Συστήματα Επιχειρηματικής Ευφυίας. Τα προβλήματα school timetabling, University course timetabling και Exam timetabling

Σχετικά έγγραφα
Συστήματα Επιχειρηματικής Ευφυίας. Ενδεικτική επίλυση του προβλήματος school timetabling με PSO

Συστήματα Επιχειρηματικής Ευφυίας. Το πρόβλημα Nurse rostering Ενδεικτική επίλυση με αλγόριθμο Variable Neighborhood Search (VNS)

Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

Κατανεμημένα Συστήματα Ι

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Υπολογιστική Πολυπλοκότητα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ

Κεφάλαιο 8. NP και Υπολογιστική Δυσεπιλυσιμότητα. Χρησιμοποιήθηκε υλικό από τις αγγλικές διαφάνειες του Kevin Wayne.

ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΑΓΡΟΤΙΚΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ & ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΑΓΡΙΝΙΟ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

Κεφάλαιο 8. NP και Υπολογιστική Δυσεπιλυσιµότητα. Χρησιµοποιήθηκε υλικό από τις αγγλικές διαφάνειες του Kevin Wayne.

I student. Μεθοδολογική προσέγγιση και απαιτήσεις για την ανάπτυξη των αλγορίθμων δρομολόγησης Χρυσοχόου Ευαγγελία Επιστημονικός Συνεργάτης ΙΜΕΤ

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ

Υπολογιστική Πολυπλοκότητα

Κεφάλαιο 8. NP και Υπολογιστική Δυσεπιλυσιμότητα. Παύλος Εφραιμίδης V1.1,

Οδηγός Μαθήματος Κινητικός Έλεγχος και Κινητική Μάθηση στην Αποκατάσταση

Η διάρκεια σπουδών στο ΔΠΜΣ-ΣΕΣΕ είναι συνήθως πλήρους φοίτησης, με διάρκεια που είναι κατ ελάχιστο 1,5 έτος και δεν δύναται να υπερβεί τα 3 έτη.

Σχέδιο Έκθεσης. Ετήσιου Προγραμματισμού του Σχολείου

«Ερευνώ, Βελτιώνομαι και Προχωρώ»

ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΠΟΥΔΕΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Πανεπιστήμιο Αιγαίου. Σχολή... Τμήμα...

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΠΟΥΔΕΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΘΕΜΑ Α ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΩΡΟΛΟΓΙΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΔΗΓΙΕΣ ΕΓΓΡΑΦΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ

Συντάχθηκε απο τον/την ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΕΡΡΙΚΟΣ ΧΛΑΠΑΝΗΣ Κυριακή, 11 Σεπτέμβριος :18 - Τελευταία Ενημέρωση Κυριακή, 11 Σεπτέμβριος :18

Κλάσεις Πολυπλοκότητας

ΜΑΘΗΜΑ: ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι

ΘΕ 9. Παιδαγωγικές Παρεμβάσεις για Ενίσχυση της Ένταξης. Μαρία Θ. Παπαδοπούλου, PhD Σχολική Σύμβουλος Π.Ε. 6η Περιφέρεια ν.

1 Εισαγωγή στις Συνδυαστικές Δημοπρασίες - Combinatorial Auctions

Το Νέο Λύκειο Σχολικό έτος

ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ Προπτυχιακό ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ GD2670

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ

ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

6. ΦΟΙΤΗΤΙΚΕΣ ΕΙΣΦΟΡΕΣ, ΠΑΡΟΧΗ ΕΡΓΟΥ, ΩΡΟΜΙΣΘΙΟΙ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟΙ. 6.1 Συνεισφορά στο Τμήμα των Μεταπτυχιακών Φοιτητών

n ίδια n διαφορετικά n n 0 n n n 1 n n n n 0 4

ΠΡΑΞΗ: «ΜΟ.ΔΙ.Π» (Μονάδα Διασφάλισης Ποιότητας) του Πανεπιστημίου Μακεδονίας» Κωδικός MIS ΥΠΟΕΡΓΟ:

ΣΧΕΤ : ΚΟΙΝ : Εκπροσώπους Σπουδαστών

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ Η/Υ

Οδηγός Μαθήματος Μεθοδολογία Έρευνας

ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΟΜ.Ε.Α. ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ: ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΑΚΑΔ. ΕΤΟΥΣ

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

Θέμα: «Απάντηση ερωτήσεων σχετικά με την οργάνωση των Ερευνητικών Εργασιών»

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

Πρωτόκολλα Ελέγχου προσπέλασης μέσου

Καθηγητής Παν Πειραιά, Δρ Φούντας Ευάγγελος. Δρ ΦΟΥΝΤΑΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ. Καθηγητής Πανεπιστημίου Πειραιώς Πρόεδρος Τμήματος Πληροφορικής

Εξ αποστάσεως υποστήριξη του έργου των Εκπαιδευτικών μέσω των δικτύων και εργαλείων της Πληροφορικής

Η ανάπτυξη μαθημάτων επιχειρηματικότητας στην ανώτατη εκπαίδευση. Διεθνής και Ελληνική εμπειρία.

Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Μάθημα: ECE_Υ106 Εισαγωγή στους Υπολογιστές. Εγχειρίδιο Μαθήματος

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Επίλυση Προβλημάτων 1

Μοντελοποίηση προβληµάτων

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΟΜ.Ε.Α. ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ: ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΑΚΑΔ. ΕΤΟΥΣ

Διαχείριση Ωρολογίων Προγραμμάτων Εκπαιδευτικών

Διαχείριση Ωρολογίων Προγραμμάτων

On line αλγόριθμοι δρομολόγησης για στοχαστικά δίκτυα σε πραγματικό χρόνο

NP-complete problems. IS, 4-Degree IS,CLIQUE, NODE COVER, MAX CUT, MAX BISECTION, BISECTION WIDTH. NP-complete problems 1 / 30

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Διακριτά Μαθηματικά. Ενότητα 4: Εισαγωγή / Σύνολα

θα γίνουν δεκτές εργασίες με mail ή με οποιοδήποτε άλλο τρόπο) μόνο την Δευτέρα 24/10 και ώρα 16:00-21:00 (Α32) (διδάσκουσα: Μπρίνια), την

Τμήμα Πληροφορικής ΑΠΘ Τμήμα Οικονομικών Επιστημών ΑΠΘ. Επανίδρυση του ΔΠΜΣ «Πληροφορική και Διοίκηση» (Αναμένεται έγκριση του ΠΜΣ από το ΥΠΕΘ)

Το μάθημα Διδακτική Μαθημάτων Ειδικότητας φέρνει τους φοιτητές σε επαφή με τα επιστημονικά, επιστημολογικά και διδακτικά χαρακτηριστικά της κάθε

Θεωρία Γραφημάτων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές

ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΩΡΟΛΟΓΙΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΔΗΓΙΕΣ ΕΓΓΡΑΦΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ

Β Ομάδα Ασκήσεων "Λογικού Προγραμματισμού" Ακαδημαϊκού Έτους

ΩΡΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΘΕΜΑ: «Διευκρινήσεις σχετικά με το ωράριο των εκπαιδευτικών»

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗΣ ΚΑΙ ΝΕΑΣ ΓΕΝΙΑΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗΣ

ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΩΡΟΛΟΓΙΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΔΗΓΙΕΣ ΕΓΓΡΑΦΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

Κεφάλαιο 1. Πέντε Αντιπροσωπευτικά Προβλήματα. Έκδοση 1.4, 30/10/2014. Χρησιμοποιήθηκε υλικό από τις αγγλικές διαφάνειες του Kevin Wayne.

Μη Ντετερμινισμός και NP-Πληρότητα

Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα

ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ

Ε.202-2: ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΟΜ.Ε.Α. ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ: ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΑΚΑΔ. ΕΤΟΥΣ

NP-πληρότητα. Λεωνίδας Παληός Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

"Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΑΝ ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ ΜΑΘΗΜΑ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ΤΟΥ Π.Τ.Δ.Ε ΣΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ".

L A P. w L A f(w) L B (10.1) u := f(w)

ΘΕΜΑ: Οδηγίες για τη διδασκαλία της Ερευνητικής Εργασίας της Α τάξης Γενικού Λυκείου για το σχ. έτος

ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ. Ενότητα 6: Προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών. Ρεφανίδης Ιωάννης Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΣΥΝΕΔΡΙΟ Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΓΛΩΣΣΑ ΣΤΗ ΛΑΤΙΝΙΚΗ ΑΜΕΡΙΚΗ ΜΟΝΤΕΒΙΔΕΟ Οκτωβρίου 2009

Scheduling on Unrelated Parallel Machines

ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΙΑΤΑΞΗΣ ΤΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΛΥΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΣΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΤΩΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Εισαγωγή

Μουσεία και Εκπαίδευση (υποχρεωτικό 3,4 εξ.) Προσδοκώμενα αποτελέσματα: Στη διάρκεια του μαθήματος οι φοιτητές/τριες

Ο ΥΠΟΥΡΓΟΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ

ΕΦΗΜΕΡΙ Α ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΕΩΣ

Περιφερειακές Διευθύνσεις Εκπαίδευσης και Διευθύνσεις Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης. Τμήματα Πληροφορικής Πανεπιστημιακού και Τεχνολογικού Τομέα Α.Ε.Ι.

