Bruno Prata
Universidade Federal do Ceará, Center of Technology, Faculty Member
Research Interests:
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This paper presents a bibliographical review about vehicle and crew scheduling problem which is applicable in the optimization of public transportation systems. The traditional sequential approaches are presented. The most relevant... more
This paper presents a bibliographical review about vehicle and crew scheduling problem which is applicable in the optimization of public transportation systems. The traditional sequential approaches are presented. The most relevant mathematical models for the integrated approach are exposed. Finally, resolution approaches for the integrated problem,based on heuristics, branch-and-bound, lagrangean relaxation, columns generation and meta-heuristics are presented.
O problema quadrático binário irrestrito (Unconstrained Quadratic Binary Problem – UQBP) pertence à classe de problemas NP-Difícil, e, dadas as aplicações práticas inerentes ao problema supracitado, diversos trabalhos versam sobre sua... more
O problema quadrático binário irrestrito (Unconstrained Quadratic Binary Problem – UQBP) pertence à classe de problemas NP-Difícil, e, dadas as aplicações práticas inerentes ao problema supracitado, diversos trabalhos versam sobre sua resolução. O presente trabalho reporta o desenvolvimento e a aplicação de um Algoritmo Genético Híbrido para o UQBP. A heurística proposta combina mecanismos de recombinação e mutação com uma busca local, aplicados coordenadamente em uma população de soluções, de modo a efetuar uma busca eficaz e eficiente no espaço de soluções possíveis. Foram realizados experimentos computacionais em conjuntos de dados existentes na literatura, para instâncias com 500 variáveis. Os resultados obtidos apontam para a qualidade do algoritmo proposto. Palavras-chave: Metaheurísticas, Otimização Binária Quadrática, Busca Local.
A Estatística Multivariada, por avaliar múltiplas variáveis em uma observação de uma amostra, destaca-se por ter diversas aplicações, tanto no campo científico quanto nas atividades empresariais. Dentre a família de técnicas... more
A Estatística Multivariada, por avaliar múltiplas variáveis em uma observação de uma amostra, destaca-se por ter diversas aplicações, tanto no campo científico quanto nas atividades empresariais. Dentre a família de técnicas multivariadas, a análise de agrupamento (cluster) é uma das mais utilizadas, dada sua utilidade pragmática. Os métodos de análise de agrupamento dividem-se em hierárquicos e não-hierárquicos, ambos com suas vantagens e desvantagens. Este artigo tem o objetivo de reportar uma nova abordagem para a análise de cluster, com um algoritmo de agrupamento que combine características dos métodos hierárquicos e não-hierárquicos. Um conjunto de dados sobre densidade de vegetação foi utilizado para a avaliação do método, que mostrou-se eficiente, cujos resultados esperados de sua aplicação mostraram-se promissores. Como consideração final, sugere-se a utilização de outras medidas de dissimilaridade, com vistas a avaliar o desempenho do algoritmo em diversas circunstâncias. ...
A implantação de infra-estruturas para o transporte de Gás Natural é bastante onerosa, dificultando sua ampla oferta de no Brasil. Assim, devem se buscar métodos que minimizem seus custos de construção, de forma a possibilitar uma... more
A implantação de infra-estruturas para o transporte de Gás Natural é bastante onerosa, dificultando sua ampla oferta de no Brasil. Assim, devem se buscar métodos que minimizem seus custos de construção, de forma a possibilitar uma expansão da oferta do combustível supracitado. O objetivo do presente trabalho é elaborar um modelo de programação matemática que possibilite o projeto de redes de distribuição de gás natural com custo mínimo para uma área de estudo. Foram coletados dados de uma área do município de Fortaleza como exemplo para o projeto ótimo de uma rede de tubulações. Modelos de programação matemática foram implementados e solucionados no programa LINGO. Dada a complexidade computacional dos problemas gerados, estratégias de decomposição foram empregadas, sendo possível obter as soluções ótimas dos subproblemas gerados. Palavras-chave: Programação linear inteira mista, Logística de Distribuição do Gás Natural, Problemas de fluxos em redes.
Este artigo tem por objetivo reportar a proposição de um novo tipo de problema de corte e empacotamento, intitulado Problema de Dobragem e Empacotamento (PDE). Neste novo problema, um conjunto de itens tridimensionais deve ser armazenado... more
Este artigo tem por objetivo reportar a proposição de um novo tipo de problema de corte e empacotamento, intitulado Problema de Dobragem e Empacotamento (PDE). Neste novo problema, um conjunto de itens tridimensionais deve ser armazenado em uma ou mais caixas; porém, tais itens possuem uma dimensão, denominada espessura, que é infinitamente inferior às outras duas dimensões, de forma que os itens podem ser dobrados para serem mais bem armazenados nas caixas. Para uma maior compreensão do problema proposto, o artigo ilustra um exemplo teórico com a construção de algumas soluções para o problema e a proposição de uma heurística para casos específicos do mesmo. Como consideração final do estudo, pode-se destacar a utilidade prática do problema proposto e sugerem-se novos estudos para uma melhor modelagem e resolução do PDE. Palavras-chave: Problemas de Corte e Empacotamento, Problema de Dobragem e Empacotamento, Heurísticas.
