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CPGEI (Mestrado): Jonas Krause-16/12/13

Defesa Pública de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 16/12/2013
das 14h00 até 17h00
Onde Sede Centro - Sala C301
Nome do Contato Prof. Heitor Silvério Lopes
Participantes Prof. Heitor Silvério Lopes, Dr. Orientador - UTFPR
Prof. Lauro César Galvão, Dr. Co-orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Leandro Magatão, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Eduardo Gontijo Carrano, Dr. - SIGLA
Prof. Lauro César Galvão, Dr. - SIGLA
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Programação Matemática e Evolução Diferencial para a Otimização de Redes de Dutos

Resumo: A otimização de uma rede de transporte de derivados de petróleo é um problema complexo bastante difundido na literatura.
As atuais estruturas de redes presentes no nosso país possibilitam diversas modelagens para a sua otimização.
A modelagem matemática apresentada neste trabalho cria um problema de otimização combinatorial com grandes espaços de busca.
Métodos de resolução deste problema através da programação linear inteira mista e de algoritmos heurísticos de evolução diferencial são propostos utilizando variáveis binárias.
Os resultados encontrados com a busca exaustiva da programação linear apresentam valores ótimos para os benchmarks com pequenos espaços de busca e valores sub-ótimos para grandes.
Resultados utilizando a evolução diferencial também são apresentados como uma alternativa de baixo esforço computacional.
A aplicação destes métodos proporciona alternativas para o transporte de diferentes produtos em um horizonte de tempo definido e compara os métodos heurísticos com codificações binárias e contínuas.
Tais resultados incentivam a utilização de algoritmos heurísticos com codificação contínua para problemas combinatoriais e apontam os métodos de discretização como uma alternativa eficaz para a utilização destes algoritmos para problemas discretos.
Palavras-chave: Otimização Combinatorial, Oleodutos, Programação Linear Inteira Mista, Evolução Diferencial

Mathematical Programming and Differential Evolution for Optimization of Pipeline Networks

Abstract: The optimization of an oil pipeline network is a complex problem widespread in literature.
The current network structures present in our country allow different modeling for optimization.
The mathematical modeling presented in this paper create a combinatorial optimization problem with large search spaces.
Methods for solving this problem by mixed integer linear programming and heuristic algorithms of differential evolution are proposed using binary variables.
The results found with the exhaustive search of linear programming have optimum values for benchmarks with small search spaces and sub-optimal values for large ones.
Results using the differential evolution are also presented as an alternative with low computational effort.
The application of these methods provides alternatives for the transportation of different products on a defined time horizon and compares the heuristic methods with binary and continuous encodings.
Such results encourage the use of heuristic algorithms with continuous encoding to solve combinatorial problems and indicate the discretization methods as an effective alternative to the use of these algorithms for discrete problems.
Keywords: Combinatorial Optimization, Oil Pipeline, Mixed Integer Linear Programming, Differential Evolution

Lista de publicações:
KRAUSE, Jonas; PARPINELLI, R. S.; LOPES, H. S.. Proposta de um algoritmo inspirado em Evolução Diferencial aplicado ao Problema Multidimensional da Mochila, 2012, Curitiba. Anais do Encontro Nacional de Inteligência Artificial – ENIA.

KRAUSE, Jonas; CORDEIRO, Jelson; PARPINELLI, Rafael Stubs; LOPES, Heitor Silvério. A Survey of Swarm Algorithms Applied to Discrete Optimization Problems. In: Xin-She Yang; Zhihua Cui; Renbin Xiao; Amir Hossein Gandomi; Mehmet Karamanoglu. (Org.). Swarm Intelligence and Bio-inspired Computation. 1ed. Amsterdam: Elsevier, 2013, p. 169-191.

KRAUSE, Jonas; CORDEIRO, Jelson André;  LOPES, Heitor Silvério. Comparação de Métodos de Computação Evolucionária para o Problema da Mochila Multidimensional. In: H.S. Lopes; L.C.A. Rodrigues; M.T.A. Steiner. (Org.). Meta-Heurísticas em Pesquisa Operacional. 1ed.Curitiba: Omnipax, 2013, p. 87-98.

KRAUSE, Jonas. ; LOPES, Heitor Silvério. A comparison of differential evolution algorithm with binary and continuous encoding for the MKP. In: BRICS - Conference on Computational Intelligence, 2013, Recife. Proceedings of BRICS-CCI, 2013.

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