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9 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

9.2 – RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Tendo a estratégia evolucionária demonstrado ser um método eficiente em otimização global, como pode ser visto em testes realizados por Schwefel (1995), Diplock; Openshaw (1996) e mesmo neste estudo, cabe uma tentativa de combinar este método na fase de mutação do procedimento proposto.

Foi utilizado o método de Furness, nesse estudo, na determinação dos Ai' e s Bj' s

do modelo gravitacional – de oportunidades, versão duplamente restrita (GONÇALVES; ULYSSÉA-NETO, 1993). Esse procedimento, apesar de ser robusto e de fácil implementação apresenta, na prática, alguns problemas de convergência (GONÇALVES; SOUZA DE CURSI, 2001). Esse fato é observado, principalmente, quando o ponto está distante do ótimo. Pensando em reduzir esse problema,

problemas com restrições não lineares (SOUZA DE CURSI; ELLAIA; BOUHADI, 2003).

No mesmo âmbito de pesquisa, buscar a geração de um algoritmo tipo evolucionário utilizando o método do gradiente projetado na fase de mutação, e verificar a possibilidade de inserção da Fórmula de Representação neste procedimento. Estes testes, já iniciados pelo autor, merecem um estudo mais criterioso.

Verificar a possibilidade de trabalhar com métodos de transformação ou penalização, tipo Lagrangeana aumentada, na calibração de modelos de interação espacial e na determinação de pontos viáveis para estes problemas. A opção pela Lagrangeana aumentada dá-se em razão das restrições destes modelos de interação espacial serem compostos de restrições de igualdade.

REFERÊNCIAS

1

ALEKSEEV, A. K.; NAVON, I. M. Comparison of advanced large-scale minimization algorithms for the solution of inverse problems. Submitted for publication to Numerical Linear Algebra with Applications, 2004.

ALMEIDA, L. M. W. Desenvolvimento de uma Metodologia para Análise Locacional de Sistemas Educacionais Usando Modelos de Interação Espacial e Indicadores de Acessibilidade. Florianópolis, 1999. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina.

AOKI, M. Introduction to Optimization Techniques – Fundamentals And Applications Of Nonlinear Programming. London: Collier-Macmillan Limited, 1971.

ARROW , K.J., HURWICZ L., UZAWA, H. Studies in Linear and Non-linear Programming Stanford University. Press: Stanford, 1958.

ÁVILA, S. L. et al. Otimização – Conceitos Básicos, Ferramentas e Aplicações. Revista de Automação e Tecnologia da Informação, Florianópolis, v.2, n.1, p.70- 75, jan./jun. 2003.

BAZARAA, M. S.; SHERALI, H. D.; SHETTY, C. M. Nonlinear Programming – theory and algorithms. 2. ed. New York: John Wiley & Sons, 1993.

BEZ, E. T. Um estudo sobre os procedimentos de calibração de alguns modelos de distribuição de viagens. 2000. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

BEZ, E. T.; GONÇALVES, M. B. Um estudo sobre os procedimentos usados para a determinação dos parâmetros de alguns modelos de distribuição de viagens. In: CONGRESO LATINOAMERICANO DE TRANSPORTE PÚBLICO Y URBANO, 11., 2001, Habana. Memorias... Habana: Cetra, 2001. 1 CD.

BEZ, E. T.; GONÇALVES, M. B. Uma análise do comportamento de algumas medidas de ajuste usadas na determinação dos parâmetros de modelos de distribuição de viagens. TEMA, São Carlos, v.3, n.1, p.51-60, 2002.

BEZ, E. T.; SOUZA DE CURSI, J. E.; GONÇALVES, M. B. Procedimento de Representação de Soluções em Otimização Global. In: XXVI Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional, São José do Rio Preto. Resumos das Comunicações do XXVI CNMAC. Rio de Janeiro : SBMAC, v. 1. p. 545-545, 2003.

BLUM, C.; ROLI, A. Metaheuristics in Combinatorial Optimisation: Overview and Conceptual Comparison. Technical Report TR/IRIDIA/2001-13, IRIDIA. Belgium: Université Libre de Bruxelles, 2001.

BOUHADI, M.; ELLAIA, R.; SOUZA DE CURSI, J. E. Stochastic perturbations methods for affine restrictions. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON

BRAMBLE, J.H., PASCIAK, J.E., VASSILEV, A.T. Analysis of the inexact Uzawa algorithms for saddle point problems, SIAM J. Numer. Anal., 33, p. 1072-1092, 1997.

