Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALEXANDRE ITTNER.pdf: 1538757 bytes, checksum: f2722c8cdafb578a75d3a153751fa3a1 (MD5) Previous issue date: 2010-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation presents a research work on the Cable Routing Problem in Electrical Panels and its resolution by computational means. Strictly, this work shows a formal definition for the problem, elaborates on the available computational approaches, and suggests several algorithms for its resolution. At last, an application developed using the proposed algorithms is described, yielding good results for the problem instances typically found in the industry. / Esta dissertação apresenta um estudo sobre as características do Problema do Roteamento de Cabos em Painéis Elétricos e sua solução por meios computacionais. Especificamente, este trabalho apresenta uma definição formal para o problema, descreve as abordagens computacionais disponíveis e propõe uma série de algoritmos para sua solução. Por fim, descreve-se um aplicativo desenvolvido empregando os algoritmos propostos que permite a obtenção de bons resultados para as instâncias deste problema tipicamente encontradas na indústria.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonardoCTB_DISSERT.pdf: 2119704 bytes, checksum: 5bdd21de8bfa668bba821593cdd5289f (MD5) Previous issue date: 2011-02-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Multi-objective combinatorial optimization problems have peculiar characteristics that require optimization methods to adapt for this context. Since many of these problems are NP-Hard, the use of metaheuristics has grown over the last years. Particularly, many different approaches using Ant Colony Optimization (ACO) have been proposed. In this work, an ACO is proposed for the Multi-objective Shortest Path Problem, and is compared to two other optimizers found in the literature. A set of 18 instances from two distinct types of graphs are used, as well as a specific multiobjective performance assessment methodology. Initial experiments showed that the proposed algorithm is able to generate better approximation sets than the other optimizers for all instances. In the second part of this work, an experimental analysis is conducted, using several different multiobjective ACO proposals recently published and the same instances used in the first part. Results show each type of instance benefits a particular type of instance benefits a particular algorithmic approach. A new metaphor for the development of multiobjective ACOs is, then, proposed. Usually, ants share the same characteristics and only few works address multi-species approaches. This works proposes an approach where multi-species ants compete for food resources. Each specie has its own search strategy and different species do not access pheromone information of each other. As in nature, the successful ant populations are allowed to grow, whereas unsuccessful ones shrink. The approach introduced here shows to be able to inherit the behavior of strategies that are successful for different types of problems. Results of computational experiments are reported and show that the proposed approach is able to produce significantly better approximation sets than other methods / Problemas de otimiza??o combinat?ria multiobjetivo apresentam caracter?sticas peculiares que exigem que t?cnicas de otimiza??o se adaptem a esse contexto. Como muitos desses problemas s?o NP-?rduos, o uso de metaheur?sticas tem crescido nos ?ltimos anos. Particularmente, muitas abordagens que utilizam a Otimiza??o por Col?nias de Formigas t?m sido propostas. Neste trabalho, prop?e-se um algoritmo baseado em col?nias de formigas para o Problema do Caminho mais Curto Multiobjetivo, e compara-se o algoritmo proposto com dois otimizadores encontrados na literatura. Um conjunto de 18 inst?ncias oriundas de dois tipos de grafos ? utilizado, al?m de uma metodologia espec?fica para a avalia??o de otimizadores multiobjetivo. Os experimentos iniciais mostram que o algoritmo proposto consegue gerar conjuntos de aproxima??o melhores que os demais otimizadores para todas as inst?ncias. Na segunda parte do trabalho, uma an?lise experimental de diferentes abordagens publicadas para col?nias de formigas multiobjetivo ? realizada, usando as mesmas inst?ncias. Os experimentos mostram que cada tipo de inst?ncia privilegia uma abordagem algor?tmica diferente. Uma nova met?fora para o desenvolvimento deste tipo de metaheur?stica ? ent?o proposta. Geralmente, formigas possuem caracter?sticas comuns e poucos artigos abordam o uso de m?ltiplas esp?cies. Neste trabalho, uma abordagem com m?ltiplas esp?cies competindo por fontes de comida ? proposta. Cada esp?cie possui sua pr?pria estrat?gia de busca e diferentes esp?cies n?o tem acesso ? informa??o dada pelo ferom?nio das outras. Como na natureza, as popula??es de formigas bem sucedidas tem a chance de crescer, enquanto as demais se reduzem. A abordagem apresentada aqui mostra-se capaz de herdar o comportamento de estrat?gias bem-sucedidas em diferentes tipos de inst?ncias. Resultados de experimentos computacionais s?o relatados e mostram que a abordagem proposta produz conjuntos de aproxima??o significativamente melhores que os outros m?todos

