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[pt] REDUÇÃO DE CENÁRIOS COM FORMULAÇÃO DE COBERTURA DE CONJUNTOS: UMA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO / [en] SCENARIO REDUCTION WITH SET COVERING FORMULATION: AN APPLICATION IN THE OIL INDUSTRYISABELLA FISCHER GUINDANI VIEIRA 20 September 2021 (has links)
[pt] As técnicas de agrupamentos aplicadas a um grande número de cenários de
incerteza permitem a escolha de um conjunto reduzido, porém, representativo da
população de cenários completa. Em outras palavras, selecionar uma amostra que
contenha uma quantidade menor de elementos a ponto de reduzir suficientemente
o volume total de dados e obter ganhos significativos de eficiência no
processamento dos dados. Esta amostra deve, sobretudo, conseguir preservar as
características do processo estocástico que o originou. Com este intuito, o presente
trabalho propõe uma metodologia de seleção de cenários estocásticos utilizando o
modelo clássico de Cobertura de Conjuntos, inspirada no método forward selection
proposto por Heitsch e Romisch (2003). Aplicada na etapa de cálculo de demanda
estocástica de ferramentas e serviços para construção de poços marítimos de
exploração de petróleo, esta abordagem apresenta uma concepção de cenário
diferente da usada pelos autores. O conjunto de cenários consiste em cronogramas
de atividades gerados a partir da introdução de incertezas no planejamento de cada
atividade, sendo eles estáticos, independentes e com múltiplos atributos. Uma
análise de sensibilidade compara os resultados das demandas calculadas com os
cenários selecionados pelo Problema de Cobertura de Conjuntos (PCC) e a
demanda calculada com o conjunto universo de cenários. O PCC foi solucionado,
nesta aplicação, em sua versão clássica da literatura a partir de um algoritmo exato
e um heurístico. Os resultados apontam diferenças pouco representativas no
resultado final das demandas calculadas com cenários reduzidos e com o total de
cenários. A heurística, ainda que seja first solution, apresentou um resultado
satisfatório em relação ao ganho de desempenho versus confiabilidade, e indica o
potencial do método se aplicado em conjunto com algoritmos de metaheurística e
busca local. / [en] Clustering techniques applied to a large number of scenarios under
uncertainty allows the selection of a reduced, however, representative set of the
complete set of scenarios. In other words, it allows to select a sample that contains
a smaller amount of elements to the point of sufficiently reducing the total data
volume and obtaining efficiency gains in data processing. The challenge is that the
sample must, above all, be able to preserve the characteristics of the stochastic
process that originated it. To this end, this study proposes a methodology for
selecting stochastic scenarios using the classic Set Covering model, inspired by the
forward selection method proposed by Heitsch and Romisch (2003). Applied in the
calculating of stochastic demand for tools and services for the construction of
offshore oil exploration wells, this approach presents a different scenario
conception from the one used by the authors. The set of scenarios consists of
activity schedules generated from the introduction of uncertainties in the planning
of each activity, which are static, independent and with multiple attributes. A
sensitivity analysis compares the results of the demands calculated with the
scenarios selected by the Set Covering Problem (SCP) and the demand calculated
with all the universe of scenarios. The SCP was solved, in this application, in its
classic version using an exact algorithm and a heuristic algorithm. The results
appoint na unexpressive loss in the final result of the demand calculated with
reduced scenarios and with the complete set of scenarios. The simple first solution
heuristic presented a satisfactory result in relation to the performance gain versus
reliability, and indicates the potential of the method if solved with metaheuristic
and local search algorithms.
