Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4516.pdf: 2685213 bytes, checksum: 549d36e8c309231a3650ebff250bb1af (MD5) Previous issue date: 2012-06-01 / The domain of logistics is concerned with providing customers with the right product in the right place at the right time. In our modern economy, the faster pace and wider scope of logistic operations has led to complex management problems that have drawn the attention of both industry and the academic world Optimizing the number of vehicles for a determined transport system requires a trade-off between the cost of vehicle acquisition and maintenance and the penalties involved in not meeting the requirements of the system. This thesis proposes to contribute to decision making in the operational management of those companies working in the transportation of goods by road, particularly as regards the optimization of vehicle use in freight transfer between terminals. Various operational problems, especially management of the transfer fleet, involves the dynamic allocation of limited resources to meet demand. Specifically, this paper deals with the dynamic (multi-period) vehicle allocation problem (DVAP) in the road transportation of full loads between terminals. The DVAP belongs to that class of problems dealing with dynamic resource allocation and consists of defining the movements of a fleet of vehicles that transport goods between terminals with a wide geographical distribution and which interact among themselves. These movements may be of fully-laden vehicles, unladen vehicles for repositioning or vehicles held at a terminal to meet future demands. Emphasis is given to the characterization of the problem in real situations, mathematical modeling of the problem and the use of operational research techniques in solving the problem. Also, heuristics and metaheuristics such as GRASP, simulated annealing and ant colony optimization are used in the solution. The objective is to determine dynamic allocation and fleet needs in order to minimize operational costs in meeting the demand for services. The main reason for undertaking this work was the possibility of practical application, the development of integer linear programming models and both exact and heuristic methods for solutions, aiming at the practical validation of the approaches in the real operational environment of a Brazilian transport company. / O domínio das atividades logísticas é fornecer aos clientes de um sistema o produto certo, no local certo e no tempo certo. Na economia moderna, o passo acelerado e o grande escopo das operações logísticas tem fomentado problemas gerenciais complexos, atraindo a atenção da indústria e da academia. Otimizar a quantidade de veículos para um determinado sistema de transporte requer a avaliação do tradeoff entre o custo de aquisição e manutenção de veículos e penalidades associadas com o não atendimento de demandas neste sistema. Esta tese se propõe a contribuir para apoiar decisões na gestão operacional de frotas de empresas prestadoras de serviços de transporte rodoviário de cargas. Em particular, na otimização do uso de veículos nos transportes de transferências de cargas entre terminais, tendo como fator crítico e determinante a maximização da utilização dos recursos nas operações. Vários problemas operacionais, em especial o gerenciamento da frota de transferência, consistem em dinamicamente alocar recursos limitados às requisições de tarefas. Especificamente, este trabalho trata do problema da alocação dinâmica (multi-períodos) de veículos (PADV) no transporte rodoviário de cargas completas entre terminais. O PADV pertence a classe de problemas de alocação dinâmica de recursos e consiste em definir movimentos de uma frota de veículos que realiza viagens entre terminais geograficamente dispersos que interagem entre si. Estes movimentos podem ser: veículos carregados com carga completa, veículos vazios para reposicionamento, ou veículos mantidos em um terminal de um período para outro como provisão para o atendimento de demandas futuras. A ênfase é dada na caracterização do problema em situações reais, na modelagem matemática do problema e na solução do mesmo utilizando técnicas de pesquisa operacional, envolvendo ainda a utilização de heurísticas e metaheurísticas para solução, como o GRASP, o simulated annealing e a colônia de formigas. O objetivo é definir a alocação dinâmica e necessidades de frota que minimizem o custo operacional no atendimento a demandas por serviços. A principal motivação para o desenvolvimento do trabalho é a possibilidade de aplicação prática, no desenvolvimento de modelos de programação linear inteira e métodos exatos e heurísticos para as suas soluções, visando a validação prática das abordagens em um ambiente real de operação de uma empresa transportadora no Brasil.

O estudo tem como finalidade tratar a alocação de recursos no nível operacional com a presença de incertezas. Para isso, foi proposta uma abordagem de otimização usando métodos heurísticos. As soluções de problemas de produção e logística, comumente abordadas em pesquisa operacional, exploram diversos parâmetros dentre os quais o presente estudo considera três como de incerteza: demanda, tempo de execução e indisponibilidade de recursos. Para tal finalidade foi escolhido como estudo de caso a resolução de um problema de logística. O problema consiste na minimização dos custos de operação, na seleção de veículos em uma frota heterogênea, consolidação das cargas para cada cliente e na seleção do tipo de frete utilizado. Quanto ao tipo de frete, são considerados dois, os quais se diferenciam quanto aos ativos envolvidos na produção e ao tipo de prestação de serviço, sendo eles: i) frota da empresa com serviço terceirizado; ii) frota e serviços totalmente terceirizados. O problema original foi decomposto em duas etapas: i) Compartimentalizador e ii) Alocador. As duas etapas são solucionadas via a abordagem de Busca Tabu, sendo que a primeira etapa (Compartimentalizador) gera uma lista dos carregamentos factíveis que atenda pedidos de até três clientes distintos. O Alocador se utiliza da lista dos carregamentos factíveis para definir como e quando cada pedido será atendido. Os resultados indicam a viabilidade da adoção desta abordagem para a solução de problemas reais. / The study aims to address the allocation of resources at the operational level under uncertainties. For this reason, it was proposed an optimization approach based on heuristic methods. The resolutions of production and logistics problems, commonly addressed in operational research, explore various parameters among which the present study considers three variables of uncertainty: demand, operation time and resources availability. For this purpose a logistics problem was chosen as study of case. The problem consists in minimizing cost operation, selection of vehicles in a heterogeneous fleet, consolidation of loads for each client and selecting the type of freight payables. Regarding of freight payables types, there are centered in two different tariffs, mainly due to assets and service negotiation, such as: i) fleet controlled by company and service outsource; ii) fleet and service completely outsource. The resolution of the original problem was broke down in two steps: i) Compartmentalizer and ii) Allocator. Both steps are solved through Tabu Search approach; the first step (Compartmentalizer) generates a list of feasible shipments to fulfill orders up to three different customers. The second step, the allocator uses the list of feasible shipments to define how and when each request will be supplied. The results aim the feasibility of assumes this approach in order to solve real problems.

