大型综合赛事管理信息系统

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清华大学学报（自然科学版）
２００７，４７（４）
图５管理信息系统图示
３结论
本文提出解决综合体育赛事管理问题的统一资 源关系模型，解决了异构项目的统一模型表达问题， 使得搜索算法被成功应用于综合赛事调度领域，并 以此为基础构建出大型赛事管理原型系统。经奥运 会实际信息验证，该系统可圆满实现表达异构项目 信息和进行比赛调度执行的设计功能。
１．６赛程 赛程ＳＣＨ一｛ＨＭＫ，ＨＤＴ，ＨＶＥ），分别表示赛
事场次、赛事时间和赛事场馆。继续分解，ＨＭＫ一 ｛ＥＮＭ，ＥＰＨ，ＥＧＮ，ＥＭＮ），即项目名称、项目赛 段、项目组别、组内项目场次；ＨＤＴ一｛ＤＡＴ， ＴＩＭ），即比赛的日期和具体时间；ＨＶＥ一｛ＶＥＮ， ＬＶＥ，ＬＦＥ），即为场馆、逻辑场馆和逻辑场馆内场 地编号。
和赛事规则。子属性ＣＡＴ一（ＰＮＭ，ＰＬＮ，ＲＩＴ， ＰＩＴ），表示赛段名称、赛段比赛时间长度、轮次间隔 和赛段间隔；ＣＧＲ一｛ＧＭＮ，ＧＮＭ，ＧＰＬ，ＧＭＤ）， 为组标示名称、组数量、组内人数、组划分方式；晋 级方式ＣＥＲ一｛ＣＡＲ，ＣＳＲ，ＣＵＲ），代表积分方式、 排名方式和赛段晋级方式；赛事规则ｃＲＬ为单纯 属性。
输出无可用 场地项目
该算法充分利用赛事模型特点并使用回溯和局 部搜索等思想，被证明是解决诸如田径、游泳等复杂 项目调度问题的有效途径。
万方数据
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２赛事管理系统设计
根据统一资源关系模型，赛事管理系统需包含 基础信息、人员、项目、场馆、比赛日程、赛制、约束等 信息管理功能，并可执行比赛调度和赛程执行功能。 根据子系统功能相关性，分为信息支持、决策调度和
１．５赛制 赛制描述竞赛的章程和法则，分为总体控制和
细节控制２部分。总体控制方法是本文对比赛项目 规律的特色归纳。如图１所示，该项目包含４个赛 段，各含有分组和排名２个子阶段。分组阶段中，代 表参赛者位置的空心圆参照分组规则进行分组，小 组比赛后取得其在实心圆位置对应的组内名次，而 后按照赛制晋级规则进行到下一赛段进行分组及比 赛。该模型表达出以成绩为驱动、以赛制为规则，依 次进行比赛的进程。通过合理变通可有效解决复活 赛、越级晋级等特殊赛制要求，是异构项目模型具有 普适性的基础。
≤⑧垂⑧◇卜丽◇国比赛｛ｌ专执⑨④行⑨模块 比赛执行３部分模块，如图４所示。
图４赛事管理系统功能设计图
２．１信息支持模块 信息支持模块为系统运行提供支持性信息，模
块内部划分为基本信息、项目、场馆、人员４个子系 统。基本信息子系统承担国籍、运动队、单项体育联 合会以及运动会重要时间、地点等公用支持性信息； 项目、人员子系统分别承担模型中比赛项目和赛事 人员的存储、表达、调用功能。 ２．２决策调度模块
