Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Information Systems in Economics
доктор технических наук, профессор кафедры информационных систем в экономике
Applicant, Senior Lecturer of the Department of Mathematical and Natural Sciences
соискатель, старший преподаватель кафедры математических и естественнонаучных дисциплин
The construction of a university class schedule is one of the NP-complete problems. In cases of significant amounts of input data, typical for a multilevel university, and a set of numerous constraints, the search for an acceptable solution may take a long time or may not be optimal. The paper presents the peculiarities of a multilevel university and considers a computerized approach to the construction of an ontological model for the automation of academic scheduling, used to optimize the process of its compilation. The paper utilizes methods of semantic description of the subject area, including computer support for ontological model building. On the basis of the given analysis of the main problems the ontological approach to the formation of data structure for the tasks of training schedules compilation is substantiated. The proposed approach is realized taking into account the conditions of multilevel higher education institution. The ontological model of automated scheduling is developed. The method of solving the problem of scheduling of a multilevel university with the application of genetic algorithm (GA) using penalty functions to take into account the limitations of the mathematical model is presented. The computer program developed on the basis of the constructed class diagram provides the construction of the schedule of academic classes of a multilevel university, effective according to the integral quality criterion.
Построение расписания учебных занятий вуза - одна из трудоемких задач NP-сложности. В случаях значительных объемов входных данных, характерных для многоуровневого вуза, и совокупности многочисленных ограничений, поиск приемлемого решения может занять продолжительное время или оказаться неоптимальным. В исследовании приведены особенности многоуровневого вуза и рассмотрен компьютеризованный подход к построению онтологической модели для автоматизации составления учебного расписания, применяемой для оптимизации процесса его составлений. Использованы методы семантического описания предметной области, включая компьютерную поддержку построения онтологических моделей. На основе приведенного анализа основных проблем обоснован онтологический подход к формированию структуры данных для задач составления учебных расписаний. Предложенный подход реализован с учетом условий многоуровневого вуза. Разработана онтологическая модель автоматизированного составления расписаний. Приведен метод решения задачи построения расписаний многоуровневого вуза с применением генетического алгоритма (ГА), использующего штрафные функции для учета ограничений математической модели. Разработанная на основе построенной диаграммы классов компьютерная программа обеспечивает построение расписания учебных занятий многоуровневого вуза, эффективного по интегральному критерию качества.