O estudo tem como finalidade tratar a alocação de recursos no nível operacional com a presença de incertezas. Para isso, foi proposta uma abordagem de otimização usando métodos heurísticos. As soluções de problemas de produção e logística, comumente abordadas em pesquisa operacional, exploram diversos parâmetros dentre os quais o presente estudo considera três como de incerteza: demanda, tempo de execução e indisponibilidade de recursos. Para tal finalidade foi escolhido como estudo de caso a resolução de um problema de logística. O problema consiste na minimização dos custos de operação, na seleção de veículos em uma frota heterogênea, consolidação das cargas para cada cliente e na seleção do tipo de frete utilizado. Quanto ao tipo de frete, são considerados dois, os quais se diferenciam quanto aos ativos envolvidos na produção e ao tipo de prestação de serviço, sendo eles: i) frota da empresa com serviço terceirizado; ii) frota e serviços totalmente terceirizados. O problema original foi decomposto em duas etapas: i) Compartimentalizador e ii) Alocador. As duas etapas são solucionadas via a abordagem de Busca Tabu, sendo que a primeira etapa (Compartimentalizador) gera uma lista dos carregamentos factíveis que atenda pedidos de até três clientes distintos. O Alocador se utiliza da lista dos carregamentos factíveis para definir como e quando cada pedido será atendido. Os resultados indicam a viabilidade da adoção desta abordagem para a solução de problemas reais. / The study aims to address the allocation of resources at the operational level under uncertainties. For this reason, it was proposed an optimization approach based on heuristic methods. The resolutions of production and logistics problems, commonly addressed in operational research, explore various parameters among which the present study considers three variables of uncertainty: demand, operation time and resources availability. For this purpose a logistics problem was chosen as study of case. The problem consists in minimizing cost operation, selection of vehicles in a heterogeneous fleet, consolidation of loads for each client and selecting the type of freight payables. Regarding of freight payables types, there are centered in two different tariffs, mainly due to assets and service negotiation, such as: i) fleet controlled by company and service outsource; ii) fleet and service completely outsource. The resolution of the original problem was broke down in two steps: i) Compartmentalizer and ii) Allocator. Both steps are solved through Tabu Search approach; the first step (Compartmentalizer) generates a list of feasible shipments to fulfill orders up to three different customers. The second step, the allocator uses the list of feasible shipments to define how and when each request will be supplied. The results aim the feasibility of assumes this approach in order to solve real problems.

Introdução: Triagem para admissão em unidades de terapia intensiva (UTIs) é realizada rotineiramente e é comumente baseada somente no julgamento clínico, o que pode mascarar vieses e preconceitos. Neste estudo, foram avaliadas a reprodutibilidade e validade de um algoritmo de apoio a decisões de triagem em UTI. Também foi avaliado o efeito da implementação de um instrumento de auxílio à tomada de decisão para a priorização de vagas de UTI nas decisões de admissão em UTI. Foi avaliada, ainda, a acurácia da predição prognóstica dos médicos na população de pacientes em deterioração clínica aguda. Métodos: Para o primeiro objetivo do estudo, um algoritmo computadorizado para auxiliar as decisões de priorização de vagas em UTI foi desenvolvido para classificar pacientes nas categorias do sistema de priorização da \"Society of Critical Care Medicine (SCCM)\". Nove médicos experientes (experts) avaliaram quarenta vinhetas clínicas baseadas em pacientes reais. A referência foi definida como as prioridades classificadas por dois investigadores com acesso ao prontuário completo dos pacientes. As concordâncias entre as prioridades do algoritmo com as prioridades da referência e com as prioridades dos experts foram avaliadas. As correlações entre a prioridade do algoritmo e o julgamento clínico de adequação da admissão na UTI em contexto com e sem escassez de vagas também foram avaliadas. A validade foi ainda avaliada através da aplicação do algoritmo, retrospectivamente em uma coorte de 603 pacientes com solicitação de vagas de UTI, para correlação com desfechos clínicos. Para o segundo objetivo do estudo, um estudo prospectivo, quaseexperimental foi conduzido, antes (maio/2014 a novembro/2014, fase 1) e após (novembro/2014 a maio/2015, fase 2) a implementação de um instrumento de auxílio à tomada de decisão, que foi baseado no algoritmo descrito acima. Foi avaliado o impacto da implementação do instrumento de auxílio à tomada de decisão na ocorrência de admissões potencialmente inapropriadas na UTI em uma coorte de pacientes com solicitações urgentes de vaga de UTI. O desfecho primário foi a proporção de solicitações de vaga potencialmente inapropriadas que foram admitidas na UTI em até 48 horas após a solicitação. Solicitações de vaga potencialmente inapropriadas foram definidas como pacientes prioridade 4B, conforme diretrizes da SCCM de 1999, ou prioridade 5, conforme diretrizes da SCCM de 2016. Foram realizadas análises multivariadas com teste de interação entre fase e prioridades para avaliação dos efeitos diferenciados em cada estrato de prioridade. Para o terceiro objetivo do estudo, a predição prognóstica realizada pelo médico solicitante foi registrada no momento da solicitação de vaga de UTI. Resultados: No primeiro objetivo do estudo, a concordância entre as prioridades do algoritmo e as prioridades da referência foi substancial, com uma mediana de kappa de 0,72 (IQR 0,52-0,77). As prioridades do algoritmo evidenciaram uma maior reprodutibilidade entre os pares [kappa = 0,61 (IC95% 0,57-0,65) e mediana de percentagem de concordância = 0,64 (IQR 0,59-0,70)], quando comparada à reprodutibilidade entre os pares das