Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vilas Boas, Matheus Guedes
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6311
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Computação, Universidade Federal de Ouro Preto.
id UFOP_0f8c051ed70c7adc65caf6a8655da530
oai_identifier_str oai:repositorio.ufop.br:123456789/6311
network_acronym_str UFOP
network_name_str Repositório Institucional da UFOP
repository_id_str 3233
spelling Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.Otimização combinatóriaAlgoritmos de computadorProgramação heurísticaPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Computação, Universidade Federal de Ouro Preto.O presente trabalho trata do projeto, implementação e avaliação de algoritmos exatos e heurísticos, sequenciais e paralelos, para a resolução do problema da enumeração de cliques com peso acima de um limiar (PECPL). Esse problema considera um grafo com vértices ponderados, onde o objetivo é encontrar todos os cliques maximais com peso acima de um limiar. Os algoritmos estudados neste trabalho são aplicados na separação de cortes no contexto de Programação Inteira. Encontrar todos os cliques acima de um dado peso é equivalente ao problema de encontrar todas as desigualdades violadas de clique. Foram desenvolvidas adaptações em algoritmos conhecidos na literatura para a resolução do problema. Para o algoritmo de Bron-Kerbosch, uma adaptação foi realizada para resolver o PECPL. Além disso, várias melhorias foram propostas a fim de melhorar a eficiência na resolução das instâncias do problema. Foram propostas uma versão iterativa do algoritmo, originalmente recursivo, e uma versão paralela. O algoritmo de Ostergard e a heurística busca tabu com multi-vizinhanças também foram implementados e modificados para refletir o problema abordado no presente trabalho. Porém, a metaheurística Simulated Annealing foi proposta e desenvolvida utilizando-se as mesmas estruturas de vizinhança utilizadas na heurística busca tabu com multivizinhanças. A diferença das duas técnicas está na estratégia de resolução do problema: enquanto a primeira utiliza-se do conceito de lista tabu, a ultima simula o processo de recozimento de metais. Nos experimentos computacionais, foram utilizadas 7292 instâncias, oriundas de quatro conjuntos referentes à separação de cortes em problemas formulados por meio do uso de programação inteira. Os experimentos foram conduzidos em duas partes: em um primeiro momento, as instâncias foram utilizadas para resolução do PECPL. Posteriormente, o foco foi a resolução do problema do clique de peso máximo (PCPM). Quanto à resolução do PECPL, os resultados obtidos comprovam a eficiência do algoritmo de Bron-Kerbosch, quando comparado aos demais algoritmos, ao encontrar a solução ótima para todas as instâncias e em um tempo consideravelmente menor do que as outras técnicas. Quando a análise dos resultados foi direcionada à resolução do PCPM, todas as técnicas implementadas obtiveram bons resultados, com destaque para a heurística busca tabu com multi-vizinhanças, a qual resolveu todas as instâncias de forma ótima, com o menor tempo computacional em relação às demais abordagens. Como trabalhos futuros, são sugeridos a adoção de operadores lógicos para a representação do grafo no algoritmo de Bron-Kerbosch, a melhoria da versão paralela do algoritmo e o estudo do projeto das metaheurísticas Simulated Annealing e busca tabu.This work deals with the design, implementation and evaluation of exact and heuristic algorithms, sequential and parallel to the resolution of clique enumeration problem with weight above a threshold (PECPL). This problem considers a graph with weighted vertices, where the goal is to nd all maximal cliques with weight above a threshold. The algorithms studied in this work are applied in the separation cuts in the context of Integer Programming. Find all clique above a certain weight is equivalent to the problem of nding all the inequalities violated clique. Adaptations were developed algorithms known in the literature, to solve the problem. For the Bron-Kerbosch algorithm, an adaptation was made to solve the PECPL. In addition, several improvements were proposed in order to improve e ciency in the resolution of problem instances. It has been proposed an iterative version of the algorithm, recursive originally, and a parallel version. The Ostergard algorithm and multi-neighborhoods tabu search heuristic were also implemented and modi ed to re ect the problem addressed in this paper. Finally, the Simulated Annealing metaheuristic was proposed and developed using the same neighborhood structures used in multi-neighborhoods tabu search heuristic. The di erence of the two techniques is in solving strategy problem: while the rst is used the concept of tabu list, the last simulates the process of annealing of metals. In the computational experiments, we used 7292 instances, belonging to four sets related to the separation cuts in problems formulated by using integer programming. The experiments were conducted in two parts: at rst, the instances were used for solving the PECPL. Later, the focus was on resolving the maximum weight clique problem (PCPM). As for the resolution of the PECPL, the results prove the e ciency of Bron-Kerbosch algorithm, when compared to other algorithms to nd the optimal solution for all instances and in a considerably shorter time than the other techniques. When analyzing the results was directed to resolving the PCPM, all techniques implemented performed well, particularly the multi-neighborhoods tabu search heuristic, which solved all instances optimally with less computational time compared to other approaches. As future work, it is suggested the adoption of logical operators for the representation of the graph in Bron-Kerbosch algorithm, improved parallel version of the algorithm and the study design of simulated annealing and tabu search metaheuristics.Santos, Haroldo GambiniVilas Boas, Matheus Guedes2016-02-19T13:16:22Z2016-02-19T13:16:22Z2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVILAS BOAS, Matheus Guedes. Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo. 2015. 96 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6311Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 16/02/2016 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2020-04-07T13:51:36Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/6311Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332020-04-07T13:51:36Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
dc.title.none.fl_str_mv Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
title Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
spellingShingle Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
Vilas Boas, Matheus Guedes
Otimização combinatória
Algoritmos de computador
Programação heurística
title_short Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
title_full Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
title_fullStr Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
title_full_unstemmed Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
title_sort Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo.
author Vilas Boas, Matheus Guedes
author_facet Vilas Boas, Matheus Guedes
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Santos, Haroldo Gambini
dc.contributor.author.fl_str_mv Vilas Boas, Matheus Guedes
dc.subject.por.fl_str_mv Otimização combinatória
Algoritmos de computador
Programação heurística
topic Otimização combinatória
Algoritmos de computador
Programação heurística
description Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Computação, Universidade Federal de Ouro Preto.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015
2016-02-19T13:16:22Z
2016-02-19T13:16:22Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv VILAS BOAS, Matheus Guedes. Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo. 2015. 96 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.
http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6311
identifier_str_mv VILAS BOAS, Matheus Guedes. Algoritmos exatos e heurísticos para a resolução do problema da descoberta de cliques de peso máximo. 2015. 96 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.
url http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6311
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFOP
instname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
instacron:UFOP
instname_str Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
instacron_str UFOP
institution UFOP
reponame_str Repositório Institucional da UFOP
collection Repositório Institucional da UFOP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufop.edu.br
_version_ 1813002818484699136

Registros relacionados