Pronóstico de la demanda estudiantil mediante modelos de regresión: un estudio comparativo de la unidad académica de ingeniería, industria y construcción de la Universidad Católica de Cuenca

Autores/as

  • Jorge Leopoldo Pauta Riera Universidad Bolivariana del Ecuador, Ecuador y Universidad Católica de Cuenca, Ecuador
  • Maikel Yelandi Leyva Vazquez Universidad Bolivariana del Ecuador, Ecuador
  • Dayron Rumbaut Rangel Universidad Bolivariana del Ecuador, Ecuador

Palabras clave:

predicción de demanda, aumento de datos, AHP neutrosófico, TOPSIS, gestión universitaria

Resumen

Introducción: Este estudio desarrolla una metodología para pronosticar la demanda estudiantil en la Unidad Académica de Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad Católica de Cuenca, enfrentando el reto de series de tiempo cortas. Materiales y métodos: Se utilizaron datos diarios de matrícula (22 observaciones/carrera). Para superar la escasez de datos, se aplicó un aumento de datos combinando una interpolación tipo SMOTE con bootstrapping, expandiendo la muestra. Sobre estos datos aumentados, se evaluaron cuatro modelos de regresión: lineal, polinomial (grados 2 y 3) y logística. La selección del modelo óptimo para cada una de las cinco carreras se realizó mediante un marco multicriterio que integra el Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) Neutrosófico –para ponderar criterios como R², RMSE, MAPE y MAE bajo incertidumbre– y la técnica TOPSIS para el ranking final. Resultados: El aumento de datos permitió expandir las series a ~55 observaciones. El análisis TOPSIS reveló que no existía un modelo único óptimo: el polinomial de grado 3 fue seleccionado para Civil e Industrial; el de grado 2 para Arquitectura y Eléctrica; y el modelo lineal para Diseño. Discusión: La metodología propuesta demuestra ser superior al uso de aprendizaje profundo con datos escasos, evitando el sobreajuste. La combinación de aumento de datos y selección multicriterio neutrosófica proporciona un marco robusto, transparente y adaptable que gestiona la incertidumbre y justifica la elección del modelo según la dinámica específica de cada programa. Conclusiones: El estudio valida que el aumento de datos y la selección de modelos mediante AHP Neutrosófico-TOPSIS constituyen una herramienta efectiva y pedagógica para la predicción de demanda en contextos de datos limitados, ofreciendo a la gestión universitaria un instrumento para una planificación académica y de recursos más precisa y basada en evidencia.

Citas

Abdel-Basset, M., Mohamed, M., & Smarandache, F. (2018). A hybrid neutrosophic group ANP-TOPSIS framework for supplier selection problems. Symmetry, 10(6), 226. https://doi.org/10.3390/sym10060226

Barzola-Monteses, J., Rodríguez-Cedeño, J., & Smarandache, F. (2024). Detection of cardiovascular diseases using predictive models based on deep learning techniques: A hybrid neutrosophic AHP-TOPSIS approach for model selection. Neutrosophic Sets and Systems, 66, 135–147.

Bergmeir, C., Hyndman, R. J., & Benítez, J. M. (2016). Bagging exponential smoothing methods using STL decomposition and bootstrapping. International Journal of Forecasting, 32(2), 303–312. https://doi.org/10.1016/j.ijforecast.2015.09.005

Castañeda Sánchez, W. A., Polo Escobar, B. R., & Vega Huincho, F. (2023). Redes neuronales artificiales: una medición de aprendizajes de pronósticos como demanda potencial. Universidad, Ciencia y Tecnología, 27(118), 51–60.

Cerqueira, V., Torgo, L., & Soares, C. (2024). Time series data augmentation as an imbalanced learning problem. arXiv preprint arXiv:2404.18537.

Diponegoro, M. H., Kusumawardani, S. S., & Hidayah, I. (2021). Tinjauan pustaka sistematis: Implementasi metode deep learning pada prediksi kinerja murid. Jurnal Nasional Teknik Elektro Dan Teknologi Informasi, 10(2), 131–138. https://doi.org/10.22146/jnteti.v10i2.1417

Goodfellow, I., Bengio, Y., & Courville, A. (2016). Deep learning. MIT Press.

Gulum, P., Gökkuş, Ü., & Gökkuş, A. (2021). A two level interval valued neutrosophic AHP integrated TOPSIS for post-earthquake fire risk assessment. Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 41(1), 1599–1612. https://doi.org/10.3233/JIFS-210701

Hwang, C. L., & Yoon, K. (1981). Multiple attribute decision making: Methods and applications. Springer-Verlag.

