通用在線考試系統(tǒng)智能組卷遺傳算法設(shè)計(jì)

呂海燕　周立軍　宦婧　張杰

摘要：組卷算法設(shè)計(jì)是考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。在分析通用在線考試系統(tǒng)的特點(diǎn)及組卷原則的基礎(chǔ)上，首先建立一種改進(jìn)的組卷數(shù)學(xué)模型；接下來依據(jù)該模型主要從編碼方式選擇、適應(yīng)度函數(shù)的確定以及遺傳算子的設(shè)計(jì)等方面詳細(xì)設(shè)計(jì)通用在線考試系統(tǒng)采用的改進(jìn)的遺傳算法；最后，給出基于改進(jìn)的遺傳算法的智能組卷流程。應(yīng)用表明，采用該算法實(shí)現(xiàn)的本系統(tǒng)的組卷功能在組卷的速度和成功率都得到顯著提高，較好地滿足了各類課程的組卷需求。

關(guān)鍵詞：智能組卷；遺傳算法；組卷數(shù)據(jù)模型；組卷流程；通用在線考試系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Intelligent algorithm of assembling test taper is the core of the test system design. Based on analysis of the characteristics of the common online examination system and the general principles， firstly an improved test paper generated mathematical model was established. Then the improved genetic algorithm was designed mainly from the following three aspects： the coding scheme selection， the fitness function determination and the genetic operator design. Finally， the intelligent test paper process of the adopted improved genetic algorithm was shown. Applications show that the test paper speed and success rates have been significantly improved to better meet the needs of various courses of test paper.

Key words：intelligent generating；genetic algorithm；test paper generated mathematical model；test paper generate process；common online examination system

1引言

通用在線考試系統(tǒng)是我院自行開發(fā)，并且已經(jīng)在軍隊(duì)院校以及各基層單位得到了廣泛應(yīng)用。在考試系統(tǒng)中，組卷算法設(shè)計(jì)的好壞將直接影響著考試系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。優(yōu)秀的組卷算法不僅應(yīng)該能夠根據(jù)任課教師的各種要求及課程的特點(diǎn)智能生成考試試卷，還應(yīng)滿足考核不同層次學(xué)生的需要，以便能夠真實(shí)、有效地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和教師的教學(xué)水平。

不論是在組卷質(zhì)量還是在性能方面?zhèn)鹘y(tǒng)的組卷算法（如回溯試探法、隨機(jī)抽題及誤差補(bǔ)償法等）都難以滿足組卷要求。遺傳算法（GA）是對(duì)自然現(xiàn)象或過程進(jìn)行模擬而形成的，它通過模擬達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說和自然界的生物進(jìn)化過程而形成的一種計(jì)算模型。它的收斂性也很好，可以有效解決計(jì)算量大的問題，而這些特點(diǎn)是處理智能組卷中所必需的，所以遺傳算法已成為目前在線考試智能組卷的首選算法。[1-2]而傳統(tǒng)的遺傳算法在收斂速度和計(jì)算全局最優(yōu)解之間存在矛盾，容易產(chǎn)生早熟現(xiàn)象、局部尋優(yōu)能力差等缺點(diǎn)。因此，結(jié)合遺傳算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，通用課程在線考試系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)智能組卷時(shí)采用了一種改進(jìn)的遺傳算法來實(shí)現(xiàn)。

2智能組卷的數(shù)學(xué)建模

組卷問題的數(shù)學(xué)模型的建立是組卷算法實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，它決定了組卷算法性能的好壞。結(jié)合通用在線考試系統(tǒng)的功能特點(diǎn)及組卷的原則，本文建立了一個(gè)適合于本系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化組卷數(shù)學(xué)模型。

2.1試題屬性的確定

通過遺傳算法高效精確地完成組卷時(shí)，試題屬性的設(shè)置要滿足經(jīng)典測量理論的需求。[2]試題屬性的設(shè)置以能把整套試卷中的試題的情況說清楚即可，屬性不能太多也不能太少。依據(jù)這一原則，本系統(tǒng)選取設(shè)置的試題屬性主要有以下幾個(gè)：

1）題號(hào)：區(qū)分試題的唯一屬性，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中設(shè)置為試題的主鍵。

