一種利用遺傳算法的自動組卷方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用遺傳算法的自動組卷方法。該方法包括：(1)根據(jù)設(shè)定的條件生成初始種群，(2)計算每個所述個體的適應(yīng)度函數(shù)值，如果有個體的適應(yīng)度函數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則，則選中并結(jié)束自動組卷方法，如果沒有，則執(zhí)行步驟(3)，(3)進(jìn)行遺傳操作，(4)由所述遺傳操作生成的新個體生成新一代的種群并返回到步驟(2)。該自動組卷方法使得所利用的遺傳算法搜索速度快，盡量避免同一試卷中出現(xiàn)同一考查點多道題的情況，使試卷的覆蓋面廣，組出更合理的試卷。
【專利說明】-種利用遺傳算法的自動組卷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種自動組卷方法，尤其設(shè)及一種利用遺傳算法的自動組卷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 試題庫自動組卷是運用信息處理技術(shù)，從試題庫中自動選擇試題組成試卷的。自 動組卷的主要難題是如何保證生成的試卷能最大程度地滿足用戶的需要，并具有隨機(jī)性、 科學(xué)性、合理性。因此需要選擇一個高效的自動組卷算法。
[0003] 目前，已有運用遺傳算法進(jìn)行自動組卷的方法。遺傳算法是一種模擬自然界適者 生存的淘汰選擇方式和遺傳機(jī)制的計算機(jī)隨機(jī)優(yōu)化算法。遺傳算法的遺傳操作主要有：選 擇、交叉、變異。遺傳算法需要采用某種編碼方式將解空間映射到編碼空間。類似于生物染 色體結(jié)構(gòu)，該樣容易用生物遺傳理論解釋，各種遺傳操作也易于實現(xiàn)。因此，編碼理論是遺 傳算法效率的重要決定因素之一。二進(jìn)制編碼是最常用的編碼方式，算子處理的模式較多 也較易于實現(xiàn)。但是，自動組卷過程中，采用二進(jìn)制編碼的方式往往效率較低。
[0004] 因此，在利用遺傳算法進(jìn)行自動組卷的過程中，就需要選取合適的編碼方式。另 夕F，也需要對遺傳操作進(jìn)行改進(jìn)，W實現(xiàn)更好的組卷效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在解決上面描述的問題。本發(fā)明的目的是提供一種利用遺傳算法的自動 組卷方法，
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種利用遺傳算法的自動組卷方法，所述 自動組卷方法包括W下步驟；（1)根據(jù)設(shè)定的條件生成初始種群，所述初始種群中包括n個 個體，其中n為正整數(shù)，每個個體的生成方法如下：將題庫中的試題根據(jù)題型形成多個題型 集合并將每個題型集合中的試題按照實數(shù)方式排序，從各個題型集合中選取設(shè)定數(shù)量的試 題，并按照相同題型集合中的試題序號相鄰的方式將所選取試題的序號組成實數(shù)序列，所 述實數(shù)序列即為種群中的個體；（2)計算每個所述個體的適應(yīng)度函數(shù)值，如果有個體的適 應(yīng)度函數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則，則選中適應(yīng)度函數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則的個體并結(jié)束所述自動組卷 方法，如果沒有個體適應(yīng)度函數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則，則執(zhí)行步驟（3) ; (3)進(jìn)行遺傳操作，所述 遺傳操作包括選擇操作、交叉操作、變異操作，其中，根據(jù)所述個體的適應(yīng)度函數(shù)值對種群 中的個體進(jìn)行選擇操作，根據(jù)題型集合將所述實數(shù)序列分成相應(yīng)的序列段，根據(jù)序列段進(jìn) 行交叉操作；(4)由所述遺傳操作生成的新個體生成新一代的種群，并返回到步驟（2)。
[0007] 其中，所述步驟似中的所述適應(yīng)度函數(shù)值的計算公式為

【權(quán)利要求】
