Essa dissertação apresenta a implementação de um algoritmo genético paralelo utilizando o modelo de granularidade grossa, também conhecido como modelo das ilhas, para sistemas embutidos multiprocessados. Os sistemas embutidos multiprocessados estão tornando-se cada vez mais complexos, pressionados pela demanda por maior poder computacional requerido pelas aplicações, principalmente de multimídia, Internet e comunicações sem fio, que são executadas nesses sistemas. Algumas das referidas aplicações estão começando a utilizar algoritmos genéticos, que podem ser beneficiados pelas vantagens proporcionadas pelo processamento paralelo disponível em sistemas embutidos multiprocessados. No algoritmo genético paralelo do modelo das ilhas, cada processador do sistema embutido é responsável pela evolução de uma população de forma independente dos demais. A fim de acelerar o processo evolutivo, o operador de migração é executado em intervalos definidos para realizar a migração dos melhores indivíduos entre as ilhas. Diferentes topologias lógicas, tais como anel, vizinhança e broadcast, são analisadas na fase de migração de indivíduos. Resultados experimentais são gerados para a otimização de três funções encontradas na literatura. / This dissertation presents an implementation of a parallel genetic algorithm using the coarse grained model, also known as the islands model, targeted to MPSoCs systems. MPSoC systems are becoming more and more complex, due to the greater computational power demanded by applications, mainly those that deal with multimedia, Internet and wireless communications, which are executed within these systems. Some of these applications are starting to use genetic algorithms, that can benefit from the parallel processing offered by MPSoC. In the island model for parallel genetic algorithm, each processor is responsible for evolving the corresponding population independently from the others. Aiming at accelerating the evolutionary process, the migration operator is executed periodically in order to migrate the best individuals among islands. Different logic topologies, such as ring, neighborhood and broadcast, are analyzed during the migration step. Experimental results are generated for the optimization of three functions found in the literature.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação tem como objetivo aplicar um algoritmo genético (GA) ao projeto de filtros FIR com coeficientes quantizados representados em somas de potências de dois com sinal (SPT). Os filtros FIR apresentam configurações que permitem a obtenção de fase linear, atributo desejado em diversas aplicações que necessitam de atraso de grupo constante. A representação SPT, de fácil implementação em circuitos, foi discutida e uma comparação das representações SPT mínimas e canônicas foi feita, baseada no potencial de redução de operações e na variedade de valores representáveis. O GA é aplicado na otimização dos coeficientes SPTs do filtro, para que este cumpra as suas especificações de projeto. Foram feitas análises sobre o efeito que diversos parâmetros do GA como a intensidade de seleção, tamanho das populações, cruzamento, mutação, entre outros, têm no processo de otimização. Foi proposto um novo cruzamento que produz a recombinação dos coeficientes e que obteve bons resultados. Aplicou-se o algoritmo obtido na produção de filtros dos tipos passa-baixas, passa-altas, passa-faixas e rejeita-faixas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313878.pdf: 2252342 bytes, checksum: 4bb910f8fb7c9e22bbf5241c32d9a8a3 (MD5) / Após a abertura do mercado de energia elétrica à competição, surgiu o Ambiente de Contratação Livre (ACL), cujos participantes passaram a lidar com as incertezas dadas pela volatilidade dos preços da energia. O uso de contratos bilaterais, opções do tipo call e put são usados como hedging, i.e., proteção contra os riscos associados à venda no mercado spot. A mensuração do risco tornou-se uma tarefa importante para evitar que os agentes desse mercado sofressem com a variação brusca dos preços. Como ferramentas de análise de riscos são usadas técnicas de portfólios de Markowitz, Value-at-Risk (VaR) e Conditional-Value-at-Risk (CVaR). Este trabalho trata de uma otimização multiobjetivo, em que um comercializador pretende vender uma quantidade específica de energia através de contratos bilaterais, venda de call e compra de put, além da venda no mercado spot. A otimização é resolvida através do