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基于回答集程序的时间表问题研究

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目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景、研究的目的和意义

1.1.1 课题背景

1.1.2 研究的目的和意义

1.2 课题来源

1.3 本文所做的工作和论文结构

第二章 时间表问题

2.1 时间表问题概述

2.2 排课问题理论研究

2.2.1 排课问题的组合爆炸和不确定性

2.2.2 目前的排课问题研究中所使用的算法

2.3 时间表问题的分类

2.4 排课算法研究

2.4.1 基于遗传算法的排课算法

2.4.2 基于模拟退火算法的排课算法

2.4.3 基于多Agent协商技术的排课算法

2.4.4 基于贪婪算法的排课算法

2.4.5 排课算法小结

第三章 回答集程序设计

3.1 概述

3.1.1 背景知识

3.1.2 语法和语义上的扩展

3.1.3 典型的应用形式

3.2 求解器前端

3.2.1 Lparse

3.2.2 DLV(使用—instantiate参数)

3.2.3 Gringo

3.2.4 其它前端

3.2.5 各前端所接受的语法小结

3.3 基本的回答集求解算法

3.3.1 Smodels

3.3.2 DLV

3.3.3 基于SAT的求解器

3.3.4 Clasp

3.3.5 回答集求解算法小结

第四章 基于回答集程序的排课系统设计与实现

4.1 系统概述

4.2 排课系统基本要素

4.3 排课系统约束条件

4.4 排课系统基本要素的ASP表示

4.5 排课系统约束条件的ASP表示

4.5.1 逻辑约束

4.5.2 基本硬约束

4.5.3 硬约束

4.5.4 软约束

4.6 用户界面的实现

4.6.1 程序系统结构

4.6.2 系统流程图

4.6.3 数据输入

4.6.4 数据输出

4.7 实验结果

第五章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 存在的问题及未来工作展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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摘要

时间表问题是典型的组合优化和NP完全问题,时间表的实际应用非常广泛。排课问题是时间表问题的一个典型实例,在研究领域中,排课问题常常是时间表问题的代名词。针对排课问题,许多学者分别用遗传算法、模拟退火算法、贪婪算法及多Agent协商等算法进行求解,各种算法都从不同的模型和求解方法上入手并取得了一定成效。
   回答集程序设计是一种新的知识表示与推理的方法,同时也是一个用于问题求解的工具,高效的回答集求解器在求解其它NP完全问题上取得了很好的效果。本文采用了回答集求解器来实现对排课问题的求解,是一种全新的实现方式。首先使用回答集程序设计的方法来描述排课问题中的事实,规则和约束,然后利用高效的回答集求解器实现对排课问题的求解,最后在Linux系统下用JAVA语言实现用户界面,以取得和用户的良好交互。实验表明,这种实现方式能适应排课条件的变化,具有灵活和可扩展的特点,在可接受的时间内能排出教师满意度较高的课表。

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