O problema do Máximo Subgrafo Induzido Comum (MSIC) pertence a classe NP-difícil e possui aplicações em diversas áreas. Apesar de sua complexidade, ainda é importante conhecer soluções exatas para instâncias deste problema. Os algoritmos exatos encontrados na literatura buscam resolvê-lo através de técnicas de backtracking ou através de sua redução para o problema da Clique Máxima. Neste trabalho procuramos dar uma solução exata para o MSIC, tratando-o diretamente através da utilização de modelos de Programação Linear Inteira (PLI) e técnicas de combinatória poliédrica. Assim, realizamos um estudo teórico do poliedro do MSIC e fomos capazes de encontrar algumas desigualdades válidas fortes, inclusive com provas de que algumas delas representam facetas daquele poliedro. Adicionalmente, provamos que existe uma equivalâencia entre o modelo PLI aqui apresentado para o MSIC e uma formulação bem conhecida para o problema da Clique Máxima. Posteriormente, foram implementados algoritmos de Branch-and-Bound (B&B) e Branch-and-Cut (B&C) utilizando as desigualdades encontradas e algumas técnicas para tentar tornar os algoritmos mais eficientes. Experimentos foram executados com os algoritmos implementados neste trabalho e, também, com um algoritmo já existente para resolver o problema da Clique, chamado Cliquer. Os resultados foram comparados e, dentre os algoritmos de PLI, constatamos que o mais eficiente foi aquele que utilizou uma formulação para o MSIC que chamamos de Clique-IS, utilizando B&B e técnicas mais básicas que outros algoritmos. Este algoritmo mostrou-se mais eficiente, inclusive, que um algoritmo PLI com um modelo baseado no problema da Clique Máaxima. Este fato sugere que para uma abordagem baseada em PLI, vale a pena utilizar uma formulação do MSIC diretamente, ao invés de uma que se apóie na redução deste para o problema da Clique Máxima. Ja a comparaçao do melhor algoritmo desenvolvido neste trabalho com o Cliquer, mostrou que este último é mais eficiente. Para que um algoritmo baseado em PLI (utilizando uma formulação com as mesmas variáveis usadas por nós) tivesse alguma chance de vencer um algoritmo combinatório como o Cliquer, seria necessário conhecer mais desigualdades que estivessem ativas na solução ótima do problema._________________________________________________________________________________________ ABSTRACT: The Maximum Common Subgraph problem (MSIC) is in MV-hard and has applications in several fields. Despite its complexity, it is still important to know exact solutions for instances of this problem. The exact algorithms found in literature try to solve it through backtracking techniques or through its reduction to the Maximum Clique problem. In this work we try to give an exact solution to MSIC by addressing it directly, using Linear Integer Programming (PLI) and polyhedral combinatorics techniques. So, we performed a study of the MSIC polyhedron and we were able to find some strong valid inequalities, including some that were proven to define facets of that polyhedron. Additionally, we proved that an equivalence between the PLI model presented here for MSIC and a well known formulation for the Maximum Clique problem exists. Later, Branch-and-Bound (B&B) and Branch-and-Cut (B&C) algorithms were implemented using the inequalities found and some techniques to try to render the algorithms more efficient. Experiments were performed with the algorithms implemented in this work and, also, with an already existing algorithm to solve the Maximum Clique problem, called Cliquer. The results were compared and, among the PLI algorithms, we found that the most efficient was the one that used the formulation which we called Clique-IS, using B&B and more basic techniques than other algorithms. This algorithm was even more efficient than a PLI algorithm with a Clique-based model. This fact suggests that for a PLI approach it is worth to use a formulation based on the MSIC polyhedron instead of one based on its reduction to the Maximum Clique problem. The comparison of the best algorithm developed in this work with Cliquer, though, showed that the latest is more efficient. In order to some PLI-based algorithm (using a formulation with the same variables used by us) to have any chance of outperforming a combinatorial algorithm like Cliquer, it would be necessary to know more inequalities that are active in the problem's optimal solution.

Submitted by Miriam Lucas (miriam.lucas@unioeste.br) on 2018-02-22T16:42:27Z No. of bitstreams: 2 Miguel_Angel_Sanchez_Cuno_2016.pdf: 1159111 bytes, checksum: 5e8f5e6fcd310a19270e2164cb09c3e3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T16:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Miguel_Angel_Sanchez_Cuno_2016.pdf: 1159111 bytes, checksum: 5e8f5e6fcd310a19270e2164cb09c3e3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-16 / Fundação Parque Tecnológico de Itaipu / This work presents the development of a Hybrid Algorithm to solve the problem of Planning the Expansion of Medium Voltage Overhead Networks. The Hybrid Algorithm uses two strategies to solve the problem. First uses a Constructive Heuristic Algorithm that tries to work with parameters instead of working with variables, with the objective of reducing the convergence time to the research process trying not to impair the quality of the solution. The second strategy is based in a Branch and Bound Algorithm, that uses the solution of the problem obtained as a starting point while the first strategy is running. Thus, this solution is used like incumbent in the second process. In this context the hybrid algorithm developed and implemented in this work, takes advantage of reducing the convergence time of the Constructive Heuristic Algorithm and the advantage of guarantee that the solution has the best quality, which are the solutions produced by algorithms type Branch and Bound. The Algorithm has been tested in three test systems, being established a plan to expand overhead medium voltage networks for each system. / Neste trabalho é apresentado um Algoritmo Híbrido para resolver o problema de Planejamento da Expansão de Redes Aéreas de Média Tensão. O Algoritmo Híbrido utiliza duas estratégias para resolver o problema. A primeira utiliza um Algoritmo Heurístico Construtivo que procura trabalhar com parâmetros ao invés de trabalhar com variáveis, com o objetivo de reduzir o tempo de convergência do processo de busca procurando não prejudicar a qualidade da solução. A segunda estratégia é baseada em um Algoritmo do tipo Branch and Bound, que utiliza a solução do problema obtida durante a execução da primeira estratégia como um ponto de partida. Assim, esta solução é usada como incumbente neste segundo processo. Neste contexto, o Algoritmo Híbrido desenvolvido e implementado neste trabalho, aproveita a vantagem de reduzir o tempo de convergência do Algoritmo Heurístico Construtivo e a vantagem de garantir que a solução seja a de melhor qualidade, que são as soluções produzidas por algoritmos do tipo Branch and Bound. O Algoritmo foi testado em três sistemas testes, sendo estabelecido um plano para a expansão de redes aéreas de média tensão para cada sistema