2）題型：主要包含單選題、多選題、填空題、判斷題、改錯(cuò)題、程序設(shè)計(jì)等多種題型，可根據(jù)課程特點(diǎn)對(duì)題型進(jìn)行靈活地設(shè)計(jì)。

3）分?jǐn)?shù)：該題目在試卷中所占的分值，主要依據(jù)題目的難度及所涉及的知識(shí)點(diǎn)來確定。

4）難度：反映試題的難易程度，從等級(jí)上大致分為容易、較易、中等、較難、難等多個(gè)等級(jí)，可通過設(shè)置范圍為0.00～1.00的難度系數(shù)來體現(xiàn)。試題難度可以在系統(tǒng)啟用初期由經(jīng)驗(yàn)豐富的教師手動(dòng)設(shè)置，也可以在系統(tǒng)使用一段時(shí)間后，根據(jù)學(xué)生測試的正確率自動(dòng)調(diào)節(jié)（試題的回答正確率的近似值為其難度值）。

5）知識(shí)點(diǎn)：試題所考核的知識(shí)點(diǎn)的體現(xiàn)。通常情況下，如果試題屬于相同知識(shí)點(diǎn)，則他們具有非常高的相似度，在生成試卷時(shí)，應(yīng)最大限度地避免它們出現(xiàn)在同一試卷中。在考試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，該屬性作為外鍵。

6）曝光度：指本試題在歷次考試中被選中的次數(shù)，該屬性是進(jìn)行考試評(píng)價(jià)和后期組卷策略調(diào)整的重要依據(jù)。

依據(jù)數(shù)學(xué)建模理論[3]，如果要組一套含有n道試題的試卷，假設(shè)每一道試題含有m項(xiàng)指標(biāo)，那么要確定這份試卷，就要先確定一個(gè)n*m 的矩陣，如下圖1所示：

其中，矩陣中每一行為一道試題，每一列為試題的一個(gè)屬性。對(duì)于本系統(tǒng)而言，n為6，這6個(gè)屬性依次是：題號(hào)、題型、分?jǐn)?shù)、難度、知識(shí)點(diǎn)和曝光度。

2.2組卷的約束條件

依據(jù)前述智能組卷基本原則及構(gòu)建的組卷數(shù)學(xué)模型，本系統(tǒng)確定組卷的幾個(gè)重要約束條件如下幾個(gè)：試卷總分值約束；考試時(shí)間約束；題型和各題型的題量約束；考試范圍約束；知識(shí)點(diǎn)分?jǐn)?shù)分布約束；試卷的難度約束；試卷的區(qū)分度約束：區(qū)別不同層次學(xué)生能力水平的主要標(biāo)準(zhǔn)，也是衡量試卷質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

3多目標(biāo)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型的建立

如前所述，要組成一份試卷需要滿足多個(gè)約束條件，整張?jiān)嚲硇枰獫M足的所有約束條件集合構(gòu)成了一個(gè)多維變量空間。而矩陣的維數(shù)越多求解就越復(fù)雜，也就是說，如果組卷玉樹矩陣的維數(shù)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)在很大程度上增加組卷算法設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)也會(huì)降低組卷的效率。[3-5]為此，本系統(tǒng)采用的組卷算法在設(shè)計(jì)時(shí)，基于以下前提：試卷的總分、完成時(shí)間、包含的題目類型、各題型的題目數(shù)量、各題型中每小題的分值由教師設(shè)置的（或者由系統(tǒng)默認(rèn)）。如對(duì)于《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程，考試通常包括選擇、填空和應(yīng)用設(shè)計(jì)三種題型，同一類題型中各小題分值是一樣的，題量的設(shè)置可以根據(jù)考試時(shí)間來確定。因此，一旦固定了題量，算法就不再考慮各小題的分值和每個(gè)小題的做題時(shí)間。也就是說，可將試題的約束條件簡化到“難度”、“知識(shí)點(diǎn)”、“區(qū)分度”和“曝光度”這四個(gè)屬性。此時(shí)，試卷的約束條件簡化到了一個(gè)四維空間，如下圖2所示。