Gutenberg

Β. Πρόγραμμα Βοηθών Διευθυντών Σχολείων Μέσης Γενικής και Μέσης

ILP-Feasibility conp

max c 1 x 1 + c 2 x c n x n υπό a 11 x 1 + a 12 x a 1n x n b 1 a 21 x 1 + a 22 x a 2n x n b 2 a m1 x 1 + a m2 x a mn x n b m

Σχολικό έτος

Transcript:

Συστήματα Επιχειρηματικής Ευφυίας Τα προβλήματα school timetabling, University course timetabling και Exam timetabling

Πέμπτη Διάλεξη Περιεχόμενα (1) 1. Το πρόβλημα school timetabling Ορισμός του προβλήματος πολυπλοκότητα του προβλήματος Ο διεθνής διαγωνισμός Αρχεία δεδομένων της ελληνικής πραγματικότητας Οι μεταβλητές και οντότητες του προβλήματος Μια εκδοχή του προβλήματος για την ελληνική πραγματικότητα Μια ενδεχόμενη αναπαράσταση των πιθανών λύσεων

Πέμπτη Διάλεξη Περιεχόμενα (2) 2. Το πρόβλημα University Course timetabling Ορισμός του προβλήματος πολυπλοκότητα του προβλήματος Ο διεθνής διαγωνισμός Οι μεταβλητές και οντότητες του προβλήματος Οι περιορισμοί Μια ενδεχόμενη αναπαράσταση των πιθανών λύσεων

Πέμπτη Διάλεξη Περιεχόμενα (3) 3. Το πρόβλημα Exam timetabling Ορισμός του προβλήματος πολυπλοκότητα του προβλήματος Ο διεθνής διαγωνισμός Οι μεταβλητές και οντότητες του προβλήματος Οι περιορισμοί

Το πρόβλημα school timetabling (1) Ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του 1960 συναντάται το School Timetabling πρόβλημα στην επιστημονική βιβλιογραφία (Gotlieb, 1962). Ορισμός του προβλήματος: Στην πιο απλή του μορφή περιλαμβάνει τον προγραμματισμό ενός συνόλου από ζεύγη (t, c), όπου t T και c C (T: το σύνολο των καθηγητών, C: το σύνολο των τάξεων) με τέτοιο τρόπο ώστε κανένας καθηγητής t και καμία τάξη c δεν αντιστοιχεί σε περισσότερα από ένα μάθημα σε συγκεκριμένη ώρα. Gotlieb, C. (1962, January). The Construction of Class Teacher Time Tables.

Το πρόβλημα school timetabling (2) Πολυπλοκότητα του προβλήματος: η βασική έκδοση του προβλήματος, είναι αλήθεια ότι μπορεί να επιλυθεί σε πολυωνυμικό χρόνο, με έναν αλγόριθμο ελάχιστου κόστους δικτύου (Min Cost Network), όπως απέδειξε ο de Werra το 1971(*). αν ληφθεί υπόψη ο πρόσθετος περιορισμός της διαθεσιμότητας, το πρόβλημα καθίσταται NP πλήρες (NP Complete), όπως απέδειξαν οι Even κ.ά. (1975)(*). de Werra, D. (1971). Construction of school timetables by flow methods. INFOR: Information Systems and Operational Research. Even, S., Itai, A., & Shamir, A. (1975). On the Complexity of Timetable and Multi Commodity Flow Problems.

Το πρόβλημα school timetabling (3) Επίσης, στην πράξη εμφανίζεται η ανάγκη για συνδιδασκαλίες. Η περίπτωση των συνδιδασκαλιών μπορεί να αφορά την ταυτόχρονη παρουσία δύο καθηγητών στην ίδια τάξη ή ακόμη την ταυτόχρονη διδασκαλία δύο καθηγητών σε δύο διαφορετικές τάξεις. Αν ληφθούν υπόψη και οι περιορισμοί που εισάγει η περίπτωση των συνδιδασκαλιών, τότε το πρόβλημα καθίσταται επίσης NP Complete. Την πρόταση αυτή απέδειξαν οι Cooper και Kingston το 1996.(*) Cooper, T. B., & Kingston, J. H. (1996). The complexity of timetable construction problems

Το πρόβλημα school timetabling (3) Ο διεθνής διαγωνισμός : INTERNATIONAL TIMETABLING COMPETITION 2011, UNIVERSITY OF TWENTE. (Ολλανδία) (https://www.utwente.nl/ctit/hstt/itc2011/welcome/) Ήταν αφιερωμένος στο συγκεκριμένο πρόβλημα. Ο στόχος του ήταν η προτυποποίηση τόσο των περιορισμών του προβλήματος school timetabling όσο και η ομοιομορφία αναπαράστασης των αρχείων εισόδου (XML), για διευκόλυνση των διάφορων ερευνητών. Τα αρχεία εισόδου που παρουσιάστηκαν στον διαγωνισμό είναι σημείο αναφοράς για κάθε νέο αλγόριθμο επίλυσης του προβλήματος. Περιλαμβάνει αρχεία εισόδου από διάφορες χώρες, βασισμένα σε πραγματικές καταστάσεις, με βασικό σύνολο 16 περιορισμών.

