一种多时间尺度学习计划动态重排方法与流程

本发明涉及多时间尺度，特别是涉及一种多时间尺度学习计划动态重排方法。

背景技术：

1、学习计划系统通常根据考试日期、学习者可用时间以及课程目录一次性生成计划任务。计划执行过程中会持续出现任务提前完成、任务未完成、答题结果变化、复习效果变化、连续无反馈、临时不可用时段以及考试日期变化等学习事件，原计划因而可能不再满足知识前置关系、每日学习容量或目标日期约束。现有的一类处理方式是在每次学习事件发生后重新生成全部学习计划。该方式会重复计算与当前事件无关的任务，并可能改变即将执行或正在执行的任务，使学习者频繁面对计划波动。另一类处理方式仅移动发生事件的单个任务，未沿任务依赖关系和知识前置依赖关系传播影响，容易造成后续任务的前置条件不满足。

2、不同学习事件的影响范围并不相同。一次练习提前完成通常只需调整未来若干日内的局部任务，可用学习时长连续减少则可能影响当前计划周期，考试日期变化还可能要求重算当前日期至考试日期的全部未完成任务。若采用固定重排范围，难以同时兼顾计算开销和计划可执行性。此外，已完成任务、执行中任务以及临近当前时刻且不存在冲突的任务具有较高稳定性。现有技术缺少对上述任务的冻结保护，也缺少在冻结任务与新增时间约束发生冲突时保持完成记录和知识节点关联的处理机制。现有学习计划调整结果还可能缺少事件标识、调整原因、版本号及调整前后差异，导致同一事件被重复处理、调整结果无法回溯，且学习者难以理解计划变化来源。

技术实现思路

1、针对上述情况，本发明通过影响有界传播限定重排范围、影响等级自适应匹配重排尺度、冻结任务集保护高稳定性任务并生成冲突处理任务、版本记录实现调整追溯。

2、其解决的技术方案是，一种多时间尺度学习计划动态重排方法，包括：

3、数据取得操作：取得目标学习者的当前学习计划、知识依赖图谱、知识能力状态集和可用学习时段；

4、事件处置操作：接收学习事件并据此形成事件限制变更集，所述事件限制变更集为包含时段限制变化的结构化数据集合，同一学习事件仅触发一次计划重排；

5、影响有界传播操作：按照计划任务依赖关系和知识节点前置依赖关系建立关联图，以所述学习事件直接关联的对象为起点执行有界遍历，将受波及的对象纳入影响范围，得到受影响任务集和受影响时段；

6、等级判定与任务冻结操作：根据所述受影响任务集计算学习容量差额和上级进度偏差，所述学习容量差额为所述受影响时段内非冻结受影响任务的预估总时长与所述受影响时段内可用学习时长的差值，所述上级进度偏差为对应周期目标或阶段目标的预期完成比例与实际完成比例之差的绝对值，据此判定影响等级以及与该影响等级对应的重排时段，同时规定冻结任务集；

7、重排调度操作：在保持所述冻结任务集和位于所述重排时段之外的计划任务不变的条件下，对所述重排时段内的非冻结受影响任务执行重排调度，当所述冻结任务集中的任务与所述事件限制变更集发生冲突时，形成冲突处置任务并纳入所述非冻结受影响任务参与重排；

8、版本记录操作：为重排调度后形成的更新学习计划分配新版本号，并形成计划变更记录。

9、进一步地，所述事件处置操作中：

10、所述学习事件包含事件标识、目标计划任务标识、目标知识节点标识和时段限制信息，按照所述事件标识查询事件处置记录，当不存在对应记录时形成所述事件限制变更集并写入事件处置记录，当存在对应记录时终止本次重排触发；

11、所述学习事件还包括事件类别、发生时刻、观测结果和实际用时，所述事件类别为任务完成、提前完成、任务未完成、答题结果、复习结果、连续无反馈、可用时段变动和考试日期变动中的至少一种。

12、进一步地，所述关联图的节点由计划任务和知识节点构成，所述关联图的边由计划任务依赖关系及知识节点前置依赖关系构成，所述影响有界传播操作中：

13、将所述学习事件直接关联的计划任务和知识节点加入直接影响集合；

14、分别沿计划任务依赖边和知识节点前置依赖边执行遍历，当后续任务因直接影响集合中的任务发生预估时长变动、执行顺序变动或学习资源可用时段变动而不再满足前置要求时，或当知识节点的观测结果使掌握程度不能满足后续知识节点的前置要求时，将相应后续任务及知识节点加入间接影响集合；

15、当遍历到已完成任务、所述冻结任务集、已满足的阶段目标或所述当前学习计划的结束日期时，终止对应分支的遍历；

16、根据所述直接影响集合和所述间接影响集合形成所述受影响任务集及受影响知识子图，将所述受影响任务集内最早计划开始时刻至最晚计划结束时刻规定为所述受影响时段，当所述受影响任务集为空时，仅保存事件处置记录而不执行重排调度。

17、进一步地，所述等级判定与任务冻结操作中：

18、所述学习容量差额为所述受影响时段内非冻结受影响任务的预估总时长与所述受影响时段内可用学习时长的差值；

19、所述上级进度偏差为对应周期目标或阶段目标的预期完成比例与实际完成比例之差的绝对值；

20、当所述学习容量差额和所述上级进度偏差均不超过各自对应的第一阈值时，判定为局部调整等级，并将自当前时刻起未来预设天数所对应的时段规定为所述重排时段；

21、当所述学习容量差额或所述上级进度偏差超过各自对应的第一阈值，且二者均不超过各自对应的第二阈值时，判定为周期调整等级，并将当前计划周期所对应的时段规定为所述重排时段；