其中，矩陣中n行代表一套試卷的n 道試題，每一行表示一道試題相應(yīng)的四個(gè)約束條件，分別是：難度、知識(shí)點(diǎn)、區(qū)分度和曝光度。

4算法的設(shè)計(jì)

在應(yīng)用遺傳算法解決組卷問題時(shí)，將一份試卷當(dāng)成一個(gè)個(gè)體或者是染色體，而試卷中的每道題當(dāng)作一個(gè)基因，多份試卷則稱為一個(gè)種群。遺傳算法的組成主要有編碼方式、初始化種群、適應(yīng)度函數(shù)、遺傳算子（遺傳、交叉、變異）以及終止條件（控制參數(shù)）的設(shè)定五個(gè)方面。下面主要從這個(gè)五個(gè)方面介紹本考試系統(tǒng)所采用的改進(jìn)的遺傳算法的設(shè)計(jì)。

4.1編碼方式的選擇

應(yīng)用遺傳算法完成組卷時(shí)，首先要解決的是個(gè)體的編碼問題，編碼用于產(chǎn)生初始種群。由于每道試題在題庫中按照題型不同都有唯一的自然數(shù)編號(hào)，依據(jù)該特點(diǎn)本系統(tǒng)組卷算法采用整數(shù)分段編碼方案。其主要思想是，整個(gè)編碼分成獨(dú)立的幾段，其中每類題型對(duì)應(yīng)一段，而每段的長度則由每個(gè)題型在待生成試卷中題目的數(shù)量決定；各題型間的編碼是相互獨(dú)立，各自按照整數(shù)編碼方式進(jìn)行編碼；編碼串的總長度等于待生成試卷要求的試題總數(shù)量。

整數(shù)分段編碼的優(yōu)點(diǎn)是：克服了二進(jìn)制編碼長度過長和搜索空間過大的缺點(diǎn)，從而節(jié)省了個(gè)體解碼的時(shí)間，提高了遺傳算法的計(jì)算效率；同時(shí)，由于同類型的試題放在同一段內(nèi)，交叉和遺傳操作均在段內(nèi)進(jìn)行，這樣可以在一定程度上確保優(yōu)化目標(biāo)中題型匹配的正確性。

如前所述，在整數(shù)分段編碼中，每一段代表一種題型，而每個(gè)基因就是被選中的試題編號(hào)。如《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程試題庫中共有4種題型：單項(xiàng)選擇題、填空題、判斷題和應(yīng)用設(shè)計(jì)題，共600道題，它們分別用符號(hào)X、K、P和Y表示，X類題型有300個(gè)，K類題型有100個(gè)， P類題型有100個(gè)，Y類題型有100個(gè)。各類題型在待組試卷中的試題數(shù)分別是s1（1≤s1≤300），s2（1≤s2≤100），s3（1≤s3≤100），s4（1≤s4≤100），編碼的總長度S為待組試卷中的總題數(shù)，即s=∑4i=1si。編碼方案如下表1所示。

4.2初始化種群的生成

在遺傳算法搜索過程中，種群規(guī)模大小的設(shè)置對(duì)算法的收斂速度和求解最優(yōu)解的幾率有很大影響。通用在線考試系統(tǒng)為了加快算法的收斂速度，在生成初始種群時(shí)，采用了不完全隨機(jī)的方式，使初始種群中的個(gè)體一開始就滿足時(shí)間、題量、題型和分?jǐn)?shù)的要求，從而在一定程度上提高了算法的搜索效率。種群初始化后，再對(duì)種群中個(gè)體的相似度進(jìn)行比較，將相似度高的個(gè)體進(jìn)行刪除，從而避免了初始種群中出現(xiàn)過多的相似度高的個(gè)體，使初始種群的規(guī)模進(jìn)一步減小。

4.3適應(yīng)度函數(shù)的確定

組卷要求與染色體之間的差別是通過適應(yīng)度函數(shù)來反應(yīng)的，適應(yīng)度函數(shù)是指導(dǎo)遺傳算法的主要信息來源，同時(shí)它也是區(qū)分優(yōu)劣個(gè)體的一個(gè)很好的工具。[5-7]要想保持群體多樣性需要有一個(gè)良好的適應(yīng)度函數(shù)，它能有效防止群體的早熟問題。通常情況下，個(gè)體的好壞與適應(yīng)度函數(shù)值成正比，即適應(yīng)度函數(shù)值越大，則個(gè)體越好。

如前所述，由于考試時(shí)間、題量、題型和分?jǐn)?shù)題型要求在初始化種群時(shí)已經(jīng)考慮。因此，適應(yīng)度函數(shù)在確定時(shí)，僅需再考慮難度系數(shù)、知識(shí)點(diǎn)分?jǐn)?shù)分布和試卷區(qū)分度這幾個(gè)指標(biāo)即可。由此確定的適應(yīng)度函數(shù)僅與試卷難度系數(shù)（用P表示）、知識(shí)點(diǎn)分?jǐn)?shù)分布（SPD）和試卷區(qū)分度（用D表示）有關(guān)。也就是說，試卷期望難度系數(shù)EP與試卷實(shí)際難度系數(shù)P之差Ep、用戶的期望知識(shí)點(diǎn)分?jǐn)?shù)分布ESPD與實(shí)際知識(shí)點(diǎn)分?jǐn)?shù)分布SPD之差ES、和試卷期望區(qū)分度ED與試卷實(shí)際區(qū)分度D之差ED，越小越好。系統(tǒng)的適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì)如下：

F=（Esw1+Epw2+EDwa）（1）

適應(yīng)度函數(shù)F的值越小，則個(gè)體的適應(yīng)度就越高。其中，Es=∑ki=1|ESPD-SFD|，即各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)分?jǐn)?shù)分布期望值偏差的絕對(duì)值之和，Ed=|ED-D|，Ep=|EP-D|，w1+w2+w3=1。

4.4遺傳進(jìn)化中的選擇操作

遺傳算法模擬自然界中的選擇機(jī)制對(duì)群體中的個(gè)體按照其適應(yīng)度值的大小進(jìn)行優(yōu)勝劣汰操作時(shí)，是通過選擇算子來實(shí)現(xiàn)的。選擇算子的強(qiáng)度不能太大，也不能太小，選擇強(qiáng)度要適中才有利于算法搜索問題最優(yōu)解。選擇強(qiáng)度太大的算子，會(huì)使群體喪失多樣性從而陷入局部最優(yōu)，影響問題求解結(jié)果；而選擇強(qiáng)度過小算子，會(huì)使種群的進(jìn)化速度會(huì)十分緩慢，影響問題求解速度。[12-13]本系統(tǒng)采用了最優(yōu)保持策略與輪盤賭選擇策略相結(jié)合的方法，從而在一定程度上避免了輪盤賭選擇策略的隨機(jī)性。

輪盤賭算法：

設(shè)種群由M個(gè)個(gè)體組成，其中個(gè)體Mi的適應(yīng)度用Fi表示，則此個(gè)體的選中率用Pi表示，則：

Pi=Fi/∑Mi=1Fi（2）

輪盤賭算法的操作過程如下：首先根據(jù)公式（1）計(jì)算群體中各個(gè)個(gè)體（每套試卷）的適應(yīng)度值Fi，根據(jù)公式（2）計(jì)算出每個(gè)個(gè)體被選中的概率Pi；接下來計(jì)算群體中各個(gè)個(gè)體的累積率Qk=∑ki=1Pi并以此構(gòu)建一個(gè)輪盤；求出Qk之后，依據(jù) Qk的值來選擇參與進(jìn)入下一代的個(gè)體：確定一個(gè)[0，1]之間的值r（可隨機(jī)產(chǎn)生），比較Qk與r的值的大小，若r≤Qi，就選擇個(gè)體M1；若Qk-1≤r≤Qk，則選擇個(gè)體Mk參與下一代群體；如上反復(fù)執(zhí)行，直到產(chǎn)生M個(gè)個(gè)體，即M套試卷。

在遺傳算法的進(jìn)化過程中，通過執(zhí)行選擇、交叉及變異等操作從而不斷生成越來越多的優(yōu)良個(gè)體。但是，由于選擇、交叉及變異操作的隨機(jī)性，會(huì)導(dǎo)致適應(yīng)度好的個(gè)體經(jīng)常被破壞，從降低算法的收斂性和執(zhí)行效率。[8]因此，為盡可能地使適應(yīng)度好的個(gè)體保留到下一代群體中。通用考試系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)選擇操作時(shí)，將輪盤賭選擇策略和最優(yōu)保留策略結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)進(jìn)化過程中的選擇操作。

