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Um algoritmo genético baseado em tipos abstratos de dados e sua especificação em Z

Vilhena Vieira Lopes, Roberta January 2003 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4815_1.pdf: 1089029 bytes, checksum: fa191598ead39fa665ced50606baeb3e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Este trabalho apresenta ummodelo de algoritmo genético baseado emtipos abstratos de dados, denominado de GAADT, no qual o cromossomo é representado por um tipo estratificado em dois níveis de percepção (gene e base), em contra ponto aos demais modelos. A adaptação do cromossomo é comprometida com a relevância das informações codificadas nele. A estratégia de busca do GAADT é altamente objetiva, devido à utilização, como critério de preservação dos cromossomos na população seguinte, de uma função baseada na dinâmica adaptativa da população. A presença explícita do ambiente na funcionalidade do GAADT confere a este algoritmo a capacidade de tratar problemas com alto grau de dinamicidade, como está explorado na aplicação do sistema de monitoramento de sinais vitais de pacientes em unidades de tratamento intensivo de um hospital. Um esboço de uma teoria de processos evolutivos é desenvolvido para descrever a convergência do GAADT, independente da natureza do problema, da representação adotada para o cromossomo, e da população inicial considerada. A aplicação do GAADT a um problema requer a definição dos elementos do ambiente específicos para o problema em foco, os quais devem atender as propriedades estabelecidas na definição do ambiente. A prova de que as definições dos elementos do ambiente, para um dado problema, satisfazem as propriedades exigidas, e que o GAADT quando instanciado para estes elementos satisfaz as propriedades de corretude e aplicabilidade são feitas com o formalismo Z, conferindo assim ao GAADT um rigor matemático. Um estudo comparativo entre a convergência do GAADT com outros modelos é apresentado. As experiências avaliadas neste estudo indicam que o GAADT apresenta maior velocidade de convergência. Por fim, são feitas algumas considerações relevantes sobre o GAADT e sugeridas algumas questões interessantes para trabalhos futuros
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Algoritimo genético aplicado aos problema de seqüenciamento permutacional flowshop sem e com restrição de espera / Genetic algorithm applied to the permutational flowshop scheduling problem without and with wait restriction

Gomes, Francisco Régis Abreu 15 February 2008 (has links)
GOMES, F. R. A. Algoritimo genético aplicado aos problema de seqüenciamento permutacional flowshop sem e com restrição de espera. 2008. 141 f. Dissertação (Mestrado em Logística e Pesquisa Operacional) – Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-17T14:49:35Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_fragomes.pdf: 992202 bytes, checksum: 0d83127d1323f9051e069ab4fe04f2ce (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T16:40:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_fragomes.pdf: 992202 bytes, checksum: 0d83127d1323f9051e069ab4fe04f2ce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T16:40:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_fragomes.pdf: 992202 bytes, checksum: 0d83127d1323f9051e069ab4fe04f2ce (MD5) Previous issue date: 2008-02-15 / In this work two problems were solved: the first is Continuous Perm utation Flowshop Scheduling Problem (CPFSP) it possesses the constraint that no j ob can wait for processing among serial machines; the second is Permutation Flowshop Scheduling Problem (PFSP), in that the previous restriction does not exist. The metaheurist ic Genetic Algorithm (GA) has been applied with success for solving the PFSP, but up to now it was not found in the literature something that shows that GA is a good method for CPFS P. The objective of this work was to develop an efficient GA for both problems, but that does not need to use an initialization efficient and/or hybridization allied with other se arch technique. The development of proposed GA took in consideration the characteristics, diversification and the intensification, that inspired the creation of three procedure s that further improved the proposed GA. Several experiments were accomplished with the ins tances of Taillard (1993), Reeves (1995) and Heller (1960). The results were compared wi th other methods found in the literature. Polynomials were built with Lagrangeana's Interpolation use to determine the time execution of proposed GA. Finally, the method wa s applied in a real problem. The results showed that proposed GA is the best method for CPFSP and that is very close of best GA found in the literature with efficie nt initialization for PFSP. / Neste trabalho foram tratados dois problemas: o primeiro é denominado Continuous Permutation Flowshop Scheduling Problem (CPFSP), que possui a restrição de que nenhuma tarefa pode esperar por processamento entre máquinas consecutivas; o segundo é denominado de Permutation Flowshop Scheduling Problem (PFSP), em que a restrição anterior não existe. A metaheurística Algoritmo Genético (AG) tem sido aplicada com sucesso ao PFSP, mas até o momento não foi encontrado na literatura algo que mostre que o AG é um bom método para o CPFSP. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um AG eficiente paras esses dois problemas, mas que não precisa utilizar inicialização eficiente e/ou hibridização com outra técnica de busca. O desenvolvimento do AG proposto levou em consideração as características, diversificação e a intensificação, que inspiraram a criação de três procedimentos que melhoraram o desempenho do AG proposto. Foram realizados vários experimentos com as instâncias de Taillard (1993), Reeves (1995) e Heller (1960). Os resultados foram comparados com outros métodos encontrados na literatura. Foram construídos polinômios com a utilização de Interpolação Lagrangeana para determinar o tempo execução do AG proposto. Por fim, o método foi aplicado num problema real. Os resultados mostraram que o AG proposto é o melhor método para o CPFSP e que fica muito próximo do melhor AG encontrado na literatura com inicialização eficiente para o PFSP