prioridades dos experts [kappa = 0,51 (IC95% 0,47-0,55) e mediana de percentagem de concordância = 0,49 (IQR 0,44-0,56)], p=0,001. As prioridades do algoritmo também foram associadas ao julgamento clínico de adequação da admissão na UTI (vinhetas com prioridades 1, 2, 3 e 4 seriam admitidas no último leito de UTI em 83,7%, 61,2%, 45,2% e 16,8% dos cenários, respectivamente, p < 0,001) e com desfechos clínicos reais na coorte retrospectiva, como admissão na UTI, consultas com equipe de cuidados paliativos e mortalidade hospitalar. No segundo objetivo do estudo, 2374 solicitações urgentes de vaga de UTI foram avaliadas, das quais 1184 (53,8%) pacientes foram admitidos na UTI. A implementação do instrumento de auxílio à tomada de decisão foi associada com uma redução de admissões potencialmente inapropriadas na UTI, tanto utilizando a classificação de 1999 [adjOR (IC95%) = 0,36 (0,13-0,97), p = 0,043], quanto utilizando a classificação de 2016 [adjOR (IC95%) = 0,35 (0,13-0,96, p = 0,041)]. Não houve diferença em mortalidade entre as fases 1 e 2 do estudo. No terceiro objetivo do estudo, a predição prognóstica do médico solicitante foi associada com mortalidade. Ocorreram 593 (34,4%), 215 (66,4%) e 51 (94,4%) óbitos nos grupos com prognóstico de sobrevivência sem sequelas graves, sobrevivência com sequelas graves e nãosobrevivência, respectivamente (p < 0,001). Sensibilidade foi 31%, especificidade foi 91% e a área sob a curva ROC foi de 0,61 para predição de mortalidade hospitalar. Após análise multivariada, a gravidade da doença aguda, funcionalidade prévia e admissão na UTI foram associadas com uma maior chance de erro prognóstico, enquanto que uma predição de pior prognóstico foi associada a uma menor chance de erro prognóstico. O grau de expertise do médico solicitante não teve efeito na predição prognóstica. Discussão/Conclusão: Neste estudo, um algoritmo de apoio a decisões de triagem em UTI demonstrou boa reprodutibilidade e validade. Além disso, a implementação de um instrumento de auxílio à tomada de decisões para priorização de vagas de UTI foi associada a uma redução de admissões potencialmente inapropriadas na UTI. Também foi encontrado que a predição prognóstica dos médicos solicitantes foi associada a mortalidade hospitalar, porém a acurácia foi pobre, principalmente devido a uma baixa sensibilidade para detectar risco de morte / Introduction: Intensive care unit (ICU) admission triage is performed routinely and is often based solely on clinical judgment, which could mask biases. In this study, we sought to evaluate the reliability and validity of an algorithm to aid ICU triage decisions. We also aimed to evaluate the effect of implementing a decision-aid tool for ICU triage on ICU admission decisions. We also evaluated the accuracy of physician\'s prediction of hospital mortality in in acutely deteriorating patients. Methods: For the first objective of the study, a computerized algorithm to aid ICU triage decisions was developed to classify patients into the Society of Critical Care Medicine\'s prioritization system. Nine senior physicians evaluated forty clinical vignettes based on real patients. Reference standard was defined as the priorities ascribed by two investigators with full access to patient\'s records. Agreement of algorithm-based priorities with the reference standard and with intuitive priorities provided by the physicians were evaluated. Correlations between algorithm prioritization and physician\'s judgment of appropriateness of ICU admission in scarcity and non-scarcity settings were also evaluated. Validity was further assessed by retrospectively applying this algorithm to 603 patients with requests for ICU admission for association with clinical outcomes. For the second objective of the study, a prospective, quasi-experimental study was conducted, before (May 2014 to November 2014, phase 1) and after (November 2014 to May 2015, phase 2) the implementation of a decision-aid tool for ICU admission triage, which was based on the aforementioned algorithm. We assessed the impact of the implementation of the decision-aid tool in potentially inappropriate ICU admissions in a cohort of patients referred for urgent ICU admission. Primary outcome was the proportion of potentially inappropriate ICU referrals that were admitted to the ICU in 48 hours following referral. Potentially inappropriate ICU referrals were defined as priority 4B patients, as described by the 1999 Society of Critical Care Medicine (SCCM) guidelines and as priority 5 patients, as described by the 2016 SCCM guidelines. We conducted multivariate analyses and evaluated the interaction between phase and triage priorities to assess for differential effects in each priority strata. For the third objective of the study, physicians\' prognosis and other variables were recorded at the moment of ICU referral. Results: On the first objective of the study, agreement between algorithm-based priorities and the reference standard was substantial, with a median kappa of 0.72 (IQR 0.52-0.77). Algorithm-based priorities demonstrated higher interrater reliability [overall kappa of 0.61 (95%CI 0.57-0.65) and median percent agreement of 0.64 (IQR 0.59-0.70)] than physician\'s intuitive prioritization [overall kappa of 0.51 (95%CI 0.47-0.55) and median percent agreement of 0.49 (IQR 0.44-0.56)], p=0.001. Algorithm-based priorities were also associated with physicians\' judgment of appropriateness of ICU admission (priorities 1, 2, 3 and 4 vignettes would be admitted to the last ICU bed in 83.7%, 61.2%, 45.2% and 16.8% of the scenarios, respectively, p < 0.001) and with actual ICU admission, palliative care consultation and hospital mortality in the retrospective cohort. On the second objective of the study, of 2374 urgent ICU referrals, 1184 (53.8%) patients were admitted to the ICU. Implementation of the decision-aid tool was associated with a reduction of potentially inappropriate ICU admissions using the 1999 [adjOR (95% CI) = 0.36 (0.13-0.97), p = 0.043] or 2016 [adjOR (95%CI) = 0.35 (0.13-0.96, p = 0.041)] definitions. There was no difference on mortality between phases 1 and 2. On the third objective of the study, physician\'s prognosis was associated to hospital mortality. There were 593 (34.4%), 215 (66.4%) and 51 (94.4%) deaths in the groups ascribed a prognosis of survival without disabilities, survival with severe disabilities or no survival, respectively (p < 0.001). Sensitivity was 31%, specificity was 91% and the area under the ROC curve was 0.61 for prediction of mortality. After multivariable analysis, severity of illness, performance status and ICU admission were associated to an increased likelihood of incorrect classification, while worse predicted prognosis was associated to a lower chance of incorrect classification. Physician\'s level of expertise had no effect on predictive ability. Discussion/Conclusion: In this study, a ICU admission triage algorithm demonstrated good reliability and validity. Moreover, the implementation of a decision-aid tool for ICU triage was associated with a reduction of potentially inappropriate ICU admissions. It was also found that physician\'s prediction was associated to hospital mortality, but overall accuracy was poor, mainly due to low sensitivity to detect mortality risk

A tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) e a introdução de OXCs (Optical Cross Connect) e OADMs (Optical Add/Drop Multiplexer) puramente ópticos podem dotar as redes ópticas da função de networking, ou seja, da capacidade de manipular comprimentos de onda de forma a implementar o roteamento destes. Esta possibilidade implica em uma nova forma de relacionamento das aplicações com a camada física, sendo a arquitetura GMPLS candidata a estabelecer tal relacionamento. Soluções eficientes para o problema de alocação de recursos e roteamento de tráfego tornam-se uma necessidade imperiosa em projeto, expansão e gerenciamento de redes ópticas. A contribuição desta tese consiste em relacionar funcionalidades tais como: agregação (grooming) de tráfego, mecanismo de controle de admissão de chamadas (CAC), mecanismos de restauração e alocação de conversores em redes ópticas heterogêneas, avaliando-se as métricas de probabilidade de bloqueio, probabilidade do tráfego bloqueado e imparcialidade (fairness). Tais funcionalidades são tratadas separadamente na literatura. Com este objetivo em mente modela-se a rede com duas camadas: a camada física e a camada virtual. Estabelecem-se duas políticas de agregação de tráfego MrTV (minimização da rota na topologia virtual) e MrTF (minimização da rota na topologia física) e analisa-se o desempenho destas em relação à porcentagem de tráfego bloqueado. Em seguida um mecanismo de controle de admissão de chamadas (CAC) é implementado e sua influência em termos de imparcialidade (fairness) e probabilidade de bloqueio é analisada. A simulação e análise de redes ópticas, como a Rede NSFnet e a Rede Nacional Italiana são executadas por meio da implementação de um grafo baseado em Zhu e Mukherjee [28]. Como resultado, a política MrTF apresenta menor porcentagem de tráfego bloqueado do que a política MrTV para as redes simuladas e a implementação de um mecanismo de janela deslizante (rolling window) tornou o mecanismo de CAC mais otimizado. A utilidade de se implantar conversores de comprimento de onda apenas em alguns nós da rede (conversão esparsa) é estudada e uma análise sobre a probabilidade de bloqueio e a imparcialidade da rede desta distribuição de conversores é apresentada. Finalmente, técnicas de restauração na camada física e virtual são implementadas e uma análise da influência destes sobre a probabilidade de bloqueio e a imparcialidade da rede é executada. / The Wavelength Division Multiplexing (WDM) technology as well as both the introduction of all optical OXCs (Optical Cross Connect) and OADMs (Optical Add/Drop Multiplexer) may provide the optical network with the networking function, i.e, the capacity to manipulate wavelengths in order to implement their routing. This possibility implies a new type of relationship between applications and the physical layer. The likely candidate to establish such relationships is GMPLS architecture. Efficient solutions to both the problems of allocating resources and traffic routing become an enhanced requirement in the design, expansion and management of optical networking. The present study focus at the relationship between functionalities such as traffic grooming, network fairness improvement, protection/restoring mechanisms and wavelength conversion in heterogeneous optical networks, evaluating the metrics of blocking probability, probability of traffic blocked and fairness. These functionalities are separately treated in literature. With this goal in mind, a two-layer representation is used in order to model the network: the physical and virtual layers, respectively. Two policies on traffic grooming are set up, as follows: MrTV (route minimizing on virtual topology) and MrTF (route minimizing on physical topology). The performance of such policies is analyzed regarding the percentage of blocked traffic. Next, a mechanism for call admission control (CAC) is implemented and its influence in terms of fairness and blocking probability is discussed. The simulations of optical networks such as NSFnet and the Italian National Network are carried out through a graph based in Zhu and Mukherjee [28]. As a result, MrTF policy presents a smaller percentage of blocked traffic than the MrTV for the simulated networks and the rolling window mechanism has allowed the optimization of the call admission control (CAC) mechanism. The usefulness of placing wavelength converters in a few networks nodes (spare conversion) is studied and an analysis on the blocking probability is presented. Next, the network fairness for this distribution of wavelength converters is presented. Finally, techniques for restoring both physical and virtual layers are also implemented and an analysis regarding their influence on the blocking probability and the network fairness is carried out.

