Made available in DSpace on 2016-06-02T19:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJMRB.pdf: 944400 bytes, checksum: b37a0f175baab577681e6785f305edee (MD5) Previous issue date: 2005-06-23 / This project consists in the refinement of the tabu search adaptive approach HTSA (PUREZA, 1996) and the analysis of its performance when applied to the classical Vehicle Routing Problem and to the Vehicle Routing Problem with Time Windows. HTSA promotes the integration of intensification and diversification strategies through the systematic variation of the values of selected tabu parameters, mostly based on the analysis of search trajectory patterns. The development of new implementations based on tabu search (GLOVER, 1989; GLOVER & LAGUNA, 1997) is an interesting avenue of research since tabu search has offered new marks on solution quality in routing problems, usually outperforming other methods. The results obtained with the application of HTSA approach to a set of classical routing instances and to a set of routing with times windows instances indicate quality solutions within reasonable computational times when compared to the results provided by competitive methods in the literature. / O corrente projeto tem como objetivo o refinamento da abordagem adaptativa de busca tabu HTSA (PUREZA, 1996) e a verificação de seu desempenho quando aplicada ao Problema de Roteirização de Veículos clássico e ao Problema de Roteirização com Janelas de Tempo. A abordagem HTSA tem como objetivo a integração de estratégias de intensificação e diversificação, consistindo na variação sistemática de valores de parâmetros tabu selecionados e apoiada principalmente na análise de padrões da trajetória da busca. O desenvolvimento de novas abordagens baseadas na meta-heurística busca tabu (GLOVER, 1989; GLOVER & LAGUNA, 1997) é uma linha de pesquisa interessante uma vez que a busca tabu tem oferecido novas marcas em qualidade da solução em problemas de Roteirização de veículos e suas variantes, geralmente superando outros métodos. Os resultados obtidos com a aplicação da abordagem HTSA a instâncias de roteirização de veículos clássicas e com janela de tempo indicam soluções de qualidade em tempos computacionais razoáveis quando comparadas aos resultados de métodos competitivos da literatura.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3056611 bytes, checksum: e73001b52f3f37e092e742b4d599ce04 (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation deals with the Pollution-Routing Problem (PRP), a Vehicle Routing Problem (VRP) with environmental considerations, recently introduced in the literature by Bekta ¸s e Laporte (2011). The objective is to minimize operational and environmental costs while respecting route-load constraints and service time windows. Costs are based on driver wages and fuel consumption, which depends on many factors, such as travel distance and vehicle load. Vehicle speeds are additional decision variables of the problem which complement routing decisions. They impact the total cost, the travel times between the locations, and thus the set of feasible routes. We propose a hybrid method that combines a local search-based metaheuristic with an exact approach and a recursive speed-optimization algorithm. Moreover, two other green VRP variants, the Fuel Consumption VRP (FCVRP) and the Energy Minimizing VRP (EMVRP), are addressed. The results obtained compare very favorably with those found in the literature, and many new improved solutions are reported. / Esta dissertação lida com o Pollution-Routing Problem (PRP), i.e. um Problema de Roteamento de Veículos (PRV) com considerações ambientais, recentemente introduzido na literatura por Bekta¸s e Laporte (2011). O objetivo consiste na minimização dos custos operacionais e ambientais, respeitando as restrições de carga dos veículos e janelas de tempo dos clientes. O custo é baseado no salário dos motoristas e no consumo de combustível, que depende de diversos fatores, como distância percorrida e carga transportada. As velocidades dos veículos são variáveis de decisão adicionais que complementam as decisões de roteamento. Tais velocidades interferem diretamente no custo total, nos tempos de viagem, bem como no conjunto de rotas viáveis. Uma abordagem híbrida que combina uma metaheurística baseada em busca local com uma abordagem exata e um algoritmo recursivo para otimizar as velocidades é proposta para solucionar o problema. Além do PRP, outras duas variantes do PRV com considerações ambientais são tratadas: o PRV considerando consumo de combustível e o PRV com minimização de energia. Os resultados obtidos se mostraram bastante favoráveis quando comparados com os melhores da literatura, e diversas soluções melhoradas são reportadas.

