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[pt] ABORDAGEM DE OTIMIZAÇÃO PARA UM PROBLEMA DE ROTEAMENTO E PROGRAMAÇÃO DE NAVIOS / [en] OPTIMIZATION APPROACH TO A SHIP ROUTING AND PROGRAMMING PROBLEMLUCAS GERALDO DE RESENDE LOUZADA 04 May 2020 (has links)
[pt] A organização da operação do transporte marítimo pode ser descrita dentre
três modelos: liner, industrial ou tramp. No setor de tramp, armadores buscam
otimizar os lucros através de ganhos de capacidade e redução de custos, ao mesmo
tempo em que atendem às demandas e às restrições colocadas pelos clientes, muitas
vezes baseadas em contratos. O roteamento de navios se torna um tema relevante
dado que disponibilidade e confiabilidade de datas são um grande diferencial, ainda
mais no atual contexto de alta oferta de navios tramp no mercado e,
consequentemente, fretes mais baixos. Assim, o objetivo desse trabalho é
apresentar um modelo de programação inteira mista visando a maximização do
lucro de viagens pertencentes a uma específica rota geográfica de uma empresa
tramp. O problema trabalhado nessa dissertação é do tipo pick-up e delivery (coleta
e entrega) com janelas de tempo, múltiplas cargas a bordo, frota heterogénea, cargas
fracionadas entre navios, velocidades de navegação variáveis e termos de tempo de
trânsito garantidos. Utilizando-se da otimização Branch-and-Bound, o modelo é
comparado com programações mensal real feita de maneira empírica por
profissionais experientes dessa empresa em que o modelo matemático gera soluções
com reduções de até 7 por cento dos custos totais e desafiando paradigmas estabelecidos
pelos programadores quando da realização do roteamento e programação dos
navios. Tendo em vista tais resultados, o modelo se apresentou como oportunidade
de implementação e melhoria do processo de programação dos navios e do nível de
serviço junto aos clientes. / [en] The organization of the maritime transport operation can be defined among
three models: liner, industrial or tramp. In the tramp sector, shipowners seek to
optimize profits through capacity gains and cost savings, while meeting the
demands and constraints placed by customers, often based on contracts. Vessel
routing becomes as availability and reliability of dates is a great differential,
especially in the current context of a high supply of tramp vessels in the market and,
consequently, lower freight rates. Thus, the hereby objective is to present a mixed
integer programming model aiming to maximize the profit of all voyages belonging
to a specific geographical route of a tramp company. The problem solved with in
this work can be defined as of pick-up and delivery with time windows, multiple
cargoes on board, heterogeneous fleet, split loads, variable sailing speeds and
guaranteed transit time terms. Using Branch-and-Bound optimization, the model is
compared to actual monthly routing planning made empirically by experienced
professionals of that company and the mathematical model generates solutions with
reductions of up to 7 percent of total costs and challenging programmers established
paradigms when routing and programming vessels. In view of these results, the
model presented itself as an opportunity to be implemented and improve the vessel
routing and planning process and level of service to customers.
