Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-11-18T19:42:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseOtimizaçãoProblema.pdf: 4135579 bytes, checksum: 6b71bbbade1f42caa848c5149be42bca (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-19T17:56:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseOtimizaçãoProblema.pdf: 4135579 bytes, checksum: 6b71bbbade1f42caa848c5149be42bca (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-19T17:56:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseOtimizaçãoProblema.pdf: 4135579 bytes, checksum: 6b71bbbade1f42caa848c5149be42bca (MD5) Previous issue date: 2015 / Para explorar a interseção entre problemas de roteamento de veículos propostos na literatura, esta dissertação propõe um problema de roteamento de veículos com muitos objetivos e janelas de tempo flexíveis (MOPRV). É proposta uma abordagem baseada em dois algoritmos evolucionários multiobjetivo (NSGA-II e NSGA-III) e um método para a redução e visualização de objetivos (Árvores de Agregação) é proposta. Através de um estudo sobre a harmonia e conflito entre os objetivos do problema, foi observada a possibilidade de agregação entre os mesmos, reduzindo o problema de seis para três objetivos. Os experimentos demonstram que as soluções para o problema reduzido possuem bons valores para todos os objetivos quando comparado com as soluções do problema completo. Mais ainda, os resultados demonstram que é mais vantajoso visualizar a relação entre os objetivos do MOPRV e em seguida otimizar o problema com menos objetivos do que tentar otimizar diretamente o problema considerando todos os objetivos do MOPRV. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In order to explore the intersection between vehicle routing problems proposed in the literature, this dissertation proposes a many-objective vehicle routing problem with flexible time windows. We propose an approach based on two multiobjective evolutionary algorithms (NSGA-II and NSGA-III) and a method for reduction and visualization of objectives (Aggregation Trees). We observed the possibility of aggregation between the objectives through a study of the harmony and conflict between them, reducing the problem from six to three objectives. The experiments show the solutions for the reduced problem have good values for all objectives when compared to solutions for the complete problem. Moreover, the results show that it is more advantageous to visualize the relationship between objectives for the many-objective vehicle routing problem and then to optimize the reduced problem than to directly optimize the original formulation of the problem considering all six objectives.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leopoldo Bulgarelli de Carvalho.pdf: 696477 bytes, checksum: f90764d3c257bf63305bda69583c731e (MD5) Previous issue date: 2007-09-12 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Recent applications in evolutionary programming have suggested the use of different stable probability distributions, such as Cauchy and Lévy, in the random process associated with the mutations, as an alternative to the traditional (and also stable) Normal distribution. The motivation for this is the attempt to improve the results in some classes of optimisation problems, over those obtained with Normal distribution. Based upon an algorithm proposed in the literature, mostly its version in [Lee and Yao, 2004], that use non Normal stable distributions, we study herein the effect of turning it adaptive in respect to the determination of the more adequate stable distribution parameters for each problem. The evaluations relied upon standard benchmarking functions of the literature, and the comparative performance tests were carried out in respect to the baseline defined by a standard algorithm using Normal distribution. The results suggest numerical and statistical superiority of the stable distribution based approach, when compared with the baseline. However, they showed no improvement over the adaptive method of [Lee and Yao, 2004], possibly due to a consequence of implementation decisions that had to be made in the present implementation, that were not made explicit therein. / Aplicações recentes em programação evolutiva tem sugerido a utilização de diferentes distribuições estáveis de probabilidade, tais como de Cauchy e de Lévy, no processo aleatório associado às mutações, como alternativa à tradicional (e também estável) distribuição Normal. A motivação para tanto é melhorar os resultados em algumas classes de problemas de otimização, com relação aos obtidos através da distribuição Normal. Esse trabalho propõe uma nova classe de algoritmos auto-adaptativos com respeito à determinação dos parâmetros da distribuição estável mais adequada para cada problema de otimização. Tais algoritmos foram derivados de um existente na literatura, especialmente sua versão apresentada em [Lee e Yao, 2004]. Em um primeiro momento foram estudadas as principais características das distribuições estáveis que são, nesse trabalho, o foco dos processos aleatórios associados às mutações. Posteriormente, foram apresentadas as diferentes abordagens descritas pela literatura e as sugestões de algoritmos com características auto-adaptativas. As avaliações dos algoritmos propostos utilizaram funções de teste padrão da literatura, e os resultados comparativos de desempenho foram realizados com relação a um algoritmo tradicional baseado na distribuição Normal. Posteriormente, foram aplicados novos comparativos entre as diversas abordagens auto-adaptativas definidas no presente estudo, e feito um comparativo do melhor algoritmo auto-adaptativo aqui proposto com o melhor algoritmo adaptativo obtido de [Lee e Yao, 2004]. Os resultados evidenciaram superioridade numérica e estatística da abordagem baseada em distribuições estáveis, sobre o método tradicional baseado na distribuição Normal. No entanto, o método proposto não se mostrou mais eficaz que o método adaptativo sugerido em [Lee e Yao, 2004], o que pode ter sido decorrente de decisões de implementação não explícitas naquele trabalho, que tiveram de ser tomadas no presente contexto.