Atualmente existem diferentes ferramentas computacionais para auxílio nos estudos de coordenação da proteção, que permitem traçar as curvas dos relés, de acordo com os parâmetros escolhidos pelos projetistas. Entretanto, o processo de escolha das curvas consideradas aceitáveis, com um elevado número de possibilidades e variáveis envolvidas, além de complexo, requer simplificações e iterações do tipo tentativa e erro. Neste processo, são fatores fundamentais tanto a experiência e o conhecimento do especialista, quanto um árduo trabalho, sendo que a coordenação da proteção é qualificada pela IEEE Std. 242 como sendo mais uma arte do que uma ciência. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um algoritmo genético e de um algoritmo inspirado em otimização por colônia de formigas, para automatizar e otimizar a coordenação da função de sobrecorrente de fase de relés digitais microprocessados (IEDs), em subestações industriais. Seis estudos de caso, obtidos a partir de um modelo de banco de dados, baseado em um sistema elétrico industrial real, são avaliados. Os algoritmos desenvolvidos geraram, em todos os estudos de caso, curvas coordenadas, atendendo a todas as restrições previamente estabelecidas e as diferenças temporais de atuação dos relés, no valor de corrente de curto circuito trifásica, apresentaram-se muito próximas do estabelecido como ótimo. As ferramentas desenvolvidas demonstraram potencialidade quando aplicadas nos estudos de coordenação da proteção, tendo resultados positivos na melhoria da segurança das instalações, das pessoas, da continuidade do processo e do impedimento de emissões prejudiciais ao meio ambiente. / Nowadays there are several computational tools applied to the protection coordination studies, which allow observe the curves of the relays, according to the parameters chosen by the designers. However, the process of choosing the curves considered acceptable, with a great number of possibilities and variables involved, is difficult and, moreover, requires simplifications and some trial and error iterations. In this process, the key factors are the expert experience and knowledge as well as a hard work. The protection coordination is described by IEEE Std. 242 as more of an art than a science. This paper presents the development of a genetic algorithm and an algorithm based on an ant colony optimization to automate and optimize the coordination of overcurrent curves using intelligent electronic devices (IEDs) in industrial substations. Six case studies, obtained from a database model based on an actual industrial electrical system, were evaluated. The developed algorithms generated, in all case studies, coordinated curves, complying with all previous established restrictions. The temporal differences of the curves, at three-phase short circuit current values, were very close to the set as optimal. The developed tools are a valuable contribution to the protection coordination studies, improving the safety of the equipment and the people, the process reliability and the prevention of harmful emissions to the environment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The nest refuse of leaf-cutting ants is the depleted material resulted from the degradation of vegetation harvested, after being partially consumed by workers, along with dead ants and remnants of own symbiotic fungus. It is an extremely rich material in many nutrients (N, P, K, Ca, Mg, S) and may act as an important component of the organic matter in tropical soils, influencing the development and diversity of plant species. In addition, as a renewable material, of relatively easy availability and sampling, it may be a compound with a high potential for organic farming. In this study, we evaluated the influence of nest refuse in two distinct situations: i) as a substrate for the production of vegetables and ii) the plant regeneration of newly deforested plots. To this purpose, the experiments were divided into two stages: first, the nest refuse was evaluated as a component in a substrate for production of lettuce seedlings (Lactuca sativa) and arugula (Eruca sativa) at different concentrations. The experimental design was completely randomized, consisting of six treatments and four replications. The treatments were the following mixtures: Control (Cont) considered the basic substrate containing bark of Pinus sp. + sand + vermiculite (3:3:1 v/v); commercial substrate (Tropstrato®- Trop); nest refuse of two species (Atta opaciceps and Acromyrmex balzani) + basic substrate, in two concentrations: 15% and 25% for each of the species tested (AT15, AT25, AC15 and AC25), respectively. All substrates were subjected to chemical analysis for determination of macro- and micronutrients. The influence of the substrate in the development of seedlings was evaluated by height, root length, stem diameter, dry weight