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[en] DISTRICTING AND VEHICLE ROUTING: LEARNING THE DELIVERY COSTS / [pt] DISTRICTING E ROTEAMENTO DE VEÍCULOS: APRENDENDO A ESTIMAR CUSTOS DE ENTREGAARTHUR MONTEIRO FERRAZ 12 January 2023 (has links)
[pt] O problema de Districting-and-routing é um problema estratégico no qual
porções geográficas devem ser agregadas em regiões de entrega, e cada região de
entrega possui um custo de roteamento estimado. Seu objetivo é de minimizar
esses custos, além de garantir a divisão da região em distritos. A simulação para
obter uma boa aproximação é muito custosa computacionalmente, enquanto
mecanismos como buscas locais exigem que esse cálculo seja feito de forma
muito eficiente, tornando essa estratégia de aproximação inviável para uma
solução metaheurística. Grande parte das soluções existentes para esse problema
utilizam de formulas de aproximação contínua para mensurar os custos de
roteamento, funções essas que são rápidas de serem calculadas porém cometem
erros significativos. Em contraste, propomos uma Rede Neural em Grafo (Graph
Neural Network - GNN) que é usada como oráculo por um algoritmo de
otimização. Nossos experimentos computacionais executados com dados de
cidades do Reino Unido mostram que a GNN é capaz de produzir previsões de
custos mais precisas em tempo computacional aceitável. O uso desse estimator
na busca local impacta positivamente a qualidade das soluções, levando a
uma economia de 10,35 por cento no custo de entrega estimado em relação a função
Beardwood, que é comumente usada nesse cenários, e ganhos similares em
comparação com outros métodos de aproximação. / [en] The districting-and-routing problem is a strategic problem in which basic
geographical units (e.g., zip codes) should be aggregated into delivery regions,
and each delivery region is characterized by a routing cost estimated over an
extended planning horizon. The objective is to minimize the expected routing
costs while ensuring regional separability through the definition of the districts.
Repeatedly simulating routing costs on a set of scenarios while searching for
good districts can be computationally intensive, so existing solution approaches
for this problem rely on approximation functions. In contrast, we propose to
rely on a graph neural network (GNN) trained on a set of demand scenarios,
which is then used within an optimization approach to infer routing costs while
solving the districting problem. Our computational experiments on various
metropolitan areas show that the GNN produces accurate cost predictions.
Moreover, using this better estimator during the search positively impacts the
quality of the districting solutions and leads to 10.35 percent delivery-cost savings
over the commonly-used Beardwood estimator and similar gains compared to
other approximation methods.
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[en] PERFORMANCE ANALYSIS OF AN OPTICAL MANHATTAN STREET NETWORK WITH DEFLECTION ROUTING / [pt] ANÁLISE DO DESEMPENHO DE REDES ÓPTICAS DE TOPOLOGIA MANHATTAN STREET COM ROTEAMENTO POR DEFLEXÃO DE PACOTESBRUNO CARNEIRO LEAO GUEDES 19 July 2005 (has links)
[pt] Redes Manhattan Street (MS) têm sido descritas como um
arranjo linear
bidimensional de nós, semelhante à configuração de ruas
e
avenidas de
Manhattan. O roteamento por deflexão é implementado
encaminhando os pacotes
que atingem um determinado nó a uma de suas saídas de
forma síncrona ou
assíncrona. O principal objetivo deste trabalho consiste
na simulação e análise de
redes totalmente ópticas configuradas segundo a
topologia
MS. O roteamento por
deflexão e o assincronismo são considerados, para evitar
complexidade eletrônica
e armazenamento de pacotes no domínio óptico. Serão
apresentadas as
características das redes MS, suas propriedades
estruturais e os parâmetros
utilizados para analisar seu desempenho. Uma metodologia
analítica dedicada a
obtenção teórica destes parâmetros será introduzida.
Serão
apresentados alguns
conceitos básicos sobre simulação de redes;diversas
simulações da rede proposta
utilizando os protocolos UDP e TCP; uma descrição do
software que foi utilizado
para realizar as simulações; uma comparação entre os
resultados obtidos através
da simulação e os obtidos através da metodologia
analítica; e uma análise do
efeito da latência na vazão do protocolo TCP. / [en] Manhattan Street (MS) Networks are bidimensional linear
node sets
arranged as the avenues and streets of Manhattan. The
simulation and analysis of
all-optical MS networks is the central target of this
paper. In order to avoid using
complex electronics and/or optical domain buffers, the
deflection routing and the
asynchronism are taken into account in the analysis.
Deflection routing is
performed by conveying incoming packets towards one of the
two outputs. The
characteristics of MS Networks are presented, along with
their structural
properties and the parameters used for performance
analysis. An analytical
methodology for the theoretical obtaining of these
parameters is described. Some
basic concepts on network simulation are discussed.
Several simulations of the
proposed network are presented, using both UDP and TCP
protocols, and the
software used for simulations is also described. The
obtained results are compared
and discussed with respect to the previously described
analytic methodologies.
Finally, the effect of network latency on the TCP-protocol
throughput is assessed.
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[en] SHIP ROUTING AND SPEED OPTIMIZATION WITH HETEROGENEOUS FUEL CONSUMPTION PROFILES / [pt] ROTEAMENTO DE NAVIOS E OTIMIZAÇÃO DE VELOCIDADE COM PERFIS DE CONSUMO DE COMBUSTÍVEL HETEROGÊNEOSGABRIEL ANDRE HOMSI 14 June 2018 (has links)
[pt] A indústria de transporte marítimo é essencial para o comércio internacional. No entanto, no despertar da crise financeira de 2008, essa indústria foi severamente atingida. Nessas ocasiões, empresas de transporte só são capazes de obter lucro se suas frotas forem roteadas de forma eficaz. Neste trabalho, nós estudamos uma classe de problemas de roteamento de navios relacionados ao Pickup and Delivery Problem with Time Windows. Para resolver esses problemas, nós introduzimos um método heurístico e um exato. O método heurístico é uma meta-heurística híbrida com uma vizinhança larga baseada em set partitioning, enquanto o método exato é um algoritmo de branch-and-price. Nós conduzimos experimentos em um conjunto de instâncias baseadas em rotas de navios reais. Os resultados obtidos mostram que nossos algoritmos superam as metodologias estado da arte. Em seguida, nós adaptamos o conjunto de instâncias para modelar um problema de roteamento de navios no qual a velocidade em cada segmento de rota é uma variável de decisão, e o consumo de combustível por unidade de tempo é uma função convexa da velocidade e carga do navio. A fim de resolver esse novo problema de roteamento de navios com otimização de velocidade, nós estendemos nossa meta-heurística para encontrar decisões de velocidade ótimas em toda avaliação de solução vizinha de uma busca local. Nossos experimentos demonstram que essa abordagem pode ser altamente rentável, e que requer apenas um aumento moderado de recursos computacionais. / [en] The shipping industry is essential for international trade. However, in the wake of the 2008 financial crisis, this industry was severely hit. In these times, transportation companies can only obtain profit if their fleet is routed effectively. In this work, we study a class of ship routing problems related to the Pickup and Delivery Problem with Time Windows. To solve these problems, we introduce a heuristic and an exact method. The heuristic method is a hybrid metaheuristic with a set-partitioning-based large neighborhood, while the exact method is a branch-and-price algorithm. We conduct experiments on a benchmark suite based on real-life shipping segments. The results obtained show that our algorithms largely outperform the state-of-the-art methodologies. Next, we adapt the benchmark suite to model a ship routing problem where the speed on each sailing leg is a decision variable, and fuel consumption per time unit is a convex function of the ship speed and payload. To solve this new ship routing problem with speed optimization, we extend our metaheuristic to find optimal speed decisions on every local search move evaluation. Our computational experiments demonstrate that such approach can be highly profitable, with only a moderate increase in computational effort.
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[en] HEURISTICS FOR ROUTING AND WAVELENGTH ASSIGNMENT BY PARTITION COLORING / [pt] HEURÍSTICAS PARA ROTEAMENTO E ATRIBUIÇÃO MÍNIMA DE COMPRIMENTOS DE ONDA POR COLORAÇÃO DE PARTIÇÕESTHIAGO FERREIRA DE NORONHA 22 July 2004 (has links)
[pt] Nas redes de fibras óticas, as informações são transmitidas
na forma de um sinal luminoso através de uma fibra ótica. A
tecnologia de multiplexação WDM permite a transmissão
simultânea de vários sinais em um mesmo enlace. As conexões
entre estações terminais são estabelecidas na forma de
caminhos óticos, que são definidos em função de sua rota e
do comprimento de onda no qual são multiplexados.
Conversores de comprimentos de onda não são considerados
neste trabalho. Conseqüentemente, os caminhos óticos devem
permanecer com o mesmo comprimento de onda em todos os
enlaces do transmissor ao receptor. O Problema de
Roteamento e Atribuição Mínima de Comprimentos de Onda (min-
RWA) consiste em estabelecer um conjunto de conexões entre
pares de estações e atribuir um determinado comprimento de
onda para cada uma delas, de forma que caminhos óticos que
compartilhem algum enlace da rede tenham comprimentos de
onda diferentes e que o número total de comprimentos de
onda utilizados seja mínimo. Neste trabalho, uma nova
heurística é proposta para min-RWA, onde k possíveis rotas
são calculadas para cada conexão e, em seguida, uma rota
(dentre as rotas pré-calculadas) e um comprimento de onda
são atribuídos a cada conexão resolvendo-se um Problema de
Coloração de Partições (PCP). O PCP é um problema de
coloração em grafos particionados, ou seja, grafos onde os
vértices estão particionados em subconjuntos disjuntos. O
PCP consiste em selecionar e colorir um único vértice de
cada subconjunto, de modo que dois vértices adjacentes, no
grafo induzido pelos vértices selecionados tenham cores
diferentes e que o número total de cores utilizadas seja
mínimo. Nesta dissertação, são apresentadas e propostas
novas heurísticas para PCP e min-RWA. Estas heurísticas são
comparadas com as melhores conhecidas na literatura. / [en] In optical networks, the information is transmitted along
the optical fibers as optical signals. Wavelength Division
Multiplexing (WDM) allows more efficient use of the huge
capacity of optical fibers, as far as it permits the
simultaneous transmission of different channels along the
same fiber, each of them using a different wavelength. The
connections are established by lightpaths, in which the
signal is converted to the optical domain and reaches the
receptor without conversion to the electrical domain. A
lightpath is defined by a route and a wavelength. We assume
that wavelength conversion along a lightpath is not
permitted, since this technology is not yet fully
available. Therefore, each lightpath should use the same
wavelength from the transmitter to the receiver. The
Routing and Wavelength Assignment problem consists in
routing a set of lightpaths and assigning a wavelength to
each of them. All connection requirements are known
beforehand and one seeks to minimize the total number of
wavelengths used for routing these connections, so as that
two lightpaths sharing a common link use different
wavelengths. In this work, we propose a new heuristic in
which min-RWA is solved by a combined approach involving
the computation of alternative routes for the lightpaths,
followed by the solution of a Parttion Coloring Problem
(PCP). Given a graph where the vertex set is partitioned in
disjoint susets, PCP consists in selecting and coloring
only one vertex in each subset, so as that every two
adjacent colored nodes have different colors and the total
number of colors used is minimum. We present and propose
new heuristics for PCP and min-RWA. Computational
experiments are reported comparing the new heuristics and
those which already appeared in the literature.
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[en] AN ALGORITHM WITH COLUMN AND CUT GENERATION FOR THE CAPACITATED VEHICLE ROUTING PROBLEM / [pt] UM ALGORITMO DE GERAÇÃO DE COLUNAS E CORTES PARA O PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOSMARCELO LADEIRA REIS 15 June 2005 (has links)
[pt] O problema de Roteamento de Veículos com restrição de
capacidade
(CVRP) é um dos problemas mais estudados em Otimização
Combinatória.
Sendo uma generalização imediata do conhecido problema
do
Caixeiro Viajante,
o CVRP tem atraído a atenção dos pesquisadores mais
proeminentes
da área desde os anos 60. Um dos algoritmos mais
importantes para a sua
resolução foi proposto no início dos anos 80 quando um
algoritmo utilizando
uma relaxação Lagrangeana particularmente adequada
provou
ser bastante
superior aos algoritmos contemporâneos. Este algoritmo
sugeriu a utilização
de técnicas de geração de colunas que, nos anos
seguintes
até o início dos
anos 90, assumiram o rótulo de melhor algoritmo para o
CVRP. Finalmente,
em meados dos anos 90, algoritmos de planos de corte
apresentaram resultados
que convenceram a comunidade de que esta deveria ser a
abordagem
para resolver os problemas mais difíceis de CVRP. Esta
dissertação apresenta
uma revisão deste algoritmos anteriores e propõe um
formulação que
permite reunir o melhor deles. O algortimo resultante,
que
pode ser rotulado
como de branch-and-cut-and-price, trabalha com um número
exponencial
de variáveis e restrições que definem um espaço relaxado
de soluções que
corresponde à interseção dos espaços de solução
relaxados
utilizados pelos
algoritmos anteriores. Esta dissertação também descreve
um
implementação
especial do algoritmo de programação dinâmica para
resolução do problema
de geração de colunas. Estratégias para fazer um
branching
robusto também
são discutidas. Tudo isso permite construir um algoritmo
que é capaz de ter
uma boa performance quando aplicado a diferentes classes
de instâncias. A
experiência computacional mostrou que a abordagem
proposta
obtém limites
inferiores consistentemente melhores que os dos
algoritmos
anteriores.
Mais ainda, permite resolver em tempo hábil diferentes
tipos de instâncias
de até 135 vértices, incluindo 18 que foram resolvidas
pela primeira vez. / [en] The Capacitated Vehicle Routing problem (CVRP) has been
one of the most
studied problems in the field of Combinatorial
Optimization. A straight
forward generalization of the popular Travelling
Salesperson problem, the
CVRP has drawn attention of the most prominent researchers
since the
early 60`s. One of the most important algorithms appeared
in the early
80`s when a suitable Lagrangean relaxation algorithm has
demonstrated to
be far better than the contemporary ones. This algorithm
suggested the
use of column generation algorithms that succeeded to
become the best
ones in the late 80`s and early 90`s. Finally, in the mid
90`s, cutting plane
methods presented results that convinced the community
that this should
be the approach for solving the hardest CVRP problems.
This dissertation
presents an overview of those early algorithms and
proposes a formulation
that allows uniting the best contributions of them. The
resulting algorithm,
labeled as a branch-and-cut-and-price algorithm, deals
with exponentially
many variables and constraints that define a relaxed
solution space that is
the intersection of the relaxed solution spaces considered
in the previous
algorithms. The dissertation also describes a specially
devised dynamic
programming algorithm to solve the column generation
subproblem and
discusses robust branching strategies that altogether
allowed to build an
algorithm that perfoms well on several different classes
of instances. The
computational experience has shown that the approach here
proposed leads
to lower bounds superior than the previous ones. Moreover,
it allowed to
consistently solve instances with up to 135 vertices,
including 18 that were
solved for the first time.
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[en] SMART WAVELENGTH ROUTING ASSIGNMENT ON WDM NETWORKS BY FUNCTIONALITY ON PHYSICAL LAYER / [es] RUTEAMIENTO INTELIGENTE EN REDES WDM POR FUNCIONALIDAD EN LA CAPA FÍSICA / [pt] ROTEAMENTO INTELIGENTE EM REDES WDM POR FUNCIONALIDADE NA CAMADA FÍSICAEDSON DO SOCORRO CARDOSO DA SILVA 29 October 2001 (has links)
[pt] Redes ópticas convencionais exigem conversão eletro-óptica
em cada nó para roteamento adequado dos pacotes.
Adicionalmente, recursos de gerenciamento relevantes são
requisitados para auxiliar o roteamento. Neste trabalho,
inteligência e funcionalidade são introduzidas na camada
física de redes ópticas com topologia em malha de modo a
prover um esquema eficiente de roteamento de portadoras
ópticas e endereçamento de pacotes. No arranjo apresentado
ocorre que: (a) nenhuma conversão optoeletrônica (O/E/O)
torna-se necessária, exceto nos nós fonte e destinação;
(b). recursos de gerenciamento são praticamente dispensados
na camada física. Ao representar a rede por grafos,
critérios de custo mínimo são atingidos. Em seguida,
utilizam-se algoritmos que, em consonância com os custos
mínimos, levam ao roteamento. A conectividade desejada é
então introduzida, com os algoritmos seguindo a técnica de
reutilização de capacidade dentro um mesmo comprimento de
onda. Desta forma, os caminhos de luz são determinados
englobando todos os pares de nós da rede. Chamamos este
arranjo de SWRA (Smart Wavelength Routing Assignment) dado
que cada portadora segue de forma passiva seu exato caminho
na rede. A implicação é a sensível redução nos custos,
tanto pelo lado dos conversores O/E/O, bem como pelo lado do
gerenciamento da rede. Demonstra-se que este arranjo pode
estar sujeito a colisão de dados em uma mesma portadora.
Uma solução é apresentada pela introdução de buffers
elétricos de baixo custo, dimensionados através de
ferramentas estatísticas. / [en] In conventional optical networks, optoelectronic
conversions are needed in each node for the sake of a
proper packet routing. Simultaneously, intensive managing
resources should be allocated to accomplish the routing
task. The correct introduction of intelligence and
functionality within the network physical layer may lead to
some advantages over conventional networks. Two advantages
are worthwhile be mentioning (a)-no optoelectronic
conversions (O/E/O) are needed, except for the source and
destination nodes, and (b)-management resources are
practically unnecessary within the physical layer. As the
network uses a graph representation, it is possible to
reach minimal cost criteria. Next, coping with the minimal
cost, suitable algorithms are used for proper wavelength
routing. The desired connectivity is introduced, and the
algorithms will lead to the technique of capacity reuse
within the wavelength. In this way, light-paths are
obtained, linking all network node pairs. We called this
arrangement as SWRA (Smart Wavelength Routing Assignment),
since within the network each wavelength follows its
precise path in a passive way. The result appears as a
significant cost reduction, which reflects the lack of
O/E/O converters and on the use of less management gear.
However, this arrangement may suffer occasional data
collision within any wavelength. Hence, a solution to avoid
this impairment is presented and described, using low-cost
electric buffers. Additionally, the statistical evaluation
of those buffers is supplied. / [es] Redes ópticas convencionales exigen conversión eletro-
óptica en cada nodo para un adequado ruteamiento de los
paquetes. Adicionalmente, se necesitan recursos relevantes
de gerenciamiento para auxiliar el ruteamiento. En este
trabajo, inteligencia y funcionalidad son introducidas en
la camada física de redes ópticas con topología en malla a
fin de proporcionar un esquema eficiente de roteamiento de
portadoras ópticas y direccionamiento de paquetes. En el
arreglo presentado sucede que: (a) no es necesaria ninguna
conversión optoeletrónica (O/E/O), excepto en los nodos
fuente y destino; (b). recursos de gerenciamiento son
prácticamente dispensados en la camada física. Al
representar la rede por grafos, es posible alcanzar
criterios de costo mínimo. Enseguida, se utilizan
algoritmos que, en consonancia con los costos mínimos,
conducen al roteamiento. La conectividad deseada se
introduce con los algoritmos siguiendo la técnica de
reutilización de la capacidad dentro de la misma longitud
de onda. De esta forma, los caminos de luz se determinan
englobando todos los pares de nodos de la red. Este arreglo
se denomina SWRA (Smart Wavelength Routing Asignment) dado
que cada portadora sigue de forma pasiva su exacto camiño
en la red. La implicación de este procedimento es uma
sensible reducción de los costos, tanto por el lado de los
conversores O/E/O, así como por el lado del gerenciamiento
de la red. Se demuestra que este arreglo puede estar sujeto
a colisión de dados en una misma portadora. Se presenta una
solución introduciendo buffers eléctricos de bajo costo,
dimensionados a través de herramientas estadísticas.
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[pt] O ROTEAMENTO E A ALOCAÇÃO DE RECURSOS NAS REDES WDM TOTALMENTE ÓPTICOS VISANDO A GERÊNCIA DA QUALIDADE / [en] THE ROUTING AND THE RESOURCE ASSIGNMENT ON OPTICAL WDM NETWORKS AIMING AT MANAGING THE QUALITYJOSEUDA BORGES CASTRO LOPES 16 November 2005 (has links)
[pt] Neste trabalho apresenta-se parâmetros/critérios de
qualidade de serviço em redes ópticas. Partindo-se da
definição de qualidade, sua importância e relevância em
telecomunicações, direciona-se a discussão para a relação
cliente - fornecedor onde o cliente pode ser visto como um
indivíduo, uma corporação ou uma operadora. A partir dos
parâmetros/critérios definidos, as características gerais
das redes ópticas são analisadas. Sobre um ponto de vista
técnico, define-se, fatores para a obtenção da qualidade
de serviço desejada. A tecnologia de múltiplo acesso
óptico é introduzida e estuda-se o caso WDM não apenas por
sua grande conformidade com a Qualidade e a filosofia das
redes totalmente ópticas mas também pela sua perfeita
adequação à redes de alta velocidade e às propostas para a
implementação de Terabit Offices. O aspecto para a
alocação de comprimento de onda e o roteamento da rede
apresentam-se como núcleo do trabalho. Um algoritmo é
desenvolvido e simulações computacionais são analisadas,
considerando, também, os aspectos de gerência da rede.
Devido às relevâncias econômica e tecnológica das questões
discutidas, perspectivas e tendências futuras são
apresentadas. / [en] This work identifies some quality of service parameters /
criteria to all optical networks. Starting with some
definitions and the importance of quality in
telecommunication the relationship between customer and
supplier is analyzed.
Next, the optical networks are studied. By using a
technical vision, the main factors concerning quality are
presented.
The multiple access technology is introduced and
WDM cases are more deeply studied, nor only by the great
conformance with the quality aspects and all optical
networks philosophy, but also for its match with the high
speed networks and Terabit Offices implementation.
The wavelength assignment and the routing problem
are presented as they are the main point of this work. An
algorithm is developed and a simulation is carried out
considering the network management aspects.
Due to the economical e technological importance
of the subject, future trends are also presented.
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[pt] ABORDAGEM METAHEURÍSTICA PARA O ROTEAMENTO DE VEÍCULOS ESCOLARES EM ZONA RURAL / [en] METAHEURISTIC APPROACH TO THE SCHOOL BUS ROUTING PROBLEM IN A RURAL AREALETICIA CALDAS DOS SANTOS 28 December 2021 (has links)
[pt] O transporte escolar é fundamental para garantir o acesso e permanência
dos alunos nas escolas públicas, principalmente nas áreas rurais, onde os
estudantes estão localizados em uma grande área com baixa densidade e as
estradas encontram-se em situações precárias. O presente trabalho tem como
objetivo aplicar a metaheurística Iterated Local Search para o roteamento de
13.664 alunos da zona rural do estado do Rio de Janeiro. Para isso, considerouse
o problema de roteamento de veículo escolares, do inglês School Bus Routing
Problem (SBRP), com frota heterogênea e escola única, com o objetivo de
minimizar o custo total considerando as restrições de capacidade dos veículos
e distância máxima de percurso. Para aplicação do método, foram considerados
os dados fornecidos pela Secretaria de Estado de Educação do Rio de Janeiro
(SEEDUC-RJ). Os resultados são apresentados em dois cenários, o primeiro
considera os dados de 79 rotas utilizadas pela SEEDUC-RJ para comparação
dos resultados obtidos com o ILS. O método mostrou uma redução de 40,5 por cento no custo médio das rotas e 46 or cento na quilometragem média por aluno. O segundo
cenário considera o roteamento da totalidade dos alunos, que foram divididos
em 506 instâncias considerando escola e turno. A maior instância roteada
possui 534 alunos. Os resultados consolidados por município são apresentados
e mostram a concentração de municípios com maior custo médio por rota
no noroeste fluminense. A implementação das rotas propostas pode trazer
economia significativa com as despesas relacionadas ao transporte escolar rural,
além de indicar um aumento no nível de serviço para os estudantes, com
redução da quilometragem média por aluno. / [en] School transport is essential to ensure access and permanence of students
in public schools, especially in rural areas, where students are located in
a large area with low density and roads are in precarious conditions. This
work aims to apply the Iterated Local Search metaheuristic to route 13.664
rural students in the state of Rio de Janeiro. For this, we considered the
School Bus Routing Problem (SBRP), with heterogeneous fleet and single
school, in order to minimize the total cost considering the vehicles capacity
constraints and maximum travel distance. To apply the method, the data
provided by Secretaria de Estado de Educação do Rio de Janeiro (SEEDUCRJ)
were considered. The results are presented in two scenarios, the first
considers data from 79 routes used by SEEDUC-RJ to compare the results
obtained with the ILS. The method showed a reduction of 40.5 percent in the
average cost of routes and 46 percent in the average mileage per student. The
second scenario considers the routing of all students, who were divided into
506 instances considering school and shift. The largest routed instance has
534 students. The results consolidated by municipality are presented and show
the concentration of municipalities with the highest average cost per route in
northwestern Rio de Janeiro. The implementation of the proposed routes can
bring significant savings with expenses related to rural school transport, in
addition to indicating an increase in the level of service for students, with a
reduction in the average mileage per student.
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[en] A BRANCH AND PRICE ALGORITHM FOR A STATIC AMBULANCE ROUTING PROBLEM / [pt] UM ALGORITMO BRANCH AND PRICE PARA UM PROBLEMA ESTÁTICO DE ROTEAMENTO DE AMBULÂNCIASANDRE MAZAL KRAUSS 29 August 2023 (has links)
[pt] Serviços Médicos de Emergência (SME) proveem ajuda essencial a pessoas em situações de emergência, através de atendimento com primeiros socorros e transporte para unidades de saúde. Sistemas SME devem utilizar da
melhor maneira possível seus recursos limitados de atendimento. Esse desafio
já foi amplamente estudado por pesquisadores, na forma de problemas de roteamento de veículos, tanto estáticos quanto dinâmicos. No presente trabalho,
estudamos um problema estático de roteamento de ambulâncias, cujo objetivo
é minimizar o tempo ponderado de espera dos pacientes. O problema considera também o tempo acumulado de espera, restrições de compatibilidade
de ambulâncias a serviços, seleção de pacientes, redirecionamento de ambulâncias e redistribuição de ambulâncias. Implementamos um algoritmo exato
usando Branch and Price e uma formulação do problema como uma Partição
de Conjuntos, usando código aberto. Estudamos os resultados obtidos com
esse algoritmo e os comparamos com métodos heurísticos online estudados anteriormente. Para tal, utilizamos dados obtidos do SAMU da cidade do Rio
de Janeiro. Os resultados possibilitam a avaliação do valor de informação perfeita nesse contexto e proveem resultados comparativos para embasar o futuro
desenvolvimento de algoritmos online. / [en] Emergency Medical Service (EMS) systems provide life-saving support to
people in emergency situations via first aid treatment and emergency transport
to medical facilities. Such systems must strive to make the best use of their
limited resources; they have thus been studied in the context of static and
dynamic vehicle routing problems. In this work, we study a static ambulance
routing problem aiming to minimize the weighted sum of patients waiting
time while considering ambulance compatibility, patients priorities, ambulance
redirection, and ambulance reassignment. We implement an exact Branch-andPrice algorithm over a Set Partitioning Formulation, study the results of this
algorithm, and compare them to previously studied online heuristics using data
from Rio de Janeiro s public SAMU system. The results obtained allow us to
assess the value of perfect information in such systems, providing a comparative
baseline for subsequent developments of online algorithms.
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