زمان‎بندي درس‌هاي دانشگاه با به‎كارگيري هيوريستيك فرادست بر مبناي گراف

University Course Timetabling Using Graph-based Hyper Heuristics

زمان‎بندي درس‌هاي دانشگاه يك مسيله پيچيده بهينه‏سازي است. عوامل زيادي مانند گروه‌هاي آموزشي، استادان، اتاق‌ها و دانشجويان، مسيله را بزرگ و حل آن را دشوار مي‎كنند. هر عامل، مجموعه‎اي از محدوديت‌ها را كه معمولاً با هم در تضاد هستند، بر فضاي حل تحميل مي‌كند. اگر درس‌ها در اتاق‌هاي متفاوت و در بازه‌هاي زماني معين به‎گونه‌اي زمان‎بندي شوند كه مجموعه محدوديت‌ها را برآورده كنند، مسيله حل خواهد شد. در اين نوشتار براي حل مسيله زمان‎بندي درس‌هاي دانشگاه، يك الگوريتم هيوريستيك فرادست بر مبناي گراف ارايه شده است. الگوريتم پيشنهادي يك رويه مدل‌سازي دو لايه است كه هيوريستيك فرادست را با روش رنگ‌آميزي گراف تركيب مي‎كند. لايه بالاتر، يك هيوريستيك مناسب را انتخاب مي‌كند كه بتواند يك حل‎شدني خوب را براي مسيله رنگ‌آميزي گراف در لايه پايين ارايه دهد. الگوريتم پيشنهادي در حل يك مسيله واقعي به‎كار رفته است. رويكرد پيشنهادي توانست همه محدوديت‌هاي نرم و سخت را برآورده كند. بر اساس يافته‌ها مي‌توان نتيجه گرفت كه رويكرد پيشنهادي يك روش مناسب و كارآي محاسباتي، در يافتن حل مسيله زمان‎بندي درس‌هاي دانشگاه است.

University course timetabling is a complex optimization problem. There are many components like departments, faculties, rooms, and students making the problem huge and difficult to solve. Each component enforces a set of normally conflicting constraints on the solution space. The problem will be solved if courses are scheduled in different rooms and within some specific time slots such that a set of constraints are satisfied. In this paper, a graph-based hyper-heuristic is proposed to find a solution to the problem. This is a two tiers modeling approach combining hyper heuristic with graph coloring technique. The upper tier heuristic is used to select a suitable heuristic to find a feasible solution on the lower tier. To find the suitability of the proposed approach, it has been applied to a real world case. The proposed approach was able to satisfy all the hard and soft constraints. Based on the research findings, it can be concluded that a graph-based hyper heuristic approach is a suitable and computationally efficient method to find a solution to university course timetabling problem.