赛制模型ｃＭＲ＝｛ＣＮＭ，ＣＡＴ，ＣＧＲ，ＣＥＲ， ＣＲＬ），即项目名称、赛段信息、分组情况、晋级方式
万方数据
赛段一ｌ 赛段二｛ Ｉ赛段＝ｌ 赛段四ｌ
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ｏ表不参赛者位置 ·表示比赛后位置
图１赛制总体控制图
８）项目一成绩关系ＥＲＲ表达竞赛总体流程。 ＥＲＲ＝｛ＥＮＥ，ＰＥＯ，ＳＣＨ，ＲＳＴ，Ｆｅｒｒ，Ｆｇｒｓ，Ｆｎｒｓ）， 等价于
ｆＥＲＲ＝Ｆｅｒｒ（ＥＮＥ，ＰＥＯ，ＳＣＨ，ＲＳＴ）一
ｆｔｒｕｅ ｉｆ（ＥＰＲ ８Ｌ ＥＨＲ＆ＲＰＲ＆ＲＨＲ）一
１ １ｆａｌＳｅ＝
ｆＲＳＴｏ＝Ｆｇｒｓ（ＥＮＥ，ＰＥＯ，ＳＣＨ，ＣＭＲ）
理场馆属性、逻辑场馆（场馆下属功能可进行变更组 合的子场馆）集合、可用时间以及竞赛场馆标志。各 属性子划分如下：ＡＴＲ一（ＮＡＭ，ＬＯＣ，ＣＡＰ， ＢＴＩ｝，分别为场馆名称、地点、容量以及建造时间； ＬＶＥ一｛ＮＡＭ，ＦＩＴ，ＦＩＣ，ＣＮＦ），含逻辑场馆名称、 场地类型、场地数量和场地类型冲突信息；ＡＶＴ一 ｛ＤＡＴ，ＴＩＭ），表示场馆可用于比赛的日期与时间 段；ＣＭＫ决定场馆是否可用于比赛。
万方数据
顾清华，等： 大型综合赛事管理信息系统
人员类别（运动员／管理人员／裁判员／工作人员）、基 本属性、参与比赛以及角色分配（如队长／前锋等）。 基本属性ＡＴＲ一（ＰＮＭ，ＮＡＴ，ＧＥＮ，ＨＩＧ，ＷＥＩ， ＢＩＲ），代表姓名、国籍、性别、高度、体重及生日信 息。
１．２场馆 场馆ＶＥＮ＝｛ＡＴＲ，ＬＶＥ，ＡＶＴ，ＣＭＫ），即物
ＣＯＮ一｛ＣＴＭ，ＣＶＮ，ＣＰＥ，ＣＥＶ），即时间、场馆、人 员和项目约束。子划分ＣＴＭ＝｛ＣＡＴ，ＣＡＳ），包含 对项目可用时间段和指定时间点的限制；ＣＶＮ一 （ＣＡＶ，ＣＳＶ），即项目可用场馆与指定场馆；ＣＰＥ 表达具有运动员兼项的项目集合；ｃＥＶ一（ｃＳＶ， ＣＧＶ｝，为项目顺序和性别轮换约束。
顾清华，等： 大型综合赛事管理信息系统
方法），从而使比赛进行到最终结果。
１．９调度算法（函数Ｆｇｓｃ） 以统一资源关系模型中项目、场馆、人员为基
础，赛制、约束为限制，赛程为目标，本文建立了以大 项倒排为主导、回溯搜索为辅助的赛事调度算法。主 要流程为：首先选择目标大项，初始化资源和约束 信息；而后按照时间逆序选择大项中跨度长、约束 复杂的小项优先进行资源指定并添加回溯信息；在 全部项目调度结束前不断检验资源可用性和结果合 理性，若出现无法进行的情况，根据回溯信息进行局 部重排，中间运用随机搜索、导向搜索等策略直至得 到最终赛程（如图３所示）。
１）项目一人员关系ＥＰＲ一｛ＥＮＥ，ＰＥＯ，Ｆｅｐｒ）， 即
ＥＰＲ—Ｆｅｐｒ（ＥＮＥ，ＰＥＯ）＝＝ ｆｔｒｕｅ ｉｆ ＥＮＥ．ＡＲＴ．ＥＮＭ∈ＰＥＯ．ＣＭＰ，
Ｉｆｌａｓｅ ｅｌｓｅ．
当项目名称属于人员参加项目时，建立关系。
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图２统一资源关系模型