Multivariate Statistical analyses multiples variables in a sample observation, standing out due your several applications in the scientific knowledge and business activities. The cluster analysis is one of prominent multivariate... more
Multivariate Statistical analyses multiples variables in a sample observation, standing out due your several applications in the scientific knowledge and business activities. The cluster analysis is one of prominent multivariate techniques, for your pragmatic utility. The cluster analysis methods deal out in hierarchic and non hierarchic, both with advantages and disadvantages. This paper aims to report the proposition of a hybrid algorithm for cluster analysis that combines characteristics of hierarchic and non hierarchic methods. This algorithm was applied in literature problems for assessing your performance. The results were satisfactory and encourage futures researches. As final conclusions, we suggest the realization of new tests to evaluate the accuracy of the algorithm in several circumstances. KEYWORDS: Hybrid algorithm, Cluster Analysis, Multivariate Statistics.
This paper aims at reporting on the development of a Binary Particle Swarm Optimization Algorithm (BPSO) for a variant of the Maximum Covering Problem. This variant consists of a minimization problem, which is similar to the p-medians... more
This paper aims at reporting on the development of a Binary Particle Swarm Optimization Algorithm (BPSO) for a variant of the Maximum Covering Problem. This variant consists of a minimization problem, which is similar to the p-medians problem. A set of 10 medium size instances that were solved for optimality were randomly generated. A BPSO heuristic for the abovementioned variant was developed, which was compared with the exact method and with an adaptation of the classical Chvátal heuristic. The obtained results indicate that the proposed approach has considerable potential for achieving good solutions.
A análise multivariada, de uma maneira geral, refere-se a todos os métodos estatísticos que, de forma simultânea, analisam múltiplas variáveis em relação aos objetos em investigação. Dentre esses métodos, destaca-se a análise de cluster... more
A análise multivariada, de uma maneira geral, refere-se a todos os métodos estatísticos que, de forma simultânea, analisam múltiplas variáveis em relação aos objetos em investigação. Dentre esses métodos, destaca-se a análise de cluster ou agrupamento, que se aplica em diversas áreas. As técnicas de análise de cluster têm a função de organizar, em grupos disjuntos, os objetos em estudo, de forma que os mesmos apresentem semelhanças entre si – dentro de cada grupo. Essas técnicas dividem-se em hierárquicas e não-hierárquicas, sendo que não existe uma técnica “ótima”, pois ambas apresentam vantagens e desvantagens. Com o interesse em suprir essa falha, é proposto nesse trabalho uma nova abordagem para agrupamentos, unindo- se as características das duas técnicas na forma de um algoritmo híbrido chamado de Raio de Influência. Um exemplo clássico usado na literatura foi testado, verificando-se e comparando-se os seus resultados com os outros métodos já conhecidos. As comparações feitas ...
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Tradillionally, the vehicle and crew scheduling processes are performed manually by human planners in public transportation companies. Due to their complexity, these tasks may take days or even weeks of planning, although the use of... more
Tradillionally, the vehicle and crew scheduling processes are performed manually by human planners in public transportation companies. Due to their complexity, these tasks may take days or even weeks of planning, although the use of computers has been disseminated in the area in order to acelerate such processes and make them more flexible. On the other hand, it is usual to schedule vehicles and crews in a sequential manner. However, this practice of separating problems does not take the full advantage from the available resources, as the simultaneous scheduling of vehicles and crews will in general lead to a significant reduction of the operational costs. Taking into consideration the range of variables related to the planning process of vehicles and drivers, there are several practical characteristics of the problem that are not reflected in the solutions generated computationally. Among these characteristics that are frequently ignored, probably the most important is the existenc...
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The oil industry has a quite complex supply chain due to its several products and byproducts, as well as due the complexity of the exploration, production and distribution operations of these goods. At the aforementioned sector, there is... more
The oil industry has a quite complex supply chain due to its several products and byproducts, as well as due the complexity of the exploration, production and distribution operations of these goods. At the aforementioned sector, there is a big pressure to achieve better efficiency levels because of the high costs. In this context, the use of decision support methods is very helpful to the obtainment of minimum cost strategies. This paper aims to report a Linear Programming model for the Brazil Oil Supply Chain. This model prioritizes the costs minimization, what includes production, transport and storage costs. The proposed modeling presented innovations regarding the models in the literature.
This paper has as objectives to report the application of a method based on the Multi-criteria Decision Analysis – MCDA. It is a methodology in the process of prioritization of earth roads maintenance, taking into consideration a set of... more
This paper has as objectives to report the application of a method based on the Multi-criteria Decision Analysis – MCDA. It is a methodology in the process of prioritization of earth roads maintenance, taking into consideration a set of variables which are related to physical, climatic, traffic, management and social aspects and that influence the functioning of those roads. The method for prioritization applies the Analytic Hierarchy Process – AHP through interviews with engineering professionals who are specialized in the conception and analysis of highway projects and that were divided into five groups according to their professional areas: a group of civil servants, a group of consultants, a group of professors, a group of Masters in Transportation Engineering and a group of Master degree students. In order to help in the application of the AHP, the software Expert Choice was used to make the calculation of the logical consistency of the comparison matrices more easily and indic...
RESUMO A administração do Terminal Portuário de Vila do Conde, situado no Estado do Pará, está ampliando sua área de influência e, por conseguinte, o volume de cargas movimentadas pelo porto tende a aumentar nos próximos anos. Para... more
RESUMO A administração do Terminal Portuário de Vila do Conde, situado no Estado do Pará, está ampliando sua área de influência e, por conseguinte, o volume de cargas movimentadas pelo porto tende a aumentar nos próximos anos. Para verificar se as instalações do terminal serão adequadas para movimentar a quantidade de mercadorias previstas, foi concebido um modelo de simulação computacional com o objetivo de estabelecer cenários operacionais do Porto de Vila do Conde para anos futuros. O modelo foi baseado na lógica operacional e nos tempos de operação fornecidos pela Autoridade Portuária, sendo utilizado o programa ARENA tanto para implementação do modelo quanto para simulação de cenários. Foi realizado um estudo estatístico baseado na Teoria das Filas para desenvolver alguns modelos, os quais foram validados, permitindo identificar possíveis gargalos identificados nos horizontes dos cenários apresentados. ABSTRACT The management of the Vila do Conde Port, in state of Pará, is enla...
The port system is a key element to the economic development of a region. In this sense, theperformance evaluation is fundamental to the monitoring and improving the activities ofabove mentioned sector. Data Envelopment Analysis – DEA is... more
The port system is a key element to the economic development of a region. In this sense, theperformance evaluation is fundamental to the monitoring and improving the activities ofabove mentioned sector. Data Envelopment Analysis – DEA is a method, based onmathematical programming, which analyses, with agreement to a set of inputs and outputs ofa process, the relative efficiency of a group of decision making units. The objective of thiswork was create a model to evaluate the performance of the ports in Northeast of Brazil,adopting a model oriented to inputs. It was considered two inputs (length of the pier andadmissible depth) and one output (cargo handling, in weight or number of containers). Thismodel was applied to the 22 ports of the above mentioned region. These ports wereclassified for type of cargo. The analysis made possible to observe that the majority of portslocated in the Northeast of Brazil uses inefficiently its infrastructures. The determination ofthe relative efficien...
O agronegócio da mamona é de grande valia para o crescimento do semi-árido nordestino, pois a cadeia produtiva da mamona gera múltiplos produtos e subprodutos, dentre os quais podemos destacar o biodiesel, a glicerina, a ração para... more
O agronegócio da mamona é de grande valia para o crescimento do semi-árido nordestino, pois a cadeia produtiva da mamona gera múltiplos produtos e subprodutos, dentre os quais podemos destacar o biodiesel, a glicerina, a ração para animais e o adubo vegetal. A produção de mamona como insumo para a produção de biodiesel pode contribuir decisivamente para o desenvolvimento econômico e social da região Nordeste, no entanto, problemas estruturais verificados em todo o setor de transportes implicam na perda de competitividade para vários tipos de agronegócios. Para os produtos agrícolas, (CAIXETA e MARTINS, 2000) estimam que a participação dos custos de transporte no preço final desses produtos no atacado seja mais que duas vezes aquela encontrada para os produtos manufaturados. Sendo assim, a localização de Plantas de Produção de Biodiesel da Mamona - PPBDM deve ser implementada buscando a configuração que minimize o custo total de implantação e distribuição. Este trabalho aplicou o Pro...
RESUMO A programação integrada de veículos e motoristas em transportes públicos de passageiros é um problema difícil de Otimização Combinatória, objeto de investigação continuada ao longo dos últimos anos. Diversos trabalhos têm mostrado... more
RESUMO A programação integrada de veículos e motoristas em transportes públicos de passageiros é um problema difícil de Otimização Combinatória, objeto de investigação continuada ao longo dos últimos anos. Diversos trabalhos têm mostrado que abordagens ...