Master's Thesis

Automatic Time-Schedule Planning System

Author of thesis: Ing. Patrik Olszar

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.

Reviewer: prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D.

Abstract:

Timetabling in schools represents a complex combinatorial optimization problem that is generally considered to be NP-hard. The objective is to assign teaching activities to time slots and rooms in such a way that all hard constraints are satisfied while violations of soft constraints, which express the quality of the timetable, are minimized. Due to the size and complexity of real world instances, exact methods are not applicable in practice and research has focused on heuristic and meta-heuristic approaches. This thesis focuses on implementation of school timetabling using simulated annealing.

Keywords:

school timetable, school timetabling, Simulated Annealing, hybrid algorithms

Date of defence

25.06.2026

Date of publish

24.06.2031

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných, např. ohledně dalšího možného vývoje v tematické oblasti práce či způsobu práce s různými typy omezení. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm D - uspokojivě.

Topics for thesis defence

  1. Jaká je časová složitost ohodnocení kandidátního řešení?
  2. Jak dlouho trvá jeden běh algoritmu na běžném kancelářském počítači? Je tato doba akceptovatelná pro praktické použití? Existují možnosti, jak výpočet urychlit?
  3. Proč jste zvolil metodu simulovaného žíhání?
  4. Jakým způsobem jste odvodil množinu povolených tahů, která obsahuje tři možnosti? Proč byly zvoleny právě tyto tahy, a nikoli jiné?
  5. Konzultoval jste dosažené výsledky se zadavatelem práce, tedy se střední školou, jejíž data jste použil?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Intelligent Devices (NIDE)

Composition of Committee

doc. Ing. František Zbořil, CSc. (předseda)
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Petr Peringer (člen)
Ing. Tomáš Goldmann, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.

S přihlédnutím k vyšší náročnosti a výsledné podobě práce považuji v základu téma za zvládnuté a navrhuji z pohledu vedoucího práce hodnotit stupněm C.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Práce měla za cíl realizovat plánovací algoritmus pro automatickou tvorbu rozvrhu v reálným podmínkách požadavků na plánování rozvrhů na jedné střední škole a ověřit jeho potenciální použitelnost do budoucna. Zadání považuji za obtížné, diplomant musel navrhnout pokročilou reprezentaci a pro ní veškeré podpůrné aspekty plánovacího algoritmu.

Aktivita při dokončování

Hlavní část experimentů byla soustředěna do posledních týdnů před odevzdáním a to především z důvodů uvedených výše.

Publikační činnost, ocenění
Práce s literaturou

Bez připomínek.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Práce probíhala téměř po celý akademický rok, třebaže ne vždy zcela podle předpokládaného plánu, což bylo dáno složitostí zadání a nutností iterativního ladění.

Points proposed by supervisor: 70

Grade proposed by supervisor: C

Předložená práce na mě působí poměrně minimalistickým dojmem. Navržené řešení je jako prototyp akceptovatelné, přestože obsahuje dílčí chyby, které neumožňují nalézt řešení bez porušení tvrdých omezení.


Za největší nedostatek považuji přílišnou obecnost předložené technické zprávy, nedostatek detailů a chybějící zdůvodnění kroků učiněných v oblasti návrhu, implementace i testování. Práce rovněž postrádá detailnější rozbor existujících řešení, použití více instancí řešeného problému a srovnání s existujícími přístupy, byť například pouze manuálními.


Z těchto důvodů hodnotím práci stupněm D.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno s drobnými výhradami

Oponent má drobné výhrady k bodu č. 2, v němž měl student zpracovat studii zahrnující přehled existujících technik pro plánování rozvrhů. Tato studie je z mého pohledu poměrně obecná a povrchní. Očekával bych více detailů o analyzovaných řešeních, zejména o technikách, z nichž by bylo možné se inspirovat. Zároveň bych uvítal kvalitativní zhodnocení jednotlivých algoritmů, například jaké kvality řešení dosahovaly a jak časově náročný byl jejich běh.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: splňuje pouze minimální požadavky

Technická zpráva je spíše minimalistická. Některá tvrzení se navíc opakují na více místech, aniž by byla doplněna o nové či rozšiřující informace. Kapitola popisující vlastní implementaci je poměrně strohá a například zcela opomíjí formát výstupních dat, formát logovacích souborů či použité implementační techniky. Rovněž kapitola věnovaná experimentálnímu vyhodnocení je velmi stručná. Práce obsahuje pouze jednu instanci řešeného problému a jen několik základních experimentů.

