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Alocação de capacitores em sistemas de distribuição de energia eletrica / Capacitor allocation in electric power distribution systems

Alcântara, Márcio Venício Pilar, 1978- 15 April 2005 (has links)
Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T07:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alcantara_MarcioVenicioPilar_M.pdf: 1100908 bytes, checksum: 0913d60c47bc87e4c67320408f6905af (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: É sabido que o maior volume de perdas ocorre nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Capacitores shunt são largamente utilizados nos alimentadores primários dos sistemas de distribuição para compensar potência reativa e conseqüentemente obter melhor perfil de tensão, reduções das perdas de potência e energia, e aumento da capacidade da rede de distribuição em atender carga ativa. A decisão do local ótimo de instalação de bancos de capacitores corresponde a um problema de programação matemática combinatorial. A determinação da influência da modelagem da carga na solução do problema, a inclusão de objetivos técnicos relacionados ao controle de tensão, custos de operação e de manutenção, e perdas de potência e energia, resultando numa nova formulação multi-critério com critérios conflitantes para o problema, e a viabilidade da aplicação de algoritmos genéticos como método de solução dessa nova formulação justificaram o desenvolvimento desta pesquisa. A definição do problema, e o desenvolvimento de modelagens matemáticas podem ser encontrados na primeira parte do trabalho. Na segunda parte apresentam-se os métodos de resolução utilizados nesse trabalho, são eles: heurísticos, e um método meta-heurístico. Um dos métodos heurísticos utiliza fatores de participação reativos da teoria de estabilidade de tensão para resolução do problema. O método meta-heurístico é um algoritmo baseado em algoritmos genéticos que resolve a formulação matemática apresentada anteriormente. Os métodos são testados utilizando-se uma rede real de 70 barras. Efeitos de cargas dependentes da tensão no problema são avaliados / Abstract: It is well known that the major portion of active power losses happen in the electric power distribution feeders. Shunt capacitors are broadly used in the primary feeders to compensate reactive power and consequently to obtain better voltage profile, reductions of power and energy losses, and increase the distribution network capacity in supplying active power demand. The decision of the optimal capacitors banks installation corresponds to a combinatorial mathematical programming problem. The determination of the influence of the load modeling in the solution of the problem, the inclusion of technical objectives relating to voltage control, costs of operation and maintenance, and cost of power and energy losses, resulting in a new multi-criteria formulation with conflicting criteria to the problem, and the viability of the application of genetic algorithms as method of solution of that new formulation justified the development of this research. The definition of the problem and the development of mathematical models can be found in the first part of the work. In the second it is presented the resolution methods, they are: heuristic, and a meta-heuristic method. One of the heuristic methods uses reactive participation factors commonly applied for voltage stability analysis of power systems. The meta-heuristic method is an algorithm based on genetic algorithms that solve the mathematical formulation previously presented. The methods are tested by using a real network of 70 bars. Effects of voltage dependent loads in the problem are quantified / Mestrado / Energia / Mestre em Engenharia Elétrica
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Redução de perdas tecnicas atraves de reconfigurações de redes de distribuição de energia eletrica sob demandas variaveis / Technical loss reduction by reconfiguration of electric distribution networks with variable demands

Bueno, Edilson Aparecido 18 March 2005 (has links)
Orientadores: Christiano Lyra Filho, Celso Cavellucci / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:13:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_EdilsonAparecido_M.pdf: 1593593 bytes, checksum: ff2749c689002cc1c4de48ee0899defc (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova visão para o problema de redução das perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica, através de reconfiguração de redes. A principal inovação consiste em abordar o problema com a consideração explícita das variações de demandas, mas impondo-se a restrição de que as configurações devem permanecer fixas ao longo do período de planejamento. Esta característica abre a perspectiva de que a metodologia venha a ser usada na operação diária dos sistemas de distribuição. No entanto, leva a um problema de otimização bem mais complexo do que o caracterizado pela visão tradicional. Formulações para demandas fixas e variáveis são desenvolvidas. Duas metodologias distintas para abordagem do novo problema são elaboradas. A primeira utiliza a metodologia denominada Busca Menor Energia, inspirada na técnica de Abertura Seqüencial de Chaves. A segunda técnica, denominada Árvore de Aproximação, faz uso das idéias de árvore geradora de custo mínimo. Ambas são combinadas com uma busca local, denominada Troca de Ramos Generalizada, baseada na técnica de Troca de Ramos. Explora-se também uma extensão da metodologia Árvore de Aproximação caracterizada por associação com conceitos do método GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure). Estudos de casos ilustram a aplicação das metodologias em redes de cidades brasileiras / Abstract: This work presents a new point of view for the technical losses reduction problem in electric power distribution systems, through network reconfigurations. The main innovation is the explicit consideration of demand variations and the use of a fixed configuration during the planning period. This last characteristic makes the methodology able to be used in the daily operation of distribution systems. However, it leads to an optimization problem more complex than approaches without demand variations. Formulations for fixed and variable demands are created. Two distinct methodologies for the resolution of the new problem are elaborated. The first one uses the Minimum Energy Losses methodology, inspired by the ¿Sequential Switch Opening¿ technique. The last one, called Approximation Tree, is based on algorithms for the minimum spanning tree problem. Both of them are combined with a local search procedure, called Branch Exchange by Energy, based on the ¿Branch Exchange¿ technique. An extension of the Approximation Tree methodology is proposed by using concepts of the well-known GRASP method (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure). Case Studies demonstrate the application of the methodologies in Brazilian cities¿ networks / Mestrado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica
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Representações retangulares de grafos planares / Rectangular representations of plane graphs