Esta tese apresenta um estudo sobre modelagem computacional onde são aplicadas meta-heurísticas de otimização na solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios unidimensionais com albedo dependente da variável óptica, e meios unidimensionais de duas camadas onde o problema inverso é tratado como um problema de otimização. O trabalho aplica uma meta-heurística baseada em comportamentos da natureza conhecida como algoritmo dos vagalumes. Inicialmente, foram feitos estudos comparativos de desempenho com dois outros algoritmos estocásticos clássicos. Os resultados encontrados indicaram que a escolha do algoritmo dos vagalumes era apropriada. Em seguida, foram propostas outras estratégias que foram inseridas no algoritmo dos vagalumes canônico. Foi proposto um caso onde se testou e investigou todas as potenciais estratégias. As que apresentaram os melhores resultados foram, então, testadas em mais dois casos distintos. Todos os três casos testados foram em um ambiente de uma camada, com albedo de espalhamento dependente da posição espacial. As estratégias que apresentaram os resultados mais competitivos foram testadas em um meio de duas camadas. Para este novo cenário foram propostos cinco novos casos de testes. Os resultados obtidos, pelas novas variantes do algoritmo dos vagalumes, foram criticamente analisados. / This thesis presents a study on computational modeling where optimization metaheuristics are applied to the solution of inverse radiative transfer problems in heterogeneous media: in one-layer media with space-dependent single scattering albedo, and two-layer media, where the inverse problem is formulated as an optimization problem. It is applied a metaheuristic based on the natural behavior of fireflies, known as the firefly algorithm. Initially, comparative studies of performance were made with two other classic stochastic algorithms. The results indicated that the choice of the firefly algorithm was appropriate. Then, it was proposed other strategies that have been inserted into the original firefly algorithm. A first case was proposed where all the strategies were investigated and tested. The strategies with the best results were investigated in other two different cases. All the three proposed cases involved one-layer media with space-dependent scattering albedo. The strategies have been tested and evaluated, and those which presented the best competitive results were then implemented for radiative problems in two-layer media. For this new scenario five test cases were investigated, and the results obtained with the new strategies developed in this work were critically analyzed.

Esta tese apresenta um estudo sobre modelagem computacional onde são aplicadas meta-heurísticas de otimização na solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios unidimensionais com albedo dependente da variável óptica, e meios unidimensionais de duas camadas onde o problema inverso é tratado como um problema de otimização. O trabalho aplica uma meta-heurística baseada em comportamentos da natureza conhecida como algoritmo dos vagalumes. Inicialmente, foram feitos estudos comparativos de desempenho com dois outros algoritmos estocásticos clássicos. Os resultados encontrados indicaram que a escolha do algoritmo dos vagalumes era apropriada. Em seguida, foram propostas outras estratégias que foram inseridas no algoritmo dos vagalumes canônico. Foi proposto um caso onde se testou e investigou todas as potenciais estratégias. As que apresentaram os melhores resultados foram, então, testadas em mais dois casos distintos. Todos os três casos testados foram em um ambiente de uma camada, com albedo de espalhamento dependente da posição espacial. As estratégias que apresentaram os resultados mais competitivos foram testadas em um meio de duas camadas. Para este novo cenário foram propostos cinco novos casos de testes. Os resultados obtidos, pelas novas variantes do algoritmo dos vagalumes, foram criticamente analisados. / This thesis presents a study on computational modeling where optimization metaheuristics are applied to the solution of inverse radiative transfer problems in heterogeneous media: in one-layer media with space-dependent single scattering albedo, and two-layer media, where the inverse problem is formulated as an optimization problem. It is applied a metaheuristic based on the natural behavior of fireflies, known as the firefly algorithm. Initially, comparative studies of performance were made with two other classic stochastic algorithms. The results indicated that the choice of the firefly algorithm was appropriate. Then, it was proposed other strategies that have been inserted into the original firefly algorithm. A first case was proposed where all the strategies were investigated and tested. The strategies with the best results were investigated in other two different cases. All the three proposed cases involved one-layer media with space-dependent scattering albedo. The strategies have been tested and evaluated, and those which presented the best competitive results were then implemented for radiative problems in two-layer media. For this new scenario five test cases were investigated, and the results obtained with the new strategies developed in this work were critically analyzed.