and number of leaves at four periods: 15, 20, 25 and 30 days after sowing. For the second stage of the experiment, a portion of 10 m x 5 m was installed in a regeneration area. The plot was divided into 50 sub-plots of 1 m2, of these, 30 subplots were randomly selected for cataloguing herbaceous species present. After that, the original vegetation was completely removed in the whole plot area. Thereafter, it was installed at the center of each subplot a quadrant of 30 cm x 30 cm, 15 of them containing a mixture of a liter of sieved soil with 250 mL of nest refuse of Atta opaciceps (25% of nest refuse) and the remaining quadrants with 1 liter of bare soil (control). The quadrants remained in the field for 150 days to be reforested. Afterwards, richness, abundance, composition and dry biomass of the herbaceous species that colonized the plots were evaluated. Our results showed that the seedlings of vegetables in treatments containing nest refuse of leaf-cutting ants developed as well as those grown in the commercial product taking into account the evaluated attributes. Possibly, the highest average growth rates of seedlings from the AT25 and AC25 treatments are due to higher nutrient concentrations present in the material. The nest refuse also influenced the development of herbaceous species, since plots receiving nest refuse had higher biomass (vigor) in comparison with the control group. However, there was no influence of nest refuse in species diversity between treatments. Our results suggest that nest refuse produced by leaf-cutting ants may have applicability to either production of vegetables or to be disposed in areas that suffered some disturbance, pointing out another ecological service provided by ants. / O lixo de formigas cortadeiras é o material gerado da degradação do material vegetal após ser parcialmente consumido pelas operárias, juntamente com formigas mortas e resquícios do próprio fungo simbionte. É um material extremamente rico em diversos nutrientes e pode atuar como um importante insumo em solos tropicais, influenciando na diversidade e desenvolvimento de espécies vegetais. Além disso, por ser um material renovável, relativamente de fácil disponibilidade e coleta, pode ser um composto com alto potencial em cultivos orgânicos. Nesse estudo avaliamos a influência do lixo em duas situações distintas: i) como substrato para a produção de hortaliças e ii) na regeneração vegetal de parcelas recém desmatadas. Para alcance dos nossos objetivos, os experimentos foram divididos em duas etapas: na primeira, o lixo foi avaliado como componente na formulação de substratos para produção de mudas de alface (Lactuca sativa) e rúcula (Eruca sativa) em diferentes concentrações. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, formado por seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos consistiram em: Cont (Pinus sp. + fibra de coco + vermiculita (3:3:1 v/v)); substrato comercial - (Trop); lixo de formigueiros + substrato Cont, oriundo de duas espécies (Atta opaciceps e Acromyrmex balzani) em duas concentrações de 15% e 25% para cada uma das espécies testadas (AT15, AT25, AC15 e AC25), respectivamente. Todos os substratos foram submetidos às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes. A influência do substrato no desenvolvimento das mudas foi avaliada pela altura, comprimento da raiz, diâmetro do caule, massa seca e número de folhas, em quatro períodos: aos 15, 20, 25 e 30 dias após a semeadura. Para segunda etapa do experimento, uma parcela de 10 m x 5 m foi instalada em uma área em regeneração. A parcela foi subdividida em 50 subparcelas de 1 m2 destas, 30 subparcelas foram selecionadas aleatoriamente para levantamento das espécies herbáceas presentes. Após isso, a vegetação original foi totalmente removida em toda a área da parcela. Posteriormente, no centro de cada uma das 30 subparcelas foi demarcado um quadrante de 30 cm x 30 cm, sendo 15 contendo uma mistura de solo com Atta opaciceps (25% de lixo), totalizando um litro; e 15 com 1 litro de solo (controle). Os quadrantes permaneceram no local por 150 dias, para serem recolonizados pela vegetação. Após esse período avaliou-se a riqueza, abundância, composição e biomassa seca das espécies herbáceas que colonizaram as parcelas. Os nossos resultados mostraram que as mudas de hortaliças nos tratamentos contendo lixo de formigas cortadeiras se desenvolveram tão bem quanto as do tratamento comercial nos atributos avaliados. Possivelmente, as maiores médias de crescimento das mudas no tratamento AT25 e AC25 devem-se às maiores concentrações de nutrientes presentes no material. O lixo também influenciou o desenvolvimento das espécies herbáceas, as parcelas que receberam lixo apresentaram maior biomassa (vigor) em relação ao grupo controle. Porém, não foi observada influência do lixo na diversidade das espécies entre os tratamentos. Nossos resultados sugerem que o lixo produzido por formigas cortadeiras pode ter aplicabilidades tanto para a produção de hortaliças, quanto para ser inserido em áreas que sofreram alguma perturbação, ressalvando mais um serviço ecológico fornecido pelas saúvas.