Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 6

Üniversite Ders Çizelgeleme Probleminin Genetik Algoritma ile Optimizasyonu

Optimization of University Course Scheduling Problem with Genetic Algorithm

Sayfa
150–166
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Yapılan testeler sonucunda Genetik Algoritma ile ders çizelgeleme probleminin kısa sürede çözülebildiği görülmüştür.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Üniversitelerin her dönem başında yaptığı ders çizelgeleme problemi kombinatortal optimizasyon problemlerindendir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Çizelgeleme problemleri NP-Hard sınıfına giren ve çözümü zor problemlerdendir.
💡
Sonuç & Katkı:Yapılan testeler sonucunda Genetik Algoritma ile ders çizelgeleme probleminin kısa sürede çözülebildiği görülmüştür.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Genetik algoritma · ders çizelgeleme · ders programı

Özet

Üniversitelerin her dönem başında yaptığı ders çizelgeleme problemi kombinatortal optimizasyon problemlerindendir. Çizelgeleme problemleri NP-Hard sınıfına giren ve çözümü zor problemlerdendir. Determinist bir yaklaşımla olası bütün ihtimallerin denenmesi gibi algoritmalarla çözüm mümkün olsa da çok zaman alıcı bir işlem olduğundan pratikte bu algoritmalar kullanılmamaktadır. Özelikle probleme ait veriler arttıkça ve çözülmesi gereken çok fazla kısıt olması durumunda çözüme ulaşmak daha da güçleşmektedir. Bu çalışmada ders çizelgeleme problemi çözülmesi gereken katı ve esnek kısıtlar olarak ele alınmıştır. Katı kısıtlar ders çakışması, derslik çakışması, kapasiteye uygun olmayan dersliğe şube atanması gibi kesin olarak çözülmesi gereken kısıtlardır. Esnek kısıtlar ise derslerin istenmeyen zaman dilimlerine atanması bir kısmı ihmal edilebilen kısıtlardır. Bu çalışmada probleme ait katı ve esnek kısıtlar belirlenmiş ve bu kısıtları ihlal edilen durumlara ceza puanları atanarak en az ceza puanına sahip çözümler aranmıştır. Problemin çözümü için çizelgeleme problemlerinde sıkılıkla kullanılan Genetik Algoritma kullanılmıştır. Yapılan testeler sonucunda Genetik Algoritma ile ders çizelgeleme probleminin kısa sürede çözülebildiği görülmüştür.

Abstract

The course scheduling problem that universities do at the beginning of each semester is one of the combinatorial optimization problems. Scheduling problems are NP-Hard problems and difficult to solve. Although it is possible to solve with algorithms such as trying all possible possibilities with a deterministic approach, these algorithms are not used in practice because it is a very time-consuming process. Especially when the data of the problem increases and there are too many constraints to be solved, it becomes more difficult to reach a solution. In this study, the lesson scheduling problem is considered as hard and soft constraints that need to be solved. Hard constraints are constraints that need to be resolved, such as course conflict, classroom conflict, assigning a branch to a classroom that is not suitable for capacity. Soft constraints, on the other hand, are constraints that can be neglected by assigning courses to undesirable time slots. In this study, the hard and soft constraints of the problem were determined and the solutions with the least penalty points were sought by assigning penalty points to the situations in which these constraints were violated. Genetic Algorithm, which is frequently used in scheduling problems, was used to solve the problem. As a result of the tests, it was seen that the course scheduling problem could be solved in a short time with the Genetic Algorithm.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YİĞİT, T., ÇOLAK, R. (2022). Üniversite Ders Çizelgeleme Probleminin Genetik Algoritma ile Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 6, 150–166. https://ajindex.com/articles/493921

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (11)

  1. A. I. Diveev and O. V. Bobr, “Variational genetic algorithm for np-hard scheduling problem solution,” Procedia Computer Science, vol. 103, pp. 52–58, 2017
  2. A. Muklason, R. G. Irianti, and A. Marom, “Automated course timetabling optimization using tabu-variable neighborhood search based hyper-heuristic algorithm,” Procedia Computer Science, vol. 161, pp. 656–664, 2019
  3. K. Alomari, O. Almarashdi, A. Marashdh, and B. Zaqaibeh, “A new optimization on harmony search algorithm for exam timetabling system,” Journal Of Information And Knowledge Management, vol. 19, no. 1, pp. 202009_1-202009_13, 2020
  4. M. Chen, X. Tang, T. Song, C. Wu, S. Liu, and X. Peng, “A tabu search algorithm with controlled randomization for constructing feasible university course timetables,” Computers & Operations Research, vol. 123, pp. 105007, 2020
  5. A. Gülcü And C. Akkan, “Robust university course timetabling problem subject to single and multiple disruptions,” European Journal Of Operational Research, vol. 283, no. 2, pp. 630–646, 2020
  6. K. Patrick and Z. Godswill, “Greedy ants colony optimization strategy for solving the curriculum based university course timetabling problem,” British Journal Of Mathematics & Computer Science, vol. 14, no. 2, pp. 1–10, 2016
  7. E. A. Abdelhalim and G. A. El Khayat, “A utilization-based genetic algorithm for solving the university timetabling problem (uga),” Alexandria Engineering Journal, vol. 55, no. 2, pp. 1395–1409, 2016
  8. M. W. Carter, “A comprehensive course timetabling and student scheduling system at the university of waterloo,” Practice and Theory of Automated Timetabling III. PATAT 2000, 2000 pp. 64–82 [9] M. Shahvali Kohshori and M. Saniee Abadeh, “Hybrid genetic algorithms for university course timetabling,” International Journal of Computer Science Issues (IJCSI), vol. 9, no. 2, pp. 446-455, 2012
  9. T. Yiğit, “Meslek liseleri haftalık ders çizelgelerinin genetik algoritmalar yardımıyla oluşturulması,” Gazi Üniversitesi Endüstriyel Sanatlar Eğitim Fakültesi Dergisi, vol. 19, pp. 25–39, 2004
  10. M. A. Cruz-Chávez, M. Flores-Pichardo, A. Martínez-Oropeza, P. Moreno-Bernal, And M. H. Cruz-Rosales, “Solving a real constraint satisfaction model for the university course timetabling problem: a case study,” Mathematical Problems İn Engineering, vol. 2016, 2016
  11. J. H. Obit, K. Y. Junn, and R. Alfred, “A performance comparison of metaheuristics search for university course timetabling problems,” Advanced Science Le