Системный подход к построению онтологии для автоматизации составления расписания многоуровневого вуза
- Авторы: Рогачев А.Ф.1, Захаров Д.С.2
-
Учреждения:
- Волгоградский государственный технический университет
- Себряковский филиал Волгоградского государственного технического университета
- Выпуск: Том 26, № 1 (2025)
- Страницы: 39-51
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/327620
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2025-26-1-39-51
- EDN: https://elibrary.ru/KDZPAU
- ID: 327620
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Построение расписания учебных занятий вуза - одна из трудоемких задач NP-сложности. В случаях значительных объемов входных данных, характерных для многоуровневого вуза, и совокупности многочисленных ограничений, поиск приемлемого решения может занять продолжительное время или оказаться неоптимальным. В исследовании приведены особенности многоуровневого вуза и рассмотрен компьютеризованный подход к построению онтологической модели для автоматизации составления учебного расписания, применяемой для оптимизации процесса его составлений. Использованы методы семантического описания предметной области, включая компьютерную поддержку построения онтологических моделей. На основе приведенного анализа основных проблем обоснован онтологический подход к формированию структуры данных для задач составления учебных расписаний. Предложенный подход реализован с учетом условий многоуровневого вуза. Разработана онтологическая модель автоматизированного составления расписаний. Приведен метод решения задачи построения расписаний многоуровневого вуза с применением генетического алгоритма (ГА), использующего штрафные функции для учета ограничений математической модели. Разработанная на основе построенной диаграммы классов компьютерная программа обеспечивает построение расписания учебных занятий многоуровневого вуза, эффективного по интегральному критерию качества.
Об авторах
Алексей Фруминович Рогачев
Волгоградский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: rafr@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3077-6622
SPIN-код: 8413-5020
доктор технических наук, профессор кафедры информационных систем в экономике
Российская Федерация, 400005, г. Волгоград, пр-кт им. Ленина, 28Дмитрий Сергеевич Захаров
Себряковский филиал Волгоградского государственного технического университета
Email: zakator@bk.ru
ORCID iD: 0009-0009-6665-510X
соискатель, старший преподаватель кафедры математических и естественнонаучных дисциплин
Российская Федерация, 403343, Волгоградская область, г. Михайловка, ул. Мичурина, 21Список литературы
- Gantt chart software for project management. Available from: https://www.atlassian.com/software/jira/features/gantt-chart-software (accessed: 14.10.2024).
- Holland JH. Adaptation in natural and artificial systems. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1975. Available from: https://archive.org/details/adaptationinnatu0000holl/page/n7/mode/2up (accessed: 14.10.2024).
- Virsanski E. Genetic algorithms in Python. Moscow: DMK Press, 2020. Available from: https://e.lanbook.com/book/179496 (accessed: 12.09.2024).
- Gladkov LA, Kureichik VV, Kureichik VM. Genetic algorithms. Moscow: Fiziko-matematicheskaya literatura Publ.; 2010. (In Russ.) ISBN 978-5-9221-0510-1
- Gulivindala AK, Raju Bahubalendruni MVA, Chandrasekar R, Ahmed E, Abidi MH, Al-Ahmari A. Automated Disassembly Sequence Prediction for Industry 4.0 Using Enhanced Genetic Algorithm. Computers, Materials & Continua. 2021:69(2):2531-2548. https://doi.org/10.32604/cmc.2021.018014 EDN: MKARYC
- Shaaban AM, Schmittner C, Gruber T, Mohamed AB, Quirchmayr G, Schikuta E. Ontology-Based Security Requirements Framework for Current and Future Vehicles. In: Data Science and Big Data Analytics in Smart Environments. 2021. https://doi.org/10.1201/9780367814397-11
- Bolbakov RG, Mordvinov VA, Tkachenko DI. Meta-ontology in designing ontologies designing information management systems. Socio-humanitarian problems of education and professional self-realization: Collection of materials of the All-Russian Scientific Conference of Young Researchers with international participation. Part 1. Moscow, 2021. P. 252-255. EDN: UHCVYU
