Анотація до роботи:

Сафонова Г.Ф. Модель та методи формалізації процесу формування розкладу навчальних занять. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Інформаційні технології. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2008.

Дисертація присвячена підвищенню якості розкладу навчальних занять у вищих навчальних закладах шляхом удосконалення моделей та методів формалізації процесу його формування. Виходячи з цього, було виконане дослідження математичних моделей та методів, які використовуються в автоматизованих системах формування розкладу занять. Розроблена математична модель представлення даних розкладу навчальних занять, яка використовується для формалізації задачі формування розкладу занять. Розроблений комбінований метод формування розкладу занять. Розроблений метод дискретної зміни моделі розкладу навчальних занять, який враховує особливості навчального закладу. Розроблена автоматизована інформаційна система, що реалізує метод дискретної зміни моделі розкладу навчальних занять з використанням запропонованого комбінованого методу формування розкладу занять. Виконане експериментальне підтвердження ефективності застосування створеної автоматизованої інформаційної системи.

В дисертаційній роботі отримані наукові та практичні результати, які в сукупності розв’язують проблему дослідження, створення та впровадження АІС ФРЗ – програмного інструменту, призначеного для формування розкладу навчальних занять.

1. Аналіз математичних моделей та методів, які використовуються в автоматизованих системах ФРЗ, виявив, що ізольоване використання одного методу ФРЗ не дає ефективного гарантованого результату, а застосування комбінованих методів суттєво збільшує показники якості сформованого РНЗ.

2. Математична модель представлення даних РНЗ, яка є теоретико-множинним описом заданих вхідних даних: аудиторій, груп, викладачів, дисциплін, часових інтервалів, дозволила формалізувати задачу ФРЗ до вигляду, необхідного для застосування методів ФРЗ. Завдяки введенню об’єкту «Блок занять», який представляє собою об’єднання множин викладачів та дисциплін, зменшилась кількість множин змінних з п’яти до чотирьох, що допомогло вдвічі скоротити час розв’язання задачі ФРЗ.

3. Застосування комбінованого методу ФРЗ, який об’єднує методи побудови чотиривимірної моделі РНЗ та розподілення аудиторного фонду ВНЗ, дозволило зменшити вплив проблем розмірності та багатокритеріальності задачі на результативність її розв’язання. Особливістю методу побудови чотиривимірної моделі РНЗ є структурування данних задачі ФРЗ таким чином, щоб виявити обмеження на їх розміщення в моделі: на горизонтальних та вертикальних структурах може бути визначене лише одне заняття в даний момент часу; на діагональних структурах – всі заняття. Ці залежності є складовими основних правил виконання діагонального алгоритму ФРЗ. Метод розподілення аудиторного фонду ВНЗ з метою знаходження прийнятних для занять множин аудиторій визначає відповідності між множинами аудиторій, блоків занять та груп.

4. Метод дискретної зміни РНЗ, заснований на перетворенні чотиривимірної моделі РНЗ та застосуванні комбінованого методу ФРЗ, дозволив враховувати зміни перелічених в п.2 вхідних даних.

5. Метод дискретної зміни РНЗ реалізований на базі адаптивної АІС. Застосування технології оперативної аналітичної обробки даних до цієї АІС ФРЗ шляхом модифікації багатовимірної моделі даних задачі ФРЗ дозволило представити її у вигляді, необхідному для виконання алгоритмів ФРЗ.

6. Використання запропонованої АІС ФРЗ експериментально підтвердило ефективність застосування OLAP-технології в системах ФРЗ. Результати впроваджені в навчальний процес Херсонського політехнічного коледжу ОНПУ, Автомобільно-дорожнього коледжу ОНПУ та Новокаховського політехнічного коледжу ОНПУ. В процесі роботи АІС ФРЗ було підвищено рівномірність розподілу навчального навантаження на 9,5 – 9,7 % та спланованість занять за складними дисциплінами в середині тижня на 9,8 – 10,3 % при збереженні значень інших показників якості.

Публікації автора:

1. Ускач А.Ф. Модели задачи распределения в теории расписания / А.Ф. Ускач, В.Д. Гогунский, А.Е. Яковенко // Автоматика. Автоматизация. Электрические комплексы и системы. – Херсон: ХНТУ, 2006. – № 2(18). – С. 98 – 104.

2. Ускач А.Ф. Динамическая пространственная модель автоматизированной системы формирования расписания занятий // Труды Одесского политехнического университета: Научный и производственно-практический сборник по технический и естественным наукам – Одесса, 2007. – Вып. 2(28) – С. 132 – 135.

3. Ускач А.Ф. Построение пространственной модели расписания занятий / А.Ф. Ускач, А.Л. Становский, А.Е. Яковенко // Високі технології в машинобудуванні: Зб. наук. праць НТУ «ХПІ». – Харків, 2007.– Вип. 2(15).– С. 233 – 238.

4. Ускач Г.Ф. Гібридний алгоритм формування розкладу занять / Г.Ф. Ускач, В.Д. Яковенко, П.С. Носов // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – Харьков, 2007.– Вып. 5/4 (29). – С. 83 – 85.

