Training OFF-LineHyperheuristics For Course Timetabling Using K-Folds Cross Validation

Authors

  • Lucero de Montserrat Ortiz Aguilar Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Juan Martín Carpio Valadez Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Jorge Alberto Soria Alcaraz Universidad de Guanajuato, Guanajuato, Guanajuato, México
  • Héctor J. Puga Soberanes Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Claudia Díaz Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Carlos Lino Ramírez Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Jesús Eduardo Aldape Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Ofelia Alatorre Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Antonio Aguila Reyes Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México
  • Verónica Tapia Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México

DOI:

https://doi.org/10.30973/progmat/2016.8.3/1

Keywords:

HyperHeuristics, K-Folds Cross Validation, Course Timetabling, Iterated Local Search, Metaheuristics, Heuristics

Abstract

In the universities seeks a timetabling scheme that covers a set of restrictions from the students, teachers, curriculum and school spaces. The hyper heuristics allow us generate methodologies which solve a set of instances of a specific problem. In this paper we use k-Folds Cross Validation Leave-One-Out version has been applied to Course Timetabling problem, so this is the most important contribution of this work, because we need a support for training a hyper heuristic and we used the k-Folds cross validation which is commonly using in pattern recognition. We use iterated Local Search as High level heuristic Chooser, using the API-CARPIO methodology and were used set of instances from Institute Technology of Leon fortestthis hyper heuristic.

Author Biographies

Lucero de Montserrat Ortiz Aguilar, Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México

Lucero de Montserrat Ortiz Aguilar es Ingeniero en Sistemas Computacionales, egresada en 2009 en el Instituto Tecnológico de León. Actualmente se encuentra cursando la Maestría en Ciencias de la Computación, en su segundo año en el Instituto Tecnológico de León. Actualmente se encuentra investigando y aplicando diferentes técnicas Metaheurísticas e Hiperheurísticas para la generación del diseño de horarios. Ha publicado artículos en el Congreso de la Mujer 2015, organizado por el CIO y en COMIA 2015 (Congreso Mexicano de Inteligencia Artificial), en relación a la aplicación de Metaheurísticas al diseño de horarios. Sus áreas de interés son: Técnicas de optimización combinatoria, Metaheurísticas, Hiperheurísticas y Visión por computadora

Juan Martín Carpio Valadez, Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México

Juan Martín Carpio Valadez, obtuvo el grado de Doctor en Ciencias (Óptica) del CIO en 1995. Su experiencia profesional incluye el CIO, ITESM campus León, Universidad Iberoamericana plantel León, y desde 1994 a la fecha el Instituto Tecnológico de León, en donde ocupó el cargo de Jefe del Depto. de Sistemas y Computación de 1999 a 2004, el cargo de Jefe de la División de Estudios de Posgrado e Investigación de 2004 a 2006. Ha participado como responsable y colaborador de varios proyectos de investigación, apoyados por CONCyTEG, COSNET y DGEST. Colaboró en la formación de recursos humanos a través de la dirección tesis de licenciatura (10), maestría (35) y doctorado (3). Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I. Es miembro del Consejo de Posgrado y miembro del claustro del Doctorado Interinstitucional en Ciencias en Computación. Sus áreas de interés son: sistemas inteligentes, University Timetabling, Metaheurística, Hiperheurísticas.

Jorge Alberto Soria Alcaraz, Universidad de Guanajuato, Guanajuato, Guanajuato, México

Jorge Alberto Soria Alcaraz es egresado como Ingeniero en Sistemas Computacionales por el Instituto Tecnológico de León en 2008, continúo su formación como Maestro en Ciencias en Ciencias de la Computación por la misma casa de estudios egresando en 2010. Obtuvo el grado de Doctor en Ciencias de la Computación por el Instituto Tecnológico de Tijuana B.C parte del Tecnológico Nacional de México en el 2015. El Dr Soria-Alcaraz cuenta trabajos publicados en el área nacional e internacional sobre los temas de Hiper-heurísticas, Timetabling así como Autonomus Search. Ha asistido a congresos nacionales e Internacionales a presentar trabajos acordes a estas áreas. Actualmente se desempeña como profesor investigador de tiempo completo en la División de Ciencias Económico-Administrativas de la Universidad de Guanajuato campus Guanajuato apoyando la carrera de Licenciatura en Sistemas de Información Administrativa. También pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con la distinción de Candidato a investigador Nacional.

Héctor J. Puga Soberanes, Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México

Héctor J. Puga Soberanes se graduó de Licenciatura en Físico Matemáticas, en el Instituto Politécnico Nacional en 1993. Obtuvo el grado de Maestría en Ciencias (Óptica) en 1995, egresado del Centro de Investigaciones en Óptica, A. C. (CIO), obteniendo el titulo por parte de la Universidad de Guanajuato. Obtuvo el grado de Doctor en Ciencias (Óptica), egresado del CIO, obteniendo el titulo por parte de la Universidad de Guanajuato en 2002. Cuenta con publicaciones internacionales, en congresos internacionales y nacionales. Ha participado como responsable y colaborador de varios proyectos de investigación, apoyados por CONCyTEG, COSNET y DGEST. A colaborado en la formación de recursos humanos a través de la dirección tesis de licenciatura (3) y Maestría (4) Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I. Profesor con perfil deseable (Promep) de Agosto de 2005 a la fecha. Sus áreas de interés son: Metrología , Hiperheurísticas y sistemas inteligentes.