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Algoritmo genético para solução do problema da maioria / Genetic Algorithm for the solution of majority problem

Melo, Hygor Piaget Monteiro January 2011 (has links)
MELO, Hygor Piaget Monteiro. Algoritmo genético para a solução do problema da maioria. 2011. 76 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by francisco lima (admir@ufc.br) on 2014-03-18T13:18:48Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_hpmmelo.pdf: 20960285 bytes, checksum: d491fad40b382e9aa0090b21e84cb0ac (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-03-18T22:06:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_hpmmelo.pdf: 20960285 bytes, checksum: d491fad40b382e9aa0090b21e84cb0ac (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-18T22:06:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_hpmmelo.pdf: 20960285 bytes, checksum: d491fad40b382e9aa0090b21e84cb0ac (MD5) Previous issue date: 2011 / Many natural and social systems exhibit globally organized behavior without the aid of a centralized control. Examples of such decentralized systems include conventions and norms, social learning in animals and humans, as well as fads, rumors and revolts. Examples are also abundant in biology: the evasive behavior of animals in large groups, such as fish and birds, show a great synchronicity even in the absence of an leader. In order to understand these decentralized systems, one must first understand strategies for global coordination that use only local information. This work explores the use of Genetic Algorithms in the creation of naturally efficient strategies in noisy environments. Genetic Algorithms are an important new tool in problem solving, and offer insight into how evolution may work. By using what is known about genetic algorithms, one can discover more about evolution and its mechanisms. The density classification task is used here to test strategy success, and revealed to be a good test for system-wide coordination and global information processing. Since it is very difficult to evolve highly fit rules when the number of neighbors $k$ is greater than 5, this suggests that evolution may build complex solutions based on solutions to simpler problems. Using this idea, we propose a method to promote rules increasing $k$. Based on the evolution of initial rules with few neighbors and using noise as evolutionary pressure, we were able to find efficient rules for a large number of neighbors, under the condition of a very high noise level. We find that the evolved rules are more robust to noisy environment than the majority rule. This increased efficiency at higher noise levels can be explained in terms of the larger weight given by these rules to the information of the evolving agent itself (not influenced by noise) than to the information obtained from its neighbors. As a consequence, the agents using these evolved rules tend to keep their own states, unless the great majority of their neighbors disagree with them, showing a persistence behavior that can be seen in social experiments. / Muitos sistemas naturais e sociais exibem comportamento globalmente organizado sem a presença de um controle central. Exemplos incluem convenções e normas, aprendizado social em animais e humanos, assim como modismos, boatos e revoltas. Exemplos em biologia também são abundantes: o comportamento evasivo de animais em grandes grupos, como peixes e pássaros, mostram uma grande sincronia mesmo na ausência de um líder. A fim de entender esses sistemas descentralizados, precisamos estudar primeiramente estratégias de coordenação global que utilizam apenas informações locais. Esse trabalho explora o uso do Algoritmo Genético na obtenção de estratégias naturalmente eficientes em ambientes ruidosos. O Algoritmo Genético é uma nova ferramenta importante na solução de problemas deste tipo, e oferece indícios de como a evolução deve atuar. Usando o que é conhecido sobre Algoritmos Genéticos, podemos descobrir mais sobre a evolução e seus mecanismos. A classificação por densidade é utilizada para testar o sucesso de estratégias, pois trata-se de um bom teste para coordenação global e processamento global de informações. Como é muito difícil evoluir regras com grande eficiência quando o número de vizinhos $k$ for maior que 5, isso sugere que a evolução deve construir soluções complexas baseadas em soluções de problemas simples. Usando essa ideia propomos um método de promover as regras aumentando o $k$. Com base na evolução inicial de regras com poucos vizinhos e usando o ruído como "pressão" evolutiva, nós fomos capazes de achar regras eficientes para um grande número de vizinhos, submetidas a condição de um alto nível de ruído. Achamos que as regras evoluídas são mais robustas a ambientes ruidosos do que a regra da maioria. A alta eficiência para grandes valores do ruído pode ser explicada em termos do maior peso dado por essas regras à informação da própria célula (não influenciada pelo ruído) do que a informação obtida através vizinhos. Como consequência, as células que empregam essas regras evoluídas tendem a manter seus próprios estados, até que uma grande maioria dos vizinhos discordem delas, mostrando um comportamento de persistência que pode ser encontrado em experimentos sociais.