O nÃvel de serviÃo de uma empresa atacadista distribuidora pode ser medido pela frequÃncia e regularidade com que sua equipe de vendas atende os clientes. Mas como o sucesso no mercado tambÃm depende dos custos envolvidos, o planejamento adequado das sistemÃticas de atendimento à crÃtico. Aproveitando as similaridades entre essa situaÃÃo e o Problema de RoteirizaÃÃo PeriÃdica de VeÃculos (PRPV), foi proposta uma tÃcnica de resoluÃÃo deste problema. Para o PRPV, dado um horizonte de planejamento composto de vÃrios dias, clientes devem ter suas visitas alocadas aos dias conforme combinaÃÃes possÃveis ao mesmo tempo em que rotas sÃo geradas para cada dia, objetivando a reduÃÃo do custo total de atendimento nesse mesmo horizonte de planejamento. A tÃcnica proposta tambÃm foi adaptada para aplicaÃÃo no caso prÃtico de roteirizaÃÃo de uma equipe de vendas com horizonte de planejamento semanal e consiste em um algoritmo genÃtico para o qual foi desenvolvido um operador de cruzamento original. A tÃcnica foi validada com instÃncias da literatura para o PRPV e suas soluÃÃes para o caso prÃtico indicaram economias anuais significativas. / The service level of a wholesale distributor can be measured by the frequency and regularity with which its sales staff serves customers. But as the market success also depends on the costs involved, the proper planning of systematic servings is critical. Taking advantage of the similarities between this situation and the Periodic Vehicle Routing Problem (PVRP), a technique for solving the later was proposed. For the PVRP, given a planning horizon of several days, visits to customers must be assigned to possible days according to predefined schedule combinations at the same time as routes are generated for each day, aiming to reduce the total cost of serving in the same planning horizon. The proposed technique was also adapted to be applied to the practical case of routing a sales team within a weekly planning horizon and it consists of a genetic algorithm for which was developed an original crossover operator. The technique was validated with instances from the literature for the PVRP and its solutions for the case study indicated significant annual savings.

A presente pesquisa aborda um problema de roteirização e programação de veículos incorporando uma nova restrição operacional: a requisição simultânea de múltiplos veículos para atendimento da demanda. Trata-se de uma característica encontrada em operações de apoio à exploração de petróleo \"offshore\", em que mais de uma embarcação é requerida para executar tarefas de reboque e lançamento de linhas de ancoragem. Esta imposição, somada às restrições de janela de tempo, precedência entre tarefas, autonomia das embarcações e atendimento integral da demanda, configuram este problema. A programação é orientada pela minimização dos custos variáveis da operação e dos custos associados ao nível de serviço no atendimento. Este problema é uma variação do problema clássico de roteirização e programação de veículos com janela de tempo, de classe NP-Difícil. Nesta pesquisa, propõe-se modelar e resolver o problema em escala real por meio do algoritmo \"branch and cut\" acoplado às heurísticas de busca em vizinhança \"local branching\" e \"variable neighborhood search\". Para gerar as soluções iniciais será empregado o método \"feasibility pump\" e uma heurística construtiva. / This research focuses a fleet scheduling problem with new operational constraints: each task requiring multiple types of vehicles simultaneously. This kind of operation occurs in offshore exploitation and production sites, when more than one vessel is needed to accomplish the tugging and mooring of oil platforms. Other constraints are maintained such as time windows, precedence between tasks, route duration and the demand attendance. The solution schedules are cost oriented, which encompasses the routing variable costs and the customer service costs. This is a variation of the classical fleet routing and scheduling, which is an NP-Hard problem. This research aims to solve the real scale problem through a combined use of branch and cut strategy with local search algorithms such as local branching and variable neighborhood search. An efficient heuristic rule will be used in order to generate initial solutions using the feasibility pump method.