A crescente demanda por largura de faixa e o aumento exponencial do número de usuários têm exercido enorme pressão sobre as redes de telecomunicações, exigindo constante melhoria de desempenho. A tecnologia fotônica tem sido capaz de atender a boa parte desta demanda, sendo a principal alternativa para transportar quantidades elevadas de tráfego. Por outro lado, tem havido um impressionante avanço tecnológico no setor de comunicação móvel celular, com destaque para os sistemas que utilizam o esquema de reuso de freqüências como principal tecnologia. Diante da demanda elevada, a alternativa usual de expandir os recursos proporcionalmente tem se mostrado inviável por causa do custo elevado. Assim, soluções eficientes para o problema de alocação de recursos e roteamento de tráfego (PARRT) tornaram-se uma necessidade imperiosa no projeto, expansão e gerenciamento de redes de telecomunicações. O PARRT pode ser modelado como um problema de otimização, geralmente não-polinomial, e as abordagens baseadas em algoritmo genético (AG) têm sido empregadas para solucionar esta classe de problemas para os quais as soluções heurísticas não são possíveis ou freqüentemente conduzem a resultados insatisfatórios. Nesta pesquisa, a abordagem escolhida para resolver o PARRT em redes ópticas e de comunicação móvel celular é baseada em AG. Estratégias adicionais foram incorporadas aos algoritmos propostos para aumentar a eficiência do correspondente AG canônico e proporcionar adaptação às mudanças ocorridas no ambiente investigado. A meta principal é a redução da probabilidade de bloqueio de solicitação de conexão. Em redes ópticas, o modelo proposto resolve o roteamento e a alocação de comprimentos de onda, determina a localização esparsa de conversores de comprimento de onda, limita o número de amplificadores em cascata, proporciona agregação dinâmica de tráfego e imparcialidade de capacidade de largura de faixa por meio de controle de admissão de conexão. Restrições de camada física como emissão espontânea amplificada e dispersão por modo de polarização são incluídas nos algoritmos. Em redes de comunicação móvel celular, os modelos propostos resolvem o problema de alocação de canais proporcionando baixos valores de probabilidade de bloqueio de novas chamadas e de handoff. Os algoritmos incluem o efeito simultâneo de três restrições eletromagnéticas: co-canal, canal-adjacente e co-site. Uma rede híbrida óptica e via satélite é também simulada para constatar a versatilidade dos algoritmos em gerenciar de forma integrada redes de naturezas distintas. Resultados numéricos apresentados demonstram a potencialidade dos algoritmos propostos para gerenciar recursos e rotear tráfego em redes de telecomunicações. / The growing demand for bandwidth together with the exponential increase in the numbers of users have exerted huge pressure on the telecommunication networks, requiring constant performance improvement. Photonic technology has been capable of attending a large amount of this demand, which makes it the main alternative in high traffic transport networks. On the other hand, a remarkable technological progress has occurred in the mobile cellular communications field, which employs frequency reuse as its key technology. The usual alternative of expanding the resources proportionally to the traffic demand has proved to be impractical due to the high cost involved. Thus, efficient solutions to traffic routing and resource allocation problem (TRRAP) became an imperative requirement in design, expansion and management of telecommunication networks. The TRRAP is an optimization problem, generally non-polynomial (NP), that can be successfully modeled with genetic algorithm (GA) as opposed to heuristic solutions, since the later is either not applied or frequently lead to unsatisfactory results. In this research, the elected approach to solve the TRRAP in both optical and cellular mobile communication network is based on GA. Complementary strategies were incorporated to the algorithms to increase the efficiency of the corresponding canonical GA. Additionally, the strategies adopted provide robustness to the GA adaptation against the changes in the investigated environment. The main goal of the proposed GA is the reduction of request-connection blocking probability. The proposed approach is capable of handling the following tasks in WDM optical networks: routing and wavelength assignment (RWA) optimization, sparse wavelength converters arrangement, limitation of the number of cascade amplifiers, dynamic traffic grooming, and bandwidth capacity fairness through connection admission control (CAC) procedure. Physical layer constraints such as amplified spontaneous emission (ASE) and polarization mode dispersion (PMD) are also taken into account. Two algorithms are proposed to solve the channel assignment problem (CAP) in cellular mobile communication networks, providing low values of blocking probability for new calls and handoff. The algorithms include the simultaneous effect of three electromagnetic constraints: cochannel, adjacent channel and cosite. A hybrid optical and wireless network is also simulated to evidence the versatility of the proposed algorithm in managing integrated networks from distinct natures. The numerical results presented throughout this work demonstrate the potentiality of the proposed algorithms in managing resources and providing traffic routing in telecommunication networks.

A interligação de várias redes de telecomunicação ampliou a cobertura, mas tornou a operabilidade entre elas complexa, principalmente por causa da arquitetura resultante, formada por várias camadas. Estas camadas lidam com protocolos e taxas de transmissão diferentes e com sinais elétricos e ópticos. Diante desse cenário, a alternativa usual de expandir os recursos proporcionalmente ao crescimento da demanda é inviável devido ao elevado custo. Assim, soluções eficientes que agregam os benefícios das tecnologias ópticas e eletrônicas na arquitetura de nós e no gerenciamento de tráfego tornaram-se uma necessidade importante no projeto, expansão e gerenciamento de redes de telecomunicação. Os nós que permitem a comutação de tráfego na camada óptica e eletrônica e a agregação de tráfego em várias granularidades têm sido empregados para fazer o melhor uso possível dos recursos disponíveis nas redes. Esses nós são conhecidos na literatura como MG-OXCs. Nessa pesquisa, foi proposta uma abordagem dos nós MG-OXCs de uma e três camadas com a inclusão de recursos como conversão de comprimento de onda e agregação de tráfego. Também foi proposto um método de cálculo do custo desses nós baseado no volume de utilização das portas. Posteriormente foram inseridos fatores de degradação do sinal óptico para a análise da camada física de redes com os nós MGOXCs. Adicionalmente, para o gerenciamento de tráfego, foi proposto um esquema de escolha de comprimentos de onda chamado de canal específico e um esquema de monitoramento baseado na intensidade de tráfego. A meta principal é a redução da probabilidade de bloqueio de solicitação de conexão. Em redes ópticas, os modelos de nós propostos conseguem diminuir o número de portas dos nós comutadores tradicionais além de realizar a comutação de tráfego de conexões de diferentes valores de largura de banda. O esquema do canal específico consegue melhorar a utilização da largura de banda dos comprimentos de onda e diminui a probabilidade de bloqueio e o esquema do monitoramento diminui o número de conexões bloqueadas devido ao aumento dos recursos. Resultados numéricos apresentados demonstram a potencialidade dos algoritmos propostos para gerenciar recursos e rotear o tráfego das redes de telecomunicação. / Integrating telecommunication networks has enlarged the coverage, but has made operations more complex, mainly because of the architecture, formed by various layers. These layers deal with different protocols and transmission rates, as well as electrical and optical signals. The usual alternative of expanding the resources proportionally to the demand is impractical due to the high cost. Therefore, efficient solutions which add to the benefits of optical and electronic technology in node architecture and traffic management are essential in the design, expansion and management of telecommunications networks. The nodes that enable traffic switching in the optical and electronic layer and traffic grooming have been used to make the best use of the available resources in the networks. These nodes are known as MG-OXCs. In this research, an approach based on MG-OXCs was proposed with one and three layers, which include the wavelength conversion and traffic grooming. Additionally, a method to calculate the node costs based on their use of ports was proposed. The work also considered optical signal impairments in order to analyze the network physical layer with MG-OXCs nodes. For the purpose of traffic management, a scheme which sets specific wavelengths for different bandwidths and a scheme which monitors the flow of traffic were proposed. The main aim is to reduce the blocking probability of connection requests. In optical networks, the node models proposed are able to reduce the number of ports used in usual optical cross connects and switch the traffic connections using different bandwidths. The scheme of setting specific wavelengths for different bandwidths improves the bandwidth use and the blocking probability. The scheme which monitors the flow of traffic achieves blocking probability reduction due to the increase in resources. The numerical results presented show the feasibility of the proposed algorithms to manage resources and switch traffic in telecommunication networks.

Submitted by Tiago Duba (tiagoduba@gmail.com) on 2013-11-04T01:30:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação MFEE EGPE - Tiago Duba.pdf: 2254622 bytes, checksum: ec194772b1bfdf65d5161e3beb036d4d (MD5) / Approved for entry into archive by Vitor Souza (vitor.souza@fgv.br) on 2013-12-03T12:38:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação MFEE EGPE - Tiago Duba.pdf: 2254622 bytes, checksum: ec194772b1bfdf65d5161e3beb036d4d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-02T19:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação MFEE EGPE - Tiago Duba.pdf: 2254622 bytes, checksum: ec194772b1bfdf65d5161e3beb036d4d (MD5) Previous issue date: 2013-05-05 / Despite the diversity of their strategies, the returns of hedge funds generally exhibit a positive correlation with stock index. On the other hand, distinct funds categories tend to be less correlated to each other compared to funds from the same category. The idea of diversification between funds with low correlation is discussed repeatedly in the literature. In practice, however, few portfolios allocators optimize their portfolios guided by Markowitz (1953) for example. The aim of this study is to identify the optimum asset diversification within the same category. The methodology will seek to minimize the idiosyncratic risk of the investment funds through simulations with other funds in the same category. The study contains analyzes for choosing the optimal number of assets (investment funds) in a given portfolio. These results would benefit mainly the decision making process of Wealth Managements, Investment Consulter and Private Bankers. / Apesar da diversidade de suas estratégias, os retornos dos fundos de investimentos multimercado geralmente exibem correlação positiva com índices de bolsa. Por outro lado, fundos de categorias distintas tendem a ser menos correlacionados entre si se comparados a fundos de mesma categoria. A ideia de diversificação entre fundos de baixa correlação é discutida recorrentemente pela literatura. Na prática, porém, poucos alocadores de portfólios otimizam suas carteiras através das linhas de Markowitz (1953) por exemplo. O objetivo deste estudo é buscar identificar o ponto ótimo de diversificação de ativos (fundos de investimentos) dentro de uma mesma categoria. Como metodologia, buscaremos a minimização do risco idiossincrático dos fundos de investimentos através de simulações com outros fundos de mesma categoria. O estudo contém análises para a escolha do número ideal de ativos em um dado portfólio. Esses resultados beneficiariam, principalmente, o processo decisório das empresas de Wealth Managements, das Consultorias de Investimentos e dos Private Bankers.