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Algoritmo Genético Híbrido Aplicado ao Problema de Agrupamento de Dados.

ALCKMIN, D. P. F. 31 August 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3333_.pdf: 639269 bytes, checksum: 2e2d8e69eaf0520741e923a1fc118e3d (MD5) Previous issue date: 2009-08-31 / Agrupamentos de dados é uma tarefa que divide um conjunto de dados em subconjuntos de forma que elementos associados a um mesmo grupo sejam mais similares entre si do que em relação a elementos de outros grupos. Essa tarefa pode ser considerada como uma tarefa de otimização, uma vez que pretende-se encontrar a melhor combinação de partições dentre todas as combinações possíveis. Uma abordagem que pode ser aplicada para resolver o problema de agrupamento é o uso de metaheurísticas, que são procedimentos capazes de escapar de ótimos locais. Este trabalho apresenta uma proposta de Algoritmo Genético Híbrido cuja população inicial é gerada por técnicas de agrupamento e metaheurísticas, com objetivo de direcionar a busca para soluções mais próximas do ótimo global.
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Evolução de split grammars para otimização de construções procedurais / Split grammar evolution for the optimization of procedural buildings

Rodrigues, Francisco Caio Maia January 2014 (has links)
RODRIGUES, Francisco Caio Maia. Evolução de split grammars para otimização de construções procedurais. 2014. 49 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-10T18:58:03Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fcmrodrigues.pdf: 6745695 bytes, checksum: 7fd10d5fff50663bf084d4eb5ad0a949 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2017-01-11T15:39:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fcmrodrigues.pdf: 6745695 bytes, checksum: 7fd10d5fff50663bf084d4eb5ad0a949 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T15:39:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fcmrodrigues.pdf: 6745695 bytes, checksum: 7fd10d5fff50663bf084d4eb5ad0a949 (MD5) Previous issue date: 2014 / Procedural modeling has been successfully applied to the automatic building generation problem. Among several techniques to tackle the problem of procedural building generation, the use of Split Grammars has increased, even being deployed in commercial CAAD (Computer-Aided Architectural Design) software. This work proposes a technique to optimize Split Grammars using Genetic Algorithm. The main goal is to automatically create grammars that only generate models with certain desirable characteristics, either from a series of manually written grammars or randomly created ones. The proposed thecnique searches the space of the input grammars’s rules to develop new better grammars, i.e., grammars that generate models with certain predefined feature. The proposed technique was successfully applied, as will be shown, to the maximization of symmetry of building facades, leading to the creation of realistic models. / Modelagem procedural tem sido aplicada com sucesso para resolver o problema da construção automática de ambientes urbanos. Dentre as várias técnicas existentes para a geração procedural de construções utilizando gramáticas, Split Grammars têm especial destaque devido ao seu amplo uso, estando presente até mesmo em softwares comerciais de CAAD (Computer-Aided Architectural Design). Este trabalho propõe uma técnica para otimização de Split Grammars utilizando algoritmos genéticos. O objetivo é gerar, automaticamente, gramáticas capazes de criar modelos que apresentem alguma característica desejada, seja a partir de uma série de gramáticas feitas manualmente por um usuário ou de gramáticas geradas aleatoriamente. O método proposto realiza uma busca no espaço das regras das gramáticas dadas como entrada a fim de criar novos tipos de gramáticas melhores, ou seja, que possuam uma boa estrutura de acordo com algum critério pré-definido pelo usuário. Assim, é demonstrada a eficácia da técnica proposta aplicando-a ao problema de maximização de simetria em fachadas de construções, obtendo modelos realisticamente plausíveis.