22、当考试日期发生变动，或所述学习容量差额或所述上级进度偏差超过各自对应的第二阈值时，判定为阶段重算等级，并将当前日期至考试日期所对应的时段规定为所述重排时段；

23、其中，每一参数对应的所述第二阈值大于或等于该参数对应的所述第一阈值。

24、进一步地，规定冻结任务集包括：

25、将执行状态为已完成或执行中的计划任务加入所述冻结任务集；

26、将计划开始时刻位于预设冻结时段内、且与不可用时间、学习资源可用时间和考试日期均不存在冲突的计划任务加入所述冻结任务集；

27、当所述冻结任务集中的任务与所述事件限制变更集发生时段冲突或资源冲突时，保留该任务的知识节点关联和完成记录，并形成具有独立任务标识的冲突处置任务。

28、进一步地，对非冻结受影响任务执行重排调度包括：

29、分别对每一非冻结受影响任务所对应知识节点的考试权重、薄弱程度、遗忘风险、前置影响范围和距考试日期的紧迫程度按照预设的归一化区间执行归一化处理，按照对应优先级权重加权求和，得到该任务的任务优先级，所述优先级权重均为正数且总和为1；

30、分别计算每一候选调度方案的计划变动量、任务超期量、时段冲突量和上级偏差量，对按照预设归一化区间归一化后的各项量按照对应调度权重加权求和，得到调度目标值，所述调度权重均为正数且总和为1；

31、按照所述任务优先级从高到低建立候选分配顺序，在知识节点前置顺序、每日可用学习时长、学习资源可用性、任务最晚完成时间和考试日期的限制下，选取所述调度目标值最小的方案，若所述调度目标值的最小值大于预设调度阈值，则判定不存在可行方案，存在多个相同最小调度目标值的方案时，依次按照任务超期量、计划变动量和计划任务标识排序规定唯一方案。

32、进一步地，每一知识节点对应的计划任务按照诊断任务、知识学习任务、基础练习任务、错题订正任务、间隔复习任务和阶段检测任务中的至少三种构成任务链，各任务间以计划任务标识和前置计划任务标识集合保存依赖状态；

33、当所述任务链中的前序任务结果未达到对应通过阈值时，维持后续任务的依赖状态，并根据未通过原因在所述重排时段内形成补偿任务，作答结果不足时形成错题订正任务，知识掌握程度衰减时形成间隔复习任务，证据不足时形成诊断任务，所述补偿任务继承原任务的知识节点标识、上级目标标识和最晚完成时间，并使用独立计划任务标识；

34、当所述前序任务结果达到对应通过阈值时，解除对应后续任务的依赖状态，使所述后续任务作为非冻结受影响任务参与所述重排调度。

35、进一步地，所述事件限制变更集还通过以下子操作获得：

36、a.接收目标学习者输入的语音数据或文本数据，对所述语音数据执行语音识别得到转写文本，或直接使用所述文本数据；

37、b.从所述转写文本或所述文本数据中提取日期范围、不可用时段、可用学习时长和事项类别，转换为结构化时段限制；

38、c.将所述结构化时段限制与所述当前学习计划逐任务执行冲突检测，形成包含冲突计划任务标识、原执行时段和候选执行时段的调整差异预览；

39、d.仅在接收到针对所述调整差异预览的确认指令后，将所述结构化时段限制写入所述事件限制变更集并触发所述重排调度。

40、进一步地，所述冻结任务集为所述影响有界传播操作中的遍历终止边界，同时所述冻结任务集为所述重排调度操作中的调度不变限制；所述冲突处置任务为具有独立任务标识且继承被冲突的冻结任务的知识节点关联和完成记录的任务，被冲突的冻结任务的知识节点关联和完成记录保留于被冲突的冻结任务的任务标识下，所述事件限制变更集的时段限制或资源限制由所述冲突处置任务承载。

41、进一步地，所述受影响任务集的范围由所述冻结任务集的终止边界限定，所述学习容量差额和所述上级进度偏差各自以所述受影响任务集为计算基数，所述重排时段以所述学习容量差额和所述上级进度偏差为判定依据，所述非冻结受影响任务以所述重排时段为筛选边界，所述重排调度操作基于所述筛选边界中的任务执行。

42、由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有下优点；

43、1.通过影响有界传播操作，沿计划任务依赖边和知识节点前置依赖边执行有界遍历，以已完成任务、冻结任务集、已满足的阶段目标和计划结束日期为终止边界，将重排计算范围限定于真正受影响的任务，避免了无关任务的重复计算。并且根据学习容量差额和上级进度偏差自适应判定局部调整等级、周期调整等级或阶段重算等级，使重排范围与事件影响程度自动匹配，克服了固定重排范围难以兼顾计算开销和计划可执行性的缺陷。将执行状态为已完成或执行中的任务以及位于预设冻结时段内且无冲突的任务纳入冻结任务集，在影响有界传播中作为遍历终止边界阻断影响扩散，在重排调度中作为不变约束限制任务变动，使高稳定性任务在两次操作中均保持不变，避免了临近任务频繁变动导致学习者难以形成稳定执行习惯的问题。2.在冻结任务与事件限制变更集发生时段冲突或资源冲突时，保留该任务的知识节点关联和完成记录，同时生成具有独立任务标识的冲突处置任务，该任务继承被冲突的冻结任务的知识节点关联和完成记录，并承载事件限制变更集的时段限制或资源限制，使原冻结任务的知识节点关联和完成记录保留于原任务标识下不变，新约束由冲突处置任务承载，二者互不干扰，从而将冻结保护机制与动态调整机制从对立关系转化为兼容关系。