A crescente demanda por largura de faixa e o aumento exponencial do número de usuários têm exercido enorme pressão sobre as redes de telecomunicações, exigindo constante melhoria de desempenho. A tecnologia fotônica tem sido capaz de atender a boa parte desta demanda, sendo a principal alternativa para transportar quantidades elevadas de tráfego. Por outro lado, tem havido um impressionante avanço tecnológico no setor de comunicação móvel celular, com destaque para os sistemas que utilizam o esquema de reuso de freqüências como principal tecnologia. Diante da demanda elevada, a alternativa usual de expandir os recursos proporcionalmente tem se mostrado inviável por causa do custo elevado. Assim, soluções eficientes para o problema de alocação de recursos e roteamento de tráfego (PARRT) tornaram-se uma necessidade imperiosa no projeto, expansão e gerenciamento de redes de telecomunicações. O PARRT pode ser modelado como um problema de otimização, geralmente não-polinomial, e as abordagens baseadas em algoritmo genético (AG) têm sido empregadas para solucionar esta classe de problemas para os quais as soluções heurísticas não são possíveis ou freqüentemente conduzem a resultados insatisfatórios. Nesta pesquisa, a abordagem escolhida para resolver o PARRT em redes ópticas e de comunicação móvel celular é baseada em AG. Estratégias adicionais foram incorporadas aos algoritmos propostos para aumentar a eficiência do correspondente AG canônico e proporcionar adaptação às mudanças ocorridas no ambiente investigado. A meta principal é a redução da probabilidade de bloqueio de solicitação de conexão. Em redes ópticas, o modelo proposto resolve o roteamento e a alocação de comprimentos de onda, determina a localização esparsa de conversores de comprimento de onda, limita o número de amplificadores em cascata, proporciona agregação dinâmica de tráfego e imparcialidade de capacidade de largura de faixa por meio de controle de admissão de conexão. Restrições de camada física como emissão espontânea amplificada e dispersão por modo de polarização são incluídas nos algoritmos. Em redes de comunicação móvel celular, os modelos propostos resolvem o problema de alocação de canais proporcionando baixos valores de probabilidade de bloqueio de novas chamadas e de handoff. Os algoritmos incluem o efeito simultâneo de três restrições eletromagnéticas: co-canal, canal-adjacente e co-site. Uma rede híbrida óptica e via satélite é também simulada para constatar a versatilidade dos algoritmos em gerenciar de forma integrada redes de naturezas distintas. Resultados numéricos apresentados demonstram a potencialidade dos algoritmos propostos para gerenciar recursos e rotear tráfego em redes de telecomunicações. / The growing demand for bandwidth together with the exponential increase in the numbers of users have exerted huge pressure on the telecommunication networks, requiring constant performance improvement. Photonic technology has been capable of attending a large amount of this demand, which makes it the main alternative in high traffic transport networks. On the other hand, a remarkable technological progress has occurred in the mobile cellular communications field, which employs frequency reuse as its key technology. The usual alternative of expanding the resources proportionally to the traffic demand has proved to be impractical due to the high cost involved. Thus, efficient solutions to traffic routing and resource allocation problem (TRRAP) became an imperative requirement in design, expansion and management of telecommunication networks. The TRRAP is an optimization problem, generally non-polynomial (NP), that can be successfully modeled with genetic algorithm (GA) as opposed to heuristic solutions, since the later is either not applied or frequently lead to unsatisfactory results. In this research, the elected approach to solve the TRRAP in both optical and cellular mobile communication network is based on GA. Complementary strategies were incorporated to the algorithms to increase the efficiency of the corresponding canonical GA. Additionally, the strategies adopted provide robustness to the GA adaptation against the changes in the investigated environment. The main goal of the proposed GA is the reduction of request-connection blocking probability. The proposed approach is capable of handling the following tasks in WDM optical networks: routing and wavelength assignment (RWA) optimization, sparse wavelength converters arrangement, limitation of the number of cascade amplifiers, dynamic traffic grooming, and bandwidth capacity fairness through connection admission control (CAC) procedure. Physical layer constraints such as amplified spontaneous emission (ASE) and polarization mode dispersion (PMD) are also taken into account. Two algorithms are proposed to solve the channel assignment problem (CAP) in cellular mobile communication networks, providing low values of blocking probability for new calls and handoff. The algorithms include the simultaneous effect of three electromagnetic constraints: cochannel, adjacent channel and cosite. A hybrid optical and wireless network is also simulated to evidence the versatility of the proposed algorithm in managing integrated networks from distinct natures. The numerical results presented throughout this work demonstrate the potentiality of the proposed algorithms in managing resources and providing traffic routing in telecommunication networks.