２）项目一场馆关系ＥＶＲ一｛ＥＮＥ，ＶＥＮ，Ｆｅｖｒ）， 即
１．７成绩
成绩ＲＳＴ一｛ＲＭＫ，ＲＲＫ），代表场次和比赛 成绩。ＲＭＫ一｛ＥＮＭ，ＥＰＨ，ＥＧＮ，ＥＭＮ，ＥＰＥ），分 别表达项目名称、赛段、组别、组内场次编号及参赛 人员；ＲＲＫ一｛ＲＮＭ，ＲＵＮ），表示成绩数量与成绩 单位。
１．８关系
统一资源关系模型以项目为核心，分成项目与 人员、场馆、约束、赛制对应，以及赛程一成绩、人员一 成绩对应６种单纯关系，另有项目一赛程、项目一成绩 ２种复杂关系（如图２所示）。通过赛程（关键步骤） 和成绩（中间和最终结果）生成，推动比赛进行。
函数Ｆｅｓｒ通过赛制中的项目名称与项目建立联系。
５）赛程一成绩关系ＲＨＲ一｛ＳｃＨ，ＲＳＴ，Ｆｒｈｒ），
即
ＲＨＲ—Ｆｒｈｒ（ＳＣＨ，ＲＳＴ，Ｆｒｈｒ）一
ｆｔｒｕｅ
１ ｆａｌｓｅ
ｉｆ ＳＨＣ．ＲＭＫ—ＲＳＴ．ＲＭＫ，
ｅｌｓｅ．
函数Ｆｒｈｒ通过赛程和成绩中的相同的场次信息使 其联系起来。
６）人员一成绩关系ＲＰＲ一｛ＰＥＯ，ＲＳＴ，Ｆｒｐｒ）， 即
ＥＶＲ—Ｆｅｖｒ（ＥＮＥ，ＶＥＮ）一
ｆｔｒｕｅ
ｌ
｝ｆｌａｓｅ
ｉｆ ＥＮＥ．ＦＩＴ∈ＶＥＮ．ＬＶＥ．ＦＩＴ， ｅｌｓｅ．
当项目需求场地类型属于场馆中某一逻辑场馆包含 的场地类型时，建立项目一场馆关系。
３）项目一约束关系ＥＣＲ一｛ＥＮＥ，ｃＯＮ，Ｆｅｃｒ）， 即
ＥＣＲ—Ｆｅｃｒ（ＥＮＥ，ＣＯＮ）一
ｆｔｒｕｅ ｉｆ ＥＮＥ．ＡＴＲ．ＥＮＭ∈
参考文献 （Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
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１．３项 目 项目ＥＮＥ＝｛ＡＴＲ，ＦＩＴ，ＣＰＲ），表示项目基本
信息、场地需求和赛制规则。子划分ＡＴＲ一｛ＥＮＭ， ＳＰＲ，ＤＩＳ，ＩＳＦ，ＨＩＳ，ＲＥＣ），含项目名称、所属大 项、所属分项、体育联合会、历史信息以及最好成绩 记录；ＦＩＥ和ＣＰＲ为单纯属性。
１．４约束 资源的有限性决定约束存在的必然性，约束
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２．３比赛执行模块 比赛执行模块是赛事运行的核心，该模块具有
随项目运行录入成绩，运动员排名，指定比赛分组、 时间、场馆、参加人员，以及按照成绩晋级的功能，并 可以进行成绩发布。赛程执行系统实现了模型中的 项目一成绩对应关系，完成赛事的运行功能。
综上所述，整合信息支持模块提供的信息流、决 策调度模块提供的决策流和比赛执行模块所提供的 执行流，可以有效地构建完整的大型综合赛事管理 系统，包括具有灵活扩展性的统一模型以及功能强 大的编排系统。图５所示为实现上述系统设计的原 形系统，并顺利通过２００４年雅典奥运会实际项目的 数据测试。
初始化 全局变量
初始化 待分配项目
选择特定
编排大项
二［
初始化 约束信息
选择当前项目
驾前日是否幸