Το πρόβλημα school timetabling (4) Αρχεία δεδομένων της ελληνικής πραγματικότητας Υπάρχει ένα σύνολο από 6 αρχεία εισόδου με πραγματικά δεδομένα από σχολεία της Πάτρας. Είναι γνωστά στην διεθνή κοινότητα και αναφέρονται ως Beligiannis Data Set από τους: Johnes (2015), Kristiansen και Stidsen (2013), και Pillay (2014)). Υπάρχουν ακόμη 4 αρχεία που αναφέρονται από τους Valouxis και Housos (2003 και από τους Papoutsis κ.ά. (2003). τα παραπάνω αρχεία χρησιμοποιούνται από τους Valouxis και Housos (2003), Papoutsis κ.ά. (2003), Beligiannis κ.ά. (2008), Beligiannis κ.ά. (2009) και Zhang κ.ά.,(2010), Tassopoulos and Beligiannis (2012 3 papers), Raghavjee και Pillay (2013), Katsaragakis κ.ά. (2015) και Skoullis κ.ά. (2016) σε σχετικές δημοσιεύσεις. τρία από τα αρχεία Beligiannis Data Set παραχωρήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν στον Διεθνή διαγωνισμό ITC 2011.

Το πρόβλημα school timetabling (4) Μεταβλητές και οντότητες του προβλήματος DaysNo: το μέγιστο πλήθος ημερών διδασκαλίας. HoursNo: το μέγιστο πλήθος των ωρών διδασκαλίας σε κάθε ημέρα. LessonsNo: το μέγιστο πλήθος μαθημάτων που διδάσκονται στο σχολείο. ClassesNo: το πλήθος των τάξεων του σχολείου. TeachersNo: το πλήθος των καθηγητών του σχολείου.

Το πρόβλημα school timetabling (5) Μια εκδοχή του προβλήματος για την ελληνική πραγματικότητα Στα 6 αρχεία του Beligiannis Data Set και στα υπόλοιπα 4 που αναφέρθηκαν προηγουμένως, συναντώνται οι παρακάτω περιορισμοί: Ανελαστικοί περιορισμοί: o Υπάρχουν τριών ειδών ανελαστικοί περιορισμοί, οι οποίοι περιλαμβάνονται στη συγκεκριμένη μορφή του προβλήματος: περιορισμοί οι οποίοι αναφέρονται στις τάξεις, περιορισμοί οι οποίοι αναφέρονται στους καθηγητές και περιορισμοί που αναφέρονται στις συνδιδασκαλίες.

Το πρόβλημα school timetabling (6) o Οι ανελαστικοί περιορισμοί των τάξεων είναι οι εξής: 1) Συγκρούσεις τάξεων: σε κάθε τάξη διδάσκεται το πολύ ένα μάθημα σε δεδομένη διδακτική ώρα. Επίσης, σε κάθε τάξη διδάσκει το πολύ ένας καθηγητής σε δεδομένη διδακτική ώρα, με την εξαίρεση των περιπτώσεων συνδιδασκαλίας. 2) Αδρανείς ώρες τάξεων: οι αδρανείς ώρες μιας τάξης, δηλαδή ώρες κατά τις οποίες η τάξη δεν έχει μάθημα, οφείλουν να βρίσκονται στο τέλος του ημερήσιου ωραρίου διδασκαλίας.

Το πρόβλημα school timetabling (7) o Οι ανελαστικοί περιορισμοί των καθηγητών είναι οι εξής: 1. Συγκρούσεις καθηγητών: κάθε καθηγητής, σε δεδομένη διδακτική ώρα, διδάσκει το πολύ σε μια τάξη. 2. Διαθεσιμότητα καθηγητών: κάθε καθηγητής πρέπει να ανατίθεται σε διδακτικές ώρες κατά τις οποίες είναι διαθέσιμος στο σχολείο. 3. Ανάθεση καθηγητή τάξης μαθήματος: ο αριθμός των ωρών και των μαθημάτων που ανατίθενται σε κάθε καθηγητή για διδασκαλία σε κάθε τάξη είναι σταθερός και προκαθορίζεται από τα δεδομένα εισόδου.

