基于神經網絡算法的智能選座平臺創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目研究

孫珊珊 梁媛 李睿琪 楊晶 李欣

關鍵詞：神經網絡；占座；高校

1引言

近年來，網絡曝光以及新聞廣播中關于大學生選座問題的反應增多，大學生選座問題受到了人們的極大關注。針對這種問題，本項目主要面向廣大高校的在校大學生，并且支持Android、蘋果、鴻蒙系統(tǒng)用戶安裝下載。該應用適用于網絡上進行教室選座，以及教室的管理，通過此軟件系統(tǒng)為學生尋找座位節(jié)約了時間，靈活地滿足客戶的需要。

本項目主要研究基于神經網絡算法的智能化選座平臺。BP（Back

Propagation）算法又稱為誤差反向傳播算法，是人工神經網絡中的一種監(jiān)督式的學習算法[1]。BP神經網絡算法在理論上可以逼近任意函數(shù)，基本的結構由非線性變化單元組成，具有很強的非線性映射能力。而且，BP神經網絡的中間層數(shù)、各層的處理單元數(shù)及網絡的學習系數(shù)等參數(shù)可根據具體情況設定，靈活性很大，在優(yōu)化信號處理與模式識別、智能控制、故障診斷等許多領域都有著廣闊的應用前景，利用該算法制作智能化選座平臺，判斷性更強，精確度更高[2]。

2市場分析

2.1市場調查

通過問卷調查的方式來了解學生對于教室選座系統(tǒng)的期待值，經調查研究發(fā)現(xiàn)，此次參加問卷調查的大學生共有118人，如圖1所示。其中，參加問卷調查的男生有55人，女生有63人，各年級參加問卷調查人數(shù)中大一學生是最多的。

為了更確切地知道學生是否同意推出教室選座系統(tǒng)，提出了以下問題請學生回答：（1）你是否同意推出占座系統(tǒng)？（2）你覺得每次上課是否需要占座？（3）對于平時上課搶座位你是否覺得麻煩？（4）你覺得推出教室占座系統(tǒng)是否會給你帶來方便？其中，收到的回答如圖2，圖3，圖4，圖5所示。

通過以上問卷調查的答案發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學生上課需要選座，覺得平時上課搶選座位比較麻煩，他們很希望推出教室選座系統(tǒng)，并期待教室選座系統(tǒng)能為他們帶來方便。

2.2項目的市場定位

這款教室選座軟件目前市場上還沒有推出，一旦推出可以很好地解決高校常因不合理選座而引發(fā)的學生糾紛，而且新奇的方式也會給學生留下深刻的印象。

2.3項目面臨的風險與規(guī)避措施

教室作為高校重要的公益投入，必然要產生相應的價值，而價值最直接的體現(xiàn)就是使用率。座位管理系統(tǒng)目前在國內高校中的應用還不是十分廣泛，系統(tǒng)功能也有待進一步完善，僅靠一套座位管理系統(tǒng)很難從根本上解決選座問題。而且，選座系統(tǒng)是一個創(chuàng)新的想法，若要想所有的學生都接受它，一改以往“有空位置就坐”的做法，可能需要一段時間。項目組會持續(xù)推出優(yōu)化的系統(tǒng)，讓學生能夠更快接受。同時，項目組會對系統(tǒng)使用效果進行科學評估．并根據運行情況及時改進和優(yōu)化，切實提高座位管理系統(tǒng)的“柔性”和“可靠性”，積累管理經驗。學校也應尋求多種方式和途徑對學生加強教育和引導，最終實現(xiàn)座位管理的預期目標和教室有限資源利用的最大化。

3實現(xiàn)技術及模塊功能

本產品通過分析已經錄入系統(tǒng)的教室座位分布數(shù)據和班級課表數(shù)據來計算出空閑教室和非空閑教室，以及各教室空閑時長和非空閑時長，并通過實時網絡來標注出各教室未被選用以及被選用的座位。

需要上課的學生可在上課前10分鐘內通過點擊自己的課表進入將要上課的教室選擇座位，下課后若該座位被預約，選座系統(tǒng)將自動向用戶發(fā)送通知；若未被選用，用戶可選擇繼續(xù)學習或離開選用或空出該座位。

需要自習的學生可以提前1小時通過點擊“自習”查找空閑教室與空閑座位來自習。

為防止惡意占座行為，本產品將在用戶預定時間的前后3分鐘內通過GPS來定位用戶的位置。若用戶在規(guī)定時間內未處于預選座位Sm內，系統(tǒng)將對該用戶發(fā)出相應的警告，若該用戶有超過3次惡意行為，系統(tǒng)將對該用戶實施相應的懲罰措施；若用戶在規(guī)定時間內處于預選座位Sm內將不會做出處罰。

3.1開發(fā)環(huán)境

編程環(huán)境，IntelliJ IDEA，Vscode；編輯語言，Java，SQL，Html5，CSS3，JavaScript，Shell；使用組件，maven，SpringBoot，

SpringCloud，

mybatis-plus，Vue2，Redis緩存，elasticsearch，feign，git版本控制，vuei，typescript，echarts，three.js；打包工具，Webpack，Maven；服務器環(huán)境，Linux（Centos7.6），MySql（8.0.26），Docker， Redis（5.0.14）。

3.2軟件功能

（1）方便學生觀看電子課表，打開軟件便明白今天所上的課程。

（2）可以對上課教室進行選座，做到每上一節(jié)課，都能坐到自己最舒適的位置。避免了傳統(tǒng)上課無法選到合適位置的情況。

（3）在課余時間，此產品提供優(yōu)先推出無人教室以及將標有已選人數(shù)作為自習教室，為學生提供很好的學習環(huán)境。相較于傳統(tǒng)學生自己找教室學習，該產品做到了省時、高效。

3.3實現(xiàn)界面

該產品的部分運行界面如圖6所示。

4項目的發(fā)展前景

在當今世界飛速發(fā)展的時代背景下，教室選座系統(tǒng)可以極大化地利用教室的座位資源，雖然現(xiàn)在是計算機技術盛行的時代，電子產品大行其道，但是仍有很多人愿意去教室學習。這是因為教室有著非常好的學習環(huán)境，能夠使人更好的學習。但是，目前存在這樣的現(xiàn)象，即許多學生都喜歡占位置但沒有實際地去使用座位，此產品可以避免教室座位被占用卻不使用這一問題。本項目可以使每所高校的每個教室形成模擬3D教室，精確到每個座位，滿足學生隨時隨地地了解每個教室的座位安排情況，做到上課有適合自己的位置聽課，課下有位置學習。將教室資源最大化利用，增加學生學習興趣。

本項目還需要學校的支持與幫助，讓學生對3D教室形成一種使用意識；實施精準GPS定位需要非常高精準的系統(tǒng)且對學生位置會有一定的誤差：此產品需要高校覆蓋全網絡，在方便學生學習的同時，也會有一定的麻煩與不足。

5結束語

本項目將面向廣大高校的在校大學生開放，并且支持Android、蘋果、鴻蒙系統(tǒng)用戶安裝下載。該應用適用于網絡上進行教室選座，以及教室的管理，通過此軟件系統(tǒng)為學生尋找座位節(jié)約了時間，靈活地滿足客戶的需要。