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研究生:張曉芬
研究生(外文):HSIAO-FEN CHANG
論文名稱:自動排課系統之研究-使用粒子群優化演算法
論文名稱(外文):Automated University Timetabling System Using Particle Swarm Optimization Algorithm
指導教授:黃聰耀黃聰耀引用關係
指導教授(外文):Tsong-Yau Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北教育大學
系所名稱:資訊科學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:粒子群優化大學排課排課問題
外文關鍵詞:Particle Swarm OptimizationUniversity TimetablingCourse Scheduling Problems
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課表的時間安排一直是各個學校每學期都會遇到的問題,除了排課的時段受到教室等資源的限制,本研究要面對的問題乃是如何找出一張讓教師與學生都滿意,並且沒有違反教室重複使用的限制條件的課表。
本論文將課表模擬為粒子群之粒子以搜尋最佳滿意度之課表,為避免族群搜尋過程中落入局部最佳解及改善PSO於搜尋末期粒子相似度過高的缺陷,乃利用具隨機粒子與微調機制之粒子群演算法,以提高演算法於最佳區域局部搜尋的能力,並動態加入可隨使用者訂定之限制條件,以搜尋最佳滿意度的課表。本文提出之方法,經模擬結果確可在廣大的解空間中,利用有限的搜尋粒子即可得到極高滿意度的課表。
Scheduling and course planning in any kind of school and university require tremendous efforts to fulfill many constraints without conflicts. In course timetabling, the scheduler determines the day and time to offer each section of each course. The objective is normally to find a course timetable that minimizes the number of (potential) student conflicts while respecting teacher, room and equipment restrictions.
The problem of developing schedules for course timetabling has been modeled as a particle swarm group optimization problem. To avoid cluster searching procedure falls into a local optimum and improves optimum local area search ability, Particle Swarm Optimization with Random Particles and Fine-Tuning Mechanism, PSO-RPFT, was proposed in the thesis with dynamic user constraining rules. The simulation of PSO-RPFT has shown high level satisfactory results in a large range of solutions with finite search particles.
目錄
中文摘要 i
Abstract ii
符號對照表 iii
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機與目標 5
1.4 論文架構 6
第二章 粒子群最佳化演算法 7
2.1最佳化問題形式 7
2.2粒子群最佳化 10
2.2.1粒子群最佳化發展背景 10
2.2.2基礎理論 11
2.2.3 PSO執行程序 12
2.2.4 PSO運算流程與演算法流程圖 14
2.3慣性權重式粒子群最佳化(Particles Swarm Optimization with Inertia Weighted,PSO-IW) 16
2.4限制因子式粒子群最佳化(Particles Swarm Optimization with Constriction Factor,PSO-CF) 17
第三章 具隨機粒子與微調機制式粒子群最佳化演算法 19
3.1隨機粒子 19
3.1.1基本概念 19
3.1.2隨機粒子速度更新法則 22
3.2微調機制 22
3.2.1基本概念 23
3.2.2微調機制執行法則 24
3.2.3微調運算方式 27
3.3具隨機粒子與微調機制式粒子群最佳化演算法執行程序 29
第四章 模型建立及適應函數 34
4.1 模型建立 34
4.2適應函數 37
第五章 模擬結果與討論 40
5.1課表最佳化之模擬程序 40
5.2 模擬結果 42
5.2.1 進行「自動調整時段」之模擬結果 42
5.2.2 賦與「整體懲罰」之模擬結果 45
5.2.3 賦與「個別懲罰」之模擬結果 47
5.3 增加限制條件 49
5.3.1 增加「教室群」為限制條件 49
5.3.2增加「同年級必修不衝堂」之限制條件 55
5.3.3 增加「同年級必修不擋選修」之限制條件 57
第六章 結論與未來之展望 61
6.1 結論 61
6.2 未來展望 64
參考文獻 65
參考文獻

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