Το πρόβλημα school timetabling (8) o Τέλος, οι ανελαστικοί περιορισμοί που αφορούν στις συνδιδασκαλίες, είναι οι εξής: 1. Αν δύο καθηγητές πρέπει να διδάξουν ταυτόχρονα στην ίδια τάξη, τότε πρέπει να ανατεθούν σε αυτήν την τάξη και οι δύο κατά την διάρκεια των διδακτικών ωρών της συνδιδασκαλίας. 2. Αν δύο καθηγητές πρέπει να διδάξουν σε δύο διαφορετικές τάξεις ταυτόχρονα, τότε οι διδασκαλίες του ενός στην μια τάξη πρέπει να λαμβάνουν χώρα στις ίδιες διδακτικές χώρες που πραγματοποιούνται οι διδασκαλίες του άλλου καθηγητή στην άλλη τάξη.

Το πρόβλημα school timetabling (9) Ελαστικοί περιορισμοί Οι παρακάτω ελαστικοί περιορισμοί θεωρούνται ίδιας προτεραιότητας σε όλες τις δημοσιεύσεις και η ποινή ανά παραβίαση ορίζεται σε 1 μονάδα. 1. Κατανομή μαθημάτων: κάθε μάθημα πρέπει να διδάσκεται το πολύ μια φορά σε μια τάξη κατά την διάρκεια μιας ημέρας. 2. Κατανομή ωραρίου καθηγητών: κάθε καθηγητής πρέπει να έχει ισορροπημένη κατανομή του ωραρίου του (διδασκαλιών) στις ημέρες που είναι διαθέσιμος. 3. Αδρανείς ώρες καθηγητών: κάθε καθηγητής πρέπει να έχει συμπαγές πρόγραμμα διδασκαλιών σε κάθε ημέρα, δηλαδή να μην έχει ώρα αδράνειας μεταξύ δύο διαδοχικών ωρών διδασκαλίας.

Το πρόβλημα school timetabling (10) Μια ενδεχόμενη αναπαράσταση των πιθανών λύσεων Παρατίθεται πρώτα η σχέση μεταξύ ημερών, ωρών διδασκαλίας και timeslots σε ένα τυπικό ελληνικό σχολείο

Το πρόβλημα school timetabling (11) Με βάση τον πίνακα της προηγούμενης διαφάνειας, μια πιθανή και εύλογη αναπαράσταση της λύσης, που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ένας αλγόριθμος, είναι η επόμενη: Όπου Teacher είναι ένας ακέραιος αριθμός που αντιστοιχεί στον μοναδικό κωδικό κάθε καθηγητή. Αν ο ακέραιος ισούται με -1, αυτό σημαίνει «καμία ανάθεση» δηλαδή κενό για την τάξη την συγκεκριμένη ώρα.

Το πρόβλημα University Course timetabling (1) Ορισμός του προβλήματος: Σύμφωνα με τους Socha κ.ά. (2003), το πρόβλημα University Course Timetabling μπορεί να οριστεί ως η ανάθεση ενός συγκεκριμένου αριθμού διαλέξεων σε έναν συγκεκριμένο αριθμό χρονοθυρίδων (timeslots) και αιθουσών, με ταυτόχρονη ικανοποίηση ενός συνόλου ανελαστικών και ελαστικών περιορισμών. Socha, K., Sampels, M., & Manfrin, M. (2003). Ant Algorithms for the University Course Timetabling Problem with Regard to the State of the Art.

Το πρόβλημα University Course timetabling (2) Πολυπλοκότητα του προβλήματος:, το πρόβλημα CB CTT (για τον ορισμό βλέπε επόμενες διαφάνειες) ανήκει στην κλάση NP Hard καθώς ανάγεται στο πρόβλημα χρωματισμού γράφου (graph coloring), το οποίο είναι ένα γνωστό NP Hard πρόβλημα (Burke κ.ά., 2010). Burke, E. K., Mareček, J., Parkes, A. J., & Rudová, H. (2010, September). A supernodal formulation of vertex colouring with applications in course timetabling