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-21T17:53:15Z No. of bitstreams: 1 cristianogomescasagrande.pdf: 637689 bytes, checksum: 8110c0aa199d98fa3f68855ccb257b82 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:27:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cristianogomescasagrande.pdf: 637689 bytes, checksum: 8110c0aa199d98fa3f68855ccb257b82 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:27:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cristianogomescasagrande.pdf: 637689 bytes, checksum: 8110c0aa199d98fa3f68855ccb257b82 (MD5) Previous issue date: 2010-08-13 / A necessidade de redução do custo associado à operação dos sistemas de distribuição de energia elétrica tem se tornado cada vez mais imperativa no cenário do setor energético. Uma das principais alternativas para resolver este problema é a minimização de perdas de potência ativa nos alimentadores de distribuição. A fim de reduzir as perdas, algumas práticas têm sido adotadas, como a alocação de capacitores em pontos estratégicos do sistema, bem como o ajuste de tapes de transformadores e reconfiguração de redes de distribuição. A solução de problemas desse tipo envolve complexos algoritmos de otimização não linear inteira mista. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma técnica especializada baseada na meta-heurística colônia de formigas para solucionar o problema de minimização de perdas nos sistemas de distribuição de energia elétrica através da alocação ótima de capacitores combinada ao ajuste de tapes, além de considerar restrições de violação de tensão. O algoritmo desenvolvido propõe modificações na estrutura básica do problema, a fim de obter resultados melhores. A metodologia proposta é aplicada a sistemas encontrados na literatura e resultados são comparados com outros métodos. / The reduce the cost associated with the operation of electric power distribution systems has become increasingly imperative in the setting of the energy sector. One of the main alternatives to solve this problem is to minimize power losses in distribution feeders. In order to reduce losses, some practices have been adopted, such as the allocation of capacitors at strategic points in the system as well as LTC adjustment and reconfiguration of distribution networks. The solution of such problems involves complex algorithms for nonlinear mixed integer optimization. Therefore, this paper presents a specialized technique based on meta-heuristic ant colony optimization to solve the problem of minimizing losses in electric power distribution systems through the optimal capacitor placement combined with the LTC adjustment, and consider constraints voltage violation. This algorithm proposes changes to the basic structure of the problem in order to obtain better results. The proposed methodology is applied to systems found in the literature and results are compared with other methods.

A restauração ecológica visa o estabelecimento de ecossistemas semelhantes aos que originalmente ocupavam uma determinada área que foi degradada. Todavia, os resultados dos esforços envolvidos na restauração e no retorno dos processos ecológicos naturais são difíceis de serem medidos, pois faltam métodos apropriados. Os bioindicadores são ferramentas baratas e confiáveis para o diagnóstico das características ambientais e ecológicas, cujo princípio consiste em medidas simples de grupos biológicos especialmente sensíveis às mudanças no meio. Os Arthropoda que ocorrem no solo e na serapilheira, em especial as formigas, mediam processos ecológicos importantes e apresentam características que os tornam bioindicadores potenciais, mas seu uso ainda necessita de conhecimentos específicos. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar o potencial indicador da comunidade de Arthropoda edáfico-epígea na restauração ecológica, com maior enfoque sobre as formigas. Foram avaliadas as comunidades de um gradiente sucessional formado por doze reflorestamentos com diferentes idades e três remanescentes florestais, localizados nas bacias dos rios Pardo e Mogi-Guaçu. O objetivo foi identificar quais os parâmetros que melhor refletem a resposta dessas comunidades ao desenvolvimento florestal. Os resultados indicaram que tanto a mirmecofauna como o restante da comunidade são influenciadas pelos estádios de desenvolvimento florestal. As comunidades variaram em composição e estrutura. A evolução das comunidades mostrou-se direcional, formando um padrão convergente de acordo com o avanço da sucessão. Os resultados indicaram forte efeito da sazonalidade e das técnicas de coleta na interpretação dos resultados. A comunidade edáfico-epígea encontrada no período seco mostrou-se especialmente sensível ao desenvolvimento florestal, enquanto a resposta da mirmecofauna foi mais evidente durante o período chuvoso. Os resultados indicaram também que as comunidades de diferentes regiões, Mogi-Guaçu e Ribeirão Preto, responderam ao processo sucessional, embora tenham apresentado diferenças na composição e no padrão de resposta. As análises com formigas classificadas em grupos funcionais indicaram que a resposta da mirmecofauna ao desenvolvimento florestal ocorre também no nível funcional. As mudanças nos padrões da comunidade e seus módulos estão relacionadas às mudanças nos filtros ambientais e à disponibilidade de nichos. Em conclusão, (1) a riqueza de espécies da fauna edáfico-epígea encontrada na serapilheira do período seco foi um bom preditor geral do desenvolvimento florestal; (2) a riqueza de grupos raros proporcionou o melhor modelo de prognóstico do estádio sucessional, indicando ainda que os reflorestamentos tendem a atingir patamares semelhantes aos encontrados nos remanescentes florestais por volta dos 27 anos após o plantio; (3) na comunidade edáfico-epígea, o avanço no desenvolvimento florestal levou à convergência entre padrões de composição, (4) enquanto na mirmecofauna a convergência ocorreu para os padrões de estrutura, sendo que em ambos os casos (3 e 4), quanto mais avançado o estádio sucessional, mais parecidos entre si são os padrões de locais diferentes; (5) a Equabilidade J das formigas amostradas por iscas decresceu ao longo do desenvolvimento florestal, sendo considerado também um indicador do processo sucessional (6) as classificações funcionais das formigas também permitiram boa predição dos estádios sucessionais, com destaque para formigas capturadas com iscas quando classificadas pelo sistema proposto por Andersen (1995), devido a boa relação custo/benefício. Portanto, foi confirmado o potencial bioindicador da mirmecofauna de comunidade edáfico-epígea geral, que podem ser utilizados como ferramentas de diagnóstico e monitoramento do processo sucessional. O uso mais apropriado deve ser feito por métodos comparativos, através de parâmetros provenientes de ecossistemas referência, ou por medidas repetidas ao longo do tempo, pela observação do deslocamento dos padrões da comunidade e interpretação da proporção dos grupos. / Ecological restoration objective is to promote the return of chemical, physical and biological natural properties as those similar to the native features as possible. However, the restoration projects cannot be well evaluated due to the fact that there are no appropriated tools to do that. Plantations using native species are a prominent technique used in São Paulo state, promoting the fast rising of a plant community, but it is very expensive and hard to measure if ecological processes are returning. Bioindicators are cheap tools to evaluate environmental conditions and ecological processes because they respond to all ecosystem characteristics acting together and the responses of a single group make possible to infer properties of the total biodiversity or the full ecosystem health. Epigeic and hipogeic Arthropoda, especially ants, are potential bioindicators, due to their high abundance, ubiquitousness and their straight relationship to some important ecological processes, even to other community components, but they have not been used because it lacks information about the local scale responses to successional process and which standards can be used as parameters. Hence, we have tried to understand the main standards and responses from soil and litter community, as well as the mirmecofauna responses, under a successional gradient constituted by twelve planted forests in different ages and three forest remainders (semi-deciduous forest), all located at the hydrographic basins, Pardo and Mogi-Guaçu, searching for trustful bioindicators of forest development. General fauna was sampled from litter and soil and ants were additionally sampled by attractive baits, using glucose and sardine. Results have showed that forest development makes influence on structure and composition of general communities and ant communities found in restoration sites, so that over time, these community parameters progressively have become more similar to those found in forest remainders, consisting in a directional shifting. Epigeic and hipogeic general fauna showed to be more sensitive to forest development through dry season, while ants presented critical responses in wet season. Communities from different regions were influenced by successional process but they have presented differences among fauna compositions. The analyses using ants classified in functional groups indicated that forest development makes influence also on fauna functional pattern. Groups occupying specialized niches tend to increase their relative amount throughout forest development. The shifting of ant community functionality may be related to changes in environmental filters plus the increase of niche availability through forest development. As conclusions, under experiment features (1) species richness of litter fauna of dry season is a good predictor of forest development; (2) the richness of rare taxa allowed the best prognosis about sucessional stage, also indicating that fauna found in forest plantations reaches similar fauna standards of forest remainders close to 27 years