algoritmo genético multiobjectivo (AGMO) Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II). As funções objetivo do problema são o retorno, a variância de Markowitz, o VaR e o CVaR, que são usadas como critérios para avaliar as soluções encontradas. O NSGA-II encontra um conjunto de soluções ótimas, chamadas soluções de compromisso ou não dominadas, que formam a chamada fronteira de Pareto. Dessa fronteira o comercializador precisa escolher uma solução para celebrar a venda de energia. O método de análise multicritério Preference Ranking Method for Enrichment Evaluation II (PROMETHEE II) é usado, então, para ordenar as alternativas encontradas pelo AGMO, de acordo com as preferências do comercializador.<br> / Abstract : After the electricity market was opened to competition, the Free Trading Environment (ACL) was created, whose members started to deal with the uncertainties given by the spot prices volatility. The use of bilateral contracts, options like call and put are used as hedging, to hedge against the risks associated with selling in the spot mar-ket. The measurement of risk has become an important task to pre-vent the agents of the market against sharp falls in prices. Some tools of risk analysis are used such as portfolios of Markowitz, Value-at-Risk (VaR) and Conditional-Value-at-Risk (CVaR). This dissertation deals with a multiobjective optimization problem, where a supplier wishes to sell a specific amount of energy through bilateral contracts, sale of call and put buying, and selling in the spot market. The optimization prob-lem is solved by multiobjective genetic algorithm Nondominated Sort-ing Genetic Algorithm II (NSGA II). The objective functions of the problem are the return, the Markowitz variance, VaR and CVaR, which are used as criteria to evaluate solutions. The NSGA II finds a set of op-timal solutions, called non dominated solutions, which compose called trade-off solutions, which form the so-called Pareto fron-tier. Within the frontier, the trader must choose a solution that best fits for his decision profile, involving his risk aversion level. The method of multicriteria analysis Preference Ranking Method for Enrichment Eval-uation II (PROMETHEE II) is then used to rank the alterna-tives found by MOGA, according to the preferences of the decision maker.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-21T13:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho realizou-se um estudo sobre a influência da utilização de poliestireno de propósito geral (GPPS), encontrado principalmente em materiais descartáveis, como matéria-prima para a produção de poliestireno expansível (EPS), em reações de polimerização em suspensão do estireno. O objetivo principal é introduzir uma variável de fácil manipulação, a fração mássica de GPPS (em relação à massa da fase dispersa) na carga de reação, para o controle da distribuição de tamanho das partículas de EPS produzidas. Outra vantagem seria a maximização da produção em relação à quantidade de monômero utilizada, pois parte da massa reacional é substituída pelo GPPS. Os experimentos foram conduzidos de modo a verificar a influência da fração mássica de GPPS e da freqüência de agitação na distribuição de tamanhos das partículas de EPS. Também foi analisada a influência da sua concentração na curva de conversão de monômero. Os resultados experimentais demonstraram o bom desempenho da fração mássica de GPPS como variável de controle da distribuição de tamanho das partículas de EPS. À medida que a concentração de GPPS é acrescida ocorre o aumento do tamanho das partículas e o estreitamento da curva de distribuição. Em conjunto com a freqüência de agitação, esta variável pode ser utilizada para a obtenção de partículas em diferentes tamanhos e dispersões. Outra etapa do trabalho consistiu no desenvolvimento de uma estratégia para o controle de temperatura para a polimerização em suspensão, visando obter um polímero com as condições especificadas (peso molecular médio ponderal). Utilizou-se, para este fim, um controlador preditivo baseado em um modelo empírico do processo. Este modelo consiste em uma rede neural feedforward com três camadas, com treinamento off-line, realizado por um algoritmo de otimização utilizando a técnica de algoritmos genéticos em conjunto com mínimos quadrados. Ainda, de modo a considerar os desvios do processo ocorridos em relação ao modelo, uma técnica de atualização on-line dos pesos da rede foi implementada. A partir dos resultados experimentais foi possível observar que um bom desempenho para o sistema de controle proposto, tanto para a atuação como regulador quanto para servo, mantendo a temperatura no perfil desejado durante todo o período de reação, foi obtido. Com isso, um polímero com as propriedades especificadas e dentro de um estreito limite para sua qualidade foi obtido.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-20. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:14Z : No. of bitstreams: 1 000836108.pdf: 948146 bytes, checksum: 58c02b336c912dd77b09e8b1cedaa22d (MD5) / O sistema de transmissão desempenha um papel muito importante na prevenção de cortes de cargas, blecaute (colapso), etc., fornecendo energia para todos os tipos de consumidores e às vezes em circunstâncias críticas. O problema de planejamento de expansão de sistemas de transmissão (PET) possibilita que a rede transmita a energia gerada para abastecer os centros de carga em todo instante de tempo, a fim de satisfazer a crescente demanda por energia elétrica. No problema PET, além de cumprir com todas as restrições técnicas, deve-se elaborar um plano de expansão econômico. O planejamento da expansão do sistema de transmissão é um tipo de atividade em que as decisões devem são tomadas e planejadas em nível nacional já que implica absorver recursos financeiros significativos. Consequentemente, elaborar um projeto de expansão ideal, com o mínimo custo possível e com a máxima confiabilidade é uma tarefa crucial. Do ponto de vista da estrutura dos sistemas de energia, pode-se afirmar que o problema PET é analisado nos sistemas regulados e desregulados. O principal objetivo do PET em um ambiente regulado é atender a demanda de carga, com mínimo custo, levando em consideração o critério da confiabilidade. Por outro lado, em sistemas de energia reestruturados, a expansão da transmissão destina-se a criar um ambiente competitivo sem qualquer discriminação de acesso à rede de transmissão. Esse mecanismo pode perfeitamente assegurar mercados competitivos. Em geral, o problema PET em ambientes regulados é um problema de programação não-linear inteira mista, o qual envolve algumas dificuldades, tais como um tempo prolongado para executar esse tipo de projetos, assim como a necessidade de uma técnica de otimização não-convexa. Além disso, devido à complicação dos problemas de otimização combinatória, e também por existir muitos mínimos locais neste caso, trata-se de um problema que exige tempos de... / Transmission system plays an undeniable role to avoid load shedding, black out, etc. by supplying the power to all type of consumers under critical circumstances. A transmission network expansion planning (TNEP) enables a network to transmit enough generated power to load centers at a specified times to satisfy the increased electric power demand. In TNEP problem, in addition to satisfying all the technical constraints, an economic plan is demanded. The expansion of transmission network is one of the initiatives, in which the necessary decisions are made and planned at the national level to absorb significant financial resources. Therefore, planning for an optimal expansion project with the least cost and highest reliability is a crucial task. From the viewpoint of the structure of power systems, it can be stated that TNEP is analyzed in both regulated and deregulated environments. The main objective of TNEP in a regulated environment is to meet the load demand at the least cost while the reliability criterion is taken into account. On the other hand, in restructured power systems, the transmission expansion is primarily intended to create a competitive environment without any discrimination to access to the transmission network. This can perfectly ensure competitive markets. In general TNEP problem in regulated environments is a non-linear mixed integer programming problem, which subjects with some difficulties, such as the time- consuming nature of the problem as well as the need for a non-convex optimization technique. In addition, due to the complicacy of the combinatorial optimization problems and also, since there exist many local minima for this problem, it is considered as a time- consuming problem. Moreover, since the conventional mathematical programming methods do not necessarily work very satisfactorily, therefore, various meta-heuristic optimization techniques have been examined for this problem. However, the scope and ...

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Ariovaldo Verandio Garcia / Resumo: No âmbito de pesquisa operacional o problema de carregamento de container é conhecido por determinar uma configuração de carga que procure otimizar o que será carregado em um container, levando em consideração o máximo de volume ocupado pela carga. Este problema tem diversas variantes para casos específicos. Existem casos onde a carga é homogênea ou heterogênea, onde a carga pode ser rotacionada em todas as suas dimensões, onde um lucro é associado a cada caixa carregada, entre outras variantes, onde a questão não é a carga e sim o container. A classificação do problema está diretamente ligada a suas restrições. O estudo de carregamento de container aqui no Brasil começou ser realizado com mais ênfase há pouco tempo, por ter despertado interesses financeiros em empresas públicas e privadas, já que o transporte utilizando containers é oneroso e cobrado por container alugado e não pela quantidade de itens que serão carregados. Por isso a vantagem de aproveitar o volume do container ao máximo. Na literatura podem ser encontradas diversas propostas de solução para cada variante do problema, sendo estas propostas determinísticas ou utilizando heurísticas e metaheurísticas. O estudo realizado para a apresentação desta dissertação descreve de maneira ampla as heurísticas que estão sendo empregadas na resolução do problema estudado, bem como propõe uma nova heurística especializada. O trabalho aqui apresentado traz ainda uma metaheurística especializada, o algoritmo genético Chu-Beasley. Portanto, foram desenvolvidos dois algoritmos: um heurístico e um metaheurístico. Estes algoritmos simularam o carregamento de um container com caixas retangulares e de diferentes tamanhos, sendo no final comparados os... (Resumo completo, clciar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the ambit of the operational research the container loading problem is known by optimized the load that it will be carried in a container, taking in consideration the maximum of volume occupied by the load. This problem has several variants for specific cases. Cases exist where the load is homogeneous or heterogeneous, where the load can be rotated in whole its dimensions, where a profit associated to each loaded box exists, among other variants, where the subject is not the load, but the container. The classification of the problem is directly tied up to its restrictions. The study of the container loading problem here in Brazil it began to be accomplished with more emphasis at little time, for having wakened up financial interests in public and private companies, since the transport using containers is onerous and collected by rented container and not for the amount of items that you will be loaded. That the advantage of taking advantage of the volume of the container to the maximum. In the literature it can be found several proposed of solution for each variant of the problem. Being these proposed deterministics or using heuristics and metaheuristics. The study accomplished for the presentation of this dissertation brings in a wide way the heuristics that you are being used in the resolution of the problem, as well as it proposes a new heuristic specialized for the resolution of the container loading problem. The work here presented he still brings a metaheuristic specialized for the resolution of the problem, the Chu-Beasley genetic algorithm. Therefore, two algorithms were developed: a heuristic and a metaheuristic. These algorithms simulated the shipment of a container with rectangular boxes and of different sizes, being in the compared end... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Os métodos computacionais de docking receptor-ligante são importantes ferramentas utilizadas em estudos na quimica medicinal, auxiliando o processo de descoberta de novos fármacos para alvos moleculares envolvidos em doenças sem tratamento, ou que necessitam de novos tratamentos quimioterápicos. Estes métodos são parte importante dentro da abordagem conhecida como desenho racional de fármacos baseado em estruturas. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento da nova versão do programa Dockthor, para docking molecular de ligante flexível, tendo como inovações: (i) uma nova e completa implementação computacional com o aperfeiçoamento do algoritmo genético não-geracional de múltiplas soluções; (ii) a implementação do campo de força molecular MMFF94; (iii) a criação de ferramentas auxiliares para parametrização automática de ligantes, cofatores e receptores protéicos; (iv) introdução da opção de triagem virtual. A nova versão do programa foi validada utilizando dois conjuntos teste. O primeiro envolvendo cinco ligantes altamente flexíveis do receptor HIV-I protease. O segundo, envolvendo 35 complexos receptor-ligante com uma grande diversidade strutural e química nos ligantes, associados a receptores representativos de 18 famílias de proteínas. A validação do programa foi feita através de experimentos de redocking sem utilizar nenhuma etapa de pré-otimizacão do ligante dentro do sítio receptor. Os resultados obtidos são considerados muito bons nos seguintes aspectos: (i) foi obtida uma taxa de sucesso de cerca de 80% (90%) no redocking de ligantes da HIV-1 protease considerando as solucoes de menor energia (menorRMSD); (ii) foi obtida uma taxa de sucesso de cerca de 94% (99%) no redocking do conjunto mais amplo de ligantes considerando as solucoes de menor energia (menor RMSD); (iii) com exceção de dois casos, todas as soluções de menor energia encontradas apresentavam um RMSD < 2.5 _A com relação a estrutura experimental. Os excelentes resultados obtidos nos experimentos de redocking mostram que o programa está apto para estudos de interações receptor-ligante envolvendo moléculas de interesse na química medicinal. As facilidades introduzidas no programa Dockthor permitirão a sua disponibilização e uso pela comunidade acadêmica e grupos de pesquisa atuantes na área de desenho racional de fármacos.