Το πρόβλημα University Course timetabling (3) Ο διεθνής διαγωνισμός : Το 2007 διεξήχθη ο Δεύτερος Διεθνής Διαγωνισμός (ITC2007)(*), ο οποίος ήταν αφιερωμένος στο Timetabling. Ο Διαγωνισμός αποτελείτο από τρείς τομείς. Οι δύο τελευταίοι τομείς ήταν αφιερωμένοι στο University Course Timetabling. Συγκεκριμένα, το πρόβλημα του δεύτερου τομέα ήταν αφιερωμένο στο Post Enrollment Based Course Timetabling (PE CTT) και ο τρίτος στο Curriculum Based Course Timetabling (CB CTT). Διευκρινίζεται ότι το PE CTT αφορά την περίπτωση κατά την οποία οι φοιτητές εγγράφονται σε Μαθήματα πριν αποφασιστεί το πρόγραμμα, ενώ στο CB CTT βασική έννοια είναι η έννοια του curriculum, το οποίο επιλέγει ο κάθε φοιτητής. http://www.cs.qub.ac.uk/itc2007/

Το πρόβλημα University Course timetabling (4) Ένα curriculum είναι ένα σύνολο από μαθήματα τα οποία έχουν κοινούς φοιτητές. Οι εγγραφόμενοι φοιτητές πρέπει να παρακολουθούν τις διαλέξεις του curriculum στο οποίο εγγράφηκαν. Επικεντρώσουμε το ενδιαφέρον στο CB CTT, αφού αυτή η έκδοση έχει απασχολήσει περισσότερο τους ερευνητές, ενώ συναντάται σε πάρα πολλά Πανεπιστήμια ανά τον κόσμο.

Το πρόβλημα University Course timetabling (5) Οι μεταβλητές και οντότητες του προβλήματος Στο μοντέλο που παρουσιάζουν οι ερευνητές Socha κ.ά. (2003), χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες οντότητες: 1. Ένα σύνολο από διαλέξεις c i (i = 0,..., C). 2. Ένα σύνολο από t n χρονοθυρίδες (n = 1,..., 45) 3. Ένα σύνολο από R αίθουσες r j j = 0,..., R. 4. Ένα σύνολο από F χαρακτηριστικά αιθουσών. 5. Ένα σύνολο από M φοιτητές. Socha, K., Sampels, M., & Manfrin, M. (2003). Ant Algorithms for the University Course Timetabling Problem with Regard to the State of the Art.

Το πρόβλημα University Course timetabling (6) Σημειώνεται ότι στο πρόβλημα CB CTT τα F χαρακτηριστικά της κάθε αίθουσας συνίστανται στην χωρητικότητα της κάθε αίθουσας, ενώ συνυπάρχει όπως αναφέρθηκε και η οντότητα του curriculum. Επίσης, δεν χρησιμοποιείται η οντότητα «φοιτητής».

Το πρόβλημα University Course timetabling (7) Οι περιορισμοί: Στην διεθνή βιβλιογραφία έχουν καταγραφεί 18 είδη ελαστικών περιορισμών (Pongcharoen κ.ά., 2008), οι οποίοι όμως, δεν αφορούν σε όλα τα Πανεπιστήμια και διαφέρουν ανάλογα με το κράτος ή το εκπαιδευτικό σύστημα. Άλλωστε, σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι αναγκαίο να θεωρούνται πρόσθετοι ελαστικοί περιορισμοί που σχετίζονται με Θρησκευτικές παραμέτρους ή πολιτιστικά ζητήματα. Pongcharoen, P., Promtet, W., Yenradee, P., & Hicks, C. (2008, April). Stochastic 24 Optimization Timetabling Tool for university course scheduling.

Το πρόβλημα University Course timetabling (8) Ανελαστικοί περιορισμοί: Οι ανελαστικοί περιορισμοί του Διαγωνισμού, όσον αφορά στο πρόβλημα CB CTT, ήταν οι εξής: Όλες οι διαλέξεις ενός μαθήματος πρέπει να προγραμματισθούν σε διακεκριμένες χρονικές στιγμές. Αν δεν καταστεί δυνατός ο προγραμματισμός μιας διάλεξης, τότε έχουμε παραβίαση. Δύο διαλέξεις δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν ταυτόχρονα στην ίδια αίθουσα. Σε αντίθετη περίπτωση έχουμε παραβίαση, ανάλογη με τις ταυτόχρονες διαλέξεις στην αίθουσα.

Το πρόβλημα University Course timetabling (8) Οι διαλέξεις μαθημάτων, τα οποία ανήκουν στο ίδιο curriculum, ή διδάσκονται από τον ίδιο καθηγητή, πρέπει να προγραμματιστούν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους. Κάθε διάλεξη που παραδίδει ένας καθηγητής πρέπει να προγραμματιστεί σε χρονική περίοδο κατά την οποία ο καθηγητής είναι διαθέσιμος.