Guilherme Puglia Assunção 04 April 2012 (has links)
Uma representação retangular de um grafo plano G é uma representação de G, onde cada vértice é desenhado como um retângulo de modo que dois retângulos devem compartilhar algum segmento de seus lados se e somente se existe uma aresta em G entre os vértices correspondentes aos retângulos. Ainda, a representação de G deve formar um retângulo e não deve existir buracos, ou seja, toda região interna deve corresponder a algum vértice de G. Um desenho retangular de um grafo plano H é um desenho de H, onde todas as arestas são desenhadas como segmentos horizontais ou verticais. Ainda, todas as faces internas são retângulos e as arestas que incidem na face externa também formam um retângulo. Nesta dissertação, apresentamos os principais trabalhos existentes na literatura para problemas associados à representação retangular. Também apresentamos resultados para problemas associados ao desenho retangular. Por fim, apresentamos o algoritmo que desenvolvemos para determinar as coordenadas dos vértices de um desenho retangular quando a orientação das arestas já foram determinadas. / A rectangular representation of a plane graph G is a representation of G, where each vertex is drawn as a rectangle, such as two rectangles have to share some boundary if and only if exist an edge in G between the corresponding vertices. Also, the representation of G must form a rectangle and does not contain any holes, in other words, every point inside the formed rectangle must correspond to some vertex of G. A rectangular drawing of a plane graph H is a drawing of H, where all edges are drawn either in vertical or in horizontal. Also, every internal face is a rectangle and the edges which are incident in the external face define a rectangle. In this dissertation, we present the main studies in the literature for problems associated with the rectangular representation. We also present results for problems associated with rectangular drawing. Finally, we present the algorithm we developed to determine the coordinates of the vertices of a rectangular drawing when the orientation of the edges have been determined.
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Correspondência inexata entre grafos. / inexact graph correspondence

Freire, Alexandre da Silva 02 July 2008 (has links)
Sejam GI = (VI ,AI) e GM = (VM,AM) dois grafos simples. Um mapeamento de GI para GM é um conjunto de associações, tal que cada vértice de VI está associado a um vértice de VM, e cada aresta de AI está associada a um par de vértices de VM. A cada possível associação é atribuído um custo. O problema de correspondência inexata entre grafos (PCIG) consiste em encontrar um mapeamento de GI para GM, tal que a soma dos custos de suas associações seja mínima. Nesta dissertação, resumimos os resultados encontrados na literatura sobre o PCIG e algumas de suas variações. Os resultados que incluímos aqui tratam sobre a questão de como formular o PCIG e algumas de suas variações, através de programação linear inteira. Provamos alguns resultados de complexidade computacional que relacionam variações do PCIG a problemas clássicos, como isomorfismo e partição de grafos. Fornecemos uma formulação através de programação linear inteira para o PCCA (uma variante do PCIG com conexidade e cobertura de arestas). Mostramos que o PCCA é NP-difícil quando os grafos de entrada são completos ou árvores (chamamos o segundo caso de PCCA para árvores). Apresentamos uma formulação linear inteira e um algoritmo - que é polinomial se o grau máximo dos vértices de VM for limitado por uma constante - para o PCCA para árvores. Mostramos um caso especia em que o PCCA para árvores pode ser resolvido em tempo polinomial. Por último, exibimos alguns resultados experimentais, inclusive com instâncias reais de uma aplicação do problema. / Let GI = (VI ,AI) and GM = (VM,AM) be two simple graphs. A mapping from GI to GM is an association set, such that each vertex in VI is associated to a vertex in VM, and each edge in AI is associated to a pair of vertices of VM. A cost is defined to each possible association. The inexact graph correspondence problem (IGCP) consists in finding a mapping from GI to GM, such that the sum of its associations costs is minimized. In this dissertation, we summarize the results found in the literature about the IGCP and some variations. The results included here address the question of how to formulate the IGCP and some variations, using integer linear programming. We prove some computational complexity results which relate IGCP variations with classical problems, like graph isomorphism and partitioning. We give an integer linear programming formulation to the ICEC (IGCP with connectivity and edges cover). We show that the ICEC is NP-hard when the input graphs are complete or trees (we call the second case ICEC for trees). We introduce an integer linear formulation and an algorithm - which has polynomial running time if the vertices of VM have maximum degree bounded by a constant - to the ICEC for trees. We show a especial case in which the ICEC for trees can be solved in polynomial time. Finally, we present some experimental results, also with instances of a real application of the problem.
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Abordagem neuro-genética para mapeamento de problemas de conexão em otimização combinatória / Neurogenetic approach for mapping connection problems in combinatorial optimization

Pires, Matheus Giovanni 21 May 2009 (has links)
Devido a restrições de aplicabilidade presentes nos algoritmos para a solução de problemas de otimização combinatória, os sistemas baseados em redes neurais artificiais e algoritmos genéticos oferecem um método alternativo para solucionar tais problemas eficientemente. Os algoritmos genéticos devem a sua popularidade à possibilidade de percorrer espaços de busca não-lineares e extensos. Já as redes neurais artificiais possuem altas taxas de processamento por utilizarem um número elevado de elementos processadores simples com alta conectividade entre si. Complementarmente, redes neurais com conexões realimentadas fornecem um modelo computacional capaz de resolver vários tipos de problemas de otimização, os quais consistem, geralmente, da otimização de uma função objetivo que pode estar sujeita ou não a um conjunto de restrições. Esta tese apresenta uma abordagem inovadora para resolver problemas de conexão em otimização combinatória utilizando uma arquitetura neuro-genética. Mais especificamente, uma rede neural de Hopfield modificada é associada a um algoritmo genético visando garantir a convergência da rede em direção aos pontos de equilíbrio factíveis que representam as soluções para os problemas de otimização combinatória. / Due to applicability constraints involved with the algorithms for solving combinatorial optimization problems, systems based on artificial neural networks and genetic algorithms are alternative methods for solving these problems in an efficient way. The genetic algorithms must its popularity to make possible cover nonlinear and extensive search spaces. On the other hand, artificial neural networks have high processing rates due to the use of a massive number of simple processing elements and the high degree of connectivity between these elements. Additionally, neural networks with feedback connections provide a computing model capable of solving a large class of optimization problems, which refer to optimization of an objective function that can be subject to constraints. This thesis presents a novel approach for solving connection problems in combinatorial optimization using a neurogenetic approach. More specifically, a modified Hopfield neural network is associated with a genetic algorithm in order to guarantee the convergence of the network to the equilibrium points, which represent feasible solutions for the combinatorial optimization problems.
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PCAISO-GT: uma metaheurística co-evolutiva paralela de otimização aplicada ao problema de alocação de berços

Oliveira, Carlos Eduardo de Jesus Guimarães 24 March 2013 (has links)
Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-03-30T11:51:21Z No. of bitstreams: 1 Carlos Eduardo de Jesus Guimarães Oliveira.pdf: 1236896 bytes, checksum: ef9d04e6f25aee7908b56a622411bc74 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T11:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Eduardo de Jesus Guimarães Oliveira.pdf: 1236896 bytes, checksum: ef9d04e6f25aee7908b56a622411bc74 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Nenhuma / Este trabalho apresenta um algoritmo de otimização baseado na metaheurística dos Sistemas Imunológicos Artificiais, princípios de Teoria dos Jogos, Co-evolução e Paralelização. Busca-se a combinação adequada dos conceitos de Teoria dos Jogos, Co-evolução e Paralelização aplicados ao algoritmo AISO (Artificial Immune System Optimization) para resolução do Problema de Alocação de Berços (PAB). Dessa maneira, o algoritmo é formalizado a partir das técnicas citadas, formando o PCAISO-GT: Parallel Coevolutionary Artificial Immune System Optimization with Game Theory. Inicialmente, foram realizados experimentos visando à sintonia dos parâmetros empregados nas diferentes versões da ferramenta desenvolvida. Com base nas melhores configurações identificadas, foram realizados experimentos de avaliação através da solução de um conjunto de instâncias do PAB. Os resultados obtidos permitiram a indicação da versão co-evolutiva associada à teoria dos jogos como a melhor para solução do problema em estudo. / This paper presents an optimization algorithm based on metaheuristic of Artificial Immune Systems, principles of Game Theory, Co-evolution and parallelization. The objective is find the appropriate combination of the concepts of Game Theory, Co-evolution and Parallelization applied to AISO algorithm (Artificial Immune System Optimization) for solving the Berth Allocation Problem (BAP). Thus, the algorithm is formalized from the above mentioned techniques, forming the PCAISO-GT: Parallel Coevolutionary Artificial Immune System Optimization with Game Theory. Initially, experiments aiming to tune the parameters were performed using different versions of the tool developed. Based on the identified best settings, evaluation experiments were carried out by solving a set of instances of the PAB. The results obtained allowed the appointment of co-evolutionary version associated with game theory as the best solution to the problem under study.
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Abordagem metaheurística híbrida para otimização do planejamento de estiva de navios porta-contêineres

Gonçalves Júnior, Joel da Silva 07 March 2016 (has links)
Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-06-10T15:26:09Z No. of bitstreams: 1 Joel da Silva Gonçalves Júnior_.pdf: 1935811 bytes, checksum: 2c6b67ad91c1de26271d67142ef7721b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T15:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joel da Silva Gonçalves Júnior_.pdf: 1935811 bytes, checksum: 2c6b67ad91c1de26271d67142ef7721b (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O transporte marítimo mercante desempenha um papel fundamental para a economia de uma nação, ligando a produção ao consumo. No cenário de expansão do transporte marítimo, a utilização de contêineres para organização das cargas confere maior facilidade, segurança e rapidez ao transporte, aumentando, assim, a produtividade dos terminais e dos navios. No entanto, a operação de navios porta-contêineres possui limitações de movimentação e de estabilidade que impactam no custo operacional de um terminal portuário. Como os guindastes só podem acessar as pilhas de contêineres a partir do topo, a realização de remoções desnecessárias de contêineres bloqueantes gera um custo adicional de movimentação e de tempo nas operações de carga e descarga. Desta forma, faz-se necessária a elaboração de um plano de estiva eficiente para estas atividades, minimizando tanto os remanejamentos quanto a instabilidade da embarcação. Este estudo propõe uma abordagem híbrida, elaborada através da combinação das metaheurísticas Algoritmo Genético e Busca Tabu, utilizando a codificação da solução baseada em regras, a fim de elaborar uma ferramenta computacional que faça a gestão do número de remanejamentos e da instabilidade da embarcação, que são objetivos conflitantes. Nos experimentos, as metaheurísticas puras foram comparadas ao algoritmo híbrido e os resultados comprovaram que a aplicação hibridizada apresenta uma eficiência maior do que as metaheurísticas puras. As diferentes configurações de regras assumidas mostraram que a proposta de um número maior de regras, em complemento àquelas propostas na literatura, implica em melhores resultados. Através da aplicação da abordagem com múltiplos objetivos, foi possível observar a importância de considerar a movimentação e a estabilidade no plano de estiva. Com os resultados obtidos, demonstrou-se que o uso da abordagem proposta gera soluções melhores que as encontradas até o momento na literatura. / The merchant shipping perform a fundamental role in the economy of a nation, by linking production to consumption. In shipping expansion scenario, the use of containers for cargo organizing provides greater facility, safety and velocity, thus increasing the productivity of terminals and ships. However, the use of container ships has handling and stability limitations that affect the operating cost of a port terminal. As the cranes can only access the container stacks from the top, carrying out unnecessary removals of blocking containers generates an additional cost of handling and time in loading and unloading operations. Thus, it is necessary to elaborate an efficient stowage plan for loading and unloading operations, minimizing both the shifting and the instability of the vessel. This study proposes an hybrid approach developed by the combination of Genetic Algorithms and Tabu Search metaheuristics, using a rules-based encoding for solution representation, in order to create a computational tool that manage both the rehandling and instability, which are conflicting. In the experiments, pure metaheuristics were compared to the hybrid algorithm and the results demonstrate that the hybridization presents greater efficiency than the pure metaheuristics. The different rules configuration have proven that the proposal of a greater number of rules, in addition to those proposed in the literature, implies better results. The application of a multiple objectives approach has proven the importance of considering the handling and stability in the stowage plan. With the results, it was showed that the use of the proposed approach produces better solutions than those found in the literature.
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Uma abordagem heurística para o problema de otimização de distrito postal

