Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o passar do tempo, a demanda elétrica de diversas áreas varia tornando necessária a construção de novos geradores elétricos e a expansão da rede de transmissão de energia elétrica. Nesta dissertação, focamos no problema de expansão da rede de transmissão, assumindo que novos geradores estão construídos para suprir as novas demandas. Essa expansão exige altos investimentos que precisam ser cuidadosamente planejados. O problema pode ser modelado como um problema de otimização não linear inteira mista e pertence à classe dos problemas NP-difíceis. Desta forma, uma abordagem heurística pode ser adequada para a sua solução pois pode vir a fornecer boas soluções em tempo computacional aceitável. Esta dissertação se propõe a apresentar um estudo do problema de planejamento da expansão de redes de transmissão de energia elétrica estático e multiestágio. Mostramos o que já existe na literatura para o que é chamado de problema sem redimensionamento e as inovações feitas por nós para o problema com redimensionamento. Quanto aos métodos de solução, utilizamos a metaheurística GRASP para o problema estático e combinamos o GRASP com o procedimento Backward-Forward quando falamos em problema multiestágio. Nesta dissertação comparamos os resultados computacionais obtidos com resultados encontrados na literatura. / At times, the electrical load in diferent areas varies, claiming the construction of new electric generators and the expansion of the electrical transmission network. In this dissertation we focus on the transmission expansion planning problem, assuming that new generators are built to meet the new demands. This expansion requires large investments, which need to be carefully planned. This problem can be modeled as a mixed nonlinear programming problem, considered to be a NP-hard problem. Therefore a heuristic approach may be appropriate for its solution because it might be able to provide good solutions in satisfactory computational time. This dissertation intends to present a study of both the static and multistage transmission expansion planning problem. We present first a review of the most interesting works found in the technical literature. Then, we present metaheuristics for the static and multistage problems with re-design. These etaheuristics extend known algorithms for the problems without re-design. For the static problem, we extend a GRASP procedure and for the multistage problem, we embed the GRASP (or an exact method) into a backward-forward algorithm. We test our algorithms on real-based power transmission networks and compare them to the results found in the litterature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-11Bitstream added on 2014-06-13T19:32:12Z : No. of bitstreams: 1 alvarenga_rcm_me_mar.pdf: 686086 bytes, checksum: 62ed2a9b4f662c28ab1ea8d907bc6cd5 (MD5) / Este trabalho teve como objetivos a análise das heurísticas envolvidas numa experiência de ensino por meio da perspectiva metodológica da resolução de problemas e a análise da relação dos alunos do Ensino Médio com a disciplina Matemática. À luz da Teoria Histórico-Cultural, este trabalho pode contribuir para análise da subjetividade dos processos de formação de conceitos, dos modos de pensar dos educandos face à aprendizagem Matemática, de sua criatividade e raciocínio lógico ao resolver problemas. A metodologia utilizada foi a pesquisa qualitativa. Os alunos, sujeitos da pesquisa, foram considerados ora como resolvedores, ora como propositores de problemas; os dados foram coletados, em aulas de Matemática, de Maio a Novembro de 2.007. Ao conhecer como a experiência e os conhecimentos específicos afetam a solução de um problema, analisei os resultados e conclui que a eficiência na sua resolução depende não somente da memória, das idéias prévias e estratégias, mas de todos esses processos enunciados que participam efetivamente da formação do conceito matemático. Também conclui que prevalece, ainda, entre os educandos, uma visão ingênua e marcada por mitos resistentes a respeito da Matemática, porém se mostraram criativos ao resolverem problemas e modificaram aspectos importantes na sua relação com esta disciplina