Το πρόβλημα University Course timetabling (9) Ελαστικοί περιορισμοί: Οι ελαστικοί περιορισμοί του Διαγωνισμού, όσον αφορά στο πρόβλημα CB CTT, ήταν οι εξής: Το πλήθος των φοιτητών που παρακολουθούν μια διάλεξη θα πρέπει να είναι μικρότερο ή ίσο από των αριθμό καθισμάτων της αίθουσας στο οποίο θα προγραμματιστεί η διάλεξη. Το κόστος παραβίασης είναι ανάλογο της έλλειψης των θέσεων. Οι διαλέξεις κάθε μαθήματος πρέπει να είναι κατανεμημένες σε ένα ελάχιστο αριθμό ημερών. Για κάθε ημέρα κάτω από τον ελάχιστο αριθμό ημερών προσμετρούνται 5 μονάδες κόστους.

Το πρόβλημα University Course timetabling (10) Οι διαλέξεις των μαθημάτων, τα οποία ανήκουν στο ίδιο curriculum, πρέπει να γειτνιάζουν χρονικά. Για κάθε διάλεξη μαθήματος του ίδιου curriculum, η οποία είναι απομονωμένη, προσμετρούνται 2 μονάδες κόστους. Όλες οι διαλέξεις ενός μαθήματος πρέπει να διεξάγονται στην ίδια αίθουσα. Για κάθε επιπλέον χρήση αίθουσας, πέραν της πρώτης, προσμετράται 1 μονάδα κόστους.

Το πρόβλημα University Course timetabling (11) Μια ενδεχόμενη αναπαράσταση των λύσεων είναι η ακόλουθη: Σημειώνεται ότι με την παραπάνω αναπαράσταση ικανοποιούνται οι δύο πρώτοι ανελαστικοί περιορισμοί, οπωσδήποτε, δοθείσας μιας επαρκούς διαδικασίας αρχικοποίησης. Επίσης, για κάθε lecture υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες σχετικά με το course στο οποίο ανήκει και τον καθηγητή που το διδάσκει.

Το πρόβλημα Exam timetabling (1) Ορισμός του προβλήματος: Σύμφωνα με την Souad Larabi (2015) (*) το πρόβλημα του προγραμματισμού εξετάσεων (Exam Timetabling) μπορεί να οριστεί ως η ανάθεση ενός συνόλου εξετάσεων σε περιορισμένο αριθμό διατεταγμένων χρονοθυρίδων και αιθουσών συγκεκριμένης χωρητικότητας, ενώ ικανοποιείται ένα σύνολο περιορισμών. Souad Larabi, M. S. (2015, December). A survey of Particle Swarm Optimization techniques for solving university Examination Timetabling Problem.

Το πρόβλημα Exam timetabling (2) Πολυπλοκότητα του προβλήματος: οι de Werra κ.ά. (2002)(*) έδωσαν τον ορισμό ενός απλοποιημένου μοντέλου για το Exam Timetabling και παρουσίασαν τις πιθανές επεκτάσεις του στα υπόλοιπα προβλήματα timetabling του Ακαδημαϊκού χώρου. Έδειξαν επίσης ότι κάποιες εκδοχές του προβλήματος ανήκουν στην κλάση των NP Complete προβλημάτων. de Werra, D., Asratian, A. S., & Durand, S. (2002, March). Complexity of some special types of timetabling problems. Journal of Scheduling

Το πρόβλημα Exam timetabling (3) Ο διεθνής διαγωνισμός(*): Πρέπει να σημειωθεί ότι ο ορισμός του προβλήματος Exam Timetabling, όπως και των προβλημάτων University Course Timetabling και School Timetabling, δεν ήταν και ίσως δεν είναι ακόμη καθολικά αποδεκτός και υιοθετημένος από το ευρύτερο σύνολο της ερευνητικής κοινότητας. Αυτό συμβαίνει διότι, ανάλογα με το εκπαιδευτικό σύστημα κάθε χώρας, αλλά και τις ιδιαιτερότητας σε εθνολογικά, πολιτισμικά, ακόμη και θρησκευτικά ζητήματα, τα αντίστοιχα προβλήματα ορίζονται διαφορετικά, αν και ο πυρήνας του ορισμού παραμένει ο ίδιος. http://www.cs.qub.ac.uk/itc2007/

Το πρόβλημα Exam timetabling (4) Το 2007 διεξήχθη ο Δεύτερος Διεθνής Διαγωνισμός (ITC2007), ο οποίος ήταν αφιερωμένος στο Timetabling και του οποίου το πρώτο τμήμα αφιερώθηκε στο Exam Timetabling. Ένας από τους στόχους του διαγωνισμού, εκτός από τους προφανείς, ήταν η καθιέρωση ενός καθολικά αποδεκτού ορισμού του προβλήματος στην ερευνητική κοινότητα.