BRENT, R. P. Algorithms for Minimization Without Derivatives. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1973.

BROYDEN, C. G. The Convergence of a Class of Double-Rank Minimization Algorithms 2, The New Algorithm. J. Inst. Math. Applications, v.6, p. 222-231, 1970.

BRUTON, M. J. Introdução ao Planejamento dos Transportes. Rio de Janeiro: Interciência, 1979.

CASTRO, R. E. Otimização de estruturas com multi-objetivos via algoritmos genéticos. 2001. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Civil) – Programa de Pós-Graduação de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

CORTES, M. B. S. Algoritmos Genéticos em programação não linear contínua.1996. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós- Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

Doctorale EEATS - Électronique, Électrotechnique, Automatique, Télécommunications, Signal) INPG – Institut National Polytechnique de Grenoble, France.

CULIOLI, J. C. Introduction à l’Optimisation. Paris: Ellipses,1994.

DAVIDON, W. C. Variable Metric Method for Minimization, A.E.C. Research and Development Report, ANL-5990, 1959.

DIPLOCK, G.; OPENSHAW, S. Using Simple Genetic Algorithms to Calibrate Spatial Interaction Models. Geographical Analysis, v. 28, n. 3, p. 262-279, 1996.

DORIGO, M.; MANIEZZO, V.; COLORNI, A. The Ant System: An Autocatalytic Optimizing Process. Technical Report No. 91-016 Revised, Politecnico di Milano, Italy, 1991a.

DORIGO, M.; MANIEZZO, V.; COLORNI, A. Positive Feedback as a Search Strategy. Technical Report No. 91-016, Politecnico di Milano, Italy, 1991b.

DORIGO, M.; MANIEZZO, V.; COLORNI, A. The Ant System: Optimization by a colony of cooperating agents. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics Part B: Cybernetics, 26(1):29–41, 1996.

EVANS, A. W. The Calibration of Trip Distribution Models with Exponential or Similar Cost Functions. Transportation Researh, v. 5, p. 15-38, 1971.

FIACCO, A. V.; McCORMICK, G. P. Nonlinear Programming Sequential Unconstrained Minimization Techniques. New York: John Wiley, 1968.

FLETCHER, R. Practical Methods of Optimization. 2. ed. Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 1987.

FLETCHER, R. A New Approach to Variable-Metric Algorithms. Computer Journal, v.13, p.317-322, 1970.

FLETCHER, R.; POWELL, M. J. D. A Rapidly Convergent Descent Method for Minimization. Computer Journal, v. 6, p.163-168, 1963.

FLETCHER, R.; REEVES, C. M. Function minimization by conjugate gradients. Computer Journal, v.7, p.149-154, 1964.

FLOUDAS, C. A.; VISWESWARAN, V. A Global Optimization Algorithm (GOP) for Certain Classes of Nonconvex NLPs: I. Theory, Computers and Chemical Engineering, v. 14, n. 12, p. 1397-1417, 1990.

FOTHERINGHAM, A. S. A new set of Spatial Interaction Models: The theory of competing destinations. Environment and Planning A, v. 15, p.15-36, 1983.

FOTHERINGHAM, A. S. Spatial Flows and Spatial Patterns. Environment and Planning A, v. 16, p. 529-543, 1984.

FOTHERINGHAM, A. S. Spatial Competition and Agglomeration in Urban Modelling. Environment and Planning A, v. 17, p.213-230, 1985.

FOTHERINGHAM, A. S. Modelling Hierarchical Destination Choice. Environment and Planning A, v. 18, p.401-418, 1986.

GITLESEN, J. P.; THORSEN, I.; UBØE, J. Misspecifications due to aggregation of data in models for journeys-to-work. Discussion Paper 13. NHH: Department of Finance and Management Science, 2004.

GLOVER, F. Future paths for integer programming and links to artificial intelligence. Comp. Operations Research, v.13, p.533-549, 1986.

GLOVER, F.; LAGUNA, M. Tabu search. Boston: Kluwer Academic Publishers, 1997. 408p.

GOLDBERG, D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Reading, MA: Addison-Wesley, 1989.

GOLDFARB, D. A Family of Variable-Metric Algorithms Derived by Variational Means. Mathematics of Computation, v.24, p.23-26, 1970.

GONÇALVES, M. B. Desenvolvimento e Teste de um Novo Modelo Gravitacional – de Oportunidades de Distribuição de Viagens. 1992. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

GONÇALVES, M. B., CURSI, J. E. S. Métodos Robustos para a Calibração de Modelos de Interação Espacial em Transportes. Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes, 11., 1997. Anais... v. 2, p. 303-313, 1997.