4.5遺傳進(jìn)化中的交叉操作

傳統(tǒng)遺傳算法在實(shí)現(xiàn)交叉操作時(shí)，采用的是恒定不變的交叉概率，這會(huì)導(dǎo)致遺傳算法在解決復(fù)雜的優(yōu)化問題時(shí)，效率很低且容易出現(xiàn)早收斂現(xiàn)象。[9]本系統(tǒng)為了加速算法搜索速度，并有效地防止早收斂現(xiàn)象，采用了Srinvivas提出的自適應(yīng)交叉概率Zc。自適應(yīng)交叉概率Zc的計(jì)算公式如下：

Zc=11+exp（-k1（Fmax-Favg））（3）

其中，k1為大于0的常數(shù)，本系統(tǒng)選擇的是k1=0.6，F(xiàn)max表示種群中個(gè)體的最大適應(yīng)度值，F(xiàn)avg表示群體中大于平均適應(yīng)度的那部分個(gè)體的平均適應(yīng)度值，Zc在[0.6，1]之間取值。

在算法的進(jìn)化過程中。交叉概率Zc會(huì)根據(jù)Fmax-Favg的不同而自動(dòng)調(diào)整，當(dāng)群體趨于分散時(shí)，也就是Fmax-Favg增大時(shí)，交叉概率Zc增大，而對(duì)應(yīng)的變異概率減小，從而使種群生成優(yōu)良個(gè)體的能力增強(qiáng)；反之，當(dāng)群體趨于收斂時(shí)，也就是當(dāng)Fmax-Favg減小時(shí)，交叉概率Zc減小，而對(duì)應(yīng)的變異概率增大，從而使群體保持多樣性的能力增強(qiáng)。

基于上述自適應(yīng)調(diào)整交叉概率的交叉操作過程如下：

1）設(shè)種群規(guī)模為N，將群體中的個(gè)體隨機(jī)進(jìn)行兩輛交配，則會(huì)產(chǎn)生[]對(duì)個(gè)體組；

2）對(duì)種群中的個(gè)體隨機(jī)生成交叉點(diǎn)，如果個(gè)體的編碼長度為L，則有L-1個(gè)位置會(huì)成為交叉點(diǎn)；

3）如前所述在整數(shù)分段編碼方案中，每一種題型對(duì)應(yīng)一段編碼，交叉操作在編碼段內(nèi)獨(dú)立進(jìn)行，這樣可以保證每種題型的試題數(shù)量不變。即若交叉點(diǎn)在第i個(gè)基因段內(nèi)，則前i個(gè)基因段保持不變，只需從第i+1個(gè)基因段開始逐個(gè)基因進(jìn)行交換。

采用此方式可避免基因段內(nèi)進(jìn)行交叉后出現(xiàn)試題重復(fù)的弊端。執(zhí)行完交叉操后，再按照適應(yīng)度函數(shù)分別計(jì)算兩個(gè)新生個(gè)體的適應(yīng)度，并將其與父代個(gè)體的適應(yīng)度進(jìn)行比較，若兩者適應(yīng)度相同，則將其丟棄；若不同則對(duì)它進(jìn)行變異操作。

4.6遺傳進(jìn)化中的變異操作

通過交叉與變異操作的相互配合，使得遺傳算法有了較高的搜索能力。交叉操作是算法的核心，在進(jìn)化過程中對(duì)算法的局部搜索能力起關(guān)鍵性作用；而變異操作則是影響算法的全局搜索能力的主要因素。[10]在進(jìn)化過程中，當(dāng)算法的搜索過程陷入局部最優(yōu)時(shí)，通過有效的變異操作可跳出局部最優(yōu)，從而達(dá)到全局尋優(yōu)的目的。但變異概率過大也有破壞掉最優(yōu)解的可能，因此，不能盲目地進(jìn)行變異操作。同交叉操作一樣，本系統(tǒng)采用了Srinvivas提出的自適應(yīng)變異概率，其計(jì)算公式如下：

