Algoritmo baseado em evolução diferencial para solução de problemas de otimização combinatória

• Autor(a) principal: Andre Luiz Maravilha Silva
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LEK79
• topic: Evolução diferencial; Otimização combinatória; Abordagem baseada em conjuntos; Metaheurísticas; Heurísticas; Otimização combinatória; Engenharia elétrica; Heurística

Problemas de otimização combinatória são definidos sobre conjuntos e a solução destes problemas pode ser entendida como a definição de um subconjunto de possíveis elementos de forma a otimizar uma função objetivo, sujeito a restrições. Problemas desta natureza podem ser identificados em inúmeras situações reais, porém, apesar de serem de simples entendimento, encontrar a solução ótima pode ser uma tarefa inviável. Muitos problemas de otimização combinatória pertencem à classe de problemas NP-difícil. Assim, o estudo e desenvolvimento de novas técnicas algorítmicas para obtenção de boas soluções é muito importante para esta área. Um algoritmo que tem atraído a atenção de pesquisadores é o algoritmo de evolução diferencial (DE, do inglês differential evolution) por apresentar uma boa capacidade de convergência e relativa simplicidade de implementação e compreensão. Porém, o DE é um algoritmo que foi originalmente projetado para solução de problemas de otimização de variáveis contínuas. Devido às suas características, alguns pesquisadores têm tentado adaptar este algoritmo para a solução de problemas de otimização combinatória. No entanto, tais adaptações não preservam as características que atraíram a atenção ao DE original, e o comportamento destas adaptações não vai muito além de uma busca aleatória no espaço de soluções. Acredita-se que isso ocorre devido à uma escolha inadequada para codificação das soluções. Diante disso, o presente trabalho adota uma codificação baseada em conjuntos para uso com a estrutura do DE. Além disso, os operadores aritméticos da mutação diferencial são substituídos por operações sobre conjuntos e, ainda assim, mantendo suas características. Experimentos computacionais sugerem a superioridade da técnica proposta em relação a outras adaptações existentes do DE, utilizando como base o problema do caixeiro viajante. Além disso, a técnica proposta foi comparada com outras abordagens para a solução de problemas de otimização combinatória, retornando resultados competitivos em relação aos demais métodos para o problema de agrupamento centrado capacitado.