Το πρόβλημα Exam timetabling (5) Οι μεταβλητές και οντότητες του προβλήματος: Η εξεταστική περίοδος, η οποία αποτελείται από έναν αριθμό χρονικών περιόδων προκαθορισμένου μήκους. Το σύνολο των εξετάσεων, οι οποίες πρέπει να προγραμματιστούν στις χρονικές περιόδους. Το σύνολο των φοιτητών, οι οποίοι έχουν εγγραφεί στις συγκεκριμένες εξετάσεις. Για κάθε εξέταση είναι γνωστό το υποσύνολο των φοιτητών, οι οποίοι είναι εγγεγραμμένοι στην εξέταση.

Το πρόβλημα Exam timetabling (6) Το σύνολο των αιθουσών στις οποίες θα λάβουν χώρα οι εξετάσεις. Κάθε αίθουσα έχει τα δικά της ατομικά χαρακτηριστικά. Το σύνολο των ανελαστικών περιορισμών, οι οποίοι πρέπει να ικανοποιηθούν οπωσδήποτε. Το σύνολο των ελαστικών περιορισμών, η παραβίαση των οποίων συνεισφέρει στην συνολική ποινή κόστος του προγράμματος. Το σύνολο των βαρών με βάσει τα οποία σταθμίζεται η συνεισφορά κάθε ελαστικού περιορισμού που παραβιάζεται, στην συνολική ποινή.

Το πρόβλημα Exam timetabling (7) Οι περιορισμοί: Οι ανελαστικοί περιορισμοί είναι οι ακόλουθοι: Κάθε φοιτητής εξετάζεται σε μια το πολύ εξέταση σε δεδομένη περίοδο. Η χωρητικότητα κάθε αίθουσας στην οποία πραγματοποιείται μια εξέταση επαρκεί για τους εγγεγραμμένους φοιτητές της εξέτασης. Το μήκος των περιόδων είναι επαρκές σε σχέση με την διάρκεια των εξετάσεων.

Το πρόβλημα Exam timetabling (8) Χρονισμός εξετάσεων. Για παράδειγμα, η εξέταση Α πρέπει να προηγηθεί της εξέτασης Β. Χωρική αντιστοίχιση κάποιων εξετάσεων. Για παράδειγμα, η εξέταση Α πρέπει οπωσδήποτε να λάβει χώρα στην αίθουσα 001. Σημειώνεται ότι, αντίθετα με το University Course Timetabling, οι εξετάσεις μπορεί να λάβουν χώρα ταυτόχρονα στην ίδια αίθουσα, εφόσον η χωρητικότητα της αίθουσας το επιτρέπει.

Το πρόβλημα Exam timetabling (9) Οι ελαστικοί περιορισμοί είναι οι ακόλουθοι: Για κάθε φοιτητή, ο οποίος εξετάζεται σε δύο εξετάσεις την ίδια ημέρα, οι εξετάσεις δεν είναι συνεχόμενες χρονικά, αλλά αντίθετα υπάρχει κενό χρονικό διάστημα ανάμεσά τους. Κάθε φοιτητής εξετάζεται σε μια το πολύ εξέταση ανά ημέρα. Ο περιορισμός αυτός καθίσταται σημαντικός όταν η ημέρα διαθέτει περισσότερες από δύο περιόδους.

Το πρόβλημα Exam timetabling (10) Καθορισμένη χρονική διασπορά των εξετάσεων. Ενδιαφέρει ο αριθμός των περιπτώσεων όπου ένας φοιτητής εξετάζεται σε περισσότερες από μια εξέταση σε μια περίοδο. Ο σκοπός του περιορισμού είναι ο δίκαιος επιμερισμός φόρτου εξετάσεων σε όλους τους φοιτητές. Διαφοροποιημένη διάρκεια εξέτασης εξετάσεων οι οποίες έχουν προγραμματιστεί σε συγκεκριμένες περιόδους στην ίδια αίθουσα. Οι εξετάσεις στις οποίες μετέχουν πολλοί φοιτητές πρέπει να προγραμματίζονται προς την αρχή του προγράμματος (timetable), έτσι ώστε να υπάρχει επαρκής χρόνος για την διόρθωση των γραπτών.

Το πρόβλημα Exam timetabling (11) Ο αριθμός των φορών που χρησιμοποιείται μια περίοδος για εξετάσεις. Κάθε περίοδος έχει αντιστοιχισμένο έναν αριθμό βαρύτητα. Αυτός ο αριθμός πολλαπλασιάζεται με την πραγματική ποινή. Ο αριθμός των φορών που χρησιμοποιείται μια αίθουσα για εξετάσεις. Όμοιος περιορισμός με τον προηγούμενο, μόνο που ο συγκεκριμένος εφαρμόζεται για αίθουσες.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας