實驗環境及參數設計

壹、 實驗環境

本研究以程式語言 Java 並透過 Java SE Development Kit 7 編輯器來編輯與 編譯。作業系統平台為 Windows 8.1 家用版。在硬體方面，處理器為 Intel® Core™

I7-4700HQ [email protected] 2.39GHz，記憶體大小為 8GB RAM(實際可用空間為 7.89GB)，實驗相關設備如圖 4.1 所示，電腦效能等級評定如圖 4.2 所示，Java 與 Java JDK 版本如圖 4.3 所示。

圖 4.1 實驗相關設備介紹

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資料來源:本研究整理

圖 4.2 電腦效能評定示意圖 資料來源:本研究整理

圖 4.3 Java 版本示意圖 資料來源:本研究整理

貳、 參數設計

本小節主要針對本研究粒子群演算法相關參數確定其相關最佳參數設定值，

本研究可調動相關參數，程式的參數介面如圖 4.4 所示，可調手動調整的參數為、

慣性權重(W)、學習因子 1(L1)、學習因子 2(L2)、粒子個數、總迭代次數，其中 粒子群最大值與最小值因班別的代號為不可調整，班別的代號如表 4.3 所示，表 中 0、1、2、3，所代表的為休假、早班、中班、晚班。

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圖 4.4 程式參數相關介面 資料來源:本研究整理

表 4.3 班別代號表

早班 中班 晚班 休假

代號 1 2 3 0

資料來源:本研究整理

本研究從文獻中挑選二組參數設定與本研究設計之參數進行測試，本次測 試參數使用小規模排班來進行測試，從這三組參數之中挑選最佳參數，作為本 研究程式運行參數。

表 4.4 測試參數一

W C1 C2 迭代次數 粒子個數

0.8 2 2 100 80

資料來源:林建良(2009)

表 4.4 為林建良在 2009 年提出 PSO 執行參數，本研究將此參數運用本研究 程式運行，藉此找到最佳運行參數，其最佳適應值與時間如表 4.5 所示，其排 班結果如表 4.6 所示。

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表 4.5 測試參數一最佳適應值與時間

最佳適應值 時間

56500 0.33(s)

資料來源:本研究整理

表 4.6 測試參數一排班結果

1 2 3 4 5 6 7

A 1 1 1 1 1 0 1

B 0 0 0 0 0 1 1

C 0 0 0 0 0 0 1

D 2 2 2 0 2 2 2

E 3 3 3 3 0 3 3

其中 0 為休假；1 為早班 2 為中班 3 為晚班 資料來源:本研究整理

由表 4.6 可發此參數可能不適合本研究之排班模式，因星期四沒有人被程式 排入中班與星期五同時也沒有人被排入晚班，這樣會造成這兩天的中班與晚班會 出現空班的現象。

表 4.7 測試參數二

W C1 C2 迭代次數 粒子個數

0.8 1.2 1.2 10000 2000

資料來源:莊凱智、黃士滔(2011)

表 4.7 為莊凱智與黃士滔在 2011 年提出改良式粒子群演算法的執行參數，

而將此參數導入程式中運行，其最佳適應值與時間如表 4.8 所示，其排班結果 如表 4.9 所示。

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表 4.8 測試參數二最佳適應值與時間

最佳適應值 時間

41000 97.21(s)

資料來源:本研究整理

表 4.9 測試參數二排班結果

1 2 3 4 5 6 7

A 0 0 0 0 1 0 1

B 2 0 2 2 2 2 2

C 0 0 0 0 0 0 1

D 3 3 3 0 3 3 3

E 1 1 1 1 0 1 1

其中 0 為休假；1 為早班 2 為中班 3 為晚班 資料來源:本研究整理

由表 4.9 可發此參數可能不適合本研究之排班模式，因星期二沒有人被程式 排入中班，而造成中班有空班的現象狀況發生。

表 4.10 測試參數三

W C1 C2 迭代次數 粒子個數

0.8 2 2 4000 200

資料來源:本研究整理

表 4.10 為本研究自行設計之 PSO 參數，其參數是比造林建良在 2009 年提 出的粒子群執行參數，只是將迭代次數尤 100 次增加到 4000 次，還有將粒子個 數由 80 個粒子增加到 200 個粒子數，其最佳適應值與時間如表 4.11 所示，其 排班結果如表 4.12 所示。

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表 4.11 測試參數三最佳適應值與時間

最佳適應值 時間

28500 15.89(s)

資料來源:本研究整理

表 4.12 測試參數三排班結果

1 2 3 4 5 6 7

A 2 2 2 2 2 0 2

B 2 0 3 3 2 2 2

C 1 1 0 1 1 1 1

D 3 3 3 0 3 3 3

E 1 1 1 1 0 1 1

其中 0 為休假；1 為早班 2 為中班 3 為晚班 資料來源:本研究整理

由表 4.12 可得知，在此參數下所執行的排班，與其他兩個參數較趨於穩 定，而且每天每班都有人被排入上班也沒有空班的情況發生，所以本研究選定 測試三之參數，作為本研究之實驗參數。