após serem submetidos a aulas na perspectiva metodológica de resolução de problemas. Pode-se afirmar que a perspectiva mencionada anteriormente propicia o conhecimento da Matemática, conduz à formação dos conceitos e ao desenvolvimento da criatividade dos educandos. Em suma, faz-se necessária uma ampla revisão na prática pedagógica desenvolvida em Matemática, a fim de que esta contribua para que os educandos tornem-se sujeitos de transformações sociais. / This paper had as the goal the analysis of heuristics involved in a teaching experience through the methodological perspective of the problems solving and the analysis of the relations from the high school students with the subject Mathematics. In the light the view of the Historical-Cultural Theory, this paper can contribute for the analysis of the subjectivity of the concept-formation processes, the learners ways of thinking when talking about the Math s learning, their creativity and logical thinking while solving problems. The methodology applied was the qualitative research. The students, individuals of the research, were considered sometimes problem-solvers and other times problem-proposers; the data were collected, in Math classes, from May to November, 2.007. When we know how the experience and the specific knowledge affect the solving of a problem, I analyzed the results and concluded that the efficiency in this resolution depends not only memory, previous ideas and strategies, but through all these mentioned processes that effectively take part in the formation of the Math concept. I concluded that it prevails, yet, among the learners a naïve view and marked by resistant myths concerning to Math, but they showed themselves creative when solving problems and changed important aspects of their relation with this subject after being given classes in the methodological perspective of the problem solving. We can state that the perspective mentioned above provides the Math knowledge; it conducts to the formation of concepts and the development of the learners ׳ creativity. In short, it is necessary a large review on the pedagogical practice developed in Mathematics, so that this subject can contribute for the learners to become individuals from social transformations.

The issues of global warming and climate change are a worldwide concern and the UK government has committed itself to major reductions in CO2 emissions, the most significant of the six greenhouse gases. Road transport currently accounts for about 22% of total UK emissions of CO2, and has been steadily rising. Therefore, initiatives are required to try and reduce the gas emissions in this sector. The aim of this research has been to develop a computer based vehicle routing model that calculates the overall amount of CO2 emitted from road journeys, as well as time and distance. The model has been used to examine a number of delivery strategies to assess how CO2 emissions vary. The aim has not been to produce new mathematical theories, but to produce an innovative basis for routing which will provide new information and knowledge about how CO2 emissions vary for different minimisation and congestion criteria. The approach used in this research brings together elements from transportation planning and environmental modelling combined with logistics based vehicle routing techniques. The model uses a digitised road network containing predicted traffic volumes, to which speed flow formulae are applied so that a good representation of speed can be generated on each of the roads. This means that the model is uniquely able to address the issue of congestion in the context of freight vehicle routing. It uses driving cycle data to apply variability to the generated speeds to reflect acceleration and deceleration so that fuel consumption, and therefore CO2, can be estimated. Integrated within the model are vehicle routing heuristics to enable routes to be produced which minimise the specified criterion of time, distance or CO2. The results produced by the model show that there is a potential to reduce CO2 emissions by about 5%. However, when other transport externalities are considered overall benefits are dependent on road traffic volumes.