Iwana, B. K., & Uchida, S. (2021). An empirical survey of data augmentation for time series classification with neural networks. PLoS ONE, 16(7), e0254841. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0254841

Jiang, W., Ling, L., Zhang, D., Lin, R., & Zeng, L. (2023). A time series forecasting model selection framework using CNN and data augmentation for small sample data. Neural Processing Letters, 55, 3357–3386. https://doi.org/10.1007/s11063-022-11113-z

Liu, Q., Shakya, R., Jovanovic, J., Khalil, M., & Gašević, D. (2025). Ensuring privacy through synthetic data generation in education. British Journal of Educational Technology, 56(2), 445–462. https://doi.org/10.1111/bjet.13576

Morales Echeverria, D. A., & Galarza Arrieta, S. del R. (2024). Acceso a la educación superior pública en Ecuador y limitación de cupos como vulneración de derechos. Revista de Investigación Educativa Niveles, 1(2), 5–13. https://doi.org/10.61347/rien.v1i2.60

Popovic, N. (2023). How to improve the accuracy of your time series forecast by using bootstrapping. Medium. https://medium.com/@NiclasPopovic0402/how-to-improve-the-accuracy-of-your-time-series-forecast-by-using-bootstrapping-c5a81ce3abe6

Qu, H., Wang, Z., & Li, Y. (2024). A time series data augmentation method based on SMOTE. En 2024 5th International Conference on Computer Vision, Image and Deep Learning (CVIDL) (pp. 114–118). IEEE. https://doi.org/10.1109/CVIDL61864.2024.10587816

Rachel, J., Jeyakarthi, J., & Mary, S. A. (2024). Enhancing biometric system selection: A hybrid AHP-neutrosophic soft set fuzzy TOPSIS approach. BMC Research Notes, 17(1), 246. https://doi.org/10.1186/s13104-024-06903-8

Rodríguez Morachis, M. A., Terrazas Mata, L. E., & Zorrilla Briones, F. (2024). Estimación de demanda estudiantil en una institución educativa para calcular capacidad docente y aulas utilizando modelo de pronósticos. RIDE Revista Iberoamericana Para La Investigación y El Desarrollo Educativo, 14(28). https://doi.org/10.23913/ride.v14i28.1790

Semenoglou, A. A., Spiliotis, E., & Assimakopoulos, V. (2023). Data augmentation for univariate time series forecasting with neural networks. Pattern Recognition, 135, 109–127. https://doi.org/10.1016/j.patcog.2022.109127

Sepúlveda, G. (2021). Pronóstico para la demanda de inscritos en estudios de educación superior a nivel pregrado en la Universidad de la Amazonia [Tesis de grado, Universidad de la Amazonia].

Shao, L., Vannan, S. K., & Kaur, H. (2021). Machine learning methods for course enrollment prediction. IEEE Transactions on Education, 64(3), 234–243. https://doi.org/10.1109/TE.2021.3058234

Smarandache, F., Vázquez, M. Y. L., Cevallos-Torres, L., & Barco, L. J. L. (2025). Neutrosofía: Orígenes, aplicaciones y perspectivas en la lógica contemporánea. Neutrosophic Computing and Machine Learning, 37, 1–10.

Syamsudin, A., & Maarif, M. S. (2024). A comparative study of Lagrange and Gregory forward interpolation techniques for estimating new student enrollment trends in Faculty of Tarbiyah at IAIN Kediri. Journal Focus Action of Research Mathematic, 7(1), 173–189. https://doi.org/10.30762/f_m.v7i1.3179

Triambak, S., Mahapatra, D. P., Mallick, N., & Sahoo, R. (2021). A new logistic growth model applied to COVID-19 fatality data. Epidemics, 37, 100515. https://doi.org/10.1016/j.epidem.2021.100515

Universidad Católica de Cuenca. (2025). Modelo educativo. https://www.ucacue.edu.ec/

Zhan, C., Deho, O. B., Zhang, X., Joksimovic, S., & Gašević, D. (2023). Synthetic data generator for student data serving learning analytics: A comparative study. Learning Letters, 1(1), 1–11.

Zhou, Y., Johansen, B., & Tian, Y. (2023). Improving time series forecasting with Mixup data augmentation. En Amazon Science Conference (pp. 1–8).

Publicado

2025-12-25

Cómo citar

Pauta Riera, J. L., Leyva Vazquez, M. Y., & Rumbaut Rangel, D. (2025). Pronóstico de la demanda estudiantil mediante modelos de regresión: un estudio comparativo de la unidad académica de ingeniería, industria y construcción de la Universidad Católica de Cuenca. Maestro Y Sociedad, 22(4), 3790–3798. Recuperado a partir de https://maestroysociedad.uo.edu.cu/index.php/MyS/article/view/7300

Número

Sección

Artículos