5. Ускач А.Ф. Разработка модели автоматизированной системы управления учебным процессом / А.Ф. Ускач, А.Л. Становский, П.С. Носов // Автоматика. Автоматизация. Электрические комплексы и системы. – Херсон: ХНТУ, 2007.– № 1(19). – С. 98 – 99.

6. Яковенко В.Д. Визначення узагальненого показника ефективності при моделюванні процесу управління якістю навчального закладу / В.Д. Яковенко, А.Ф. Ускач // Інформаційні технології в наукових дослідженнях і навчальному процесі: Матеріали ІІІ Міжнар. наук.–практ. конф., Луганськ, 14 – 16 листоп. 2007 р. – Луганськ, 2007. – С. 218 – 224.

7. Яковенко В.Д. Алгоритм визначення узагальненого показника ефективності якості навчання / В.Д. Яковенко, А.Ф. Ускач, П.С. Носов // Наука в інформаційному просторі: Матеріали міжнар. наук.–практ. конф., Дніпропетровськ, 23 – 30 жовт. 2007 р.– Дніпропетровськ, 2007. – С. 85 – 87.

8. Яковенко В.Д. Моделі та методи управління якістю діяльності навчального закладу / В.Д. Яковенко, В.Д. Гогунський, А.Ф. Ускач // Управління інноваційним розвитком підприємств України в умовах світових інтеграційних процесів: Матеріали всеукр. наук.–практ. конф. молодих вчених, Дніпропетровськ, 9 – 10 листоп. 2007 р.– Дніпропетровськ, 2007. – Т. 5. – С. 111 – 113.

9. Яковенко О.Є. Узагальнений показник ефективності в управлінні якістю діяльності навчального закладу / О.Є. Яковенко, А.Ф. Ускач, В.Д. Яковенко // Вища освіта України у контексті інтеграції до європейського освітнього простору: Моніторинг якості освіти.: Тематичний випуск. – Київ, 2007. – С. 311 – 315.

10. Ускач А.Ф. Использование модели нейронной сети для задачи распределения педагогической нагрузки преподавателей по дням недели // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития: Сб. науч. тр. – Одесса: Черноморье, 2006. – Т. 2. – С. 20 – 24.

    Ускач Г.Ф. Удосконалення моделі управління навчальним процесом в умовах запровадження кредитно–модульної системи / Г.Ф. Ускач, О.Л. Становський, О.Є. Яковенко // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании: Сб. науч. тр. – Одесса: Черноморье, 2006. – Т. 2. – С. 41– 45.

    Ускач А.Ф. Применение диагонального алгоритма для автоматизированной системы формирования расписания занятий / А.Ф. Ускач, А.Л. Становский, А.В. Нарожный // Информационные технологии и информационная безопасность в науке технике и образовании: Материалы междунар. науч.–практ. конф., Севастополь, 10-16 сент. 2007 г. – Севастополь, 2007.– Ч. 1. – С. 59 – 61.

    Ускач Г.Ф. Врахування додаткових вимог та обмежень при формуванні розкладу навчальних занять / Г.Ф. Ускач, В.Д. Яковенко, С.А. Крутіна // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития: Сб. науч. тр. – Одесса: Черноморье, 2007. – Т. 3.– С. 48 – 50.

    Ускач Г.Ф. Функціональна модель автоматизованої системи формування розкладу навчальних занять / Г.Ф. Ускач, О.В. Нарожний // Моделирование в прикладных научных исследованиях: Материалы XV семинара.– Одесса: ОНПУ, 2008. – С. 24 – 25.

    Ускач Г.Ф. Технологія автоматизованого складання розкладу навчальних занять / Г.Ф. Ускач, О.В. Нарожний // Моделирование в прикладных научных исследованиях: Материалы XV семинара. – Одесса: ОНПУ, 2008. – С. 26 – 27.

    Ускач А.Ф. Синтез имитационной модели для формирования расписания занятий / А.Ф. Ускач, А.Л. Становский // Моделирование в прикладных научных исследованиях: Матер. XIV семинара. – Одесса: ОНПУ, 2007. – С. 18 – 20.

    Ускач Г.Ф. Визначення пріоритетних додаткових вимог та обмежень при формуванні розкладу навчальних занять / Г.Ф. Ускач, В.Д. Яковенко, О.В. Нарожний // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании: Сб. науч. тр. – Одесса: Черноморье, 2007. – Т. 4. – С. 89 – 91.

    Ускач Г.Ф. Визначення повноти виконання блоку додаткових вимог до розкладу навчальних занять. / Г.Ф. Ускач, В.Д. Яковенко, О.В. Нарожний // Современные направления теоретических и прикладных исследований: Сб. науч. тр. – Одесса: Черноморье, 2008. – Т. 2. – С. 26 – 29.

    Ускач Г.Ф. Багатовимірне концептуальне представлення даних задачі формування розкладу навчальних занять. / Г.Ф. Ускач, В.Д. Яковенко, О.В. Нарожний // Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте: Сб. науч. тр. – Одесса: Черноморье, 2008. – Т. 2. – С. 89 – 90.