基于神经网络算法的智能选座平台创新创业项目研究

孙珊珊 梁媛 李睿琪 杨晶 李欣

关键词：神经网络；占座；高校

1引言

近年来，网络曝光以及新闻广播中关于大学生选座问题的反应增多，大学生选座问题受到了人们的极大关注。针对这种问题，本项目主要面向广大高校的在校大学生，并且支持Android、苹果、鸿蒙系统用户安装下载。该应用适用于网络上进行教室选座，以及教室的管理，通过此软件系统为学生寻找座位节约了时间，灵活地满足客户的需要。

本项目主要研究基于神经网络算法的智能化选座平台。BP（Back

Propagation）算法又称为误差反向传播算法，是人工神经网络中的一种监督式的学习算法[1]。BP神经网络算法在理论上可以逼近任意函数，基本的结构由非线性变化单元组成，具有很强的非线性映射能力。而且，BP神经网络的中间层数、各层的处理单元数及网络的学习系数等参数可根据具体情况设定，灵活性很大，在优化信号处理与模式识别、智能控制、故障诊断等许多领域都有着广阔的应用前景，利用该算法制作智能化选座平台，判断性更强，精确度更高[2]。

2市场分析

2.1市场调查

通过问卷调查的方式来了解学生对于教室选座系统的期待值，经调查研究发现，此次参加问卷调查的大学生共有118人，如图1所示。其中，参加问卷调查的男生有55人，女生有63人，各年级参加问卷调查人数中大一学生是最多的。

为了更确切地知道学生是否同意推出教室选座系统，提出了以下问题请学生回答：（1）你是否同意推出占座系统？（2）你觉得每次上课是否需要占座？（3）对于平时上课抢座位你是否觉得麻烦？（4）你觉得推出教室占座系统是否会给你带来方便？其中，收到的回答如图2，图3，图4，图5所示。

通过以上问卷调查的答案发现，多数学生上课需要选座，觉得平时上课抢选座位比较麻烦，他们很希望推出教室选座系统，并期待教室选座系统能为他们带来方便。

2.2项目的市场定位

这款教室选座软件目前市场上还没有推出，一旦推出可以很好地解决高校常因不合理选座而引发的学生纠纷，而且新奇的方式也会给学生留下深刻的印象。

2.3项目面临的风险与规避措施

教室作为高校重要的公益投入，必然要产生相应的价值，而价值最直接的体现就是使用率。座位管理系统目前在国内高校中的应用还不是十分广泛，系统功能也有待进一步完善，仅靠一套座位管理系统很难从根本上解决选座问题。而且，选座系统是一个創新的想法，若要想所有的学生都接受它，一改以往“有空位置就坐”的做法，可能需要一段时间。项目组会持续推出优化的系统，让学生能够更快接受。同时，项目组会对系统使用效果进行科学评估．并根据运行情况及时改进和优化，切实提高座位管理系统的“柔性”和“可靠性”，积累管理经验。学校也应寻求多种方式和途径对学生加强教育和引导，最终实现座位管理的预期目标和教室有限资源利用的最大化。

3实现技术及模块功能

本产品通过分析已经录入系统的教室座位分布数据和班级课表数据来计算出空闲教室和非空闲教室，以及各教室空闲时长和非空闲时长，并通过实时网络来标注出各教室未被选用以及被选用的座位。

需要上课的学生可在上课前10分钟内通过点击自己的课表进入将要上课的教室选择座位，下课后若该座位被预约，选座系统将自动向用户发送通知；若未被选用，用户可选择继续学习或离开选用或空出该座位。

需要自习的学生可以提前1小时通过点击“自习”查找空闲教室与空闲座位来自习。

为防止恶意占座行为，本产品将在用户预定时间的前后3分钟内通过GPS来定位用户的位置。若用户在规定时间内未处于预选座位Sm内，系统将对该用户发出相应的警告，若该用户有超过3次恶意行为，系统将对该用户实施相应的惩罚措施；若用户在规定时间内处于预选座位Sm内将不会做出处罚。

3.1开发环境

编程环境，IntelliJ IDEA，Vscode；编辑语言，Java，SQL，Html5，CSS3，JavaScript，Shell；使用组件，maven，SpringBoot，

SpringCloud，

mybatis-plus，Vue2，Redis缓存，elasticsearch，feign，git版本控制，vuei，typescript，echarts，three.js；打包工具，Webpack，Maven；服务器环境，Linux（Centos7.6），MySql（8.0.26），Docker， Redis（5.0.14）。

3.2软件功能

（1）方便学生观看电子课表，打开软件便明白今天所上的课程。

（2）可以对上课教室进行选座，做到每上一节课，都能坐到自己最舒适的位置。避免了传统上课无法选到合适位置的情况。

（3）在课余时间，此产品提供优先推出无人教室以及将标有已选人数作为自习教室，为学生提供很好的学习环境。相较于传统学生自己找教室学习，该产品做到了省时、高效。

3.3实现界面

该产品的部分运行界面如图6所示。

4项目的发展前景

在当今世界飞速发展的时代背景下，教室选座系统可以极大化地利用教室的座位资源，虽然现在是计算机技术盛行的时代，电子产品大行其道，但是仍有很多人愿意去教室学习。这是因为教室有着非常好的学习环境，能够使人更好的学习。但是，目前存在这样的现象，即许多学生都喜欢占位置但没有实际地去使用座位，此产品可以避免教室座位被占用却不使用这一问题。本项目可以使每所高校的每个教室形成模拟3D教室，精确到每个座位，满足学生随时随地地了解每个教室的座位安排情况，做到上课有适合自己的位置听课，课下有位置学习。将教室资源最大化利用，增加学生学习兴趣。

本项目还需要学校的支持与帮助，让学生对3D教室形成一种使用意识；实施精准GPS定位需要非常高精准的系统且对学生位置会有一定的误差：此产品需要高校覆盖全网络，在方便学生学习的同时，也会有一定的麻烦与不足。

5结束语

本项目将面向广大高校的在校大学生开放，并且支持Android、苹果、鸿蒙系统用户安装下载。该应用适用于网络上进行教室选座，以及教室的管理，通过此软件系统为学生寻找座位节约了时间，灵活地满足客户的需要。