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O Relacionamento do problema de sequenciamento clássico com o problema do caixeiro viajante e sua resolução numa abordagem evolutiva / The classic sequencing problem relationship with the traveling salesman problem and its resolution on an evolutionary approach

Holanda, Thiago Costa 21 September 2015 (has links)
HOLANDA, T. C. O Relacionamento do problema de sequenciamento clássico com o problema do caixeiro viajante e sua resolução numa abordagem evolutiva. 2015. 70 f. Dissertação (Mestrado em Logística e Pesquisa Operacional) – Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-09T11:34:16Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_tcholanda.pdf: 1773276 bytes, checksum: 5f5c4ae36ad21589935018d6527fb303 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T18:30:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_tcholanda.pdf: 1773276 bytes, checksum: 5f5c4ae36ad21589935018d6527fb303 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T18:30:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_tcholanda.pdf: 1773276 bytes, checksum: 5f5c4ae36ad21589935018d6527fb303 (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / The resolution of a Flow Shop Problem is always an operation which requires great resources, due to the large volume of data inherent in the problem formulation. The successful use of Genetic Algorithm when applied to the Classic FSP took place through computational experiments found in the literature. The aim of this work is to relate the similarities of the Classic Scheduling Problem as a Traveling Salesman Problem (TSP) and solve it using the Genetic Algorithm metaheuristic. Computational experiments were performed using the OR - Library instances (Beasley, 1990), dataset of Taillard (1993). The analysis of the solutions obtained by genetic operators were carried out in order to show the progress of the search. The proposed method was compared with other discrete methods where there is evidence of the good performance of Genetic Algorithm / A resolução de um Problema de Sequenciamento sempre é uma operação que demanda grandes recursos, devido ao grande volume de dados inerentes a formulação do problema. O uso bem sucedido do Algoritmo Genético quando aplicado ao Problema de Sequenciamento Clássico deu-se através dos experimentos computacionais encontrados na literatura. O objetivo geral deste trabalho é relacionar as similaridades do Problema de Sequenciamento Clássico como um Problema do Caixeiro Viajante e resolvê-lo utilizando a metaheurística Algoritmo Genético. Foram realizados experimentos computacionais utilizando as instâncias da OR-Library (Beasley, 1990), conjunto de dados de Taillard (1993). A análise das soluções obtidas por operadores genéticos foram realizadas, com o intuito de mostrar a evolução da busca. O método proposto foi comparado com outros métodos discretos, onde constata-se o bom desempenho do Algoritmo Genético, apresentando melhores resultados em 69 das 90 instâncias testadas
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Refuerzo de puentes de luces medias por conversión en arco atirantado tipo network

Valenzuela Saavedra, Matías Andrés 23 March 2012 (has links)
Según estudios estadísticos a nivel mundial, una de las principales causas de fallos en puentes corresponde a problemas relacionados con la interacción entre estructura e hidráulica produciendo altos costos humanos y económicos. La mayoría de las patologías se relacionan con procesos de socavación y erosión en pilas y estribos, específicamente en las cimentaciones de las pilas, siendo necesario tomar medidas para su refuerzo. Las dificultades en la inspección y mantenimiento de la infraestructura, junto con la ineficiencia y elevados costos en la implementación de los refuerzos convencionales (pilotajes, recrecidos, entre otros) ha motivado al Departamento de Puentes, Ministerio de Obras Públicas de Chile, el desarrollo de una nueva técnica de refuerzo con el objetivo de eliminar la causa de la patología: las pilas y sus cimentaciones, focalizándose el estudio en puentes con tipología de viga continua de varios vanos de hormigón armado. La metodología propuesta considera el cambio estructural del puente incorporando arcos superiores atirantados con configuración de péndolas network y vertical encargados de levantar tablero y esfuerzos en el arco. A partir de ello, se verifica el comportamiento del refuerzo en etapas de construcción y posteriormente en estado de servicio mediante un análisis de las cargas de tráfico y accidentales (capítulo 5). Los resultados dan lugar a la sistematización del método de refuerzo alternativo propuesto, incluyendo la propuesta estructural y tecnológica, la factibilidad del proceso constructivo y, finalmente, un conjunto de criterios básicos de diseño para este tipo de refuerzos (capítulo 6). Finalmente, la validación estructural del método y un primer estudio económico de costes comparado respecto a otros métodos convencionales de refuerzo, entregan para futuros ingenieros un conjunto de criterios y recomendaciones básicas para la implementación de esta técnica. el tablero del puente original, el cuál, gracias a la aplicación de un pretensado exterior, actúa como tirante del sistema del arco, contrarrestando los empujes horizontales del mismo en los arranques. El levantamiento del tablero desde los soportes permite la demolición de éstos, reduciendo los riesgos relacionados con la interacción de la estructura con el flujo del cauce; además de reutilizar parte del puente original y entregar un nuevo concepto estético. Para determinar la factibilidad del método, se pone énfasis en el estudio del método constructivo a partir del proceso de tesado de las péndolas así como en su comportamiento en servicio posterior, teniendo en cuenta las solicitaciones sísmicas, de gran importancia en Chile. El proceso