GONÇALVES, M. B.; SOUZA DE CURSI, J. E. Parameter Estimation in a Trip Distribution Model by Random Perturbation of a Descent Method. Transportation Research, v. 35B, p. 137-161, 2001.

GONÇALVES, M. B., ULYSSÉA NETO, I. The Development of a new Gravity – Opportunity Model for Trip Distribution. Environment and Planning, v. 25, p. 817- 826, 1993.

GRIEWANK, A. O. Generalized descent for global optimization, Journal of optimization theory and applications, v. 34, n.1, p. 11-39, 1981.

HOLLAND, J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Applications to Biology, Control and Artificial Intelligence. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1975.

HOLLAND, J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Applications to Biology, Control, and Artificial Intelligence. 2.ed. Cambridge: The MIT Press/A Bradford Book, 1992.

HORST, R.; THOAI, N. V. Modification, implementation and comparison of three algorithms for globally solving linearly constrained concave minimization of functions. In Conference on Numerical Analysis. Computing, v. 42, p. 271-289, 1989.

HU, N. Tabu search method with random moves for globally optimal design. Int. J. Num. Meth. Enginnering, v.35, p.1055-1070, 1992.

HUTCHINSON, B. G. Princípios de Planejamento dos Sistemas de Transporte Urbano. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1979.

KIEFER, J. Sequential Minimax Search for a Maximum. Proc. Am. Math. Soc. v.4, p.502-506, 1953.

KIRKPATRICK, S.; GELLAT, D. C.; VECCHI, M. P. Optimization by Simulated Annealing. Science, v.220, p.671-680, May 1983.

KOZA, J. R. Genetic Programming: on the programming of computers by means of natural selection. Cambridge: MIT Press, 1992

KÜHLKAMP, N. Modelo de oportunidades intervenientes, de distribuição de viagens, com ponderação das posições espaciais relativas das oportunidades. Florianópolis, 2003. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina.

LORENZONI, L. L.; AHONEN, H. T.; GOMES DE ALVARENGA, A. Colônia de formigas para problemas de escalonamento com restrição de recursos. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE PESQUISA OPERACIONAL: A PESQUISA OPERACIONAL E O MEIO AMBIENTE, Campos de Jordão, 2001.

MACIEL, M. C.; SOTTOSANTO, G. N. An Augmented Penalization Algorithm for the Equality Constrained Minimization Problem. TEMA, São Carlos, v.3, n. 2, p. 171-180, 2002.

MAIA R. S.; ALOISE D.; BITTENCOURT V. G. Uma estratégia metaheurística baseada em colônia de formigas para o problema dos k-servos ponderado. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE PESQUISA OPERACIONAL: A PESQUISA OPERACIONAL E O MEIO AMBIENTE, Campos de Jordão, 2001.

MANIEZZO, V.; COLORNI, A.; DORIGO, M. The ant system applied to the quadratic assignment problem. Technical Report IRIDIA/94-28. Belgium: Université Libre de Bruxelles, 1994.

METROPOLIS, N. et al. Equation of State Calculations by Fast Computing Machines, Journal of Chemical Physics, v.21, p.1087-1092, 1953.

MOCCELLIN, J. V.; SANTOS, M. O.; NAGANO, M. S. Um método heurístico busca tabu–simulated annealing para flowshops permutacionais. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE PESQUISA OPERACIONAL: A PESQUISA OPERACIONAL E O MEIO AMBIENTE, Campos de Jordão, 2001.

NAG. The NAG Fortran Library Manual: Mark 15 (e04jaf). Oxford: The numerical algorithms Group Limited, 1991.

NAG. The NAG Fortran Library Manual: Mark 13 (e04jyf). Oxford: The numerical algorithms Group Limited, 2001.

NELDER, J. A.; MEAD, R. A simplex method for function minimization. Computer Journal, v.7, p.308-313, 1965.

NOVAES, A. G. Métodos de Otimização: aplicações aos transportes. São Paulo: Edgard Blücher, 1978.

NORONHA, T. F.; DA SILVA, M. M.; ALOISE, D. J. Uma Abordagem sobre Estratégias Metaheurísticas. Revista Eletrônica de Iniciação Científica da Sociedade Brasileira de Computação – SBC , Ano I, v. I, n. I, 2001.

PALAZZO, L. A. M.; CASTILHO, J. M. V. Algoritmos para Computação Evolutiva. In: OFICINA DE INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL, 1., Pelotas: Educat, p. 60-72, 1997.