Orientador: Fernando José Von Zuben / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azuma_ReginaMitsue_M.pdf: 2321816 bytes, checksum: 44c4417bf2a4fad2a8241c7189e4d04a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A classe de problemas de estoque e roteamento está presente em várias áreas, incluindo indústria automobilística e gerência de numerário no reabastecimento de caixas eletrônicos. Supondo que o fornecedor é responsável pela estocagem e distribuição dos produtos, sujeito a um conjunto de restrições, o desafio que se apresenta é a determinação de uma política ótima, mais especificamente quais clientes atender, qual quantidade a ser fornecida a cada cliente e qual rota empregar visando a minimização dos custos. Este trabalho apresenta uma proposta de solução para uma das mais comuns formulações do problema: um produto é distribuído a partir de um fornecedor para vários clientes em um horizonte de tempo definido. O transporte é realizado por um veículo de capacidade limitada. Para produzir a otimização simultânea de ambos os objetivos, minimização dos custos de transporte e estoque, a proposta segue uma abordagem multiobjetivo e se baseia no uso do algoritmo SPEA2 (do inglês, Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2), incluindo inovações na representação de soluções-candidatas, nos operadores genéticos e de busca local. A fronteira de Pareto estimada é então composta de múltiplas soluções não-dominadas, representando compromissos distintos entre custos de transporte e estoque. Como casos de estudo, são tomadas instâncias de médio porte extraídas da literatura e são geradas instâncias de grande porte. Para as instâncias de médio porte, as fronteiras de Pareto estimadas em cada caso são comparadas com as respectivas soluções ótimas da versão mono-objetivo de cada problema, pois já existe um algoritmo exato de solução para a formulação mono-objetivo de instâncias de médio porte / Abstract: The class of inventory routing problems (IRP) is present in several areas, including automotive industry and cash management for ATM networks. Given that the supplier is responsible for managing the product inventory and replenishment, subject to a set of restrictions, the challenge here is to determine an optimal policy, more specifically which retailers to serve, the quantity to deliver to each retailer and which routes to employ in order to minimize the cost. This work presents a proposal to solve one version of the IRP usually found in the scientific literature: a product is distributed from a supplier to several retailers in a defined time horizon. Shipment is performed by a vehicle with limited capacity. To perform the simultaneous optimization of both objectives, minimization of transportation and inventory costs, the proposal follows a multi-objective approach based on SPEA2 (Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2), including innovative aspects mainly associated with the representation of candidate solutions, genetic operators and local search. The Pareto front is then composed of multiple non-dominated solutions with distinct trade-offs between transportation and inventory costs. As case studies, medium size instances extracted from the literature are considered and large size instances are generated. For the medium size instances, the estimated Pareto fronts are compared, in each case, with the corresponding optimal solutions associated with the single-objective version of each problem, given that there is already an exact algorithm to solve such medium size single-objective instances / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Francisco de Assis Magalhães Gomes Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:12:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_HeloisaPassarelli_M.pdf: 1211437 bytes, checksum: 312aded4a440d526d723ab88a2a23588 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nos últimos anos, diversas heurísticas e meta-heurísticas foram propostas para o Problema de Roteamento de Veículos com Janela de Tempo (PRVJT), cujo objetivo é determinar a rota a ser seguida por uma frota de veículos para servir um número de clientes em um dado intervalo de tempo, sem violar a capacidade dos veículos. Cada cliente é visitado por exatamente um veículo e somente uma vez. Esta disertação apresenta um estudo das técnicas utilizadas para o PRVJT, dando ênfase para os Algoritmos Genéticos. Diversos tipos de cruzamento e esquemas de mutação, além de outras técnicas avançadas, tal como o Hill-Climbing, são analisados. Para o algoritmo que implementamos, são apresentados vários resultados numéricos baseados em um