constructivo a plantear debe satisfacer dos requisitos fundamentales: evitar tensiones excesivas en el tablero para no superar las solicitaciones existentes en el puente original; y permitir un levantamiento total de la superestructura desde las pilas dañadas. El tener que mantener unos determinados niveles de tensión en el tablero original supone una complejidad adicional respecto a lo que sería el diseño y construcción de un puente arco tipo network totalmente nuevo. Nos encontramos pues ante un problema de optimización (orden y magnitud de las fuerzas de tesado para levantar el tablero) con fuertes condiciones de contorno (no superar los niveles máximos de esfuerzos en el tablero original). Frente a la complejidad del proceso de optimización multiobjetivo del proceso de tesado, se descarta el uso de una optimización manual (prueba y error), en favor de una metodología que combina el uso automatizado de programas de elementos finitos y métodos de optimización meta-heurísticos (algoritmos genéticos). Esta herramienta, desarrollada, calibrada y validada (capítulo 3), proporciona todo un conjunto de soluciones factibles del proceso constructivo. El algoritmo desarrollado se utiliza como herramienta para el estudio e implementación de esta metodología en dos puentes carreteros ubicados en la zona central de Chile, con tipología original de viga continua y con importantes problemas de socavación: San Luis (60 metros de longitud total distribuidos en cuatro vanos) y Puangue (72 metros de longitud total distribuidos en cuatro vanos). Mediante la aplicación práctica a estos dos puentes carreteros, se desarrolla un estudio paramétrico en etapa constructiva (capítulo 4), considerando como variables: el tipo de perfil del arco, la configuración de las péndolas network, entre otros, entregándose la influencia que tiene cada una de ellas en relación a la capacidad de levantamiento, admisibilidad de tensiones en el / According to statistical studies worldwide, one of the main causes of damages in bridges correspond to problems related to the interaction between structure and hydraulic provoking high human and economic costs. Most pathology is related to processes of scour and erosion in piers and abutments, specifically in the foundations of the piers, being necessary to take strengthening measures. The difficulties in inspection and maintenance of infrastructure, and the inefficiency related to the high costs in the implementation of conventional strengthening methods (pile driving, screeds, etc.) has prompted the Department of Bridges, Ministry of Public Works of Chile, the development of a new method of strengthening in order to eliminate the cause of the pathology: the piers and its foundations, focusing the study on continuous bridges with several spans and cross-section of built up reinforced concrete beams plus an upper slab. The proposed methodology considers a structural change of bridge by the incorporation of upper arches with a network and vertical hangers arrangement, which, through the application of external prestressing, allows the system to behave as a bow tied, balancing the horizontal thrusts in its edges. The lifting of the deck from the supports via the vertical hangers allows their demolition, reducing the risks associated with the interaction of the structure with the river flow (scour), in addition to reuse the original bridge and deliver a new aesthetic. To determine the feasibility of the method, the study emphasizes on the construction method, specially on the process of tensioning of the hangers and their behaviour in service, considering the seismic loads, relevant in Chile. The construction process proposed must satisfy two fundamental requirements: to avoid excessive stress on the deck not to exceed the stresses existing in the original bridge or the maximum material strength and allowing a total lift of the superstructure from the damaged piers. Maintain certain level of stress on the original deck is an additional significant complexity, compared with the design and construction of a new network arch bridge. This derives on an optimization problem (order and magnitude of tensioning forces to lift the deck) with strong boundary conditions (not to exceed the maximum internal forces in the original deck). Given the complexity of multi-objective optimization of the tensioning process, the use of manual optimization (trial and error) is rejected, for a methodology that combines the use of automated finite element programs and methods of optimization meta-heuristics (genetic algorithms). This tool, developed, calibrated and validated (Chapter 3) provides a whole set of feasible solutions of the construction process. The algorithm developed is used as a tool for the study and implementation of this methodology on two highway bridges located in central Chile, with a original typology of continuous beam and important problems of scour: San Luis (60 meters total length in four spans) and Puangue (72 meters total length in four spans). Through the practical application of these two road bridges, a parametric study of the constructive stages is developed (Chapter 4), considering as variables: the arch profile, the network hangers arrangement, among others, giving the influence of each in relation to the lifting capacity, admissibility of stresses in the deck and internal forces in the arch. From this, the performance in construction and service stages is studied through an analysis of traffic and accidental loads (chapter 5). The results, lead to the systematization of the strengthening proposed method, including structural and technological proposals, the feasibility of the construction process and finally, a set of basic design criteria for this type of strengthening (Chapter 6). Finally, the structural validation of the method and a first economic study of costs compared to other conventional