人为因素的干扰,提高产品质量。
因此,研究自动化生产线智能调度具有重要的现实意义和应用价值。
二、自动化生产线智能调度的挑战1. 多任务调度:自动化生产线通常需要同时处理多个不同的任务,这就需要考虑任务之间的优先级和依赖关系,同时要保证任务在合适的时间内完成。
任务之间耦合性较高,这使得调度问题变得更加复杂,需要考虑任务之间的相互关系和影响。
2. 资源约束:自动化生产线的资源包括设备、人力和原材料等,这些资源往往是稀缺的。
因此,在调度过程中要考虑资源的合理利用,避免资源浪费和不均衡的情况。
同时,还要在较短的时间内完成调度,减少生产时间。
3. 实时性要求:现代生产线通常要求实时完成生产任务,这就要求调度算法具有较高的响应速度和准确性。
与此同时,考虑到可能出现突发事件或紧急情况,调度算法还需要具备一定的鲁棒性和应变能力。
三、自动化生产线智能调度的研究方法和技术1. 基于搜索算法的调度方法:搜索算法是一种常见的调度方法,通过搜索遍历整个调度空间,找到最优的任务顺序和时间安排。
常见的搜索算法有遗传算法、禁忌搜索和粒子群优化等。
这些算法可以通过引入启发式函数、约束条件等来指导搜索的方向和策略,从而提高搜索效率和质量。
2. 仿真和优化技术:基于仿真的调度方法可以模拟实际生产过程,通过调整不同的参数和策略来进行实验和观察,从而找到最优的调度方案。
大型机场航班调度与资源优化研究随着全球经济的发展和人们对旅行需求的不断增长,大型机场的运行效率和资源利用率变得越来越重要。
大型机场航班调度与资源优化成为了航空业界研究的热点之一。
本文将探讨大型机场航班调度与资源优化的现状、挑战和解决方案。
一、现状分析大型机场的航班调度是一项复杂的任务,涉及到航班时刻安排、登机口分配、跑道利用、资源分配等方面。
目前,大多数大型机场采用静态的航班调度算法,即提前预定一个航班演示计划,并根据该计划进行资源分配和调度。
然而,这种静态调度方法无法应对突发事件和航班延误等情况,导致资源利用率低下和航班延误的问题。
二、挑战分析大型机场航班调度与资源优化面临着许多挑战,包括以下几个方面:1. 航班延误:大型机场通常拥有繁忙的航班时间表,一架航班的延误可能会对其他航班产生连锁反应,造成航班延误的现象。
如何通过合理的航班调度和资源优化来减少航班延误成为了一个重要问题。
2. 资源利用率:大型机场拥有有限的航班资源,包括跑道、登机口、停机位等。
如何最大化资源的利用率,提高机场的运行效率成为了一个关键问题。
3. 突发事件:大型机场面临着许多不可预测的突发事件,如严重天气、安全问题等。
如何在突发事件发生时进行快速的航班调度和资源优化,保证航空安全和旅客的出行权益成为了一个紧迫问题。
4. 多方利益协调:大型机场的航班调度和资源优化涉及到航空公司、机场管理部门、机组人员和旅客等多方利益。
如何兼顾各方利益,平衡航班时刻表和资源分配,提高整体效益,是一个难题。
三、解决方案针对大型机场航班调度与资源优化的挑战,可以考虑以下解决方案:1. 数据驱动的调度模型:利用机场现有的数据,建立一套数据驱动的航班调度模型。
该模型可以根据实时的航班信息、天气条件、乘客座位数等综合因素,动态调整航班时刻表和资源分配。
2. 多目标优化算法:采用多目标优化算法,将航班延误、资源利用率、旅客出行成本等指标纳入考虑,找到一个最优的航班调度策略,使得各方利益得到最大化的满足。
资源优化调度问题研究
【摘要】资源优化调度问题是一个广泛存在的复杂系统问题,以物流配送和排课问题等的一类资源优化调度的典型问题,由其难解性引起了较为广泛的关注。
本文以排课问题为例,提出了基于不等式方法的多目标遗传算法解决方案,对排课问题的研究具有重要的现实意义。
【关键词】资源优化调度问题;排课问题
1.资源优化调度问题概述
资源优化调度问题是工程领域的一个普遍问题,在工程实践中,资源的优化调度关系到整体的效率和效益,具有很高的研究和应用价值。
资源优化调度一般涉及的变量较多,属于带约束的多目标优化问题,而物流配送等的一类问题区别于一般的多目标优化问题,具有以下几个特点:
(1)这类资源优化调度问题是带约束的多目标优化问题,并且这些约束既包含常规约束,也包含动态约束,常规约束确定解的可行区域,动态约束则确定解的折中与妥协空间。
(2)这类资源优化调度问题在求解过程中,可行解不一定是合理的,最后寻求的更多是满意解。
如在排课问题中,有一门课是一周上两次的,在解中,两次课刚好连在一起,这也是不合理的。
(3)这类资源优化调度问题在应用遗传算法求解的过程中,其基因存在唯一性,区别于一般的遗传算法应用问题。
如货物配送地点与货物需求量的组合,课程与教师、班级的组合,这些都是唯一的。
(4)这类资源优化调度问题在资源的组合优化方面具有一定的可调整空间。
