基于神經網絡算法的智能選座平臺創新創業項目研究

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，通過此軟件系統為學生尋找座位節約了時間，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，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、各層的處理單元數及網絡的學習系數等參數可根據具體情況設定，靈活性很大，在優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的期待值，經調查研究發現，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，提出了以下問題請學生回答：（1）你是否同意推出占座系統？（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現，多數學生上課需要選座，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，并期待教室選座系統能為他們帶來方便。

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就是使用率。座位管理系統目前在國內高校中的應用還不是十分廣泛，系統功能也有待進一步完善，僅靠一套座位管理系統很難從根本上解決選座問題。而且，選座系統是一個創新的想法，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。項目組會持續推出優化的系統，讓學生能夠更快接受。同時，項目組會對系統使用效果進行科學評估．并根據運行情況及時改進和優化，切實提高座位管理系統的“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實現技術及模塊功能

本產品通過分析已經錄入系統的教室座位分布數據和班級課表數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，選座系統將自動向用戶發送通知；若未被選用，用戶可選擇繼續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。若用戶在規定時間內未處于預選座位Sm內，系統將對該用戶發出相應的警告，若該用戶有超過3次惡意行為，系統將對該用戶實施相應的懲罰措施；若用戶在規定時間內處于預選座位Sm內將不會做出處罰。

3.1開發環境

編程環境，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，做到每上一節課，都能坐到自己最舒適的位置。避免了傳統上課無法選到合適位置的情況。

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

3.3實現界面

該產品的部分運行界面如圖6所示。

4項目的發展前景

在當今世界飛速發展的時代背景下，教室選座系統可以極大化地利用教室的座位資源，雖然現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境，能夠使人更好的學習。但是，目前存在這樣的現象，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，通過此軟件系統為學生尋找座位節約了時間，靈活地滿足客戶的需要。