strengthening methods give a set of criteria and recommendations for the implementation of this technique. / Segons estudis estadístics a nivell mundial, una de les principals causes de fallades en ponts correspon a problemes relacionats amb la interacció entre estructura i hidràulica produint alts costos humans i econòmics. La majoria de les patologies es relacionen amb processos de soscavació i erosió en piles i estreps, específicament en les fonamentacions de les piles, i caldrà prendre mesures per reforç. Les dificultats en la inspecció i manteniment de la infraestructura, juntament amb la ineficiència i elevats costos en la implementació dels reforços convencionals (pilotatges, recrescuts, entre altres) ha motivat al Departament de Ponts, Ministeri d'Obres Públiques de Xile, el desenvolupament de una nova tècnica de reforç amb l'objectiu d'eliminar la causa de la patologia: les piles i els seus fonaments, focalitzant l'estudi en ponts amb tipologia de biga contínua de diversos trams de formigó armat. La metodologia proposada considera el canvi estructural del pont incorporant arcs superiors atirantats amb configuració de pèndoles network i vertical encarregats d'aixecar el tauler del pont original, el qual, gràcies a l'aplicació d'un pretensat exterior, actua com tirant del sistema de l'arc, contrarestant les empentes horitzontals de la mateixa en les arrencades. L'aixecament del tauler des dels supports permet la demolició d'aquests, reduint els riscos relacionats amb la interacció de l'estructura amb el flux de la llera, a més de reutilitzar part del pont original i donar un nou concepte estètic. Per determinar la factibilitat del mètode, es posa èmfasi en l'estudi del mètode constructiu a partir del procés de tesat de les pèndoles així com en el seu comportament en servei posterior, tenint en compte les sol·licitacions sísmiques, de gran importància a Xile. El procés constructiu a plantejar ha de satisfer dos requisits fonamentals: evitar tensions excessives en el tauler per no superar les sol·licitacions existents en el pont original, i permetre un aixecament total de la superestructura des de les piles danyades. El haver de mantenir uns determinats nivells de tensió en el tauler original suposa una complexitat addicional respecte al que seria el disseny i construcció d'un pont arc tipus network totalment nou. Ens trobem doncs davant d'un problema d'optimització (ordre i magnitud de les forces de tesat per aixecar el tauler) amb fortes condicions de contorn (no superar els nivells màxims d'esforços en el tauler original). Davant la complexitat del procés d'optimització multiobjectiu del procés de tesat, es descarta l'ús d'una optimització manual (prova i error), a favor d'una metodologia que combina l'ús automatitzat de programes d'elements finits i mètodes d'optimització meta-heurístics (algorismes genètics). Aquesta eina, desenvolupada, calibrada i validada (capítol 3), proporciona tot un conjunt de solucions factibles del procés constructiu. El algorisme desenvolupat s'utilitza com a eina per a l'estudi i implementació d'aquesta metodologia en dos ponts carreters ubicats a la zona central de Xile, amb tipologia original de biga contínua i amb importants problemes de soscavació: Sant Lluís (60 metres de longitud total distribuïts en quatre obertures) i Puangue (72 metres de longitud total distribuïts en quatre obertures). Mitjançant l'aplicació pràctica a aquests dos ponts carreters, es desenvolupa un estudi paramètric en etapa constructiva (capítol 4), considerant com a variables: el tipus de perfil del arc, la configuració de les pèndoles network, entre altres, lliurant la influència que té cada una d'elles en relació a la capacitat d'aixecament, admissibilitat de tensions en el tauler i esforços en l'arc. A partir d'això, es verifica el comportament del reforç en etapes de construcció i posteriorment en estat de servei mitjançant una anàlisi de les càrregues de trànsit i accidentals (capítol 5). Els resultats donen lloc a la sistematització del mètode de reforç alternatiu proposat, inclosa la proposta estructural i tecnològica, la factibilitat del procés constructiu i, finalment, un conjunt de criteris bàsics de disseny per a aquest tipus de reforços (capítol 6). Finalment, la validació estructural del mètode i un primer estudi econòmic de costos comparat respecte a altres mètodes convencionals de reforç, lliuren per a futurs enginyers un conjunt de criteris i recomanacions bàsiques per a la implementació d'aquesta tècnica.
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Otimização de sistema dinâmico de suspensão veicular eletromecânica utilizando algoritmo genético / Optimization of dynamical system of electromechanical vehicle suspension using genetic algorithm

Oliveira Junior, Jaime Ayres [UNESP] 02 June 2016 (has links)
Submitted by JAIME AYRES DE OLIVEIRA JUNIOR null (jaime.oliveira@hotmail.com.br) on 2016-07-22T04:35:50Z No. of bitstreams: 1 2016 07 22 Msc - Oliveria - Dissertação Final.pdf: 2108988 bytes, checksum: a6e2312b794bd367675f203f7d27a138 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-28T13:42:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_ja_me_bauru.pdf: 2108988 bytes, checksum: a6e2312b794bd367675f203f7d27a138 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T13:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_ja_me_bauru.pdf: 2108988 bytes, checksum: a6e2312b794bd367675f203f7d27a138 (MD5) Previous issue date: 2016-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento dinâmico de um sistema de suspensão eletromecânica aplicado a veículos, aplicando um algoritmo genético para maximizar o conforto dos passageiros e maximizar a energia recuperada através do subsistema elétrico. Em sistemas de suspensão mecânica, a energia vibratória é dissipada, por exemplo, em um amortecedor viscoso. É utilizado um modelo de quarto de carro com dois graus de liberdade