- Lapshin VA. Ontologies in computer systems. Moscow: Nauch. Mir Publ.; 2010. (In Russ.) ISBN 978-5-91522-193-1 EDN: QMVAGJ
- Vinogray EG. Fundamentals of the general theory of systems. Kemerovo: Kemerovo Institute of Technology of Food Industry (University); 1993. (In Russ.) ISBN 5-230-18654-2 EDN: BIAPBH
- Deliya VP. Innovative thinking in the 21st century. Balashikha: De-Po Publ.; 2011. (In Russ.) ISBN 978-5-904147-12-9 EDN: QWYGPB
- Olha T, Kostiantyn T, Oleksandr T. Designing Intelligent Multi-agent Ontology-Based Training Systems: The Case of State University of Infrastructure and Technology. Lecture Notes in Networks and Systems. 2022;463:181-192. https://doi.org/10.1007/978-3-031-03877-8_16 EDN: CDOOXL
- Bubareva OA, Popov FA.The use of a genetic algorithm in the context of solving the problem of finding the semantic proximity of elements of heterogeneous ontologies. Polzunovskiy vestnik. 2013;(2):29-32. (In Russ.) EDN: RBPXNF
- Alekseev AP, Alekseeva IYu. Information warfare in the information society. Questions of philosophy. 2016;(11):5-14. (In Russ.) EDN: WZTMBZ
- Beniaminov EM. Some problems of widespread implementation of ontologies in IT and directions of their solution. Available from: http://beniaminov.rsuh.ru/BeniaminovOntoNew.pdf (accessed: 14.10.2024).
- Lazarev AA, Musatova EG, Gafarov ER, Kvaratskheliya AG. Theory of schedules. Tasks of railway planning. Moscow: V.A. Trapeznikov Institute of Management Problems of the Russian Academy of Sciences Publ.; 2012. (In Russ.) ISBN: 978-5-91450-102-7 EDN TOAILR
- Lazarev A.A. Gafarov E.R. Theory of schedules tasks and algorithms. Moscow: Lomonosov Moscow State University, 2011.
- Golyakov SM, Shilova AYu, Shilov YuM. Application of the theory of schedules for the organisation of educational process in general educational institutions. Science and education: preserving the past, creating the future: a collection of articles of XXV International scientific and practical conference: in 2 parts, Penza, 10 December 2019. Part 1. Penza: Science and Enlightenment Publ.; 2019. p. 42-44. (In Russ.) EDN: BLAXFV
- Smirnov SV. Ontological modeling in situational management. Ontology of designing. 2012;2(4):16-24.(In Russ.) EDN: OYRLIF
- Rogachev DA, Rogachev AF. Justification of Parameters Modifiable for Genetic Algorithms of Artificial İntelligence for Solving Multi-criteria Optimization Problems. In: Ranganathan G, Papakostas GA, Shi Y. (eds.). Inventive Communication and Computational Technologies. ICICCT 2024. Lecture Notes in Networks and Systems. Springer: Singapore; 2024;23:899-910. https://doi.org/10.1007/978-981-97-7710-5_70 EDN: YUELQB
- Sadovnikova NP, Lvova YS, Sanzhapov BKh. Conceptual model of the process of decision-making support in conditions of uncertainty of background information using the ontological approach. Open education. 2011; (2-2):185-187. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2023-50-2-90-97 EDN: EUXQJO
- Zakharov DS. Application of modified genetic algorithms for solving evolutionary problems of the theory of schedules. Herald of Daghestan state technical uni-versity. Technical sciences. 2023;50(2):90-97. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2023-50-2-90-97
- Rogachev AF, Zakharov DS. The use of modified genetic algorithms for scheduling. Innovative development of the construction complex of the region: problems, status, prospects. II All-Russian scientific-practical conf. Mikhailovka-Volgograd, 15 October 2019, 2020. P. 238-240. (In Russ.) EDN: LKZXXE
- Badyorina LM, Boiko PS, Kisten VH, Solomko NO. The Technology Management of Quality of the Content of Education. Journal of Engineering Education Transformations. 2022;36(2):139-146. https://doi.org/10.16920/jeet/2022/v36i2/22161
- Karpushova SE, Patsyuk EV, Zakharov DS., Ryzhova OA, Inkova NA. Database of the curriculum auto-generator / Database registration certificate RU 2023624808, 12.20.2023. Application dated 12.13.2023. EDN: KSTGPT
Дополнительные файлы
