智能排课表管理系统-教育机构课程自动编排与冲突检测解决方案技术文档

1. 系统概述

智能排课表管理系统-教育机构课程自动编排与冲突检测解决方案（以下简称“本系统”）是为教育机构设计的一体化课程管理平台，旨在解决传统人工排课效率低、资源冲突频发、个性化需求难以满足等问题。系统通过算法自动化编排课程，结合多维度冲突检测机制，实现教师、教室、班级等资源的动态优化配置，支持从数据导入、排课生成到调课管理的全生命周期管理。根据实际需求统计，本系统可减少80%的人工排课时间，并将资源冲突率控制在5%以下。

2. 核心功能模块

2.1 多源数据集成与配置

本系统支持通过Excel批量导入年级、班级、教师、课程、教室等基础数据（如班级人数、教室容量、教师授课关系等），并支持与现有教务系统API对接。数据合法性校验包括：同一课程的多教师分配冲突检测、教室容量与班级人数匹配验证等。例如，若某班级课程需使用实验室，系统将自动筛选配备实验设备的教室。

2.2 智能课程编排

采用遗传算法与规则引擎结合的策略：

2.3 冲突检测与动态调优

系统提供三级冲突检测机制：

1. 时间冲突：基于红黑树结构快速检测课程时间重叠问题，通过键值比对实现O(log n)复杂度查询。

2. 资源冲突：实时监控教室、教师使用状态，结合约束条件进行冲突预警（如教室容量超限、设备类型不匹配）。

3. 学生冲突：采用笛卡尔乘积算法统计班级选课重叠人数，生成冲突矩阵辅助人工调整。

调课流程支持教务人员手动拖拽调整或教师通过移动端发起申请，系统自动推送审批通知并更新课表。

3. 系统使用说明

3.1 数据准备与初始化

1. 基础数据导入：

2. 排课偏好配置：

3.2 自动排课流程

1. 初始化待排课列表：系统根据教学计划生成班级课程任务池。

2. 特殊课程预排：手动分配需固定时间/教室的课程（如实验课）。

3. 批量自动排课：启动遗传算法引擎，生成初始课表方案。

4. 人工微调：通过三维透视工具查看班级、教师、教室的空闲时段，拖拽调整冲突课程。

5. 导出与发布：支持导出PDF、Excel格式课表，并同步至教师/学生端小程序。

3.3 冲突处理与调课

4. 系统配置要求

4.1 硬件环境

| 组件 | 最低配置 | 推荐配置 |

| 服务器 | 4核CPU/8GB内存/100GB存储 | 8核CPU/16GB内存/500GB存储（支持SSD） |

| 网络带宽 | 10Mbps | 50Mbps（支持高并发访问） |

4.2 软件环境

4.3 安全与兼容性

5. 应用场景与价值

智能排课表管理系统-教育机构课程自动编排与冲突检测解决方案已成功应用于多所高校及培训机构。典型案例包括：

本系统通过智能化、动态化的资源管理，助力教育机构实现教学管理效率提升与精细化运营。

[1] 智能排课系统功能模块设计, CSDN博客

[2] 基于Spring Boot的排课系统实现, CSDN博客

[3] 遗传算法在排课系统中的应用, 教学业务系统设计文档

[10] 排课算法专利设计, 国家知识产权局

[11] 自动排课系统架构与实现, 自动排课设计文档