Χρήση μεθόδων χωρικής βελτιστοποίησης για κατανομή μαθητών σε σχολικές μονάδες

Abstract

Η κατανομή του μαθητικού δυναμικού στις πρώτες τάξεις των υφιστάμενων σχολικών μονάδων ενός συγκεκριμένου τύπου (πχ γυμνάσια) σε μία αστική περιοχή, είναι μία διαδικασία που απαιτείται κατά την έναρξη κάθε σχολικής χρονιάς. Πρόκειται για ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης με πολλαπλές παραμέτρους. Εκτός από την ελαχιστοποίηση απόστασης της οικίας διαμονής μαθητών και των αντίστοιχων σχολικών μονάδων, πρέπει να ληφθούν υπόψη, από τις αρμόδιες αρχές εκπαίδευσης, παράμετροι όπως οι μέγιστες χωρητικότητες των μονάδων, το ελάχιστο πλήθος μαθητών ανά σχολική μονάδα, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί αποδοτικά το προσωπικό, οι περιπτώσεις διαμονής μαθητών σε κοινή διεύθυνση και άλλες. Στην εργασία αυτή, το πρόβλημα μοντελοποιείται με γραμμικό προγραμματισμό, και σχεδιάζεται μία ολοκληρωμένη εφαρμογή κατανομής μαθητών για χρήση από τις αρμόδιες αρχές, εφαρμόζοντας μεθόδους χωρικής ανάλυσης δικτύων με χρήση ανοικτών/ελεύθερων τεχνολογιών. Εφαρμογή της λύσης αυτής, γίνεται στην περίπτωση της πόλης της Μυτιλήνης, και της κατανομής των αποφοίτων των δημοτικών στην πρώτη τάξη των γυμνασίων της πόλης.

The allocation of students to the first grades of existing school units of a particular type (e.g. primary, junior high or high schools) in an urban area is a process that is required at the beginning of each school year. This is an optimization problem with multiple parameters. In addition to minimizing the distance between pupils' home and their respective school units, the relevant education authorities must take into account parameters such as maximum school capacities, the minimum number of pupils per school unit in order to make efficient use of staff, and others.In this thesis, the problem is modeled by linear programming, and a user-friendly application is developed for use by education authorities in order to allocate students to schools based on several criteria. This is achieved by applying spatial analysis methods using open / free technologies and software. Implementation of this solution is made and results were evaluated, for the case of distribution of the graduates of the primary schools to the junior high school’s’ first grade, for the city of Mytilene, Lesvos, Greece.