Applicant, Senior Lecturer of the Department of Mathematical and Natural Sciences, Sebryakovsky branch
соискатель, старший преподаватель кафедры математических и естественнонаучных дисциплин Себряковского филиала
Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Information Systems in Economics
доктор технических наук, профессор кафедры информационных систем в экономике
The construction of a class schedule of an educational institution and, especially, a multilevel higher education institution, combining in its organizational and pedagogical structures several levels of education, including professional, secondary vocational and higher education, as well as training of scientific and pedagogical staff of higher qualification, is a time-consuming task. The study considers a computerized approach to the process of building a model of its optimization. The study uses the methods of system analysis and modification of genetic algorithms (GA), substantiates the structure of initial data for the task of compiling and optimizing training schedules using the method of penalty functions to account for resource and other constraints. A statistical approach is proposed, and a statistics collection and visualization module is implemented, which allows for the operative correction of hyperparameters and the mathematical model of the GA. The examples are provided to illustrate the problem of creating schedules for a multilevel university using GA. The developed computer program provides the creating of the schedule of academic classes of a multilevel university, effective according to the integral quality criterion substantiated taking into account the limitations.
Построение расписания занятий учебного заведения, в частности многоуровневого вуза, сочетающих в своих организационно-педагогических структурах несколько уровней обучения, включая профессионалитет, среднее профессиональное и высшее образование, а также подготовку научно-педагогических кадров высшей квалификации, является трудоемкой задачей. Рассмотрен компьютеризованный подход к процессу построения модели и его оптимизации. Использованы методы системного анализа и модификации генетических алгоритмов (ГА), обоснованы структура исходных данных для задачи составления и оптимизации учебных расписаний с применением метода штрафных функций для учета ресурсных и иных ограничений. Предложен статистический подход и реализован модуль сбора и визуализации статистики с возможностью оперативной корректировки гиперпараметров и математической модели ГА. Приведены примеры решения задачи построения расписаний многоуровневого вуза с применением ГА. Разработанная компьютерная программа обеспечивает построение расписания учебных занятий многоуровневого вуза, эффективного по обоснованному интегральному критерию качества и с учетом ограничений.