因为这类问题涉及时间和人员等,所以在资源调度过程中,可以通过适当地增加或减少少量的时间或人员方面的资源,达到资源的充分和有效利用,从而提高效率和效益。
2.资源优化调动问题的描述
多目标优化问题(MOP)一般采用如下定义:
一般MOP由n个决策变量参数、k个目标函数和m个约束条件组成,目标函数、约束条件与决策变量满足一定的关系。
最优化问题如下:
这里,x表示决策变量,y表示目标向量,X表示决策向量x形成的决策空间,Y表示目标向量y形成的目标空间,约束条件e(x)?燮0确定决策向量的可行取值范围。
通常多目标优化问题的目标函数具有线性或者非线性性质,优化函数是将决策向量X映射到目标向量y,记作F:?赘→?撰
物流配送和排课等一类资源优化调度问题作为多目标问题,在其定义中也包括了目标向量、决策向量和约束条件,这类资源优化调度问题是在多准则决策中寻求相互冲突的多目标间的折衷与平衡,最终获得问题的满意解。
结合多目标优化问题的描述,对于由n个决策变量参数、k个目标函数和m个约束条件组成,目标函数、约束条件与决策变量满足一定的关系的资源优化调度问题,一般情况可以用以下的数学公式进行描述:
?椎(x)为目标函数向量,G(x)为约束条件,x为决策向量,F为所有资源组合n的集合。
相应地,在排课问题中,?椎(x)即为排课问题必须满足的多个目标,G(x)确定排课问题决策向量的可行范围,x为决策向量,F为所有课程n的集合。
排课问题是求约束条件G(x)确定的可行范围内满足目标函数?椎(x)的排课方案,排课问题的描述充分体现了排课问题的多目标特性及不等式特征。
由于排课问题存在目标和约束的复杂性,相对于一般多目标问题,排课问题在处理约束函数时表现为更复杂的关联约束关系,进一步增加了排课问题的复杂度。
因此,把排课问题作为这类资源优化调度问题的典型例子具有一定的代表性。
3.排课问题概述
排课问题是学校教务管理中最重要,也是最复杂的问题之一。
课程表编排主要分为两个部分,一是根据各专业、不同年级授课任务确定各班课程,二是根据每周的课时数、课室进行课程表的编排。
班级的课表由班主任或主管老师根据教学大纲进行编排,这个过程通过手工操作也可以完成。
教务管理部门的工作人员通过提前收集各校区、二级学院、系的开课情况,然后统一进行处理,确定哪些课是一定要开的,哪些课可以做机动处理,然后统一安排学校的开课计划,再按照开课计划进行排课。
所以对于第二阶段的课程编排,涉及到的变量主要包括时间、教师、班级、课室、课程、校区、院系、课室类型,以及一些其它特殊要求等要素。
在课室和教师资源极大充分的条件下,学校的课程安排可以交由各院系进行,各院系直接统筹本院系的教师和课室资源,进行统一调度就可以完成,这样,排课的复杂性也就相对降低了。
但是,大多数情况下,由于学校招生规模的扩大,课室很多情况下都成为排课问题中的紧缺资源,所以,争取课室资源的最大利用率就成为排课问题的关键。
这种情况下,学校资源的统一安排通常是手工难以很好地完成,需要协调各个因素,实现资源的优化配置。
目前,在资源优化问题上主要采用的方法有贪婪算法,规划论和遗传算法。
4.现有排课问题的解决方案
在现行高校的排课问题上,主要有两种模式,一种是沿用全校性的统一排课,
另一种是分权排课、统一管理。
各个学校可以根据实际问题,采用不同的模式。
如果学校规模比较小,可以考虑全校性的统一排课方法如果学校规模比较大,涉及的学生、班级、课程、教师等因素比较多,而且有较多的约束条件,则可以考虑采用分权的模式进行排课。
全校性的统一排课也就是我们前面讲到的由学校统一管理的院系统一上报教学计划,然后由教务管理部门统一安排教学任务和课程。
而分权排课模式就是首先对学校有限的资源进行划分,根据院系的教学规模分配一定的教学资源,然后由院系根据所分配的资源安排本院系的课程,教务管理部门可以随时查看排课情况,并进行统一调度。
这样的好处就是把问题化简,分而治之。
特别是对于动态约束条件比较多的情况,这种排课模式是比较可取的。
在实际的排课过程中,这种系统虽然能实现分而治之的效果,但是实际看来,大部分学校采用此系统进行排课时,由于院系规模比较小,动态约束比较多,所以大部分的院系实际上都是采用人工排课的方法实现。
5.小结
本文在阐述物流配送、排课等一类资源优化调度问题的特点的基础上,结合多目标优化问题的描述,对这类资源优化调度问题作了一般描述,并把相应的排课问题一般描述作了介绍。
在此基础上对现有排课问题的解决方案进行综述,特别是广东省大部分高校所采用的排课系统作了比较详细的分析,为后面提出基于不等式方法的多目标遗传算法的应用提供了现实依据。
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