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https://repositorio.pucgoias.edu.br/jspui/handle/123456789/9489
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | HIPER-HEURÍSTICAS APLICADAS AO PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS DE GRANDE ESCALA |
Autor(es): | Carmo , Pedro Paulo Gomes do |
Primeiro Orientador: | Dantas, Maria José Pereira |
metadata.dc.contributor.referee1: | Menezes, José Elmo de |
metadata.dc.contributor.referee2: | Oliveira, Bruno Quirino de |
Resumo: | Este trabalho apresenta a modelagem e implementação de algoritmos baseados em hiper-heurísticas aplicados ao Problema de Roteamento de Veículos de Grande Escala (PRVGE). A pesquisa implementou uma abordagem híbrida em duas fases sequenciais utilizando metodologias baseadas em Costa, Mei e Zhang (2020, 2021): uma HiperHeurística de Seleção Perturbativa com cromossomos compostos por pares (heuristic_id, search_limit) e uma Hiper-Heurística Evolutiva com Knowledge-Guided Local Search (KGLS). O sistema foi implementado em C++ com cinco heurísticas perturbativas (TwoOpt, Or-Opt, Cross-Exchange, Two-Opt e Relocate) e parâmetros otimizados: limite máximo de 300 segundos, máximo de 1000 iterações principais e tolerância de melhoria de 0.001. Os experimentos foram conduzidos em instâncias do VRPLib variando de 199 a 448 clientes. Para a consolidação estatística dos resultados, cada algoritmo foi executado 30 vezes. Os resultados demonstraram gap médio de 4,96% em relação às melhores soluções conhecidas (BKS), processamento médio de 94,2 clientes por segundo e tempo computacional variando de 1 a 8 segundos. A análise identificou correlação muito forte (0,986) entre número de clientes e tempo computacional, indicando escalabilidade linear. Todas as 8 instâncias testadas produziram soluções válidas, com eficiência decrescente de 199 clientes/segundo para instâncias pequenas até 56 clientes/segundo para as maiores. Embora o gap prático apresente diferença de 3,95 pontos percentuais comparado ao método EHH teórico (1,01%), os resultados validam a viabilidade da abordagem para problemas de grande escala. |
Abstract: | This work presents the modeling and implementation of hyper-heuristic-based algorithms applied to the Large-Scale Vehicle Routing Problem (LSVRP). The research implemented a hybrid two-phase sequential approach based on Costa, Mei and Zhang (2020, 2021) methodologies: a Perturbative Selection Hyper-Heuristic with chromosomes composed of (heuristic_id, search_limit) pairs and an Evolutionary Hyper-Heuristic with KnowledgeGuided Local Search (KGLS). The system was implemented in C++ with five perturbative heuristics (Two-Opt, Or-Opt, Cross-Exchange, Two-Opt and Relocate) and optimized parameters: maximum limit of 300 seconds, maximum of 1000 main iterations, and improvement tolerance of 0.001. Experiments were conducted on VRPLib instances ranging from 199 to 448 customers. For statistical consolidation of the results, each algorithm was executed 30 times. Results demonstrated an average gap of 4.96% relative to best-known solutions (BKS), average processing of 94.2 customers per second, and computational time ranging from 1 to 8 seconds. Analysis identified a very strong correlation (0.986) between number of customers and computational time, indicating linear scalability. All 8 tested instances produced valid solutions, with decreasing efficiency from 199 customers/second for small instances to 56 customers/second for larger ones. Although the practical gap shows a difference of 3.95 percentage points compared to the theoretical EHH method (1.01%), results validate the feasibility of the approach for large-scale problems. |
Palavras-chave: | Hiper-Heurísticas Otimização Combinatória roteamento grande escala meta-heuristica |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Pontifícia Universidade Católica de Goiás |
Sigla da Instituição: | PUC Goiás |
metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.pucgoias.edu.br/jspui/handle/123456789/9489 |
Data do documento: | 23-Jun-2025 |
Aparece nas coleções: | TCC Engenharia de Computação |
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