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[en] AN OPTIMIZATION-BASED EQUIVALENT DC POWER FLOW MODEL FOR NETWORK REDUCTION / [pt] MODELO EQUIVALENTE DE FLUXO DE POTÊNCIA CC PARA REDUÇÃO DE REDES BASEADO EM OTIMIZAÇÃORAUL RIBEIRO DA SILVA 05 October 2021 (has links)
[pt] O uso da representação de modelos completos em estudos de sistemas de potência pode levar a indesejados níveis de esforço computacional e imprecisão devido às incertezas e complexidade dos sistemas modernos. Para endereçar este problema de tratabilidade, métodos de redução de redes
buscam criar um modelo simplificado, com dimensão reduzida, de um dado sistema de potência. As técnicas atuais consideram apenas um ponto de operação no processo de redução falhando em desempenho para uma grande variedade de condições operativas. Adicionalmente, a solução para o fluxo de potência CA (não linear) apresenta pior performance computacional, mas melhor precisão quando comparada à sua contraparte linear (solução para fluxo de potência CC). Infelizmente, a aproximação do fluxo de potência CC desconsidera a perda de energia nas linhas e os efeitos das não linearidades devido as mudanças nos níveis de tensão e potências reativas no sistema. Neste contexto, um novo modelo de fluxo de potência equivalente baseado em otimização é proposto. Assim, para superar as limitações relativas
a performance computacional e as imprecisões para multiplos cenários operativos, utilizamos o modelo proposto para produzir um método de redução baseado no fluxo CC, que apresenta bom desempenho em variados pontos operativos. Neste caso, a solução de um problema de otimização linear, que considera múltiplos cenários de fluxo CA ou medições do sistema, determina os parâmetros da rede equivalente. Para garantir a precisão do modelo, consideramos um conjunto de cargas artificiais para representar o
desbalanço entre os cenários observados e a resposta da rede equivalente. Estas cargas artificiais são funções polinomiais do ponto operativo do sistema, e seus coeficientes são cootimizados com os parâmetros da rede reduzida. A Analise de Componentes Pincipais é utilizada para extrair as
componentes relevantes do vetor de cargas que define um ponto operativo, reduzindo a dimensão do modelo, e melhorarando o desempenho out–of–sample. A metodologia é testada contra o equivalente Ward para diferentes condições operativas. Casos de estudo com dados gerados são apresentados
com o objetivo de analisar a capacidade de generalização do modelo para diferentes níveis de ruído. Por fim, um caso de estudo com perfís de carga realísticos oriundos de uma companhia de distribuição brasileira é conduzido no sistema de teste IEEE 118–Bus. / [en] The use of full model representation in power system studies may lead to undesirable levels of computational burden and inaccuracy due to modern system complexities and uncertainties. To address the tractability issue, network reduction methods aim to create a simplified model, with reduced
dimension, of a given power system. Current techniques consider only one operating point in their reduction process, falling short in properly performing for a wide range of operating conditions. Additionally, a nonlinear AC power flow solution features worse computation performance, but better accuracy
when compared against its linearized counterpart (DC power flow solution). Unfortunately, the DC power flow approximation disregards the line losses and nonlinear effects due to changes in voltage levels and reactive power. In this context, we propose a novel optimization–based framework to create
equivalent power flow models. Thus, to overcome the computational performance limitations and imprecision for multiple operating scenarios, we use the proposed framework to produce a DC–based network reduction method that performs well in many operating points. The solution of a linear optimization problem, which considers multiple AC power flow scenarios or network measurements, determines the equivalent network parameters. To ensure modeling accuracy, we consider a set of artificial dynamic loads to represent the mismatch between observed scenarios and the response of the
equivalent. These artificial loads are polynomial functions of the operating point, and their coefficients are co-optimized with the reduced network parameters. Principal Component Analysis (PCA) is used to extract the relevant components of the load vector defining the operating point, reducing the equivalent model dimensionality, and improving out–of–sample performance. We test the methodology against traditional Ward equivalent for different operating conditions. We present case studies with generated data to investigate the model generalization capability for different noise levels. Finally, we conduct a case study based on realistic load profiles from a Brazilian distribution company within the IEEE 118–Bus test system.
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[pt] ALOCAÇÃO ÓTIMA DE RECURSOS COM RESTRIÇÃO ORÇAMENTÁRIA: UMA APLICAÇÃO NA DIVISÃO DE FARDAMENTO DO CENTRO DE CONTROLE DE INVENTÁRIO DA MARINHA / [en] OPTIMAL ALLOCATION OF RESOURCES WITH BUDGET CONSTRAINTS: AN APPLICATION IN THE UNIFORMS MANAGEMENT OF THE NAVY INVENTORY CONTROL CENTERKARINA DA PAZ BENTES 06 April 2020 (has links)
[pt] A atual situação econômica do País traz à tona a grande responsabilidade dos gestores públicos na administração dos recursos orçamentários colocados à sua disposição. Em tempos de contingenciamento, onde o Governo Federal, em atendimento a Lei de Responsabilidade Fiscal, se ver obrigado a determinar que os Órgão Públicos reduzam as despesas, devido a insuficiência de receitas, se torna primordial a elaboração eficiente de um planejamento que vise a aplicação eficaz desses recursos de forma a atender aos anseios da sociedade. Neste sentido, as Forças Armadas visando executar as atividades necessárias à manutenção da soberania nacional, têm buscado ferramentas que as auxiliem na tomada de decisão
e na correta utilização dos valores recebidos. Sendo assim, esta dissertação tem por objetivo propor um modelo de alocação ótima de recursos financeiros, de forma a maximizar o nível de serviço, ou seja, elevar a disponibilidade do item no estoque, sob restrição orçamentária. A metodologia proposta foi aplicada em um caso real da Marinha do Brasil, em particular, na Divisão de Fardamento do Centro de Controle de Inventário da Marinha. Os resultados demonstram que é possível aumentar significativamente a satisfação dos clientes com os recursos disponíveis, uma vez que a solução do modelo elevou em 200 por cento o nível de serviço, passando dos atuais 24 por cento para 74 por cento. Além disso, a modelagem complementar mostrou que um incremento médio de 8 por cento no orçamento pode gerar melhorias contínuas no nível de serviço, bem como, possibilitou uma economia de 28 milhões de reais no montante
total necessário para atender 100 por cento da demanda de todos os itens, ao se comparar a
sua solução com o resultado obtido a partir da sistemática atualmente utilizada, o
que o torna uma ferramenta útil de planejamento. / [en] The current economic situation of the country brings to light the great responsibility of public managers in the administration of budgetary resources placed at their disposal. In times of contingency, when the Federal Government, in compliance with the Fiscal Responsibility Law, is obliged to determine that the Public Agencies reduce expenses, due to insufficient revenues, it becomes essential the efficient preparation of a plan aimed at the effective application of these resources in order to meet the desires of society. In this sense, the Armed Forces, aiming at carrying out the activities necessary to maintain national sovereignty, have been seeking tools to help them in the decision-making process and in the
correct use of the amounts received. Thus, this dissertation aims to propose a model for optimal allocation of financial resources, in order to maximize the level of service, that is, increase the availability of the item in stock, under budget constraint. The proposed methodology was applied in a real case of the Brazilian
Navy, in particular, in the Uniforms Division of the Navy Inventory Control Center. The results show that it is possible to significantly increase customer satisfaction with the available resources, since the model s solution raised the service level by 200 per cent, from the current 24 per cente to 74 per cent. In addition, the complementary modeling showed that an average increase of 8 per cent in the budget can generate continuous improvements in the service level, as well as a saving of 28 million real in the total
amount needed to meet 100 per cent of the demand for all items, by comparing its solution with the result obtained from the system currently used, which makes it a useful planning tool.
