refactoring: lokale fairness
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Jan Hoheisel
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fefbc3d7b2
commit
2cb98d1476
@ -252,7 +252,7 @@ class Elterndienstplaner:
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return faktor
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return 0
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def berechne_faire_zielverteilung(self) -> DefaultDict[str, DefaultDict[Dienst, float]]:
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def berechne_faire_zielverteilung_global(self) -> DefaultDict[str, DefaultDict[Dienst, float]]:
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"""Berechnet die faire Zielanzahl von Diensten pro Eltern-Dienst-Kombination
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basierend auf tatsächlich geleisteten historischen Diensten und deren fairer Umverteilung"""
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@ -356,6 +356,55 @@ class Elterndienstplaner:
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return ziel_dienste
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def berechne_faire_zielverteilung_lokal(self) -> DefaultDict[str, DefaultDict[Dienst, float]]:
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"""Berechnet die lokale faire Zielanzahl von Diensten pro Eltern-Dienst-Kombination
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||||
basierend auf Dienstfaktoren und benötigten Diensten im aktuellen Planungsmonat"""
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ziel_dienste_lokal: DefaultDict[str, DefaultDict[Dienst, float]] = \
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defaultdict(lambda: defaultdict(float))
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print("\nBerechne lokale faire Zielverteilung für aktuellen Monat...")
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# Gesamtdienstfaktor für aktuellen Monat berechnen
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gesamt_dienstfaktor_monat = sum(
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sum(self.dienstfaktoren.get(e, {}).get(tag, 0) for tag in self.tage)
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for e in self.eltern
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)
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if gesamt_dienstfaktor_monat == 0:
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print(" WARNUNG: Gesamtdienstfaktor ist 0, keine lokale Zielverteilung möglich")
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return ziel_dienste_lokal
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# Für jeden Dienst die lokale faire Verteilung berechnen
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for dienst in self.dienste:
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# Anzahl benötigter Dienste im aktuellen Monat
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benoetigte_dienste_monat = sum(
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1 for tag in self.tage
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if dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, [])
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)
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# Multipliziere mit Anzahl benötigter Personen pro Dienst
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benoetigte_dienste_monat *= dienst.personen_anzahl
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if benoetigte_dienste_monat > 0:
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print(f" {dienst.kuerzel}: {benoetigte_dienste_monat} Dienste benötigt")
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for eltern in self.eltern:
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# Dienstfaktor für diesen Elternteil im aktuellen Monat
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monatlicher_dienstfaktor = sum(
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self.dienstfaktoren.get(eltern, {}).get(tag, 0) for tag in self.tage
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)
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if monatlicher_dienstfaktor > 0:
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anteil = monatlicher_dienstfaktor / gesamt_dienstfaktor_monat
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faire_zuteilung = anteil * benoetigte_dienste_monat
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ziel_dienste_lokal[eltern][dienst] = faire_zuteilung
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if faire_zuteilung > 0.1: # Debug nur für relevante Werte
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print(f" {eltern}: Faktor={monatlicher_dienstfaktor:.1f} "
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f"-> {faire_zuteilung:.2f} Dienste")
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return ziel_dienste_lokal
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def erstelle_optimierungsmodell(self) -> Tuple[pulp.LpProblem, Dict[Tuple[str, date, Dienst], pulp.LpVariable]]:
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"""Erstellt das PuLP Optimierungsmodell"""
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print("Erstelle Optimierungsmodell...")
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@ -442,8 +491,9 @@ class Elterndienstplaner:
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# FAIRNESS-CONSTRAINTS UND ZIELFUNKTION
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objective_terms = []
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# Berechne faire Zielverteilung
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ziel_dienste = self.berechne_faire_zielverteilung()
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# Berechne faire Zielverteilungen (global und lokal)
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ziel_dienste_global = self.berechne_faire_zielverteilung_global()
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ziel_dienste_lokal = self.berechne_faire_zielverteilung_lokal()
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# Hilfsvariablen für Fairness-Abweichungen
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fairness_abweichung_lokal = {} # F2
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@ -459,56 +509,35 @@ class Elterndienstplaner:
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# F1: Globale Fairness & F2: Lokale Fairness
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for eltern in self.eltern:
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for dienst in self.dienste:
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# Dienstfaktor für aktuellen Monat
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monatlicher_dienstfaktor = sum(
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self.dienstfaktoren.get(eltern, {}).get(tag, 0) for tag in self.tage
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# Tatsächliche Dienste im aktuellen Monat
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tatsaechliche_dienste_monat = pulp.lpSum(
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x[eltern, tag, dienst]
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||||
for tag in self.tage
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||||
if (eltern, tag, dienst) in x
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)
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if monatlicher_dienstfaktor > 0:
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||||
# Tatsächliche Dienste im aktuellen Monat
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||||
tatsaechliche_dienste_monat = pulp.lpSum(
|
||||
x[eltern, tag, dienst]
|
||||
for tag in self.tage
|
||||
if (eltern, tag, dienst) in x
|
||||
)
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||||
# F2: Lokale Fairness - nur aktueller Monat
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ziel_lokal = ziel_dienste_lokal[eltern][dienst]
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if ziel_lokal > 0:
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# Lokale Fairness-Constraints
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prob += (tatsaechliche_dienste_monat - ziel_lokal <=
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fairness_abweichung_lokal[eltern, dienst])
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prob += (ziel_lokal - tatsaechliche_dienste_monat <=
|
||||
fairness_abweichung_lokal[eltern, dienst])
|
||||
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||||
# F2: Lokale Fairness - nur aktueller Monat
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||||
benoetigte_dienste_monat = sum(
|
||||
1 for tag in self.tage
|
||||
if dienst in self.benoetigte_dienste.get(tag, [])
|
||||
)
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||||
# Multipliziere mit Anzahl benötigter Personen pro Dienst
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||||
benoetigte_dienste_monat *= dienst.personen_anzahl
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||||
# F1: Globale Fairness - basierend auf berechneter Zielverteilung
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||||
ziel_global = ziel_dienste_global[eltern][dienst]
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||||
vorherige_dienste = self.vorherige_dienste[eltern][dienst]
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||||
|
||||
gesamt_dienstfaktor_monat = sum(
|
||||
sum(self.dienstfaktoren.get(e, {}).get(tag, 0) for tag in self.tage)
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||||
for e in self.eltern
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||||
)
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if ziel_global > 0:
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# Tatsächliche Dienste global (Vergangenheit + geplant)
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total_dienste_inkl_vergangenheit = tatsaechliche_dienste_monat + vorherige_dienste
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if gesamt_dienstfaktor_monat > 0 and benoetigte_dienste_monat > 0:
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erwartete_dienste_lokal = (
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monatlicher_dienstfaktor / gesamt_dienstfaktor_monat
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) * benoetigte_dienste_monat
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# F2: Lokale Fairness-Constraints
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prob += (tatsaechliche_dienste_monat - erwartete_dienste_lokal <=
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fairness_abweichung_lokal[eltern, dienst])
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prob += (erwartete_dienste_lokal - tatsaechliche_dienste_monat <=
|
||||
fairness_abweichung_lokal[eltern, dienst])
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# F1: Globale Fairness - basierend auf berechneter Zielverteilung
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ziel_gesamt = ziel_dienste[eltern][dienst]
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vorherige_dienste = self.vorherige_dienste[eltern][dienst]
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if ziel_gesamt > 0:
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# Tatsächliche Dienste global (Vergangenheit + geplant)
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total_dienste_inkl_vergangenheit = tatsaechliche_dienste_monat + vorherige_dienste
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# F1: Globale Fairness-Constraints
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prob += (total_dienste_inkl_vergangenheit - ziel_gesamt <=
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fairness_abweichung_global[eltern, dienst])
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prob += (ziel_gesamt - total_dienste_inkl_vergangenheit <=
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fairness_abweichung_global[eltern, dienst])
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# Globale Fairness-Constraints
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prob += (total_dienste_inkl_vergangenheit - ziel_global <=
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fairness_abweichung_global[eltern, dienst])
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prob += (ziel_global - total_dienste_inkl_vergangenheit <=
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fairness_abweichung_global[eltern, dienst])
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# Gewichtung: Jahresanfang F1 stärker, Jahresende F2 stärker
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# Annahme: September = Jahresanfang, Juli = Jahresende
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