Fiório, Rafael Carpanedo 23 June 2006 (has links)
Made available in DSpace on 2016-12-23T14:33:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 2646193 bytes, checksum: 043989a54d6611e19c06eb6bcd7bba69 (MD5) Previous issue date: 2006-06-23 / Neste trabalho é proposta uma estratégia de solução para a construção otimizada de distritos postais. Distrito Postal consiste num conjunto de segmento de eixo de logradouros conectados. Dada uma localidade formada por inúmeros segmentos de logradouros, esse trabalho propõe o arranjamento de subgrupos conexos de segmentos de eixos de logradouros de modo a compor um distrito postal. A estratégia é transformar o sistema de logradouros de uma localidade em um grafo. A partir desse grafo, extrair seus respectivos subgrafos cíclicos que são entendidos como entidades atômicas. Essas entidades atômicas passam por um processo de montagem até comporem um conjunto de distritos postais. A metodologia aqui apresentada divide o trabalho em duas fases distintas: a primeira compreende o processo de obtenção dos subgrafos cíclicos; e a segunda compreende o processo de montagem de distrito postal. O processo de obtenção de subgrafos cíclicos consiste na obtenção da envoltória convexa do grafo e posterior extração dos subgrafos cíclicos tangentes às arestas dessa. Isso de forma sequencial, ou seja, determina-se a primeira envoltória convexa do grafo e extraemse seus respectivos subgrafos tangentes; determina-se a segunda envoltória convexa e extraem-se seus subgrafos, e assim sucessivamente. O trabalho de determinação da envoltória convexa e de extração dos subgrafos cíclicos é feito através de operações da geometria computacional. O processo de construção dos distritos postais se dá através da clusterização dos subgrafos cíclicos, usando como ferramenta a meta-heurística Simulated Annealing. O problema do Carteiro Chinês e Carteiro Chinês Capacitado são formulações suporte para o presente trabalho. O objetivo principal do trabalho é obter, de forma rápida e eficiente o distrito postal otimizado, com menor percurso improdutivo possível, oferecendo agilidade no processo de distribuição domiciliária de objetos postais. / This study proposes a strategia solution for the optimized construction of postal districts. Postal District is a set of segments of publics areas connecteds. Given a locality composed of uncounted segments of publics areas, this study proposes an arrangement of connects subgroups of publics areas with the goal of composing a postal district. The strategy is to transform the system of public areas of a place in a graph and from this graph, to extract their respective cyclical subgraphs that are understood as atomics entities. Those atomics entities are submited by an assembly process until compose a group of postal districts. The methodology here presented divides the study in two different phases: the first one understands the process of obtaining of the cyclical subgraphs; and the second one is understood as the assembly process of postal district The process of obtaining of cyclical subgraph consists in the obtaining of the hull convex of the graph and subsequent extracting up the cyclical subgraphs tangent to edge of that. That is, in a sequential way, in other words, it is determined the first convex hull of the graph and extract up their respective tangent subgraphs; it is determined the second convex hull and extract up their subgraphs and so forth. The study of determination of the convex hull and extracting of the cyclical subgraphs is done through operations of the computational geometry. The process of construction of the postal districts is given through the clustering of the cyclicals subgraphs, using as a tool the meta- heuristic Simulated Annealing. The Chinese Postman's Problem and Capacited Chinese Postman's Problem are formulations support for the present study. The main objective of the study is to obtain, in a fast and efficient way the optimized postal district, with smaller unproductive course possible, offering agility for the process of domiciliary distribution of postal objects.
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Modelos matemáticos e algoritmos para problemas combinatórios