conjunto de 56 problemas, cada qual com 100 clientes, proposto por Solomon. O desempenho do algoritmo que implementamos também é comparado aos melhores resultados publicados na literatura / Abstract: In recent years, several heuristic and metaheuristic methods were proposed for the Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW). The objective of the problem is to serve a set of customers within a given time interval, without violating the capacity of the vehicles. Each customer must be visited once and by only one vehicle. This dissertation presents a survey on the techniques used to solve the VRPTW, with emphasis on the genetic algorithms. Several crossover and mutation schemes, as well as other advanced techniques, such as the Hill-Climbing are analyzed. Numerical results based on Solomon's 56 VRPTW 100-customer instances are presented for the algorithm implemented here. The performance of our algorithm is also compared with the best results published in the specialized literature / Mestrado / Pesquisa Operacional / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Vinicius Amaral Armentano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T10:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_OlintoCesarBasside_D.pdf: 1592360 bytes, checksum: 71dd5f2565cd93013aa027127157c442 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A adoção de contêineres em grande escala tornou possível o desenvolvimento do transporte multimodal. Atualmente, carregamento de caixas em contêineres é uma importante atividade em empresas que têm no transporte de carga um fator logístico de alto custo. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de metaheurísticas com memória adaptativa para a resolução de problemas de corte e empacotamento tridimensional, bem como a integração destes com o problema de roteamento de veículos. Mais especificamente, são tratados os problemas de carregamento de contêiner, bin packing tridimensional e roteamento de veículos capacitados com restrições de empacotamento tridimensional. Uma nova abordagem, baseada em cubóides de tamanho variável, é utilizada para calcular os padrões de carregamento tridimensional em todos os métodos propostos. Restrições de orientação, estabilidade, centro de gravidade, projeção da base de apoio e múltiplos destinos são consideradas. Extensivos testes computacionais são realizados para demonstrar o desempenho das abordagenspropostas / Abstract: The wide-scale adoption of the containers made the development of the multimodal transport possible. Nowadays, shipment of boxes in containers is an important activity for companies that have in the load transport a logistic factor of high cost. This work presents the development and the application of metaheuristics with adaptive memory in order to solve three-dimensional cutting and packing problems, as well as their integration with the vehicle routing problem. In particular, problems of container loading, three-dimensional bin packing and vehicle routing with three-dimensional packing constraints are considered. Furthermore, a new approach based on maximal cuboids that fit in given empty spaces is used to calculate the packing patterns in the proposed methods. Constrains on orientation, stability, center of gravity, overhang and multiple destination are considered. Extensive computational experiments are carried out to demonstrate the performance of the proposed approaches / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Cid Carvalho de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T11:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoshino_EdnaAyako_D.pdf: 1434503 bytes, checksum: c1b32d8a6dc810d6d7ff6100d1a77c79 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese,dois problemas de otimização combinatória em grafos são modelados por programação linear inteira e resolvidos através de técnicas de geração de colunas. Os dois casos correspondem a generalizações de problemas clássicos em grafos e que ocorrem em muitas situações práticas. O primeiro, chamado problema dos anéis-estrelas capacitados, é uma generalização do problema de roteamento de veículos e modela situações reais encontradas nas áreas de logística de distribuição e de transporte. O segundo, conhecido por problema da coloração particionada, generaliza o problema da coloração de vértices em grafos e ocorre em aplicações no projeto de redes ópticas. As formulações de programação linear inteira desenvolvidas neste trabalho para modelar ambos os problemas estão relacionadas 'a técnica da decomposição de Dantzig-Wolfe e usam uma quantidade exponencialmente grande de variáveis de decisão . Nestas