Carlos Lino Ramírez, Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de León, León, Guanajuato, México

Carlos Lino Ramírez profesor Investigador y jefe de la División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI) del Instituto Tecnológico de León, en el programa de Maestría en Ciencias en Ciencias de la Computación desde Noviembre del 2010. Doctorado en Arquitectura y Tecnología de los Sistemas Informáticos por la Universidad Politécnica de Valencia, España (2012). Maestro en Ciencias en Ciencias Computacionales por el Instituto Tecnológico de León (1999). Ingeniero en Sistemas Computacionales por el Instituto Tecnológico de León (1996). Ha sido subdirector del Instituto Tecnológico de León (2006-2007), jefe del departamento de Sistemas y Computación del Instituto Tecnológico de León (2004-2006), jefe del área de redes en el Sistema Avanzado de Bachillerato y Educación Superior (1999-2001). Ha presentado sus trabajos de investigación en diversos congresos internacionales en España, Italia, Alemania y México.Sus áreas de investigación son Inteligencia de Ambiente, Algoritmos de Encaminamiento y Redes de Sensores Inalámbricas.

References

Jorge A, S., Martin, C. J., & Hugo, T.: Academic timetabling design using hyper-heuristics. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, (2011; 2010), pp. 43-56, https://doi.org/10.1007/978-3-642-15534-5_3

Soria-Alcaraz Jorge, A., Martín, C., Héctor, P., & Sotelo-Figueroa, M. A.: Comparison of metaheuristic algorithms with a methodology of design for the evaluation of hard constraints over the course timetabling problem. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, pp. 289-302 (2013), https://doi.org/10.1007/978-3-642-33021-6_23

Burke, E. K., Gendreau, M., Hyde, M., Kendall, G., Ochoa, G., Özcan, E., et al. (2013). Hyper-heuristics: A survey of the state of the art. Journal of the Operational Research Society (JORS), 64(12), 1695–1724. https://doi.org/10.1057/jors.2013.71

Soria-Alcaraz, J. A.; Carpio, J. M.; Puga, Hé.; Melin, P.; Terashima-Marn, H.; Reyes, L. C. & Sotelo-Figueroa, M. A. Castillo, O.; Melin, P.; Pedrycz, W. & Kacprzyk, J.: Generic Memetic Algorithm for Course Timetabling ITC2007 Recent Advances on Hybrid Approaches for Designing Intelligent Systems, Springer, vol. 547, pp. 481-492 (2014). https://doi.org/10.1007/s10479-011-0927-y

Simon Haykin. Neural Networks A Comprehensive Foundation, Prentice Hall, pp. 235-240 (1999). https://doi.org/10.1109/IADCC.2009.4809255

LAI, L. F., WU, C., HSUEH, N., HUANG, L., & HWANG, S.: An artificial intelligence approach to course timetabling. International Journal on Artificial Intelligence Tools, pp. 223-240 (2008), https://doi.org/10.1007/s10479-011-0997-x

McCollum, B., McMullan, P., Parkes, A. J., Burke, E. K., & Qu, R.; A new model for automated examination timetabling. Annals of Operations Research, pp. 291-315 (2012; 2011). https://doi.org/10.1007/s10287-007-0066-8.

Aladag, C., & Hocaoglu, G.: A tabu search algorithm to solve a course timetabling problem. HACETTEPE JOURNAL OF MATHEMATICS AND STATISTICS, pp. 53-64 (2007).

Carpio-Valadez, J.M.: Integral Model for optimal assignation of academic tasks, Encuentro de investigación en ingeniería eléctrica. ENVIE, Zacatecas, pp. 78–83 (2006).

Soria-Alcaraz, J. A., Martin, C., Héctor, P., Hugo, T., Laura, C. R., & Sotelo-Figueroa, M. A.: Methodology of design: A novel generic approach applied to the course timetabling problem, pp. 287-319 (2013). https://doi.org/10.1007/978-3-642-35323-9_12

Soria-Alcaraz, J., Ochoa, G., Swan, J., Carpio, M., Puga, H., & Burke, E. Effective learning hyper-heuristics for the course timetabling problem. European Journal of Operational Research, pp. 77-86 (2014). https://doi.org/10.1016/j.ejor.2014.03.046.

Talbi, E. (2009). Metaheuristics: From design to implementation. US: Wiley.

Rajput Sumangala and Rajeshwari Horakeri. Recognition of Kannada Handwritten Numerals Using Fourier Descriptors. 2010. Computer Vision and Information Technology Advances and Aplicayions. Edited by Kale, Mehrotra, Manza. Page 540.

Ron Kohavi. A Study of Cross-Validation and Bootstrap for Accuracy Estimation and Model Selection. Appears in the International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI), pp. 1-7 (1995).

Lucero de Montserrat Ortiz Aguilar, Juan Martín Carpio Valadez, Héctor José Puga Soberanes, Claudia Leticia Díaz González, Carlos Lino Ramírez y Jorge Alberto Soria-Alcaraz. Comparativa de algoritmos bioinspirados aplicados al problema de calendarización de horarios.”, in Research in Computing Science Issue 94 (2015), pp. 33-43

Published

2016-10-31

How to Cite

Ortiz Aguilar, L. de M., Carpio Valadez, J. M., Soria Alcaraz, J. A., Puga Soberanes, H. J., Díaz, C., Lino Ramírez, C., Aldape, J. E., Alatorre, O., Aguila Reyes, A., & Tapia, V. (2016). Training OFF-LineHyperheuristics For Course Timetabling Using K-Folds Cross Validation. Programación Matemática Y Software, 8(3), 1–8. https://doi.org/10.30973/progmat/2016.8.3/1

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