1. 一種利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述自動組卷方法包括以下步 驟： (1) 根據(jù)設(shè)定的條件生成初始種群，所述初始種群中包括n個個體，其中n為正整數(shù)，每 個個體的生成方法如下：將題庫中的試題根據(jù)題型形成多個題型集合并將每個題型集合中 的試題按照實數(shù)方式排序，從各個題型集合中選取設(shè)定數(shù)量的試題，并按照相同題型集合 中的試題序號相鄰的方式將所選取試題的序號組成實數(shù)序列，所述實數(shù)序列即為種群中的 個體； (2) 計算每個所述個體的適應(yīng)度函數(shù)值，如果有個體的適應(yīng)度函數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則，則 選中適應(yīng)度函數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則的個體并結(jié)束所述自動組卷方法，如果沒有個體適應(yīng)度函 數(shù)值符合優(yōu)化準(zhǔn)則，則執(zhí)行步驟（3); (3) 進(jìn)行遺傳操作，所述遺傳操作包括選擇操作、交叉操作、變異操作，其中，根據(jù)所述 個體的適應(yīng)度函數(shù)值對種群中的個體進(jìn)行選擇操作，根據(jù)題型集合將所述實數(shù)序列分成相 應(yīng)的序列段，根據(jù)序列段進(jìn)行交叉操作； (4) 由所述遺傳操作生成的新個體生成新一代的種群，并返回到步驟（2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述步驟（2)中的
3. 如權(quán)利要求2所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述條件要素的 適應(yīng)度Fi的計算公式為Fi=I-(Iai-biI/bi)，bi為條件要素的要求得分，ai為條件要素 的實際得分。
4. 如權(quán)利要求3所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述條件要素包 括試卷難度、分值分布。
5. 如權(quán)利要求1所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述步驟（3)包 括： (31) 對種群中的個體進(jìn)行選擇操作，得到第一個體，然后對種群中剩下的個體進(jìn)行選 擇操作，得到第二個體； (32) 將所述第一個體和所述第二個體進(jìn)行交叉操作，得到兩個交叉后的個體； (33) 對所述兩個交叉后的個體進(jìn)行變異操作，得到兩個新個體； (34) 重復(fù)步驟（31)、步驟（32)和步驟（33)，直到生成滿足種群中個體數(shù)量的所有新個 體。
6. 如權(quán)利要求5所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述步驟（31)中 的選擇操作包括： (311) 累加種群中每個所述個體的適應(yīng)度函數(shù)值，得到總值； (312) 生成隨機(jī)數(shù)，所述隨機(jī)數(shù)大于等于零，小于等于1 ; (313) 將所述總值乘以所述隨機(jī)數(shù)，得到轉(zhuǎn)輪值； (314)依次累加種群中每個所述個體的適應(yīng)度函數(shù)值，得到與所述個體相應(yīng)的總值'， 如果所述總值'大于或等于所述轉(zhuǎn)輪值，則與所述總值'相對應(yīng)的所述個體被選中。
7. 如權(quán)利要求5所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，所述步驟（32)包 括： (321) 隨機(jī)選擇一個題型集合； (322) 將選擇操作得到的所述第一個體和所述第二個體中與所選擇的題型集合相應(yīng)的 序列段進(jìn)行交換，從而得到所述兩個交叉后的個體。
8. 權(quán)利要求1所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，在所述步驟（1)中， 所述設(shè)定的條件包括：總體量、章節(jié)分值分配、題型分值分配。
9. 權(quán)利要求1所述的利用遺傳算法的自動組卷方法，其特征在于，在所述步驟（2)中， 所述優(yōu)化準(zhǔn)則為個體的適應(yīng)度函數(shù)值大于設(shè)定的閾值。
【文檔編號】G06N3/12GK104504627SQ201410727568
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】張勁松, 樸超美, 王云飛, 王新華, 師繼鋒, 許文超, 門慶平, 楊燕明, 吳以軍, 羅振立, 李曉川, 于晶京, 彭琳, 劉軍, 郅天奇 申請人:中建材國際貿(mào)易有限公司