西安工程大学教务处

技术创新45

研

究

与

设

计

基

于

教

务

排

考

系

统

的

◊佛山科学技术学院电子信息工程学院

尹丽祯张德政詹钦潮

1高校排考工作现状

由于国内没有统一的自动排考系统平

台，导致大多数高校教学管理系统中并无

智能化排考系统，排考工作均由人工完

成。人工排考模式存在着错排、漏排、排

考时间冲突、排考效率低、

排考周期长等

诸多问题。另外，多妳目的期末考试通

常抽庭学期末，而学期末各学院教却

理工作砸we,教务管理人员工作压

力倍增，排考工作出错几率提高。而随着

高校扩招与教务管理工作的细化，

新时期

下的排考解更为严峻，传统排考就已

不能满足高校日的教务管理工作的

要求，在资源分配

、任务分配、时间选择

上更仙、MA性化的智能排考系统的研

究设计由此而生叫

曲睛问题◎种典型的多目标组合优

化问题巴在抽象层面上已被证明为一种

NP问题，至今仍未寻得一种适合所有情

况，效果最优的排考算法以求解。

2约束条件阐述

排考工作中出现的资源分配与人员管

理上的冲突叫往往体现在教师

、学生与

为了推进高校教育管理系统的智

能化与信息化

，缓解教学管理人员的

工作压力，排考■工作的智能化势在必

行。本文分析高校的排考工作现状，

阐述了排考设计中存在的教师、

学

生、科目、试室上的约束条件，最后

提出一种行而有效的智能排考算法。

试室三者之间在时间、地点妥W上的相互

约束

，教师、琏、课程、竝考试时

间卿考对象*»结构上具有她重用

性

，

且彼此间还存在这数据相关性，对其

中〜对象的优化往往涉及多个对象的数

据迁移

，系统需在多约束条件的情况下实

现輔过程的优化

。

2.1教师方面

（1）一名教师在同一时间内只能监

考T场次。

（2）因多数高校设有分校区，教师

居所可能与监考科目校区不同，所以同一

教师的监考场次应尽量安排在同一天，避

免来回奔波的现象发生。

（3）一个场次分设二至三名监植

师

，主监考为本科目授课教师，副监考非

神目融迹

。

（4）监考老师应跨专业或跨课程交

（5）每名教师的总监考场次应大致

均衡。

2.2学生方面

（1）

一名学生在同一时间内不可出

昵两个劈。

（2）相邻学生尽量分属不同班级。

（3）同一名学生的考试场次尽量均

衡分布在考试周中，不可过度集中。

2.3科目方面

（1）同一个专业同一科目同时安排

（2）不同专业同一科目依试卷题型

相

2.4试室方面

（1）所卿辭趣次尽可能少。

（2）同一时间一间试室只安排一场

（3）相邻两名学生须隔座就座，不

可紧邻。

（4）同一时间总试室容量应大于应

砖生数量。

（5）大试室优先安排大班，小试室

优^»小班代

3算法设计

系统基于IDE开发，推荐以Java为主

要语言，因而具备多平合移植的条件

。

3.1考场算法设计

（1

）设计思路。从数据库中获取学

豪将原始融信行顺次二次处

理，首先通过随机排序算法获得初步的乱

序牲信嶽在填获得的舷

表上做二次赠

，

按照左右前后相邻同桌

分不同瞬的思想，在雌础上鯉同班

不相邻算法进行排序

，生成新的班级表。

同理，经过有限次的编排后便可得到全部

科目的考场安w表。同班不相邻算法即从

第二个学塚始，若其与其上一＞»生同

班

，贝!I将它往后挪F；若不同班则进入

下一^学生信息的比较

；从教室第二排开

始，若第与其时同班

，则与下

Y同学遜理直到其与删同学不

同班。

考场的基础编排工作完成后，需进行

迸一^的纠错更改。作为一种经典的学生

表问题，除了进行基础的扫渚，曲诸问题

还需要考虑时间、

教室规格、考生数目、

教室数目的配置问题，利用贪心算法将问

题进行分解，划分出多个子问题，计算得

出子问题的最优解，从而求出排考局部问

题的最优算法。对多个问题使用贪心算法

便可得到每个问题的最优解，从而可求得

整体的最优解。

考虑试室座位利用率的问题，避免因

磁人如少而导致期座傩剜多的

现象出现，亦即在编排好一个排考科目

46於H工科拭2020年•第[期

后，最后Y安W的试室参与考试的人数

过少，设编排好的班级数目为n、总人数

为m,若综合其它约束条件进行教室排考

后，

仍不能解决问题

，可将人射分至个

班级，即每班人数为m/n,以得到更人性

化的考场安

(2)结果分析。在实现了乱序信息

的正确排序后

，得到一个科目内所有班级

的排序结果。依结果分析，

每名学生均被

安排到参与考试

，没有出现位置冲突现

象，相邻学生分属不同班级，降低了作弊

的可能性，满翊实考生田渚情况的合理

性。另外，在卿

Y科目无差错排考之

后，从宏观角蚁仙討極，逐次编排

便可得到多个科目的甫渚表，

即实现多科

目的考场编排。

结合监考算法，充分利用

考场资源，学生排考得到较为完整的优

化。

3.2监考算法设计

(1)设计思路

。主监考教师与考试

班级相关，囲监勵法确定与