Prezentační úroveň technické zprávy

Prezentační úroveň diplomové práce je mírně podprůměrná. Práce je založena převážně na textovém popisu, přičemž některé části by bylo vhodné doplnit ilustracemi. Jak již bylo zmíněno výše, popis implementace je poměrně obecný. Postrádám zejména detailnější popis kolizní mapy a jednotlivých typů tahů.

Za nejvýraznější nedostatek považuji prakticky úplnou absenci zdůvodnění jednotlivých návrhových a implementačních rozhodnutí. Není například vysvětleno, proč byly použity pouze tři typy tahů, proč byly zvoleny právě tyto tahy, proč byla zvolena metoda simulovaného žíhání, apod.

Kvalita ilustrací vytvořeného rozvrhu je poměrně nízká a v tištěné podobě se pohybuje na hranici čitelnosti.

68
Formální úprava technické zprávy

Typografická stránka práce je v pořádku, stejně jako její jazyková úroveň. Práce neobsahuje téměř žádné gramatické chyby ani překlepy.

80
Práce s literaturou

Práce s literaturou je poměrně slabá. Autor sice cituje zajímavé zdroje, avšak očekával bych důkladnější vytěžení relevantních poznatků z uvedené literatury. Práce rovněž nezmiňuje, že stejná úloha byla pro tutéž školu již dříve řešena v jiné práci. Autor dokonce přebírá část zdrojových kódů určených pro načítání dat, avšak v textu práce jsem k této skutečnosti nenašel žádnou citaci. Uvedena je pouze poznámka ve zdrojových kódech.

To považuji za nedostatek, neboť právě předchozí práce mohla být využita k porovnání dosažených výsledků.

55
Realizační výstup

Realizační výstup na mě působí nedokončeným dojmem, spíše ve stadiu hrubého prototypu. Prvním problémem je chyba v implementaci, která znemožňuje nalezení rozvrhu eliminujícího všechna tvrdá omezení. Druhým problémem je uživatelské rozhraní, které je pro běžného zaměstnance střední školy velmi obtížně použitelné.

Samotné experimentální vyhodnocení je opravdu minimalistické. Chybí mi především testování na více instancích problému. Pokud autor další instance neměl k dispozici, mohl je vytvořit například zjednodušením poskytnuté instance. S tím souvisí také otázka škálovatelnosti: čtenář se nedozví, jak velké instance je tato implementace schopna řešit, ani jak dlouho plánování trvá.

Rovněž postrádám porovnání s ručně navrženým plánem, které by umožnilo posoudit kvalitu navržených řešení.

65
Využitelnost výsledků

Dle mého názoru se v současné podobě jedná spíše o první nástřel aplikace pro plánování rozvrhů. K jejímu praktickému nasazení však zbývá ještě poměrně dlouhá cesta.

Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

Cílem diplomové práce bylo navrhnout systém pro automatické plánování rozvrhů. Tento problém již byl mnohokrát zkoumán a podle názoru oponenta k němu existuje dostatečné množství odborné literatury. Zvolené řešení je poměrně přímočaré, navíc byla vstupní data již předzpracována do vhodné podoby pomocí převzatého modulu. Z tohoto důvodu považuji náročnost zadání za standardní.

Topics for thesis defence:
  1. Jaká je časová složitost ohodnocení kandidátního řešení?
  2. Jak dlouho trvá jeden běh algoritmu na běžném kancelářském počítači? Je tato doba akceptovatelná pro praktické použití? Existují možnosti, jak výpočet urychlit?
  3. Proč jste zvolil metodu simulovaného žíhání?
  4. Jakým způsobem jste odvodil množinu povolených tahů, která obsahuje tři možnosti? Proč byly zvoleny právě tyto tahy, a nikoli jiné?
  5. Konzultoval jste dosažené výsledky se zadavatelem práce, tedy se střední školou, jejíž data jste použil?
Points proposed by reviewer: 65

Grade proposed by reviewer: D

Reasons for publication postponement

Publication of the final thesis has been postponed in compliance with the provisions of Section 47b (4) of Act No. 111/1998 Coll., on the Higher Education Institutions and on amendments and supplements to other acts, as amended.

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová