A proposal for an improved version of EigenAnt algorithm with performance evaluation on combinatorial optimization problems

• Autor(a) principal: Mahrueyan, Mahan
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/6239
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO; Algoritmos; Protocolo de roteamento; Otimização não linear

O algoritmo denominado EigenAnt foi introduzido recentemente para a resolução do problema de encontrar o menor caminho entre dois nós de um grafo, utilizando uma dinâmica com evaporação local de feromônio. O referido algoritmo possui uma prova matemática de convergência ao menor caminho. Nesta tese, realiza-se a análise de estabilidade e sensibilidade paramétrica do algoritmo EigenAnt aplicado a problemas de caminhos mínimos em cadeias binárias entre N nós. Motivado por esta análise, propõe-se uma extensão do algoritmo EigenAnt (denotado Improved EigenAnt), no qual a exploração de distintos equilíbrios estáveis e a velocidade de convergência a estes podem ser ajustada independentemente. Realiza-se também uma análise comparativa entre os algoritmos EigenAnt, Improved EigenAnt e outros algoritmos existentes do tipo Colônia de Formigas, no contexto de problemas de caminho mínimo em redes de roteamento. Adicionalmente, aplica-se o algoritmo novo proposto a problemas multidimensionais de mochileiro, por meio da modelagem destes como problemas de caminhos mínimos em cadeias binárias entre N nós, com restrições. Evaporação local de feromônio e convergência rápida são propriedades de algoritmos da classe EigenAnt que tornam esta classe vantajosa para rastreamento de soluções ótimas de problemas de otimização dinâmica, nos quais as instâncias do problema, a função objetivo e os parâmetros das restrições podem mudar ao longo do tempo. Uma investigação experimental da aplicação do algoritmo proposto (Improved EigenAnt) para rastrear a solução ótima em redes dinâmicas de roteamento e em problemas dinâmicos do mochileiro constituem uma outra contribuição desta tese.