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[pt] ABORDAGEM DE OTIMIZAÇÃO PARA UM PROBLEMA DE ROTEAMENTO E PROGRAMAÇÃO DE NAVIOS / [en] OPTIMIZATION APPROACH TO A SHIP ROUTING AND PROGRAMMING PROBLEMLUCAS GERALDO DE RESENDE LOUZADA 04 May 2020 (has links)
[pt] A organização da operação do transporte marítimo pode ser descrita dentre
três modelos: liner, industrial ou tramp. No setor de tramp, armadores buscam
otimizar os lucros através de ganhos de capacidade e redução de custos, ao mesmo
tempo em que atendem às demandas e às restrições colocadas pelos clientes, muitas
vezes baseadas em contratos. O roteamento de navios se torna um tema relevante
dado que disponibilidade e confiabilidade de datas são um grande diferencial, ainda
mais no atual contexto de alta oferta de navios tramp no mercado e,
consequentemente, fretes mais baixos. Assim, o objetivo desse trabalho é
apresentar um modelo de programação inteira mista visando a maximização do
lucro de viagens pertencentes a uma específica rota geográfica de uma empresa
tramp. O problema trabalhado nessa dissertação é do tipo pick-up e delivery (coleta
e entrega) com janelas de tempo, múltiplas cargas a bordo, frota heterogénea, cargas
fracionadas entre navios, velocidades de navegação variáveis e termos de tempo de
trânsito garantidos. Utilizando-se da otimização Branch-and-Bound, o modelo é
comparado com programações mensal real feita de maneira empírica por
profissionais experientes dessa empresa em que o modelo matemático gera soluções
com reduções de até 7 por cento dos custos totais e desafiando paradigmas estabelecidos
pelos programadores quando da realização do roteamento e programação dos
navios. Tendo em vista tais resultados, o modelo se apresentou como oportunidade
de implementação e melhoria do processo de programação dos navios e do nível de
serviço junto aos clientes. / [en] The organization of the maritime transport operation can be defined among
three models: liner, industrial or tramp. In the tramp sector, shipowners seek to
optimize profits through capacity gains and cost savings, while meeting the
demands and constraints placed by customers, often based on contracts. Vessel
routing becomes as availability and reliability of dates is a great differential,
especially in the current context of a high supply of tramp vessels in the market and,
consequently, lower freight rates. Thus, the hereby objective is to present a mixed
integer programming model aiming to maximize the profit of all voyages belonging
to a specific geographical route of a tramp company. The problem solved with in
this work can be defined as of pick-up and delivery with time windows, multiple
cargoes on board, heterogeneous fleet, split loads, variable sailing speeds and
guaranteed transit time terms. Using Branch-and-Bound optimization, the model is
compared to actual monthly routing planning made empirically by experienced
professionals of that company and the mathematical model generates solutions with
reductions of up to 7 percent of total costs and challenging programmers established
paradigms when routing and programming vessels. In view of these results, the
model presented itself as an opportunity to be implemented and improve the vessel
routing and planning process and level of service to customers.
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[en] OPTIMIZATION OF MICROBIOLOGICAL DIAGNOSIS NETWORK LOCATION: APPLICATION TO THE PUBLIC HEALTH SYSTEM OF SÃO PAULO / [pt] OTIMIZAÇÃO DA LOCALIZAÇÃO DE REDE DE DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO: APLICAÇÃO AO SISTEMA PÚBLICO DE SAÚDE DE SÃO PAULOJULIA HELENA MAIA DO NASCIMENTO 01 February 2021 (has links)
[pt] Em infecções bacterianas, a rapidez no resultado e acurácia do teste
diagnóstico é imprescindível para o tratamento direcionado da doença. O
tempo sem tratamento agrava a infecção e o uso inadequado de antibióticos
pode acarretar o desenvolvimento de bactérias multirresistentes. Um
sistema otimizado de análise microbiológica pode garantir menores custos
de funcionamento, além de elevado nível de serviço. Este trabalho
apresenta um modelo matemático de localização de instalações para
criação de uma rede de diagnóstico microbiológico formada a partir de
estratégias de identificação bacteriana e/ou da presença de resistência
antimicrobiana em populações com suspeita de infecção sanguínea. São
objetivos do modelo de programação inteira mista: minimizar custos
logísticos da rede, diminuir tempos de coletas e transporte de amostras
assim como maximizar o benefício decorrente de um diagnóstico rápido e
eficiente. O modelo proposto foi aplicado a dados reais de demanda de
procedimentos microbiológicos do Estado de São Paulo. Dentre as
tecnologias elegíveis, a solução ótima sugere a instalação de 12 laboratórios
centralizados para o atendimento de testes. O tempo total médio de
diagnóstico, desconsiderando os tempos de cultura, é de 10,3 horas. A
estimativa de economia anual com medicamentos representa
98.498.965,70 de reais do valor orçamentário dedicado a aquisição de
medicamentos. Comparados a uma rede de diagnóstico descentralizada, os
resultados apontam redução média de tempo de identificação microbiana e
economia 48 por cento maior. As análises também evidenciam o impacto do custo
de tratamento sobre os tempos de diagnóstico. Os resultados indicam a
eficácia do modelo como ferramenta de suporte à tomada de decisão e
auxílio a instituições provedoras de saúde podendo ser aplicado a outras
regiões administrativas e em diferentes níveis de formação de rede. / [en] In bacterial infections the speed in results and accuracy of the diagnostic test
is essential for the targeted treatment of the disease. Untreated time
aggravates infection and inappropriate use of antibiotics can lead to the
development of multidrug-resistant bacteria. An optimized microbiological
analysis system can guarantee lower running costs as well as a higher
service level. This work presents a mathematical model of location of
facilities to create a microbiological diagnostic network formed from bacterial
identification strategies and/or the presence of antimicrobial resistance in
populations with suspected blood infection. The objectives of the mixed
integer programming model are minimizing network logistics costs, shorten
sample collection and transport times as well as maximizing the benefits from
rapid and efficient diagnostics. The proposed model was applied to real
demand data of microbiological procedures of the State of São Paulo. Among
the eligible technologies, the optimal solution suggests the installation of 12
centralized testing laboratories. The average total time of diagnosis,
excluding culture times, is 10.3 hours. The estimated annual savings on
medicines represents BRL 98,498,965.70 of the budget amount dedicated to
drug procurement. Compared to a decentralized diagnostic network, the
results show an average reduction in microbial identification time and an
economy 48 percent higher. The analyzes also highlight the impact of treatment
cost on diagnostic times. The results indicate the effectiveness of the model
as a tool to support decision making and aid to health care institutions and
can be applied to other administrative regions and at different levels of
network formation.
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[en] DEPLOYMENT OF DISTRIBUTED, MULTI-LANGUAGE AND MULTI-PLATFORM COMPONENT-BASED SOFTWARE / [pt] IMPLANTAÇÃO DE COMPONENTES DE SOFTWARE DISTRIBUÍDOS MULTI-LINGUAGEM E MULTI-PLATAFORMAAMADEU ANDRADE BARBOSA JUNIOR 09 March 2010 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta uma infraestrutura para implantação remota e
descentralizada de componentes de software distribuídos, multi-linguagem e
multi-plataforma. Diferente de outros trabalhos, essa infraestrutura suporta
a instalação local de componentes com dependências estáticas, que são
geridas por um sistema de pacotes, semelhante àqueles usados em sistemas
operacionais baseados em Linux. A fim de simplificar a gesão do ambiente
de execução e do ciclo de vida dos componentes, essa infraestrutura oferece
uma interface programática que permite o planejamento da implantação e o
mapeamento físico por níveis graduais de detalhamento. Os níveis graduais
de detalhamento ajudam na modularizaçãoo dos planos de implantação
e permitem o mapeamento automático, semi-automático ou totalmente
manual dos componentes no ambiente de execução e nas máquinas físicas.
Isso garante ao desenvolvedor um maior controle sobre a distribuição
dos recursos, caso necessite. O projeto dessa infraestrutura visa facilitar
trabalhos futuros, como o desenvolvimento de novas estratégias automáticas
da implantação e a integração com linguagens de descrição de arquitetura. / [en] This work presents an infrastructure for remote and decentralized deployment
of distributed, multi-language and multi-platform component-based
applications. Unlike other component deployment systems, this infrastructure
supports the local installation of static dependencies, which are managed
by a packaging system, similar to those used in Linux-based operating
systems. In order to simplify the management of the execution environment
and the component’s life-cycle, this infrastructure provides an API that
allows the deployment planning and the physical mapping by incremental
level of details. The incremental level of details promote the modularisation
of deployment plans and allow the automatic, semi-automatic or fully manual
mapping of components in the execution environment and the physical
resources. This provides a better control over the distribution of resources
to the developer, if needed. The design of this infrastructure aims to provide
a basis for future work, as the development of new strategies for automatic
deployment and the integration with architecture description languages.
