Cognitive rhythms and evolutionary algorithms in university timetables scheduling

Omar D. Castrillón Gómez

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Cognitive rhythms and evolutionary algorithms in university timetables scheduling

Castrillón, Omar Danilo ^[1]
1. [1] Universidad Nacional de Colombia—Sede Manizales— Facultad de Ingeniería y Arquitectura—Departamento de Ingeniería Industrial—GTA en Innovación y Desarrollo Tecnológico, Campus la Nubia Manizales—Código Postal 170001, Colombia.
Localización: Revista de Matemática: Teoría y Aplicaciones, ISSN 2215-3373, ISSN-e 2215-3373, Vol. 22, Nº. 1, 2015, págs. 135-152
Idioma: inglés
DOI: 10.15517/rmta.v22i1.17559
Títulos paralelos:
- Ritmos cognitivos y algoritmos evolutivos en la programación de horarios universitarios
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Resumen
- español
  El propósito de esta investigación es diseñarr una metodología basada en algoritmos evolutivos para la programación de horarios universitarios. Esta metodología considerará los ritmos cognitivos de los estudiantes, los cuales establecen que enseñar algunas materias en intervalos de tiempo específicos es mejor que otras técnicas. Este proyecto es desarrollado en tres fases. Primero se realiza una descripción de las diferentes técnicas empleadas para solucionar este problema. Posteriormente una nueva metodología basada en ritmos cognitivos y algoritmos evolutivos es propuesta. Finalmente diferentes metodologías son comparadas para determinar la mejor. Se concluye que los algoritmos evolutivos son más eficientes que otras técnicas en la programación de horarios universitarios. Futuras líıneas de investigación determinarán el impacto de estas técnicas en los procesos de aprendizaje de los estudiantes.
- English
  The main purpose of this research is to design a methodology based on evolutionary algorithms to university timetable scheduling. This methodology will consider the students’ cognitive rhythms, which establish that teaching certain subjects in specific time intervals is much better than other techniques. This project takes place in three phases. First of all, there is a description of the different techniques used to solve this problem. Then, a new methodology based on cognitive rhythms and evolutionary algorithms is proposed, and finally, different methodologies are compared to determine the best. It is concluded that evolutionary algorithms are more efficient than other techniques in the university timetable scheduling. Future lines of research will determine the impact of these techniques within the students’ learning process.
Referencias bibliográficas
- Abdullah, S.; Alzaqebah, M. (2013) “A hybrid self-adaptive bees algorithm for examination timetabling problems”, Applied Soft Computing 13(8):...
- Burke, E.K.; Petrovic, S. (2002) “Recent research directions in automated timetabling”, European Journal of Operational Research 140(2): 266–280.
- Burke, E.K.; Mareček, J.; Parkes, A.J.; Rudová H. (2010) “Decomposition, reformulation, and diving in university course timetabling”, Computers...
- Burke, E.K.; Kendall, G.; Mısır, M.; Özcan, E. (2012) “MonteCarlo hyper-heuristics for examination timetabling”, Annals of Operations Research...
- Cacchiani, V.; Caprara, A.; Roberti, R.; Toth, P. (2013) “A new lower bound for curriculum-based course timetabling”, Computers & Operations...
- Castiñeiras, I.; Sáenz-Pérez, F. (2013) “Applying CP(F D), CLP(FD) and CFLP(F D) to a Real-life Employee Timetabling Problem”, Procedia...
- Castrillón, O.D. (2013) “Planning University Schedules Using Evolutionary Algorithms and Cognitive Rhythms”, EIIC-2013 2nd Electronic International...
- Castrillón, O.D. (2014) “Combinación entre un Algoritmo Genético y Aleatorio para Programación de Horarios Universitarios Basado en Ritmos...
- Daskalaki, S.; Birbas, T.; Housos, E. (2004) “An integer programming formulation for a case study in university timetabling”, European Journal...
- De Causmaecker, P.; Demeester, P.; Vanden Berghe, G. (2009) “A decomposed metaheuristic approach for a real-world university timetabling problem”,...