after the deployment; (3) over time, the composition of general edaphic-epigeic community found in restoration sites becomes more similar to composition of communities found in forest remainders, (4) while for ant communities, the structure standards found in restoration sites progressively become more similar of respective parameter found in forest remainders. (5) the Equitability J of ants communities sampled using baits decreases over forest development and it may be considered a bioindicator of sucessional process; (6) ant functional groups also provided good prediction of sucessional stages, highlighting ant sampling using baits and ant functional classification according to Andersen (1995), due to best benefit-cost ratio. For appropriated application of all bioindicators, the use of comparative techniques may be considered, including ecosystem references, and rather than it uses fixed values of fauna parameters (as fixed goals to be achieved), it is better to consider which parameters of the community are changing over time and if their tendencies are in accordance to the expected.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PauloHAS_TESE.pdf: 9268945 bytes, checksum: 08c0c5f93ed7b964b99c6df2ee26ab1b (MD5) Previous issue date: 2011-12-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The Car Rental Salesman Problem (CaRS) is a variant of the classical Traveling Salesman Problem which was not described in the literature where a tour of visits can be decomposed into contiguous paths that may be performed in different rental cars. The aim is to determine the Hamiltonian cycle that results in a final minimum cost, considering the cost of the route added to the cost of an expected penalty paid for each exchange of vehicles on the route. This penalty is due to the return of the car dropped to the base. This paper introduces the general problem and illustrates some examples, also featuring some of its associated variants. An overview of the complexity of this combinatorial problem is also outlined, to justify their classification in the NPhard class. A database of instances for the problem is presented, describing the methodology of its constitution. The presented problem is also the subject of a study based on experimental algorithmic implementation of six metaheuristic solutions, representing adaptations of the best of state-of-the-art heuristic programming. New neighborhoods, construction procedures, search operators, evolutionary agents, cooperation by multi-pheromone are created for this problem. Furtermore, computational experiments and comparative performance tests are conducted on a sample of 60 instances of the created database, aiming to offer a algorithm with an efficient solution for this problem. These results will illustrate the best performance reached by the transgenetic algorithm in all instances of the dataset / O Problema do Caixeiro Alugador (CaRS) ? uma variante ainda n?o descrita na literatura do cl?ssico Problema do Caixeiro Viajante onde o tradicional tour de visitas do caixeiro pode ser decomposto em caminhos cont?guos e que podem ser realizados em diferentes carros alugados. O problema consiste em determinar o ciclo hamiltoniano que resulte em um custo final m?nimo, considerando o custo da rota adicionado ao custo de uma prov?vel penaliza??o paga em cada troca de ve?culos na rota, penaliza??o devida ao retorno do carro descartado at? a sua cidade base. Sem perda para a generalidade do caso, os custos do aluguel do carro podem ser considerados embutidos nos custos da rota do carro. O presente trabalho introduz o problema geral e o exemplifica, caracterizando igualmente algumas variantes associadas. Uma an?lise geral da complexidade desse problema combinat?rio ? descrita, visando justificar sua classifica??o na classe NP-dif?cil. Um banco de inst?ncias para o problema ? apresentado, descrevendo-se a metodologia de sua constitui??o. O problema proposto tamb?m ? objeto de um estudo algor?tmico experimental baseado na aplica??o de seis metaheur?sticas de solu??o, representando adapta??es do melhor do estado da arte em programa??o heur?stica. Novas vizinhan?as, procedimentos construtivos, operadores de busca, agentes evolucion?rios, coopera??o por multiferom?nios, s?o criados para o caso. Experimentos computacionais comparativos e testes de desempenho s?o realizados sobre uma amostra de 60 inst?ncias, visando oferecer um algoritmo de solu??o competitivo para o problema. Conclui-se pela vantagem do algoritmo transgen?tico em todos os conjuntos de inst?ncias