主监考教师及科目考试时间分布

。

因主监

考教师为本科目授课教师，所以主监考教

师由应试班级确定，主监考教师分布可由

科目我时间分布确定。

首先检索所有考

试的班级，以同一专业相同科目为标准划

分为不同组，以组为单位，

为不同组随机

赋予考试时间段，若同一时间段不同组内

同一位教师发生时间冲突，则执行循环，

从当日监#W中随竝择代替，冲

若主监考教师同时在同专业多个班中

进行教学

，则该教师只需随机去中

担任主监考教师即可，其余班级主监考教

师优先从当日不在该时间段内的主监考教

师中随机选择，其次从次日监考教师中随

机选择，以此类推。副监考教师优先从当

日参与监考的主监宛师中随融滤若

与主监起师重复，则重若所选

副监考教师的总监考场次超出平均监考场

次数

，则重新选择；其次从次日监考教师

中随机选择，以此类推，可将教师的监考

场次尽量控制在同一天。若某一时间段应

试学生总数量大于总试室容量

，则将其中

容量最小的组安排至条件适合的时间段

，

合理选择最适合参与考试班级的试室％

(2)结果分析。

通过程序运行结果

可知

，每名教师总监考场次较为均衡，

场

次分布合理

，大多集中在1至2天中，主监

考教师多数为本科目授课教师

，

副监考教

师安排合理

，无时间上的人员安排冲突，

学校资源分配合理

，满足了科渚工作的人

性化、髙资源利用率的要求。

4结语

传射瞎模式已不能满足高校日益发

展的教务管理系统的需求，因此扫渚工作

的智能化迫在眉睫。通过对扫渚约束条件

的分析，在算法层面上解渚模式

的弊端，本智能化射诸系统具有高效

、简

洁的特点

，刊渚结果资源分配合理，时间

安^人性化

，教师任务分配较为轻松，

较

之传统剂渚模式具有巨大的优越性。

【参考文献

】

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[J].西妥工程大学学报,2017,31(04):556-562

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及在排考问題中的应用[D].河北工业大

学,2014

[3]邵景峰，厉谦，畅朝霞.一种解决排

考资源冲突的优化方法DJ.西安工程大学

学报,2014,28(03):342-348

[4]张培培，吕震宇,闰海波.基于高校

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UJ.中国教育信息化,2019(09):77-81

[5]岳沙沙.高校排考系统资源冲突:优

化算法的研究[J]■无线互联科技,2016(03):

66-68

本文的指导老师为王金海。

(上接70页)导轨受力较为恶劣，因此设计的时候，应尽量避

区出现在该区域。

2.2筋板厚度

筋板作为甲板导轨重要的支撑部件，其厚度直接影响甲板

导轨的受力状况，研究不同厚度的筋板对甲板导轨受力的影

«•>

图6筋板厚度对甲板导轨受力的影响

图7筋板支撑宽度

对甲板导轨受力的彩响

随着筋板厚度的增加，甲板导轨的最大应力降低，通过数

据拟合发现筋板厚度与甲板导轨的最大应力呈现出近似指数变

化关系，随着筋板厚度的不断增加，甲板导轨的应力值变化趋

2.3筋板支撑宽度

筋板顶部与翼板焊接，

下面研究筋板与翼板接触宽度对甲

板导轨受力状况的影响，结果如图7所示。筋板支撑宽度与甲板

导轨的最大应力值呈现出近似线性变化关系，随着筋板顶部与

甲板导轨翼板支撑宽度的增加，甲板导轨的应力值降低，主要

由于支撑宽度的增加，甲板导轨受力支撑面增大，甲板导轨受

力更为均匀。

3结论

(1)当工作剧;区中心介于相邻两块筋板之间，与步进孔

中心位置重合时，甲板导轨受力状况较好，当承载区偏向单一

筋板时，甲板导轨受力状况变差，

因此在设计甲板导轨时应着

重考虑承载区所在的位置，选择合适的筋板分布，可以有效降

低甲板导轨的应力。

(2)筋板厚度与甲板导轨的最大应力呈现近似指数关系,

随着筋砂度的增加

，甲板导轨的应力变化趋于平缓。

(3)筋板顶部接触宽度与甲板导轨的应力呈现近似线性关

系，增大接触宽度可有效降低甲板导轨的最大应力，

在保证支

腿座与甲板导轨之间有足够滑移空间的前提下，尽量増大筋板

上侧与翼板的支撑宽度，有利于降低甲板导轨的应力，改善甲

板导轨的受力状况。

【参考文献】

[1]杜汉文■，

李宝春.修井机甲板导轨有限元疲劳寿命分析DJ.

石油和化工设备,2015(10):24-27

[2]陈永当，任慧娟，武欣竹.基于SolidWorksSimulation的有

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⑶张建勇，王宁，胡泽刚，等.7000m海洋模块钻机滑轨结构

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41(6):30-33