Um algoritmo híbrido para resolução de problemas binários.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rezende, Josiane da Costa Vieira
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/123456789/6512
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Um algoritmo híbrido para resolução de problemas binários.Programação linearHeurísticaProcesso estocásticoPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.Este trabalho apresenta um método híbrido, denominado HGVPRLB, para resolver problemas lineares binários. O método combina os procedimentos Greedy Randomized Adaptive Search Procedures -- GRASP, Variable Neighborhood Descent -- VND, propagação de restrições, e cortes Local branching. Como em todo algoritmo GRASP, o método HGVPRLB apresenta duas fases, que interagem entre si até que o tempo limite seja atingido. A primeira fase visa a construção de uma solução inicial; a segunda, por sua vez, visa ao refinamento dessa solução construída. Na fase de construção, é utilizado o resolvedor CBC e um procedimento de propagação de restrições, de forma a gerar uma solução inicial para o problema. O resolvedor CBC relaxa as variáveis binárias, isto é, atribui o valor de cada variável no intervalo real [0,1]. O procedimento propagação de restrições possui a finalidade de verificar se existe solução viável ao se fixar uma determinada variável no valor 1. Se esta solução existir, ele poderá retornar, ainda, um conjunto de possíveis fixações das demais variáveis. Na fase de refinamento são utilizados cortes Local branching controlados pelo procedimento VND até que um tempo previamente definido seja atingido. Os cortes Local Branching utilizam um resolvedor de programação linear inteira como uma ferramenta caixa-preta para explorar eficientemente subespaços das soluções do problema. O método desenvolvido foi aplicado a um conjunto de problemas binários da biblioteca MIPLIB 2010 com o intuito de verificar sua capacidade de obter soluções viáveis de qualidade variando-se o tempo de processamento. Os experimentos computacionais realizados mostraram que, quando o tempo de processamento aumenta, o método consegue aumentar tanto o número de soluções viáveis quanto a qualidade delas. Além disso, o método desenvolvido se mostrou superior a outro método da literatura, bem como a dois outros resolvedores de código aberto nesses dois indicadores de avaliação.This paper presents a hybrid method, called HGVPRLB, in order to solve binary linear problems. The method combines the procedures Greedy Randomized Adaptive Search Procedures -- GRASP, Variable Neighborhood Descent -- VND, Constraint Propagation, and Local Branching cuts. As in all GRASP, HGVPRLB has two phases that interact with each other until the time limit is reached. The first phase aims to construct an initial solution and in the second, this constructed solution is refined. In the construction phase, CBC solver is used the and the constraint propagation procedure in order to obtain an initial solution. The CBC solver relaxes the binary variables, that is, assigns the value of each variable in the real interval [0,1]. The constraint propagation procedure has the purpose of verifying if there is feasible solution when a particular variable is set to 1. If this solution exist, it can still return a set of possible fixations to the other variables. In the refinement phase are used Local branching cuts controlled by a VND procedure until a predetermined time is reached. The Local Branching cuts uses an integer linear programming solver as a black box tool to efficiently explore solution subspaces of the problem. The proposed method was applied to a set of binary problems from MIPLIB 2010 library in order to verify its ability to get good quality feasible solutions varying the processing time. Computational experiments showed that when the processing time increases, the method can increase the number of feasible solutions as well as the quality of these solutions. Besides it, the proposed method outperforms another method of literature, as well as two other open source solvers in relation to these evaluation metrics.Souza, Marcone Jamilson FreitasMartins, Alexandre XavierSouza, Sérgio Ricardo deRezende, Josiane da Costa Vieira2016-05-24T18:10:31Z2016-05-24T18:10:31Z2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfREZENDE, Josiane da Costa Vieira. Um algoritmo híbrido para resolução de problemas binários. 2015. 70 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6512Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 12/05/2016 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. 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