formulações, cada uma das variáveis representa uma estrutura específica do problema sendo estudado. No problema dos anéis-estrelas capacitados, cada variável está associada a um anel-estrela e, no problema da coloração particionada, a um conjunto independente. As relaxações lineares destes tipos de modelos, em geral, apresentam limitantes duais mais apertados que outros modelos compactos, isto é, definidos para um número polinomial de variáveis. Nesta tese, nós avaliamos estas novas formulações, comparando-as com outros modelos conhecidos para os problemas estudados. Além disso, nos dois casos, projetamos e implementamos algoritmos exatos do tipo branch-and-price e/ou branch-and-cut-and-price capazes de computar os modelos propostos. Experimentos computacionais foram realizados com estes algoritmos que confirmaram a adequação das técnicas aqui empregadas. Tanto para o problema dos anéis-estrelas capacitados quanto para o problema da coloração particionada, os resultados alcançados por nós foram comparados com aqueles reportados na literatura e mostraram que os algoritmos baseados em geração de colunas tiveram desempenho melhor que os algoritmos propostos anteriormente / Abstract: In this thesis, two combinatorial optimization problems are modeled by integer linear programming and solved using the column generation technique. Both cases correspond to generalizations of classical problems in graphs that occur in many practical situations. The first, called capacitated ring-star problem is a generalization of the vehicle routing problem and models real situations found in logistics and transportation. The second, known as the partition coloring problem, generalizes the vertex coloring problem in graphs and arises in design of fiber optics networks. The integer linear programming formulations developed in this work to model both problems are related to the Dantzing-Wolfe decomposition and use exponential number of decision variables. In these formulations, each decision variable represents a specific structure of the problem under study. For the capacitated ring-star problem, each variable is assigned to a ring-star and, for the partition coloring problem, to an independent set. The linear relaxation of this kind of model in general leads to tighter dual bounds than the ones obtained from compact models, i.e., defined over a polynomial number of variables. In this thesis, we evaluated both new formulations, comparing them to other known models for the respective problems. Moreover, in both cases, we designed and implemented exact branch-and-price and/or branch-and-cut-and-price algorithms that are able to solve the proposed models. Computational experiments were performed with these algorithms and showed that the used techniques were adequate. Both for the capacitated ring-star problem and for the partition coloring problem, we compared our results with those reported in the literature and showed that the algorithms based on column generation outperformed the previous ones / Doutorado / Otimização Combinatoria / Doutor em Ciência da Computação

Orientadores: Antonio Carlos Moretti, Margarida Pinheiro Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-11T15:01:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_WashingtonAlvesde_M.pdf: 1986709 bytes, checksum: fa0dfb8c33d0fe5dd13eeced37d3b4ee (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nesta dissertação estudamos um aspecto do problema de planejamento do pratulhamento urbano preventivo: a construção de rotas a serem percorridas pelos veículos da força policial no patrulhamento preventivo. De modo geral, a elaboração de rotas visa garantir uma boa visibilidade para o patrulhamento, de modo a proporcionar sensação de segurança para a população, permitir o atendimento rápido em caso de ocorrências, fazer vigilância de determinados estabelecimentos (hospitais, escolas, etc.). O planejamento deve levar em conta os recursos disponíveis, normalmente o número de veículos, visar agilidade e uma distribuição equânime de trabalho. O produto final é um módulo computacional capaz de automaticamente gerar rotas atendendo um dado conjunto de especificações, que possa ser utilizado pelos departamentos responsáveis pela segurança pública. Para tanto, fizemos uma adaptação do modelo para o Problema de Rotas de Cobertura multi-veículo (m-PRC). Este modelo consiste em um programa linear inteiro cujo tamanho e complexidade torna inviável a aplicação de métodos exatos para sua solução. Soluções subótimas são obtidas aplicando-se as heurísticas propostas por M. Hachicha et. al. (2000), e outras contribuídas por nós. Neste modelo alguns pontos