Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2023 / Cilt: 11 Sayı: 2

Müfredat Tabanlı Ders Çizelgeleme Problemi için Yeni Bir Açgözlü Algoritma

A New Greedy Algorithm for the Curriculum-based Course Timetabling Problem

Sayfa
1121–1136
Yayın Tarihi
2023-04-30
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)

Önerilen algoritma, performans açısından son teknoloji ürünü açgözlü buluşsal yöntemleri geride bırakıyor.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, iyi bilinen Müfredat Tabanlı Ders Çizelgeleme Problemini optimize etmek için yeni bir açgözlü algoritmayı açıklamaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Birçok açgözlü algoritmanın yaptığı gibi tek bir buluşsal yöntem kullanmak yerine, aynı problem örneğine 120 yeni buluşsal yöntem tanımlıyor ve uyguluyoruz.
💡
Sonuç & Katkı:Önerilen algoritma, performans açısından son teknoloji ürünü açgözlü buluşsal yöntemleri geride bırakıyor.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:2007 Verileri
⚙️Değişkenler:Ders zaman çizelgesi oluşturma · Açgözlü algoritmalar · buluşsal yöntemler

Özet

Bu çalışma, iyi bilinen Müfredat Tabanlı Ders Çizelgeleme Problemini optimize etmek için yeni bir açgözlü algoritmayı açıklamaktadır. Açgözlü algoritmalar, en iyi çözümü bulmak için yürütülmesi uzun zaman alan kaba kuvvet ve evrimsel algoritmalara iyi bir alternatiftir. Birçok açgözlü algoritmanın yaptığı gibi tek bir buluşsal yöntem kullanmak yerine, aynı problem örneğine 120 yeni buluşsal yöntem tanımlıyor ve uyguluyoruz. Dersleri müsait odalara atamak için, önerilen açgözlü algoritmamız En Büyük-İlk, En Küçük-İlk, En Uygun, Önce Ortalama Ağırlık ve En Yüksek Kullanılamaz ders-ilk buluşsal yöntemlerini kullanır. İkinci Uluslararası Zaman Çizelgesi Yarışması'nın (ITC-2007) kıyaslama setinden 21 problem örneği üzerinde kapsamlı deneyler gerçekleştirilir. Önemli ölçüde azaltılmış yumuşak kısıtlama değerlerine sahip 18 problem için, önerilen açgözlü algoritma sıfır sabit kısıtlama ihlali (uygulanabilir çözümler) rapor edebilir. Önerilen algoritma, performans açısından son teknoloji ürünü açgözlü buluşsal yöntemleri geride bırakıyor.

Abstract

This study describes a novel greedy algorithm for optimizing the well-known Curriculum-Based Course Timetabling (CB-CTT) problem. Greedy algorithms are a good alternative to brute-force and evolutionary algorithms, which take a long time to execute in order to find the best solution. Rather than employing a single heuristic, as many greedy algorithms do, we define and apply 120 new heuristics to the same problem instance. To assign courses to available rooms, our proposed greedy algorithm employs the Largest-First, Smallest-First, Best-Fit, Average-weight first, and Highest Unavailable course-first heuristics. Extensive experiments are carried out on 21 problem instances from the benchmark set of the Second International Timetabling Competition (ITC-2007). For 18 problems with significantly reduced soft-constraint values, the proposed greedy algorithm can report zero hard constraint violations (feasible solutions). The proposed algorithm outperforms state-of-the-art greedy heuristics in terms of performance.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

COŞAR, B. M., SAY, B., DÖKEROĞLU, T. (2023). Müfredat Tabanlı Ders Çizelgeleme Problemi için Yeni Bir Açgözlü Algoritma. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 11 Sayı: 2, 1121–1136. https://ajindex.com/articles/927321

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. P. Michael, and K. Hadavi, "Scheduling: theory, algorithms and systems development," Operations research proceedings, Berlin, 1992, pp. 35-42
  2. W. Ruegg, A history of the university in Europe: Volume 3, universities in the nineteenth and early twentieth centuries, vol. 3, Cambridge University Press, 2004, pp.1800-1945
  3. D. Ronald, and V.N. Temlyakov, "Some remarks on greedy algorithms," Advances in computational Mathematics, vol. 5, pp. 173-187, 1996
  4. A.R. Barron, A. Cohen, W. Dahmen, RA. DeVore, “Approximation and learning by greedy algorithms,” The annals of statistics, vol. 36, no. 1, pp. 64-94. 2008
  5. A. Bettinelli, V. Cacchiani, R. Roberti, and P. “Toth An overview of curriculum-based course timetabling,” Top, vol. 23, no. 2, pp. 313-349, 2015
  6. E.K. Burke, M. Gendreau, M. Hyde, G. Kendall, G. Ochoa, E. Özcan, and R. Qu, “Hyper-heuristics: A survey of the state of the art,” Journal of the Operational Research Society, vol. 64, no. 12, pp. 1695-1724. 2013
  7. D.H. Wolpert, and W.G. Macready, “No free lunch theorems for optimization,” IEEE transactions on evolutionary computation, vol. 1, no. 1, pp. 67-82, 1997
  8. G. Dosa, J. Sgall, “Optimal analysis of best bin packing,” International Colloquium on Automata, Languages, and Programming, 2014, pp.429-441
  9. K. Fleszar, and C. Charalambous, “Average-weight-controlled bin-oriented heuristics for the one-dimensional bin-packing problem,” European Journal of Operational Research, vol. 210, no. 2, pp. 176-184, 2011
  10. G.L. Di, B. McCollum, and A. Schaerf, “The second international timetabling competition (ITC-2007): Curriculum-based course timetabling (track 3),” Technical Report 1.0, Queen’s University, Belfast, United Kingdom, 2007
  11. P.I. Tillett, “An operations research approach to the assignment of teachers to courses,” Socio-Economic Planning Sciences, vol. 9, no. 3-4, pp. 101-104, 1975
  12. H. Babaei, J. Karimpour, and A. Hadidi, “A survey of approaches for university course timetabling problem,” Computers & Industrial Engineering, vol. 86, pp. 43-59, 2015
  13. S. Abdullah, H. Turabieh, B. McCollum, and P. McMullan, “A hybrid metaheuristic approach to the university course timetabling problem,” Journal of Heuristics, vol. 18, no. 1, pp. 1-23, 2012
  14. I. Boussaïd, J. Lepagnot, and P. Siarry, “A survey on optimization metaheuristics,” Information sciences, vol. 237, pp. 82-117, 2013
  15. T. Dokeroglu, E. Sevinc, T. Kucukyilmaz, and A. Cosar, “A survey on new generatio