Discretização e parametrização do algoritmo de otimização por enxame de partículas

• Autor(a) principal: Silva, Rui Jorge Valente Alves
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20217
• topic: Otimização por Enxame de Partículas Discretas; Algoritmo; Discretização; Meta-heurísticas; Problema do Caixeiro Viajante; Planeamento de Experiências; Discrete Particle Swarm Optimization; Algorithm; Discretization; Meta-heuristics; Traveling Salesman Problem; Design of Experiments

Da panóplia de meta-heurísticas disponíveis verifica-se uma tendência de utilizar um pequeno número de meta-heurísticas para resolver problemas de características semelhantes. Nos últimos anos tem-se verificado a continuada investigação das meta-heurísticas na resolução dos problemas onde demostram ser mais promissoras, permitindo cada vez melhores prestações, mas, apenas, nesses problemas específicos. Quando os problemas mais complexos são semelhantes, as metaheurísticas especializadas são as mais adequadas, porém, perante problemas mais diversificados torna-se necessário o recurso a múltiplas meta-heurísticas. Isto devido à escassez de métodos estocásticos capazes de resolver, pelos menos satisfatoriamente, problemas diversificados. Neste trabalho, pretende-se atribuir versatilidade a uma ferramenta originalmente criada para resolver problemas contínuos, a Otimização por Enxame de Partículas, ao desenvolver uma versão que consiga resolver, satisfatoriamente, problemas de otimização discretos. A Otimização por Enxame de Partículas sendo o algoritmo simples, consegue resolver efetivamente uma ampla gama de problemas, mas quando aplicado a problemas de otimização discreta, como o Problema do Caixeiro Viajante, necessita de ser adaptado para a correta interpretação e resolução do problema. Nesse sentido, foi desenvolvida a codificação adequada para a interpretação do problema discreto, a representação discreta dos resultados bem como alterações ao procedimento da meta-heurística para o devido tratamento e processamento dos dados discretos, dando origem à Otimização por Enxame de Partículas Discretas. Para a parametrização do algoritmo foi elaborado um plano de experiências com recurso à rotina de planeamento, execução, verificação e reação de cada experiência. Ao utilizar os resultados quantitativos das experiências foi possível descrevem quais as variáveis de teste que mais afetam a resposta, obter informações sobre as inter-relações entre essas mesmas variáveis ao descrever o seu efeito combinado. Embora exista espaço para melhorias, o potencial do algoritmo aqui desenvolvido torna-se evidente ao longo do trabalho. A Otimização por Enxame de Partículas Discretas foi analisado em quatro instâncias do Problema do Caixeiro Viajante, tendo obtido resultados não muito distantes dos resultados ótimos em uma das instâncias. Assim, a meta-heurística proposta evidencia que, com as devidas alterações, a Otimização por Enxame de Partículas pode obter tão bons resultados na resolução de problemas discretos, como na resolução de problemas contínuos.