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[en] MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION METHODS FOR REFINERY CRUDE SCHEDULING APPLYING GENETIC PROGRAMMING / [pt] MÉTODOS DE OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO PARA PROGRAMAÇÃO DE PETRÓLEO EM REFINARIA UTILIZANDO PROGRAMAÇÃO GENÉTICACRISTIANE SALGADO PEREIRA 11 April 2022 (has links)
[pt] A programação de produção em refinaria pode ser compreendida como
decisões que buscam otimizar alocação de recursos, o sequenciamento de
atividades e a sua realização temporal, respeitando restrições e visando ao
atendimento de múltiplos objetivos. Apesar da complexidade e natureza
combinatória, a atividade carece de sistemas sofisticados que auxiliem o
processo decisório, especialmente baseadas em otimização, pois as ferramentas utilizadas são planilhas ou softwares de simulação. A diversidade de
objetivos do problema não implica em equivalência de importância. Pode-se
considerar que existem grupos, onde os que afetam diretamente a capacidade
produtiva da refinaria se sobrepõem aos associados à maior continuidade operacional. Esta tese propõe o desenvolvimento de algoritmos multiobjetivos
para programação de petróleo em refinaria. As propostas se baseiam em conceituadas técnicas da literatura multiobjetivo, como dominância de Pareto
e decomposição do problema, integradas à programação genética com inspiração quântica. São estudados modelos em um ou dois níveis de decisão. A
diferenciação dos grupos de objetivos é avaliada com base em critérios estabelecidos para considerar uma solução proposta como aceitável e também é
avaliada a influência de uma população externa no processo evolutivo. Os
modelos são testados em cenários de uma refinaria real e os resultados são
comparados com um modelo que trata os objetivos de forma hierarquizada.
As abordagens baseadas em dominância e em decomposição apresentam
vantagem sobre o algoritmo hierarquizado, e a decomposição é superior.
Numa comparação com o modelo em dois níveis de decisão, apenas o que
utiliza estratégia de decomposição em cada nível apresenta bons resultados.
Ao final deste trabalho é obtido mais de um modelo multiobjetivo capaz de
oferecer um conjunto de soluções que atendam aos objetivos críticos e deem
flexibilidade de análise a posteriori para o programador de produção, o que,
por exemplo, permite que ele pondere questões não mapeadas no modelo. / [en] Refinery scheduling can be understood as a set of decisions which aims
to optimize resource allocation, task sequencing, and their time-related execution, respecting constraints and targeting multiple objectives. Despite its
complexity and combinatorial nature, the refinery scheduling lacks more
sophisticated support decision tools. The main systems in the area are
worksheets and, sometimes, simulation software. The multiple objectives
do not mean they have the same importance. Actually, they can be grouped
whereas the objectives related to the refinery production capacity are more
important than the ones related to a smooth operation. This thesis proposes
the development of multiobjective algorithms applied to crude oil refinery
scheduling. The proposals are based on the major technics of multiobjective
literature, like Pareto dominance and problem decomposition, integrated
with a quantum-inspired genetic programming approach. One and two decision level models are studied. The difference between groups is handled
with conditions that define what can be considered a good solution. The
effect of using an archive population in the evolutionary process is also
evaluated. The results of the proposed models are compared with another
model that handles the objectives in a hierarchical logical. Both decomposition and dominance approaches have better results than the hierarchical
model. The decomposition model is even better. The bilevel decomposition
method is the only one, among two decision levels models, which have shown
good performance. In the end, this work achieves more than one multiobjective model able to offer a set of solutions which comprises the critical
objectives and can give flexibility to the production scheduler does his analysis. Therefore, he can consider aspects not included in the model, like the
forecast of crude oil batches not scheduled yet.