Modelos computacionais de aqüíferos subterrâneos podem ser construídos para auxiliar a tomada de decisão na gestão de recursos hídricos, simulando situações variadas em condições adversas e visando propor soluções para acidentes ambientais, tais como problemas de contaminação por substâncias tóxicas que afetem a qualidade da água a ser consumida. Os modelos computacionais para aqüíferos consideram o escoamento da água num meio poroso e o transporte do contaminante na água. Modelos de aproximação e discretização no tempo e no espaço como o modelo de diferenças finitas, volumes finitos e elementos finitos são geralmente utilizados com este propósito. Este trabalho apresenta uma metodologia que envolve simulações computacionais pelo método dos elementos finitos e um algoritmo genético paralelizado, para a seleção da solução mais adequada na alocação de poços de remediação, os quais irão retirar a água contaminada do aqüífero. É levado em consideração o custo financeiro como uma restrição ao esquema de despoluição buscado e a função objetivo consiste na minimização do custo e maior redução de poluente, considerando-se restrições no domínio para a alocação dos poços, variação do número de poços e capacidade de bombeamento em cada um deles. / Aquifers underground computational models can be built to help the decision making on water resource management, simulating varied situation in adverse conditions, in order to propose environmental accidents solutions, such as contamination by toxic substances problems that affect the consumed water quality. Computer models for aquifers consider the water disposal in porous medium and contaminants transport in the water. Rapprochement models and time and space discretization, as the finite differences model, finite volume and element are generally used for this purpose. This work presents a methodology involving computer simulations by the finite elements method and parallelized genetic algorithm , in order to select the most appropriate solution in well remediation allocation, which will withdraw the contaminated water from the aquifer. It was taken into account the financial cost as a restriction of the sought depollution and the objective function is to minimize the cost and increase the pollutant reduction, considering area restrictions for wells allocation, variation in the number of wells and ability to pumping in each.

Esta pesquisa trata o Problema de Programação de Tripulantes (PPT), presente no planejamento operacional das empresas aéreas. O principal objetivo do PPT é atribuir um conjunto de tarefas aos tripulantes, considerando as regulamentações trabalhistas, as regras de segurança e as políticas das empresas, de tal maneira que o custo da tripulação seja mínimo. O PPT é normalmente dividido em dois subproblemas, resolvidos sequencialmente: Problema de Determinação das Viagens (PDV) e Problema de Atribuição de Escalas (PAE). No PDV, determina-se um conjunto de viagens que cubra todos os voos planejados. Em seguida, no PAE, as escalas, compostas pelas viagens escolhidas e outras atividades como folgas, sobreavisos, reservas, treinamentos e férias, são atribuídas aos tripulantes. Esta decomposição justifica-se pela natureza combinatória do PPT, porém não incorpora as disponibilidades e as preferências dos tripulantes em ambos os subproblemas (PDV e PAE), gerando assim custos extras relacionados aos conflitos que surgem durante a atribuição das escalas aos tripulantes no PAE. Além disso, as estimativas de custos adotadas no PDV não possuem caráter global, já que o custo real da programação só pode ser obtido após a atribuição das escalas. O estado da arte envolve a solução integrada do PPT, em que se elimina a necessidade de resolver inicialmente o PDV, provendo assim uma melhor estimativa de custo e uma programação final com melhor qualidade, por considerar os custos da tripulação, as disponibilidades e preferências dos tripulantes de forma global. O problema, no entanto, é NP-Difícil. Assim sendo, a metodologia proposta nesta pesquisa objetiva a solução do PPT de forma integrada, através de um Algoritmo Genético Híbrido (AGH) associado a um procedimento de busca em profundidade, levando em conta as particularidades da legislação brasileira. A metodologia foi testada, com sucesso, para a