para expressar a dinâmica vertical do sistema. Utiliza-se a equação de Euler-Lagrange para relacionar os tipos de energia envolvidos (cinética, potencial, elétrica e magnética) para escrever as equações dinâmicas do sistema. O modelo é constituído de dois domínios, um mecânico, do qual fazem parte massa e rigidez, e um elétrico, do qual faz parte um circuito RLC. Os dois domínios são associados através de um transdutor. Neste caso, uma bobina converte o movimento do subsistema mecânico em corrente elétrica no subsistema elétrico. Devido ao grande número de parâmetros e à existência de múltiplos objetivos, opta-se por utilizar um algoritmo genético para realizar a otimização do sistema de suspensão. O desempenho do algoritmo de otimização é analisada observando-se convergência e exploração do espaço de busca. Os resultados são obtidos através de expressões analíticas e simulações numéricas. / The objective of this study is to analyze the dynamic behavior of an electromechanical suspension system applied to vehicles, applying a genetic algorithm to maximize passenger comfort and to maximize the energy recovered through the electrical subsystem. In mechanical suspension systems, vibration energy is dissipated, for example, by a viscous damper. A quarter car model with two degrees of freedom is used to express the vertical dynamics of the system. The Euler-Lagrange equations are used to relate the types of energy involved (kinetic, potential, electrical and magnetic) to write the dynamic equations of the system. The model consists of two domains, a mechanic, which comprises mass and stiffness, and an electric, a RLC circuit. The two subsystems are associated with a transducer. In this case, a moving coil converts the movement of the mechanical subsystem in electrical current in the electrical subsystem. Due to the large number of parameters and the existence of multiple objectives, it is chosen to use a genetic algorithm to perform optimization of the suspension system. The performance of the optimization algorithm is analyzed observing convergence and search space exploration. The results are obtained by analytical expressions and numeric simulations.
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Dimensionamento econômico de redes de distribuição de água aplicando algoritmo genético / Least cost design of water distribution network using genetic algorithms

Mota, Henrique Jorge Souza da 29 September 2007 (has links)
MOTA, H. J. S. Dimensionamento econômico de redes de distribuição de água aplicando algoritmo genético. 2007. 267 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-05-11T18:44:09Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_hjsmota.pdf: 5063429 bytes, checksum: 1374abe63f42b05a34faa0e0f82a0a61 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-13T14:01:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_hjsmota.pdf: 5063429 bytes, checksum: 1374abe63f42b05a34faa0e0f82a0a61 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T14:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_hjsmota.pdf: 5063429 bytes, checksum: 1374abe63f42b05a34faa0e0f82a0a61 (MD5) Previous issue date: 2007-09-29 / A computer model for least-cost design of water distribution network was developed in two modules: hydraulic simulation by EPANET-2 and multi-objective optimization through Genetic algorithm GA. Sensitivity analyses were done trying individually each parameter getting values that improve the algorithm performance in convergence, quality of solutions and computer effort. Using these parameters values, were done longer simulations to find the best solution to the first objective function that approaches the section pipes efficiency. Its result is compared to the nonlinear programming one, got for the same water network, presenting a more efficient network hydraulically and so cheaper than the last. It was implemented the second objective function, now approaching the total least-cost, of network construction plus pumping costs, comparing to the first objective function results. The second objective function utilization is much more advantageous. Although it is not assured the best solution found is the global optimum, the GA method for least-cost design of water network performs perfectly feasible face conventional optimization techniques, and the hybridization of such methods must provide convergence velocity and accurate results. / Desenvolveu-se um modelo computacional para o dimensionamento econômico de redes de distribuição de água, sendo concebido em dois módulos: de simulação hidráulica EPANET2 e de otimização multiobjetivo através do Algoritmo Genético-AG. São realizadas simulações de análises de sensibilidade variando individualmente cada parâmetro para encontrar seus valores que fazem o desempenho do algoritmo melhorar em termos de convergência, qualidade final das soluções e esforço computacional. Realizada a calibração dos parâmetros são processadas simulações mais longas em busca da melhor solução para a primeira função objetivo com enfoque na eficiência das seções da tubulação. Seu resultado é comparado ao obtido para a mesma rede através da Programação Não Linear-PNL, apresentando uma rede mais eficiente hidraulicamente e conseqüentemente mais econômica do que esta última. Implementa-se uma segunda função objetivo, desta vez minimizando o custo total, de implantação mais o de bombeamento, e compara-se com o resultado obtido com a primeira função objetivo. Mostrando-se muito mais vantajoso a utilização da segunda função objetivo. Apesar de não se poder garantir que a melhor solução encontrada é a ótima global, a utilização do AG no dimensionamento econômico de sistemas de distribuição de água mostrou-se de plena viabilidade frente a técnicas convencionais de otimização, devendo a hibridização destas técnicas propiciar aumento na velocidade de convergência e refino de resultados.