Este trabalho teve o objetivo de analisar o registro dos prontuários hospitalares como subsídio para a gestão em saúde. Foram analisados 430 prontuários de egressos de 2 hospitais públicos municipais de São Paulo internados em abril de 2010. Os resultados mostraram que os registros dos hospitais foram diferentes na maioria das variáveis estudadas, motivo pelo qual foram tratados separadamente. Observou-se que as variáveis sexo, idade, número de diagnósticos, motivo da saída, tempo de permanência e número de cuidados foram totalmente registradas. Enquanto que as variáveis pressão arterial, freqüência cardíaca, freqüência respiratória, temperatura, dor, alimentação, banho e locomoção foram parcialmente registradas. Analisando as variáveis totalmente registradas verificou-se que no Hospital A e B, respectivamente, adultos de 30 a 59 anos (35.9%, 42.3%), idosos com 60 anos ou mais (22.8%, 16.3%) e crianças menores de 4 anos (20.1%, 17.2%) foram os que mais demandaram internações. Da mesma forma, crianças (4 a 5 dias, 4 a 6 dias) e idosos (2 a 6 dias, 4 a 6 dias) necessitaram de maior tempo de permanência. No Hospital A, as doenças do aparelho respiratório (20.5%) foram as principais responsáveis pelas internações, seguidas pelos transtornos mentais e comportamentais (14.4%). Enquanto que, no Hospital B, as doenças do aparelho respiratório (15.4%) foram as principais responsáveis pelas internações, seguidas pelas doenças do aparelho circulatório (13.5%). No Hospital A e B, respectivamente, os cuidados básicos foram mais freqüentemente registrados na saída (n=278, n=315) em comparação à admissão (n=271, n=234), enquanto que os cuidados invasivos foram mais freqüentemente registrados na admissão (n=505, n=618), em comparação à saída (n=201, n=208). Analisando a presença do registro parcial das variáveis, houve ocorrência no Hospital A na admissão e saída, respectivamente, em: pressão arterial (73.5%, 73.5%), freqüência cardíaca (72.1%, 71.6%), freqüência respiratória (39.1%, 29.3%), temperatura (89.3%, 80.5%), dor (12.6%, 11.2%), alimentação (92.6%, 95.3%), banho (91.6%, 94.4%) e locomoção (94.9%, 95.8%). Enquanto que, no Hospital B, houve presença de registro parcial na admissão e saída, respectivamente, em: pressão arterial (80%, 73.5%), freqüência cardíaca (80.5%, 73%), freqüência respiratória (21.4%, 12.1%), temperatura (96.7%, 89.8%), dor (1.4%, 0.5%), alimentação (100%, 99.5%), banho (99.1%, 99.1%) e locomoção (99.5%, 99.1%). A associação entre as variáveis indicativas: tempo de permanência e número de cuidados na admissão e na saída com as demais variáveis, mostrou que, quanto maior o tempo de permanência e o número de cuidados na admissão e saída, maior a idade, o número de diagnósticos e o comprometimento clínico e funcional. / This work aims to set the basis for a health management by analyzing the key informations of 430 medical records, which were taken from two public hospitals in the city of São Paulo, in April 2010.The research showed that the records were different in both hospitals in most of the variables studied. Consequently, they had to be analysed distinctively. It was observed that, while the variables: gender, age, diagnosis, hospital discharge reasons, lengh of stay and medical cares were entirely recorded, variables like blood pressure, cardiac and breathing frequency, body temperature, pain, food, bath and locomotion were partially recorded. Considering the variables entirely recorded, it was verified that in the hospitals A and B, respectively, the most medical admission requirements were for adults between 30-59 years of age (35.9%, 42.3%), elderly aged 60 or older (22.8%, 16.3%) and children under 4 years old (20.1%, 17.2%). On the same way, children (4 a 5 days, 4 a 6 days) and elderly (2 a 6 days, 4 a 6 days) had longer lenght of stay. In hospital A respiratory system diseases (20.5%) were the leading cause of medical admissions followed by mental and behavioral disorders (14.4%), compared to hospital B, respiratory system diseases (15.4%) followed by circulatory system illnesses(13.5%). In both cases A and B, respectively, the basic care were more frequent on the hospital discharge (n=278, n=315) if compaired to admissions (n=271, n=234), while invasive care were more frequent in the admissions (n=505, n=618) if compaired to hospital discharge (n=201, n=208). Upong analyzing the presence of the variables partial record, it has occurred in hospital A at the time of admissions and medical discharges, respectively,: blood pressure (73.5%, 73.5%), cardiac frequency (72.1%, 71.6%), breathing frequency(39.1%, 29.3%), body temperature (89.3%, 80.5%), pain (12.6%, 11.2%), food (92.6%, 95.3%), bath (91.6%, 94.4%) and locomotion (94.9%, 95.8%), while in the the hospital B, it has occurred respectively;: blood pressure (80%, 73.5%), cardiac frequency (80.5%, 73%), breathing frequency (21.4%, 12.1%), body temperature (96.7%, 89.8%), pain (1.4%, 0.5%), food (100%, 99.5%), bath (99.1%, 99.1%) and locomotion (99.5%, 99.1%). The association between the variables: lenght of stay and number of cares at the time of hospital admissions and discharges with the other parameters, showed that the longer the length of stay and the greater the number of cares in admissions and discharges, the older are the inpatients and the greater are the number of diagnosis and the clinical and functional impairements.