solução de instâncias baseadas na malha real de uma empresa aérea brasileira. / This master of science research treats the Crew Scheduling Problem (CSP), as part of the airlines operational planning. The main aim of the CSP is to assign a set of tasks to crew members, considering the labor regulations, safety rules and policies of companies, such that the crew cost is minimal. The CSP is divided into two subproblems, solved sequentially: Crew Pairing Problem (CPP) and Crew Rostering Problem (CRP). First, CPP provides a set of pairings that covers all the planned flights. Then, in the CRP, the rosters, encompassing the pairings and other activities such as rest periods, alert duties, reserve duties, training times and vacations, are assigned to the crew members. This decomposition is justified by the combinatorial nature of the CSP, but it not incorporates the crew members availabilities and preferences in both subproblems (CPP and CRP), generating extra costs related to conflicts that arise during the assignment of rosters to the crew members in the CRP. Besides, the costs estimations adopted in the CPP does not have a global character, since the real cost of the global schedule can be only obtained after the assignment of the rosters. The state of the art involves the integrated solution of CSP, where the CPP does not need to be solved, thus providing a better estimated cost and a better schedule quality, considering crew costs and also crew members availabilities and preferences globally. The problem, however, is NP-Hard. Therefore, the methodology proposed in this master of science research aims to obtain an integrated solution of the CSP, through an hybrid algorithm genetic associated with a depth-first search procedure, taking into account the Brazilian legislation. The methodology was tested, with success, to solve instances related a real network of a Brazilian airline.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-01Bitstream added on 2014-06-13T19:28:00Z : No. of bitstreams: 1 albuquerque_lct_me_ilha.pdf: 1335297 bytes, checksum: 58c32f83ffe9cb091c553528e64dc780 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho é revisada a literatura sobre o funcionamento de um sistema de telefonia celular e apresentadas propostas de aplicações de processamento distribuído, baseada em Algoritmos Genéticos na resolução do problema de alocação de canais para o sistema celular. O estudo realizado para a apresentação desta dissertação descreve o modelamento da rede celular em termos de dois operadores genéticos, além disso, são propostas duas técnicas para o problema de alocação de canais em uma rede de telefonia celular. Uma das técnicas trabalha com a compatibilidade eletromagnética, já a outra, trabalha com a mínima relação sinal interferência (SIR). Os resultados das duas técnicas são obtidos de dois algoritmos de processamento distribuído, desenvolvidos em linguagem C e com a biblioteca de programação distribuída (Message Passing Interface – MPI). Os algoritmos propostos, através de uma função objetivo, calculam a alocação sem conflito de canais entre as células, na primeira abordagem satisfazendo a compatibilidade eletromagnética e exigências da demanda de tráfego, e na segunda abordagem satisfazendo a mínima SIR e exigências da demanda de tráfego, ambos otimizando a alocação de canais / The literature about the cell phone system functioning and proposals of the distributed processing applications based on Genetic Algorithms in the assigning channels problems resolutions are presented in this study. This dissertation describes the cell phone problems modeling by two genetic operators and proposes two techniques for the telephone network allocation channels problems. One of the techniques works with the electromagnetic compatibility and the other with minimal signal interference ratio (SIR). The results of the two techniques are obtained by two algorithms distributed processing, developed in C language and Message Passing Interface (MPI). The algorithms proposed, by an objective function, calculate the allocation without channels conflict. At first, satisfying the electromagnetic compatibility and traffic demand requirements and then satisfying the minimum SIR and traffic demand requirements, both optimizing the channels allocation