Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30181
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorGodoi, Giliard Almeida de-
dc.date.accessioned2022-11-25T19:24:48Z-
dc.date.available2022-11-25T19:24:48Z-
dc.date.issued2021-12-09-
dc.identifier.citationGODOI, Giliard Almeida de. Operadores de cruzamento para o problema da árvore de Steiner em grafos. 2021. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30181-
dc.description.abstractThe Steiner Tree Problems in Graphs (STPG) aims to find the lowest cost tree- graph that connects a subset of terminal nodes. The general case for this problem belongs to the NP-hard class, and several approaches have been developed to discover better solutions. Metaheuristics also have been employed, although they were not so competitive when compared with more traditional approaches. When it comes to Genetic Algorithms (GA), this worst performance might be due to inefficient representation and operators for the problem constraints. For instance, binary representation and its operators can represent unfeasible solutions such as disconnected subgraphs. Alternatively, the Edge Sets representation narrows the population to feasible solutions (connected and cycle-free subgraphs). It represents a tree just by the set of its edges, and its operators are based on algorithms that compute a spanning tree for a graph. The partition-based crossover originally proposed to recombine Hamiltonian cycles for the Travelling Salesman Problem also handles directly with the solutions' graph representation. In this research, we propose an adaptation for the partition-based crossover for the STPG, named PXST. Then, we compare the proposed operator with the others from the Edge Sets representation. Furthermore, we proposed two soft-repair operators that only improve the solutions' cost. We ran experiments with problems instance from classes B and C from OR- Library datasets. They showed that the proposed operator was competitive in terms of the best solution cost found. It also found the best global solution for all instances from class B (It had a success rate of 18% for the worst case) and for class C was also better in some cases. Regarding the execution time, the GA with PXST was faster in many cases, mainly due to the quick population convergence.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectAlgoritmos genéticospt_BR
dc.subjectTeoria dos grafospt_BR
dc.subjectÁrvores (Teoria dos grafos)pt_BR
dc.subjectGenetic algorithmspt_BR
dc.subjectGraph theorypt_BR
dc.subjectTrees (Graph theory)pt_BR
dc.titleOperadores de cruzamento para o problema da árvore de Steiner em grafospt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoO Problema da Árvore de Steiner em Grafos (STPG) tem por objetivo determinar uma árvore com o menor custo possível, que conecte um subconjunto de vértices terminais. O caso geral do STPG pertence à classe NP-difícil e diversas estratégias foram desenvolvidas para determinar soluções cada vez melhores. Apesar de abordagens utilizando Algoritmos Genéticos (GA) também terem sido propostas, elas não são competitivas quando comparadas com outras mais tradicionais. Esse pior desempenho pode estar relacionado ao uso de esquemas de codificação e operadores inadequados para as características do problema. Por exemplo, a representação binária e seus respectivos operadores podem codificar soluções infactíveis que se traduzem em subgrafos desconexos. Outros esquemas de codificação lidam diretamente com a representação em grafos das soluções candidatas e são capazes de representar somente soluções factíveis (árvores conexas e livres de ciclos). A representação denominada Edge Sets codifica uma árvore apenas pelo seu subconjunto de arestas e seus operadores de cruzamento são baseados em algoritmos para determinação de árvores geradoras. Outra classe de operadores, que também manipulam diretamente a representação em grafos dos indivíduos, são os operadores baseados em partição (PX, GPX, GAPX e GPX2). Eles foram originalmente propostos para o Problema do Caixeiro Viajante, cujas soluções são ciclos Hamiltonianos. Esses últimos operadores são conhecidos pelas características de transmissão de alelos (hereditariedade), respeitabilidade e tunelamento entre ótimos locais. O presente trabalho apresenta uma adaptação dos operadores baseados em partição para o STPG denominada PXST. Esse operador é então comparado com aqueles da representação por conjunto de arestas. Além disso, duas estratégias de reparo que aprimoram o custo das soluções candidatas foram investigadas. Experimentos com instâncias das classes B e C da biblioteca OR-Library demonstram que o operador PXST é competitivo, em termos de custo da melhor solução encontrada. Além disso, ele foi capaz de encontrar uma solução ótima global para todas as instâncias da classe B, com uma taxa de sucesso de 18% para o pior caso. Para as instâncias da classe C também obteve uma taxa de sucesso superior em muitos casos. Embora o GA com o operador PXST tende a ser mais rápido, isso se deve em parte à rápida estagnação da população de indivíduos.pt_BR
dc.degree.localCornélio Procópiopt_BR
dc.publisher.localCornelio Procopiopt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-1715-0852pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3223316854344499pt_BR
dc.contributor.advisor1Sanches, Danilo Sipoli-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8972-5221pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6377657274398145pt_BR
dc.contributor.referee1Sanches, Danilo Sipoli-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8972-5221pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6377657274398145pt_BR
dc.contributor.referee2Sampaio, Lucas Dias Hiera-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-1644-3634pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2330964607178017pt_BR
dc.contributor.referee3Tinos, Renato-
dc.contributor.referee3LattesXXXpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Informáticapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.capesCiência da Computaçãopt_BR
Aparece nas coleções:CP - Programa de Pós-Graduação em Informática

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
crossoversteinertreeppgi.pdf6,39 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir
ResumoTecnicoOperadoresCruzamentoSteinerTree.pdf459,39 kBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.