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[en] NETWORK SIMPLEX, ALGORITHM E IMPLEMENTATION / [pt] SIMPLEX PARA REDES, ALGORITMO E IMPLEMENTAÇÃOJOAQUIM PEDRO DE V CORDEIRO 01 April 2009 (has links)
[pt] Este trabalho busca desenvolver o método Simplex para
Redes na solução de
problemas de Fluxo de Custo Mínimo. Este método consiste
em uma adaptação do
método Simplex primal em que são exploradas as
características específicas da rede
subjacente ao problema ao se buscar a solução ótima em um
número finito de árvores
geradoras. A árvore geradora ótima será obtida
iterativamente através de sucessivas
melhorias na estrutura de cada árvore formada. A maior
eficiência do Simplex para Redes
se dá tanto no menor número de iterações necessárias para
se atingir o ótimo, quanto na
maior velocidade destas iterações, trata-se, portanto, de
um método bastante poderoso na
resolução de problemas de Fluxo de Custo Mínimo. Serão,
também, abordados aspectos
práticos da implementação do algoritmo além da aplicação
deste algoritmo implementado
em VBA (Visual Basic for Applications) em um problema
prático a título de
exemplificação. / [en] The current work intends to develop a Network Simplex
Method for solving
Minimum Cost Flow problems. Such method consists of a
primal Simplex Method
adaptation in which specific characteristics of the network
underlying the problem are
investigated by searching for the optimal solution within a
finite number of spanning
trees. The optimal spanning tree is iteratively obtained
through successive structure
improvements in each formed tree. The higher efficiency of
Network Simplex lies both in
fewer iterations necessary to achieve the optimum and in
the higher speed of these
iterations. Therefore, it is a powerful method for solving
Minimum Cost Flow Problems.
Practical aspects of implementing the algorithm will be
discussed, as well as the
algorithm´s implementation in VBA (Visual Basic for
Applications) through a practical
instance.
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[en] A LINEAR PROGRAMMING APPROACH TO VASCULAR NETWORK SEGMENTATION FROM A SINGLE SEED POINT / [pt] SEGMENTAÇÃO DE REDES VASCULARES A PARTIR DE UMA ÚNICA SEMENTE UTILIZANDO PROGRAMAÇÃO LINEARDARIO AUGUSTO BORGES OLIVEIRA 31 October 2014 (has links)
[pt] Esta tese apresenta o desenvolvimento e os resultados deste projeto de
doutorado, cujo objetivo, de caráter multidisciplinar, foi desenvolver uma
metodologia e uma ferramenta para segmentação de redes vasculares a partir de
imagens de tomografia computadorizada, utilizando procedimentos de
segmentação automática de imagens e visualização tridimensional de dados. A
metodologia sugerida segmenta a rede vascular iterativamente utilizando um
único ponto de partida. A abordagem utiliza um modelo de amostragem cônico
composto de várias camadas esféricas concêntricas ordenadas. Cada ponto
amostrado é avaliado utilizando-se uma medida de vascularidade proposta nesta
tese, que busca identificar pontos que pertencem a vasos. Um grafo dirigido é
então construído com os pontos selecionados e analisado para que se encontre
localmente cadeias de pontos conectados que compõem pedaços de ramos da rede
vascular. Cada segmento da rede vascular gera uma nova semente a partir da qual
uma nova amostragem é realizada e desta forma o procedimento iterativo se
repete até que toda a estrutura vascular seja segmentada. A metodologia foi
testada utilizando-se imagens sintéticas e reais. Dentre as imagens reais foram
segmentadas estruturas vasculares coronárias, carótidas, hepáticas, pulmonares
além de uma rede de fibras nervosas do sistema olfativo. Também foram extraídas
as topologias das redes vasculares. A avaliação foi quando possível quantitativa,
embora este tipo de dado muito raramente ofereça uma segmentação de
referência, e nestes casos a avaliação foi qualitativa e visual. Os resultados obtidos
confirmam o potencial do método e indicam direções para promover
desenvolvimentos futuros. / [en] This thesis presents the development and results of this PhD project, which objective, multidisciplinary, was to develop a methodology and a tool for segmenting vascular networks from CT images, using automatic segmentation procedures and visualization of three-dimensional images data. The suggested
methodology tracks a vascular network iteratively using a single starting point. The approach uses a conical sampling model composed of multiple concentric and ordered spherical layers. Each sampled point is evaluated using a measurement of vascularity proposed in this thesis, which seeks to identify points that belong to vessels. A directed graph is then built with the selected points and analyzed to find chains of connected points that make up pieces of branches of the vascular network. Each vascular segment found generates a new seed from which a new sampling is performed, and in this way the iterative procedure is repeated until the entire vascular structure is segmented. The methodology was tested using synthetic and real images. Among the real images several different vascular structures were segmented, such as coronary, carotid, hepatic, pulmonary and even a network of nerve fibers in the olfactory system. Vascular network topologies were also identified. The evaluation was quantitative where possible, although this type of data rarely provides a segmentation of reference, and apart from these cases the assessment was qualitative and visual. The results confirm the potential of the method and suggest directions for further developments.
