автор: Донецков А.М.
E-mail:
mailto:dam@kaluga.ru?subject=Программа "Расписание"
Программа «Расписание» предназначена для автоматизированного составления расписания учебных занятий ВУЗа. Программа учитывает методические требования к расписанию: не более определенного числа пар занятий у студентов в один день, запретить/разрешить проводить лекционные занятия i - ой парой. Система учитывает пожелания преподавателей по проведению занятий (общее количество пар в день, количество лекционных занятий в день, количество дней в неделю, отведенные под занятия, пары, в которые преподаватель может проводить занятия). Программа учитывает географическое расположение корпусов (аудиторий) ВУЗа для обеспечения минимума переходов студентов (преподавателей) между занятиями из аудитории в аудиторию (из корпуса в корпус).
Перед началом работы с расписанием необходимо настроить программу под конкретное учебное учреждение.
Каждый ВУЗ имеет своё принятое в нем название пар и время начала и окончания занятий. Кроме того,
в учебном заведении может быть по разному организован учебный процесс (одна смена, в несколько смен),
поэтому в предлагаемой системе предусмотрена возможность для каждой такой смены иметь своё обозначение пар.
Это позволяет получать общее расписание для всего ВУЗа с учетом принятых обозначений для каждой смены.
На рисунке показано, что в данном ВУЗе проводятся 7 пар в день, в субботу 4 пары, а в воскресенье занятия не проводятся. Показано в каждой клетке наименование каждой пары и время её начало и окончания.
Обычно ВУЗ состоит из нескольких корпусов. Поэтому возникает проблема определение расписания так, чтобы минимизировать переходы учебных групп (преподавателей) из корпуса в корпус (из аудитории а аудиторию). Для обеспечения этого требование в программе «Расписание» предусмотрена система штрафных баллов, приписываемая занятиям за возможные переходы. На рисунке показан пример переходов из корпуса в корпус в КФ МГТУ имени Н.Э.Баумана.
Каждому переходу присваивается некоторое количество штрафных баллов. Чем меньше значение штрафного балла, тем ближе находится аудитория (корпус). Также присваиваются штрафные баллы за наличие "окон" у студентов и преподавателей. При составления расписания программа минимизирует суммарное значение штрафных баллов.
Каждой группе в автоматизированной системе вводится следующая информация: названия группы, количество студентов, список идентификаторов, из которых состоит группа, список аудиторий, в которых желательно проводить занятия данной группы, количество пар в день и график учебы:
Поток в системе "Расписание" - совокупность студентов, участвующих в учебном занятии. Поток может состоять из одной группы, нескольких групп, части группы или нескольких частей различных групп. Потоки сгруппированы по факультетам.
Занятие в системе «Расписание» есть совокупность следующих объектов: название дисциплины, тип занятия, поток, преподаватели, которые ведут занятие, количество часов в день, список аудиторий, в которых может проходить данное занятие.
При составлении расписания необходимо учитывать различные организационные мероприятия, проводимые в ВУЗе. Например, заседание кафедр, ученого совета, проведение конференций. Т.е. занятость определенных аудиторий или преподавателей. Для обеспечения выполнения этого требования вводится понятие «пустой поток». «Пустой поток» это поток, который не содержит студентов (идентификаторов). Перед началом составления определяются места в расписании, где проводятся организационные мероприятия. В дальнейшем при составлении расписания, если происходит определение занятия с преподавателем, который должен в данный момент участвует в заседании ученого совета, то система выдает соответствующее предупреждающее сообщение.
Занятия в автоматизированной системе можно группировать по выпускающим кафедрам, по предметным кафедрам, по преподавателям и по группам. Это позволяет значительно упростить ввод информации в систему и избежать значительного числа ошибок. Программа «Расписание» учитывает особенности организации учебного процесса ВУЗа. Это одновременное проведение некоторых занятий. Например, группа делится на подгруппы на занятия по «Информатике». Эти занятия, проводящиеся разными преподавателями и в разных аудиториях, должны проходить одновременно. Некоторые занятия должны проходить подряд (например, подряд две или более пар). Часть занятий должны занимать весь учебный день (например, занятия по военной подготовке). Для проверки правильности введенной информации в автоматизированной системе предусмотрена возможность выдачи итоговой учебной нагрузки по преподавателю, кафедре и группе.