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LauraEASS_TESE.pdf: 2447411 bytes, checksum: 3e442431965058383423623bc7751de0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Traditional applications of feature selection in areas such as data mining, machine learning and pattern recognition aim to improve the accuracy and to reduce the computational cost of the model. It is done through the removal of redundant, irrelevant or noisy data, finding a representative subset of data that reduces its dimensionality without loss of performance. With the development of research in ensemble of classifiers and the verification that this type of model has better performance than the individual models, if the base classifiers are diverse, comes a new field of application to the research of feature selection. In this new field, it is desired to find diverse subsets of features for the construction of base classifiers for the ensemble systems. This work proposes an approach that maximizes the diversity of the ensembles by selecting subsets of features using a model independent of the learning algorithm and with low computational cost. This is done using bio-inspired metaheuristics with evaluation filter-based criteria / A aplica??o tradicional da sele??o de atributos em diversas ?reas como minera??o de dados, aprendizado de m?quina e reconhecimento de padr?es visa melhorar a acur?cia dos modelos constru?dos com a base de dados, ao retirar dados ruidosos, redundantes ou irrelevantes, e diminuir o custo computacional do modelo, ao encontrar um subconjunto representativo dos dados que diminua sua dimensionalidade sem perda de desempenho. Com o desenvolvimento das pesquisas com comit?s de classificadores e a verifica??o de que esse tipo de modelo possui melhor desempenho que os modelos individuais, dado que os classificadores base sejam diversos, surge uma nova aplica??o ?s pesquisas com sele??o de atributos, que ? a de encontrar subconjuntos diversos de atributos para a constru??o dos classificadores base de comit?s de classificadores. O presente trabalho prop?e uma abordagem que maximiza a diversidade de comit?s de classificadores atrav?s da sele??o de subconjuntos de atributos utilizando um modelo independente do algoritmo de aprendizagem e de baixo custo computacional. Isso ? feito utilizando metaheur?sticas bioinspiradas com crit?rios de avalia??o baseados em filtro

A restauração ecológica visa o estabelecimento de ecossistemas semelhantes aos que originalmente ocupavam uma determinada área que foi degradada. Todavia, os resultados dos esforços envolvidos na restauração e no retorno dos processos ecológicos naturais são difíceis de serem medidos, pois faltam métodos apropriados. Os bioindicadores são ferramentas baratas e confiáveis para o diagnóstico das características ambientais e ecológicas, cujo princípio consiste em medidas simples de grupos biológicos especialmente sensíveis às mudanças no meio. Os Arthropoda que ocorrem no solo e na serapilheira, em especial as formigas, mediam processos ecológicos importantes e apresentam características que os tornam bioindicadores potenciais, mas seu uso ainda necessita de conhecimentos específicos. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar o potencial indicador da comunidade de Arthropoda edáfico-epígea na restauração ecológica, com maior enfoque sobre as formigas. Foram avaliadas as comunidades de um gradiente sucessional formado por doze reflorestamentos com diferentes idades e três remanescentes florestais, localizados nas bacias dos rios Pardo e Mogi-Guaçu. O objetivo foi identificar quais os parâmetros que melhor refletem a resposta dessas comunidades ao desenvolvimento florestal. Os resultados indicaram que tanto a mirmecofauna como o restante da comunidade são influenciadas pelos estádios de desenvolvimento florestal. As comunidades variaram em composição e estrutura. A evolução das comunidades mostrou-se direcional, formando um padrão convergente de acordo com o avanço da sucessão. Os resultados indicaram forte efeito da sazonalidade e das técnicas de coleta na interpretação dos resultados. A comunidade edáfico-epígea encontrada no período seco mostrou-se especialmente sensível ao desenvolvimento florestal, enquanto a resposta da mirmecofauna foi mais evidente durante o período chuvoso. Os resultados indicaram também que as comunidades de diferentes regiões, Mogi-Guaçu e Ribeirão Preto, responderam ao processo sucessional, embora tenham apresentado diferenças na composição e no padrão de resposta. As análises com formigas classificadas em grupos funcionais indicaram que a resposta da mirmecofauna ao desenvolvimento florestal ocorre também no nível funcional. As mudanças nos padrões da comunidade e seus módulos estão relacionadas às mudanças nos filtros ambientais e à disponibilidade de nichos. Em conclusão, (1) a riqueza de espécies da fauna edáfico-epígea encontrada na serapilheira do período seco foi um bom preditor geral do desenvolvimento florestal; (2) a riqueza de grupos raros proporcionou o melhor modelo de prognóstico do estádio sucessional, indicando ainda que os reflorestamentos tendem a atingir patamares semelhantes aos encontrados nos remanescentes florestais por volta dos 27 anos após o plantio; (3) na comunidade edáfico-epígea, o avanço no desenvolvimento florestal levou à convergência entre padrões de composição, (4) enquanto na mirmecofauna a convergência ocorreu para os padrões de estrutura, sendo que em ambos os casos (3 e 4), quanto mais avançado o estádio sucessional, mais parecidos entre si são os padrões de locais