O controle da pressão seletiva é um processo que está intrinsecamente ligado aos algoritmos genéticos, ou seja, é uma aplicação que pertence à técnica de busca baseado na teoria da evolução das populações. A introdução do controle da pressão seletiva em quaisquer aplicações de algoritmos genéticos, dificilmente será realizada em um software com o código fechado, denominado “caixa preta”.
O fato é simplesmente explicado porque o controle da pressão seletiva é um processo interno ao algoritmo genético, mais precisamente introduzido entre duas funções: cálculo da função objetivo dos indivíduos da população e o operador de seleção, realizados a cada geração (iteração) do algoritmo, até se satisfazer o critério de parada. Observa-se, na Figura 10, o modo como o Controle da Pressão Seletiva (CPS) é alocado em um fluxograma de um algoritmo genético básico.
CPS (Controle da Pressão Seletiva)
Alocado em um Algoritmo Genético Básico
Figura 10. Implementação do Controle da Pressão Seletiva em Algoritmo Genético Básico.
Dessa forma, para que haja a possibilidade da implementação do controle da pressão seletiva em um software deste tipo, é necessário que este disponibilize, a cada geração, os valores da função objetivo para a aplicação do controle da pressão seletiva e, em seguida, receba os novos valores para continuar o processo, a partir do operador de seleção. Isso normalmente não é possível, pois o que ocorre é a leitura dos dados de entrada e de controle e a geração dos dados de saída, sendo que o usuário pode nem saber qual é a maneira como ele vem a manipular os dados, conforme mostrado na Figura 11.
Dados de Entrada
Código fechado
“Caixa Preta” Dados de Saída
Controle
Uma alternativa seria o uso de um código parcialmente fechado, no qual não existisse a necessidade de alterações dentro das funções do algoritmo genético como no cálculo das funções objetivo, operadores de seleção, cruzamento entre outros. Portanto, para a implementação do controle da pressão seletiva no MOD, o software de aplicação desenvolvido foi considerado como formado por blocos fechados, onde se preservam as características originais das funções do algoritmo genético, mas se permite a introdução de mais um bloco (função) dentro do processo de otimização.
Na Figura 12, o MOD é representado como sendo um código parcialmente fechado, possibilitando o acesso aos dados tratados pelo algoritmo, sem que se altere o funcionamento original do software. A aplicação do método para controle da pressão seletiva será considerada, simplesmente, como a inclusão de mais um bloco dentro do software que implementa o processo, como apontado pela seta indicada pela sigla CPS.
Cálculo da FO Seleção Cruzamento Mutação População Elitismo CPS MOD Dados de Entrada Dados de Saída Controle
Figura 12. MOD em blocos para a implementação de um novo bloco: controle da pressão seletiva.
Isso é possível, porque o controle da pressão seletiva independe de qualquer outra função. Ele trabalha somente com os valores de função objetivo originais, calculando os novos valores de função objetivo (adequação), para que o método de seleção possa escolher os indivíduos para o cruzamento. A única ressalva quanto aos outros métodos é que o controle da pressão
seletiva, neste trabalho, necessita de um método de seleção que seja proporcional aos valores de função objetivo, como visto no capítulo 3.
4.4 CONSIDERAÇÕES FINAIS DO CAPÍTULO
Neste capítulo foram apresentados os métodos de controle da pressão seletiva investigados para a resolução do problema de otimização de demanda em infra-estrutra aeronáutica, bem como as suas eventuais alterações necessárias.
Outro aspecto relevante, também apresentado neste capítulo, foi a definição dos principais parâmetros envolvendo a variação da pressão seletiva para tornar possível sua aplicação no MOD. Neste capítulo, discutiu-se ainda a forma empregada para a implementação do controle da pressão seletiva dentro do MOD. Todas essas definições são relevantes para a aplicação dos métodos de controle da pressão seletiva, apresentados no próximo capítulo.
5 APLICAÇÃO DOS MÉTODOS DE CONTROLE DA PRESSÃO SELETIVA NA OTIMIZAÇÃO DO
MOD
Este capítulo apresenta um estudo de caso real baseado no trabalho de pesquisa realizado por Naufal (2005). Este estudo compreende as simulações necessárias para se determinar, em cada um dos métodos propostos, qual o melhor ajuste da pressão seletiva que proporcionará os melhores resultados quanto à qualidade e, principalmente, quanto ao tempo total para se chegar a uma solução que seja ótima, comparada aos resultados encontrados no MOD de Naufal (2005).
Para que se possa adotar o MOD como base comparativa dos resultados desta pesquisa, verificando o impacto da implementação do controle da pressão seletiva em uma aplicação complexa, foi necessária a utilização da mesma base de dados pertinente à infra-estrutura aeronáutica, do mesmo ambiente computacional utilizado para as simulações, bem como do mesmo processo de análise dos resultados.
A base de dados utilizada compreende, desde o cenário aeronáutico (aeroportos, setores terminais e de espaço aéreo superior) com os respectivos vôos, horários, rotas e os ajustes dos valores das janelas de ocupação, referentes ao modelo proposto. Nessa base de dados também está contido o melhor set (conjunto de parâmetros) encontrado na micro-calibração dos algoritmos genéticos com o método de seleção da roleta. O set utilizado é a combinação dos parâmetros de controle dos algoritmos genéticos que gerou os melhores resultados para o problema de demanda aeronáutica.