Ravelo, Santiago Valdes 18 February 2011 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-03-17T17:31:58Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Santiago Valdés Ravelo - 2011.pdf: 730949 bytes, checksum: 92c89c8c1f240082004834898896b9ba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-03-17T17:35:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Santiago Valdés Ravelo - 2011.pdf: 730949 bytes, checksum: 92c89c8c1f240082004834898896b9ba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T17:35:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Santiago Valdés Ravelo - 2011.pdf: 730949 bytes, checksum: 92c89c8c1f240082004834898896b9ba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work considers three relevant NP-hard problems. The firstone is the one-dimensional cutting stock problem in which the non-used material in the cutting patterns may be used in the future. For this problem we analyze the existing mathematical models, propose new models, design a heuristic and two metaheuristic approaches, being their performances improved by using parallel programming, and solve instances, practical and randomly generated, from the literature. The computational experiments were quite good for all tested instances. The second problem we consider is the stable roommates problem (a variant of the stable matching problem). For this we give two mathematical programming models, sequential and parallel implementations of a Tabu Search, and a Branch-andBound. Also, we report computational experiments to instances of the problem. The last problem we consider is the compartmentalized knapsack problem (a generalization of the knapsack problem) for which we analyze a quadratic integer model and give a linear integer model. We design a greedy heuristic and a GRASP algorithm, that uses path-relinking, and solve randomly generated instances. All parallel implementations use Graphics Processing Units (GPUs). / Este trabalho considera três problemas, NP-difíceis, relevantes de estudo em otimização combinatória. O primeiro deles é o problema de corte uni-dimensional de objetos, onde o material não usado pelos padrões de corte pode ser usado no futuro. Para este problema analisamos os modelos matemáticos existentes, propomos novos modelos, projetamos uma heurística construtiva e duas metaheurísticas, sendo seus desempenhos melhorados com programação paralela, e resolvemos instâncias, práticas e aleatórias, encontradas na literatura; sendo os experimentos computacionais muito bons para todas as intânciastestadas.Osegundoproblemaqueconsideramoséoproblemadoscompanheiros estáveis (stable roommates problem), uma variante do problema de emparelhamento estável (stable matching problem). Para este propomos dois modelos matemáticos, uma implementação sequencial e uma paralela de uma Tabu Search, e um Branch-andBound. Também reportamos experimentos computacionais para instâncias do problema. O último problema considerado é o da mochila compartimentada (uma generalização do problema clássico da mochila), para o qual analisamos uma modelagem quadrática inteira e propomos um modelo linear inteiro; também projetamos uma heurística gulosa, um algoritmo GRASP, que usa path-relinking, e resolvemos intâncias geradas aleatóriamente. Todas as implementações em paralelo usam unidades de processamento gráfico (Graphics Processing Units, GPUs).
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Abordagem neuro-genética para mapeamento de problemas de conexão em otimização combinatória / Neurogenetic approach for mapping connection problems in combinatorial optimization

Matheus Giovanni Pires 21 May 2009 (has links)
Devido a restrições de aplicabilidade presentes nos algoritmos para a solução de problemas de otimização combinatória, os sistemas baseados em redes neurais artificiais e algoritmos genéticos oferecem um método alternativo para solucionar tais problemas eficientemente. Os algoritmos genéticos devem a sua popularidade à possibilidade de percorrer espaços de busca não-lineares e extensos. Já as redes neurais artificiais possuem altas taxas de processamento por utilizarem um número elevado de elementos processadores simples com alta conectividade entre si. Complementarmente, redes neurais com conexões realimentadas fornecem um modelo computacional capaz de resolver vários tipos de problemas de otimização, os quais consistem, geralmente, da otimização de uma função objetivo que pode estar sujeita ou não a um conjunto de restrições. Esta tese apresenta uma abordagem inovadora para resolver problemas de conexão em otimização combinatória utilizando uma arquitetura neuro-genética. Mais especificamente, uma rede neural de Hopfield modificada é associada a um algoritmo genético visando garantir a convergência da rede em direção aos pontos de equilíbrio factíveis que representam as soluções para os problemas de otimização combinatória. / Due to applicability constraints involved with the algorithms for solving combinatorial optimization problems, systems based on artificial neural networks and genetic algorithms are alternative methods for solving these problems in an efficient way. The genetic algorithms must its popularity to make possible cover nonlinear and extensive search spaces. On the other hand, artificial neural networks have high processing rates due to the use of a massive number of simple processing elements and the high degree of connectivity between these elements. Additionally, neural networks with feedback connections provide a computing model capable of solving a large class of optimization problems, which refer to optimization of an objective function that can be subject to constraints. This thesis presents a novel approach for solving connection problems in combinatorial optimization using a neurogenetic approach. More specifically, a modified Hopfield neural network is associated with a genetic algorithm in order to guarantee the convergence of the network to the equilibrium points, which represent feasible solutions for the combinatorial optimization problems.

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