Zm=11+exp（-k2（Fmax-Favg））（4）

同前述自動(dòng)調(diào)整交叉概率的計(jì)算公式一樣，其中，k2為大于0的常數(shù)，這里選擇k2=0.9，F(xiàn)max表示種群中個(gè)體的最大適應(yīng)度值，F(xiàn)avg表示群體中大于平均適應(yīng)度的那部分個(gè)體的平均適應(yīng)度值，Pm在[0，0.5]之間取值。

同交叉操作一樣，在執(zhí)行變異操作時(shí)，各種題型也是在各自對(duì)應(yīng)的編碼段內(nèi)進(jìn)行。首先對(duì)群體中的各個(gè)個(gè)體生成一個(gè)與其編碼長度L相同的隨機(jī)數(shù)序列R={r1，r2……r1}，其中，0≤r1≤1，0≤i≤1；對(duì)所有ri

1）查找出基因位i所在段對(duì)應(yīng)的試題類型；

2）找出該基因位（題號(hào)）所代表的試題所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)、難度系數(shù)，然后隨機(jī)生成一個(gè)新的滿足要求的試題編號(hào)，從而產(chǎn)生一個(gè)新的染色體（試卷個(gè)體）；

3）判斷該新的基因串是否已經(jīng)存在，如果存在則轉(zhuǎn)向步驟2，再次生成新的染色體。否則用此新的染色體替換原來的染色體。

4.7終止條件的設(shè)定

基于遺傳算法的實(shí)現(xiàn)時(shí)，就是反復(fù)從試題庫中搜索符合相應(yīng)約束條件的試題直到找到最優(yōu)解的過程。如果經(jīng)過反復(fù)多次選擇、交叉、變異操作后，仍然沒有找到最優(yōu)解，那么搜過過程不可能無休止地循環(huán)下去迭代下去。此時(shí)，需要設(shè)定一個(gè)終止條件來結(jié)束這種無休止無意義的搜索迭代過程。終止條件的設(shè)定主要需要考率以下三種情況：

1）設(shè)定進(jìn)化迭代最大次數(shù)，當(dāng)最大值出現(xiàn)時(shí)，算法終止。一般為150-600。

2）設(shè)定好一個(gè)適應(yīng)度最高值，若該值出現(xiàn)，即可終止算法。

3）如果連續(xù)幾代個(gè)體適應(yīng)度平均值的差異小于某一極小閾值或者當(dāng)所有個(gè)體適應(yīng)度函數(shù)值的方差小于某一極限閾值時(shí)，也可考慮終止算法的進(jìn)行。

根據(jù)以上算法終止條件的判斷，本系統(tǒng)組卷算法采用了以下兩種終止條件：

1）種群進(jìn)化到指定的迭代數(shù)，系統(tǒng)設(shè)參考范圍為500-1000代，默認(rèn)值取600。

2）最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度與期望的最好適應(yīng)度比值為96%以上，即用戶對(duì)生成的試卷滿意度為96% 。

在迭代過程中，只要滿足其中任意一個(gè)條件，都會(huì)終止算法的操作，并輸出相應(yīng)的試卷；

5基于改進(jìn)算法的智能組卷流程

基于改進(jìn)后的遺傳算法的智能組卷流程如下圖5所示。6結(jié)論

本系統(tǒng)采用的改進(jìn)的遺傳算法的智能組卷策略，主要是結(jié)合組卷問題本身的特點(diǎn)，在遺傳算法的染色體編碼方式選擇、初始化種群的生成以及適應(yīng)度函數(shù)、交叉和變異操作的設(shè)定等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。其中，整數(shù)分段編碼方式節(jié)省了個(gè)體解碼的時(shí)間，提高了遺傳算法的計(jì)算效率；分段交叉方式和自適應(yīng)交叉概率、變異概率的應(yīng)用，提高了算法的收斂速度，較好地避免了傳統(tǒng)遺傳算法的早熟問題。應(yīng)用表明，本系統(tǒng)的組卷功能在組卷的速度和成功率都得到顯著提高，較好地滿足了各類課程的組卷需求。

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