diferentes; (5) a Equabilidade J das formigas amostradas por iscas decresceu ao longo do desenvolvimento florestal, sendo considerado também um indicador do processo sucessional (6) as classificações funcionais das formigas também permitiram boa predição dos estádios sucessionais, com destaque para formigas capturadas com iscas quando classificadas pelo sistema proposto por Andersen (1995), devido a boa relação custo/benefício. Portanto, foi confirmado o potencial bioindicador da mirmecofauna de comunidade edáfico-epígea geral, que podem ser utilizados como ferramentas de diagnóstico e monitoramento do processo sucessional. O uso mais apropriado deve ser feito por métodos comparativos, através de parâmetros provenientes de ecossistemas referência, ou por medidas repetidas ao longo do tempo, pela observação do deslocamento dos padrões da comunidade e interpretação da proporção dos grupos. / Ecological restoration objective is to promote the return of chemical, physical and biological natural properties as those similar to the native features as possible. However, the restoration projects cannot be well evaluated due to the fact that there are no appropriated tools to do that. Plantations using native species are a prominent technique used in São Paulo state, promoting the fast rising of a plant community, but it is very expensive and hard to measure if ecological processes are returning. Bioindicators are cheap tools to evaluate environmental conditions and ecological processes because they respond to all ecosystem characteristics acting together and the responses of a single group make possible to infer properties of the total biodiversity or the full ecosystem health. Epigeic and hipogeic Arthropoda, especially ants, are potential bioindicators, due to their high abundance, ubiquitousness and their straight relationship to some important ecological processes, even to other community components, but they have not been used because it lacks information about the local scale responses to successional process and which standards can be used as parameters. Hence, we have tried to understand the main standards and responses from soil and litter community, as well as the mirmecofauna responses, under a successional gradient constituted by twelve planted forests in different ages and three forest remainders (semi-deciduous forest), all located at the hydrographic basins, Pardo and Mogi-Guaçu, searching for trustful bioindicators of forest development. General fauna was sampled from litter and soil and ants were additionally sampled by attractive baits, using glucose and sardine. Results have showed that forest development makes influence on structure and composition of general communities and ant communities found in restoration sites, so that over time, these community parameters progressively have become more similar to those found in forest remainders, consisting in a directional shifting. Epigeic and hipogeic general fauna showed to be more sensitive to forest development through dry season, while ants presented critical responses in wet season. Communities from different regions were influenced by successional process but they have presented differences among fauna compositions. The analyses using ants classified in functional groups indicated that forest development makes influence also on fauna functional pattern. Groups occupying specialized niches tend to increase their relative amount throughout forest development. The shifting of ant community functionality may be related to changes in environmental filters plus the increase of niche availability through forest development. As conclusions, under experiment features (1) species richness of litter fauna of dry season is a good predictor of forest development; (2) the richness of rare taxa allowed the best prognosis about sucessional stage, also indicating that fauna found in forest plantations reaches similar fauna standards of forest remainders close to 27 years after the deployment; (3) over time, the composition of general edaphic-epigeic community found in restoration sites becomes more similar to composition of communities found in forest remainders, (4) while for ant communities, the structure standards found in restoration sites progressively become more similar of respective parameter found in forest remainders. (5) the Equitability J of ants communities sampled using baits decreases over forest development and it may be considered a bioindicator of sucessional process; (6) ant functional groups also provided good prediction of sucessional stages, highlighting ant sampling using baits and ant functional classification according to Andersen (1995), due to best benefit-cost ratio. For appropriated application of all bioindicators, the use of comparative techniques may be considered, including ecosystem references, and rather than it uses fixed values of fauna parameters (as fixed goals to be achieved), it is better to consider which parameters of the community are changing over time and if their tendencies are in accordance to the expected.