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Otimização de pórticos planos de concreto armado utilizando ajuste de parâmetros e operadores do algoritmo génetico

COÊLHO, Gabriella Autran Gurgel 23 February 2017 (has links)
SILVA, Silvana Maria Bastos Afonso da, também é conhecida em citações bibliográficas por: AFONSO, Silvana Maria Bastos / Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-23T21:36:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gabriella Autran Gurgel Coêlho.pdf: 2482900 bytes, checksum: 2e08bb5da130cdc8f2a8b5a0f425f541 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-24T18:31:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gabriella Autran Gurgel Coêlho.pdf: 2482900 bytes, checksum: 2e08bb5da130cdc8f2a8b5a0f425f541 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:31:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gabriella Autran Gurgel Coêlho.pdf: 2482900 bytes, checksum: 2e08bb5da130cdc8f2a8b5a0f425f541 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Muitas das aplicações da Engenharia requerem a solução de problemas de otimização na obtenção do projeto ótimo. Esses podem ser computacionalmente resolvidos por diversas estratégias de otimização, dentre as quais estão os Algoritmos Genéticos (GA). Devido à facilidade de programação, por não necessitar do cálculo de gradientes das funções e nem que estas sejam contínuas, além do bom desempenho para encontrar o ótimo global, essa técnica apresenta-se como uma potencial ferramenta para resolução de problemas de otimização. Esta será abordada neste trabalho através da análise dos seus parâmetros e operadores visto que a escolha adequada destes é fundamental para o uso eficiente do GA como otimizador e consiste em um dos obstáculos no emprego de tal método. Nesse trabalho, é apresentado um procedimento para ajuste off-line de parâmetros e operadores do GA utilizando a técnica meta-evolucionária, que consiste em aplicá-lo no nível da otimização de parâmetros do GA e do problema em si. Para validação da metodologia proposta e sua implementação computacional, realizada no MATLAB, testes foram conduzidos selecionando exemplos numéricos de diferentes complexidades e exemplos associados à análise estrutural de pórticos planos de concreto armado, todos disponíveis na literatura. No caso dos exemplos de pórticos planos, a função objetivo do problema é o custo total da estrutura, que inclui o custo do concreto, forma e aço. As variáveis de projeto são as seções transversais das vigas e pilares, diâmetros padrões para as barras da armação e número de barras. Os pórticos são dimensionados de forma a atender as especificações da NBR 6118:2014 e requisitos para obtenção de projetos exequíveis. Eles são submetidos à análise não-linear pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), conduzida a cada iteração da otimização para atualização dos esforços na estrutura. Como o problema de pórticos envolve restrições diversas, é conduzido ainda o estudo de aplicação do Método de Penalização (APM) para lidar com estas no GA. Com aplicação do APM, o problema é interpretado como irrestrito, o que permite configurar outros parâmetros que não são possíveis quando as restrições são tratadas internamente pelo GA do MATLAB. Os resultados obtidos são satisfatórios e permitiram a obtenção de melhores respostas com o GA devidamente configurado pela ferramenta implementada, o que evidencia e ratifica a importância da configuração dos parâmetros e operadores do GA além de permitir o direcionamento de futuros trabalhos nessa linha de pesquisa. / Optimization techniques have been successfully employed to solve many practical engineering problems. Since such applications commonly present responses with multimodal characteristics, the selection of a global optimization technique as the strategy of choice in the solution process is often required. Genetic Algorithms (GAs) are a wellestablished, extensively used option with certain advantages: they are able to handle discontinuous functions, discrete and continuous variables, and can be conducted without gradient information. On the other hand, a significant obstacle to their employment is the time-consuming process to define the problem-dependent control parameters. The current work presents a procedure for configuring GA parameters and operators using a metalevel technique, thus GAs are shown to be suitable for both levels of the system optimization problem. To validate the studied approach and all necessary computational implementations using MATLAB benchmark side constraint problems with different complexities and reinforced concrete planes frames examples are the applications addressed by the study, all cases are available in literature. For the plane frames, the objective function involves the material and placement costs of concrete, reinforcement and formwork. The design variables are the dimensions of cross section of beams and columns which compose the frame, the standard reinforcement bar diameters and the numbers of bars. The frames are designed considering practical requirements in addition to relevant provisions and the requirements of NBR 6118:2014 to obtain allowable designs. These structural response quantities are computed for each frame design using the Finite Element Method (FEM). A non-linear analysis is performed via FEM each iteration of the optimization for obtaining the current load effects in the frame during the iterative process. Since such applications present many constraints, the adaptive penalty method (APM) is also employed here in order to form an ‘‘unconstrained problem’’ and allow the study of configuring other parameters since MATLAB restricts the change of some parameters configuration for situations of constrained problems in which the constraints are internally dealt by MATLAB´s GA. The results obtained from the design examples optimized are satisfactory and better than those achieved with the nonconfigured MATLAB GA. It clearly indicates the importance of configuring the GA parameters and can be used as a basis of studies for future works in this research line.

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