- Dimopoulou, M.; Miliotis, P. (2001) “Implementation of a university course and examination timetabling system”, European Journal of Operational...
- Dimopoulou, M.; Miliotis, P. (2004) “An automated university course timetabling system developed in a distributed environment: A case study”,...
- Fahrion, R.; Dollansky, G. (1992) “Construction of university faculty timetables using logic programming techniques”, Discrete Applied Mathematics...
- Ferland, J.A.; Lavoie, A. (1992) “Exchanges procedures for timetabling problems”, Discrete Applied Mathematics 35(3): 237–253.
- Foulds, L.R.; Johnson, D.G. (2000) “SlotManager: a microcomputer- based decision support system for university timetabling”, Decision Support...
- Goerigk, M.; Obel, A. (2013) “Improving the modulo simplex algorithm for large-scale periodic timetabling”, Computers & Operations Research...
- Head, C.; Shaban, S. (2007) “A heuristic approach to simultaneous course/student timetabling”, Computers & Operations Research 34(4):...
- Hernández, R.; Miranda, J.; Rey, P.A. (2008) “Programación de Horarios de Clases y Asignación de Salas para la Facultad de Ingeniería de...
- Hertz, A. (1992). “Finding a feasible course schedule using Tabu search”, Discrete Applied Mathematics 35(3): 255–270.
- Kahar, M.; Kendall, G. (2010) “The examination timetabling problem at University Malaysia Pahang: Comparison of a constructive heuristic with...
- Lü, Z.; Hao, J.-K. (2010) “Adaptive Tabu Search for course timetabling”, European Journal of Operational Research 200(1) 235–244.
- Martínez, H.; Camargo, C.; Reyes, M. (2004) Ritmos Cognitivos en la Escuela. Universidad Pedagógica Nacional, Bogotá.
- McCollum, B.; McMullan, P.; Burke, E.K.; Parkes, A.J.; Qu, R. (2008) “A New Model for Automated Examination Timetabling”, School of Computer...
- Mejía, J.; Paternina, C. (2010) “Asignación de horarios de clases Universitarias Mediante Algoritmos Evolutivos”, Educación e Ingeniería...
- Mej́ıa, J.C. (2008) Asignación de Horarios de Clases Universitarias Mediante Algoritmos Evolutivos. Universidad del Norte, Barranquilla.
- MirHassani, S.A. (2006) “A computational approach to enhancing course timetabling with integer programming”. Applied Mathematics and Computation...
- Özcan, E.; Parkes, A.J.; Alkan, A. (2012) “The Interleaved Constructive Memetic Algorithm and its application to timetabling”, Computers...
- Pillay, N.; Banzhaf, W. (2009) “A study of heuristic combinations for hyper-heuristic systems for the uncapacitated examination timetabling...
- Pillay, N.; Banzhaf, W. (2010)“An informed genetic algorithm for the examination timetabling problem”, Applied Soft Computing 10(2): 457–467.
- Rahman, S.; Bargiela, A.; Burke, E.; Özcan. E.; McCollum, B.; Mc- Mullan, P. (2014) “Adaptive linear combination of heuristic orderings in...
- Soza, C.; Landa, R.; Riff, M.C.; Coello, C.A. (2011) “Solving timetabling problems using a cultural algorithm”, Applied Soft Computing 11(1):...
- Suárez, V.; Castrillón, O. (2011) “Diseño de una metodología basada en técnicas inteligentes para la distribución de procesos académicos...
- Suarez, V. (2012) Asignación de horarios de clase en instituciones de educación básica y media de acuerdo a ritmos de eficiencia cognitiva....
- Suarez, V.; Castrillón, O.; Guerrero, A. (2013) “Asignación de horarios de clase basado en los ritmos de aprendizaje de los estudiantes...
- Suarez, V.; Guerrero. A.; Castrillón, O. (2013) “Programación de Horarios Escolares basados en Ritmos Cognitivos usando un Algoritmo Genético...
- Tassopoulos, I.X.; Beligiannis, G.N. (2012a)“A hybrid particle swarm optimization based algorithm for high school timetabling problems”, Applied...
- Tassopoulos, I.X.; Beligiannis, G.N. (2012b). “Solving effectively the school timetabling problem using particle swarm optimization”, Expert...
- Valentinuzzi, V.; Fontenele, J. (2008) “Los ritmos biológicos y el aprendizaje”, Ingenierías XI(40): 41–46.
- Valouxis, C.; Housos, E. (2003) “Constraint programming approach for school timetabling”, Computers & Operations Research 30(10): 1555–1572.
- Van den Broek, J.; Hurkens, C.; Woeginger, G. (2006) “Timetabling problems at the TU Eindhoven”, Electronic Notes in Discrete Mathematics...