abstract: Industry, academia, and government have spent tremendous amounts of money over several decades trying to improve the mathematical abilities of students. They have hoped that improvements in students' abilities will have an impact on adults' mathematical abilities in an increasingly technology-based workplace. This study was conducted to begin checking for these impacts. It examined how nine adults in their workplace solved problems that purportedly entailed proportional reasoning and supporting rational number concepts (cognates). The research focused on four questions: a) in what ways do workers encounter and utilize the cognates while on the job; b) do workers engage cognate problems they encounter at work differently from similar cognate problems found in a textbook; c) what mathematical difficulties involving the cognates do workers experience while on the job, and; d) what tools, techniques, and social supports do workers use to augment or supplant their own abilities when confronted with difficulties involving the cognates. Noteworthy findings included: a) individual workers encountered cognate problems at a rate of nearly four times per hour; b) all of the workers engaged the cognates primarily via discourse with others and not by written or electronic means; c) generally, workers had difficulty with units and solving problems involving intensive ratios; d) many workers regularly used a novel form of guess & check to produce a loose estimate as an answer; and e) workers relied on the social structure of the store to mitigate the impact and defuse the responsibility for any errors they made. Based on the totality of the evidence, three hypotheses were discussed: a) the binomial aspect of a conjecture that stated employees were hired either with sufficient mathematical skills or with deficient skills was rejected; b) heuristics, tables, and stand-ins were maximally effective only if workers individually developed them after a need was recognized; and c) distributed cognition was rejected as an explanatory framework by arguing that the studied workers and their environment formed a system that was itself a heuristic on a grand scale. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Curriculum and Instruction 2015

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:15:35Z : No. of bitstreams: 1 silva_fm_me_sjrp.pdf: 817059 bytes, checksum: eb6c0e0e69f3687d3831dbbbc3cf6e09 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho consiste numa extensão do estudo de um problema de dimensionamento de lotes com custo de transporte feito por Norden e Velde [53], onde a produção dos itens é transportada, em paletes, para um armazém. O transporte é feito por uma empresa terceirizada sob um contrato com os seguintes custos pré-estabelecidos: um custo fixo de contrato, um custo para o transporte de um determinado volume de paletes e um custo adicional para paletes extras. O problema foi estendido, no presente trabalho, considerando restrições de capacidade e a possibilidade de atrasos no atendimento a demanda. Nosso objetivo é propor um modelo matemático para o problema estendido e desenvolver dois métodos heurísticos de resolução. Tais métodos são baseados em dois tipos de relaxação: relaxação Lagrangiana e relaxação Lagrangiana/Surrogate. Os resultados obtidos pelas heurísticas são comparados com os resultados obtidos pelo pacote de otimização CPLEX 10.0. Além disso, é feita uma comparação entre os métodos heurísticos. / This work consist of an extension of a study of the capacitated lot-sizing problems with transportation cost by Norden and Velde [53], where the production of itens is transported into pallets to an warehouse. The transportation is executed by another company, under a contract with the following transportation cost established: a fixed contract cost, a transportation cost for determined quantity of pallets and an additional cost for extra pallets. The problem was extended, in this work, considering capacity constraint and backlogging. Our objective is to propose a mathematical model for the extended problem and to develop two heuristics methods of resolution. The methods are based on two types of relaxation: Lagrangian relaxation and Lagrangian/Surrogate relaxation. The results obtained by heuristics are compared with the results obtained by CPLEX 10.0. Furthermore, a comparison between the heuristics is made.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-20Bitstream added on 2014-06-13T18:08:26Z : No. of bitstreams: 1 proto_ab_me_ilha.pdf: 2777482 bytes, checksum: ac3152da7c340dcf6ab04c187cabe418 (MD5) / Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma interface gráfica voltada para a resolução do problema de planejamento da expansão das linhas de transmissão, que utiliza-se de programas para a obtenção das soluções ótimas ou de boas soluções. A grande dificuldade encontrada por usuários ao interagir com estes programas, motivou o desenvolvimento de uma aplicação com interface gráfica, a qual disponibiliza ao usuário diversas metodologias para a resolução do problema do planejamento da expansão das linhas de transmissão de energia elétrica. Espera-se que software como este, agregado ao sistema de ensino tradicional que normalmente ´e utilizado num curso de engenharia elétrica, possa fortalecer o processo de aprendizagem do aluno. Assim, o software educacional Transmission Expansion Planning (TEP 1.0) está sendo desenvolvido visando propiciar um ambiente agradável para a realização de simulações e testes e favorecer a