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[en] RENEWABLE ENERGY COMMERCIALIZATION MODEL FOR THE FREE MARKET VIA COOPERATIVE GAMES THEORY / [pt] MODELO DE COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL NO AMBIENTE DE CONTRATAÇÃO LIVRE VIA TEORIA DE JOGOS COOPERATIVOSLUCAS FREIRE 08 October 2013 (has links)
[pt] No Brasil, as três principais fontes renováveis de energia elétrica são eólica, pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e biomassa. A comercialização da energia proveniente dessas fontes ocorre majoritariamente no ambiente de contratação regulada (ACR), através de leilões, em detrimento do ambiente de contratação livre (ACL). Isso devido ao fato de seus recursos naturais serem sazonais, estabelecendo o risco de preço-quantidade no ACL, em que o excesso ou déficit de energia gerada em relação à quantidade contratada é liquidado ao preço de liquidação de diferenças (PLD), uma variável sistêmica e altamente volátil. Contudo, a complementaridade dessas fontes permite reduzir esses riscos quando a energia é comercializada de forma conjunta, através de um fundo de energia que gera aumento do valor do portfólio com relação à comercialização individual. Esta dissertação utiliza a teoria de jogos cooperativos para analisar formas de repartir o benefício gerado, através da alocação de quotas financeiras. O conjunto de soluções onde o resultado individual das fontes no fundo é maior do que o resultado individual em qualquer subcoalisão define o núcleo do jogo. Assim, a complexidade de encontrar uma solução dentro do núcleo depende do número de subcoalizões, que cresce exponencialmente com o número de jogadores. Nesse contexto, este trabalho se propôs a apresentar: (i) um modelo de portfólio que incentiva a participação de fontes renováveis no ACL; (ii) um modelo de programação linear que busca o núcleo do jogo; (iii) uma metodologia eficiente baseada em decomposição de Benders, capaz de suprimir a questão da explosão combinatória do problema. / [en] In Brazil, the three main sources of renewable energy are wind, small run-of-river hidros (SH) and biomass. The energy sale of such sources occurs mainly in the Regulated Trading Environment (RTE), through auctions, with shy occurrences in the Free Trading Environment (FTE). This is due to the fact that their natural resources are seasonal, establishing the so-called price-quantity risk in the FTE, as the surplus or deficit of energy generated relative to the contracted amount is settled at the market’s spot price, a systemic and highly volatile variable. However, the complementary nature of these sources allows risk reduction if their energy are trade jointly, through an energy hedge pool that increases the value of the portfolio in comparison to individual strategies. This work makes use of cooperative games theory to analyze ways of sharing the generated benefit, through financial quotas allocation. The set of solutions where the individual sources results in the pool are greater than its results at any possible subcoalition defines the core of the game. Thus, the challenge of finding a solution inside the core depends on the number of subcoalitions, which grows exponentially with the number of players. In this context, this work proposes to present: (i) a model of portfolio that encourages the penetration of renewable sources in the FTE; (ii) a linear programming model that pursuits the game’s core; (iii) an efficient methodology based on Benders decomposition that is capable of suppress the problem of combinatorial explosion, typical of cooperative games with many players.
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