После ввода всей необходимой информации система переходит в режим автоматизированного составления расписания с учетом ограничений, накладываемых на него. Получать расписание учебных занятий в программе «Расписание можно по группам, преподавателям или аудиториям. Составлять расписание можно в ручном и автоматическом режиме. Для составления расписания в автоматическом режиме пользователь определяет занятия, которые необходимо расставить и пары, в которых данные занятия следует разместить. Далее система сама попытается определить указанные занятия.
В ручном режиме сам пользователь, используя средства программы, размещает занятия. В случае если занятие, по каким-то причинам нельзя разместить в данном месте, то система выдает соответствующее предупреждающее сообщение с указанием причины отказа. В этом случае пользователь принимает одно из трех решений. Первое отказывается от намерения разместить здесь занятие. Второе удаляет занятия, «мешающие» данному, а на освободившееся место размещает указанное занятие. Третье размещает указанное занятие, а «мешающие» занятие пытается размести в другом месте расписания.
При составлении расписания в системе «Расписание» предусмотрена дополнительная возможность оптимизации закрепления занятий по аудиториям с целью минимизации перехода учебных групп и преподавателей из аудитории в аудиторию. Эта функция дает наибольший эффект если как можно больше расставленных занятий может проводиться в различных аудиториях. Система предлагает варианты проведения занятий в новых аудиториях в соответствии с определенными ранее критериями, а пользователь соглашается с предложенными вариантами, оставляет прежний вариант размещения или изменяет условия размещения.
Если согласиться с предложенным вариантом замены аудиторий, то система предлагает какие необходимо сделать изменения для выполнения этой замены.
Процесс оптимизации распределения аудиторий является итерационным. На каждом шаге можно изменять варианты распределения аудиторий. Можно оставлять старые аудитории. Можно исключать некоторые аудитории из рассмотрения, в этом случае система предложит другой вариант распределения аудиторий. В случае выбора «Назначения аудиторий» программа определит необходимые замены и вычислит улучшаемое значение критерия качества расписания с точки зрения переходов студентов и преподавателей.
Расписание учебных занятий может выводиться как на обыкновенный лист бумаги формата А4, так и на произвольный размер, поддерживаемый графопостроителем. Автоматизированная система автоматически подбирает размеры расписания для наиболее полного отображения на листе. В случае, когда необходимо вывести большое расписание, состоящее, например, из 10 групп на лист формата А4, программа позволяет разделить печать расписания по количеству групп и по количеству дней отображаемых на одном листе.
Для размещения готового расписания в сети Интернет система подготавливает HTML-файлы расписаний по учебным группам, преподавателям и аудиториям. Учебные группы сгруппированы по выпускающим кафедрам, кафедры по факультетам. HTML-файл представляет собой фреймовую структуру: левая половина это оглавление, а правая расписание. Поиск расписания осуществляется в следующем порядке: сначала в оглавлении ищется факультет, после выбора нужного факультета по гиперссылки переходят на список кафедр данного факультета, после выбора кафедры по гиперссылки переходят на список групп данной кафедры, после выбора нужной группы выводится расписание этой группы.
Автоматизированная система «Расписание» предусматривает экспорт готового расписания в Excel-документ. Возможно получение расписания учебных групп, сгруппированных по курсам (название курса – название страницы), по факультетам (факультет – название страницы). Также возможен экспорт расписания по преподавателям Excel-документ (названия кафедр – страницы) и экспорт расписания по аудиториям (названия корпусов – наименование страниц Excel – документа).
Программа «Расписание» предназначена для составления расписания занятий ВУЗов, имеющих стандартную неделю (четная/нечетная, числитель/знаменатель). Автоматизированная система также может использоваться в учебных заведениях, составляющих расписание каждую неделю. В этом случае создаются копии баз данных расписаний для каждой недели.
Система «Расписание» внедрена в Калужском филиале МГТУ имени Н.Э.Баумана и с успехом используется более 3-х лет.
Телефон для справок: 8-910-601-13-64
Автор: к.т.н. доц. Донецков Анатолий Михайлович