aprendizagem dos conceitos que envolvem o problema do planejamento da expansão da transmissão. É possível através deste software fazer simulações para os sistemas: Garver (6 barras/ 15 ramos), Sul brasileiro (46 barras/79 ramos) e Norte-Nordeste brasileiro (87 barras/179 ramos). O software se beneficia de recursos oferecidos por programas que são executados em background, bem como da utilização de meta-heurísticas e do ambiente de processamento de máquinas paralelas virtuais, as quais podem ser selecionadas para realização dos testes em determinado sistema / This work proposes the development of a computational tool aimed at solving the problem of the transmission expansion planning, which uses programs in the background to obtain optimal solutions or good solutions. The great difficulty for users to interact with these programs, motivated the development of an application with a graphical interface, which provides the user with various methodologies for solving the problem of expansion planning of transmission lines of electricity. It is expected that software like this, added to the traditional school system which is normally used in electrical engineering courses, can strengthen the process of student learning. Thus, the educational software Transmission Expansion Planning (TEP 1.0) is being developed to provide a pleasant environment for simulations and testing and promote the learning of concepts involving the issue of transmission expansion planning. It is possible using this software to do simulations for the systems: Garver (6 nodes / 15 branches), South Brazilian (46 nodes / 79 branches) and North-Northeast Brazilian (87 nodes / 179 branches). The software takes advantage of capabilities offered by programs that run on background, and using meta-heuristics and the processing environment, parallel virtual machine, which can be selected to test on a system

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:49:18Z : No. of bitstreams: 1 vendramini_e_me_ilha.pdf: 949681 bytes, checksum: a0cf91db09c245de7df7a539cd1df533 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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... / 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)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2212.pdf: 1886443 bytes, checksum: bddd5428751623f23f36b7a2f2f3442c (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / Universidade Federal de Minas Gerais / In recent years, several studies have been revising static distribution models used by companies in order to incorporate intrinsic dynamic features of transport operations. Thanks to new technologies such as global positioning systems and wireless communications, vehicle routes elaborated in the beginning of the planning horizon can be altered in real time in order to serve new requests, avoid traffic jams, or find alternatives when some of the fleet vehicles are late or broke. In this way, realistic solutions of better quality are expected to be obtained from the company´s point of view (smaller costs) as well as from the customers´ (better service level). The main objective of this work is to analyze the impacts resulting from the incorporation of dynamic vehicle routing and scheduling in service production systems where the due dates for service is a prioritary issue. Specifically, we tackled the Dynamic Vehicle Routing Problem, where route plans are elaborated in a planning horizon. Initially, the definition and characteristics of dynamic problems are presented along with a review of some of the main contributions in the literature. We propose a heuristic based on Pureza and Laporte´s algorithm (2008) in order to obtain routes in real time. The relative impact of the heuristic application to other methods is analyzed by means of a set of generated instances from the data supplied by a drink company in São Paulo State. / Nos últimos anos, um crescente número de estudos científicos vem revisando modelos estáticos de distribuição adotados por empresas a fim de incorporar o dinamismo intrínseco às operações envolvidas. Esta tendência se deve principalmente aos avanços tecnológicos na área de geo-referenciamento, os quais permitem que rotas elaboradas no início do horizonte de planejamento sejam alteradas em tempo real a fim de atender novas requisições de clientes, evitar congestionamentos de tráfego, ou ainda, encontrar alternativas na ocorrência de veículos atrasados ou quebrados. Desta forma, espera-se obter soluções realistas de maior qualidade tanto do ponto de vista da empresa (menores custos) como dos clientes (melhor nível de serviço). Este trabalho tem como objetivo principal analisar o impacto decorrente da incorporação de métodos de roteamento dinâmico de veículos em ambientes de prestação de serviço onde o prazo de atendimento é o objetivo prioritário. Especificamente, é tratado o Problema de Roteamento de Veículos Dinâmico, onde planos de rotas são elaborados ao longo de um horizonte de planejamento. Inicialmente, a definição e características de problemas dinâmicos são apresentadas, juntamente com uma revisão de algumas das principais contribuições da literatura. É proposta, então, uma heurística baseada no algoritmo de Pureza e Laporte (2008) para elaboração de rotas em tempo real. O impacto da aplicação da heurística é analisado frente a outros métodos, utilizando-se um conjunto de instâncias geradas a partir de dados fornecidos por uma empresa do setor de bebidas do interior do estado de São Paulo.

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