geográficos devem ser obrigatoriamente visitados, enquanto outros devem ficar suficientemente próximos das rotas traçadas. Procuramos gerar rotas de tamanho menor possível, para que cada circuito seja percorrido um maior número de vezes durante o turno de serviço. As heurísticas foram implementadas em MATLAB e sua validação, assim como a do modelo, foi feita através da resolução de problemas gerados aleatoriamente. Além disso, obtivemos dados relativos à cidade de Vinhedo, S.P., e formulamos rotas para patrulhamento preventivo pela Guarda Civil Municipal. Os resultados são promissores, e a análise das soluções obtidas será utilizada para aprimorar o modelo / Abstract: In this text we study one aspect of the urban community policing: routine patrol route planning. We seek routes that guarantee visibility, as this has a sizable impact on the community's perceived safety and allows for quick emergency responses, and that provide surveillance of public buildings (e.g., hospitals, schools). The planning is restricted to the availability of vehides and strives to achieve balanced and short routes. We construct a computerized module, capable of automatic generation of routes for a given vehide fieet and lists of sites that must be visited. Such a module could be of interest to Police, Public Safety Departments, Municipal Service Agencies. The module implements an adaptation of the model for the multi-vehicle covering tour problem. It constitutes an integer program whose size and complexity makes the use of an exact method impractical. Suboptimal solutions are obtained with several heuristics, some by M. Hachicha et. al. (2000), and others of our own devising. In this model a set of locations must be visited, whereas another subset must be close enough to the planned routes. The heuristics aim to construct short routes so that one could make several rounds during a work shift. The implementation was done in MATLAB and its validation, as well as the model's, was based on the solution of randomly generated problems. Furthermore, data from the city of Vinhedo, SP, was obtained and tentative routes planned for the patroling of a choice of locations by the Municipal Guard. Their appraisal by the personnel in charge of the route planning will, without a doubt, help us improve the model and heuristics / Mestrado / Pesquisa Operacional / Mestre em Matemática Aplicada

Este trabalho aborda um problema ainda não explorado na literatura denominado 3L-FSMVRPTW (three-dimensional loading fleet sizing and mix vehicle routing problem with time windows), que compreende resolver simultaneamente o roteamento e carregamento tridimensional de veículos considerando frota heterogênea e janela de tempo. Foi desenvolvido um algoritmo específico para resolver o problema, denominado 3DC. Neste algoritmo foram introduzidas algumas inovações, entre elas, um novo operador de busca local (k-IntensiveSwap) e uma nova heurística de carregamento de contêiner. O algoritmo foi comparado aos melhores resultados disponíveis na literatura para problemas particulares ao apresentado. Houve bom desempenho no caso do CLP (container loading problem), bom resultado na redução do tamanho de frota no caso do 3L-VRP (threedimensional loading vehicle routing problem) e desempenho superior ao problema mais complexo estudado, o 3L-VRPTW (three-dimensional loading vehicle routing problem with time windows). Finalmente, apresentou-se um conjunto de avaliação, instâncias e soluções, para o problema completo com frota heterogênea e janela de tempo. / This work presents a problem not treated yet on the literature referenced as 3L-FSMVRPTW (three-dimensional loading fleet sizing and mix vehicle routing problem with time windows), which deals simultaneously with vehicle routing and its three-dimensional loading considering heterogeneous fleet and time windows. The algorithm developed for the specific problem is called 3DC. This algorithm introduces a new local search operator called k-IntensiveSwap and a new container loading heuristic. The results are compared with the best-known results from literature for particular problems embeeded on the general problem presented. The quality of solution was good in comparison other methods for CLP (container loading problem), it has good results in terms of reduction fleet sizing in the case of 3L-VRP (three-dimensional loading vehicle routing problem) and as for 3L-VRPTW (threedimensional loading vehicle routing problem with time windows) the performance was very superior. Finally, it is presented a solution set as benchmark for future comparison with the general problem, with heterogeneous fleet.