POGU, M.; SOUZA DE CURSI, J. E. Global Optimization by Random Perturbation of the Gradient Method with a Fixed Parameter. Journal of Global Optimization, v.5, p.159-180, 1994.

POLAK, E. Computational Methods in Optimization. New York: Academic Press, 1971.

POWELL, M. J. D. An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without calculating derivatives. Computer Journal, v.7, p.155-162, 1964.

PRESS, W. H., Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing. 2. ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1992.

REKLAITIS, G. V.; RAVINDRAN, A.; RAGSDELL, K. M. Engineering Optimization – Methods and Applications. New York: John Wiley & Sons, 1983.

ROSENBROCK, H. H. An automatic method of finding the greatest or least value of a function. Computer Journal, v.3, p.175-184, 1960.

SCHNEIDER, M. Gravity models and trip distribution theory. Papers and Proceedings of the Regional Science Association, v. 5, p. 51-56, 1959.

SCHWEFEL, H. P. Evolution and Optimization Seeking. New York: Wiley, 1995.

SHANNO, D. F. Conditioning of Quasi-Newton Methods for Function Minimization. Mathematics of Computation, v.24, p.647-656, 1970.

SHEPPARD, E. Theoretical underpinnings of the gravity hypothesis, Geographical Analysis. v. 10, n. 4, p. 386-402, 1978.

SHI, Y. H.; EBERHART, R. C. Empirical study of particle swarm optimization, Congress on Evolutionary Computation. Washington DC, USA, p.1945-1950, 1999.

SMITH, D. P.; HUTCHINSON, R. G. Goodness of Fit Statistics for Trip Distribuition Models. Transportation Research, v. 15A, p. 295-303, 1981.

SOUZA DE CURSI, J. E. Une Formule de Représentation pour le point d’optimum global d’une fonctionnelle régulière en dimension finie. Note de Recherche 061/02, LMR, Rouen, 2002.

SOUZA DE CURSI, J. E. Representation and Numerical Determination of the Global Optimizer of a Continuous Function on a Bounded Domain, Frontiers in Global Optimization, (C. A. Floudas and P. M. Pardalos, Eds.), Kluwer Academic Publishers, 2003.

SOUZA DE CURSI, J. E.; ELLAIA, R.; BOUHADI, M. Global Optimization Under Nonlinear Restrictions by Using Stochastic Perturbations of the Projected Gradient, Frontiers in Global Optimization, (C. A. Floudas and P. M. Pardalos, Eds.), Kluwer Academic Publishers, 2003.

STOUFFER, S. A. Intervening opportunities: a theory relating mobility and distance. American Sociological Review, v. 5, n. 6, p. 845-867, 1940.

ULLMAN, E. L. Amenities as a factor in regional growth. Geographical Review. v. 44, n. 1, p. 119-132, 1954.

ZANGWILL, W. I. Nonlinear Programming via Penalty Functions. Management Sci., v. 13, pp. 344-358, 1967.

YUN, S.; SEN, A. Computation of Maximum Likelihood Estimates of Gravity Model Parameters. Journal of Regional Science, v. 34, n. 2, p. 199-216, 1994.

ANEXO A – Avaliação do Desempenho dos Métodos Numéricos Usados na Mutação

Teste realizado com a função de Rosenbrock, levando em conta a característica de sua superfície. A TAB. A1 apresenta a probabilidade de sucesso na busca do mínimo global e, neste caso, apenas com o método de Newton não se obteve um bom desempenho.

Parâmetros utilizados no teste: região de busca à disco de raio = 10; dim = 5; NaFormR = N(0,0.3); NaPal = N(0,0.5); NitFormR = 200; Vlamb = 5; Nit = 100; Nppm = 10; Npal = 50; NintPot = 50; Valfa = 0.5; ValC = 0.1.

TABELA A1 – Resultados do desempenho dos métodos de descida ( pop=5)

Método Gradiente FR Newton DFP BFGS PR

Prob. sucesso 1.00 1.00 0.69 1.00 1.00 1.00

ANEXO B – Avaliação do Comportamento da Fórmula de Representação na Geração da População Inicial

Parâmetros utilizados no teste com a função de Ackley e Griewank: região de busca à disco de raio = 10; dim = 5; Vlamb = 10; NaFormR = N(0,1).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 tamanho da população valor da função

Valor médio da função Menor valor da função

GRÁFICO B1 – Função Ackley (sem utilizar FormR)

0 50 100 150 200 250 300 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 número de iterações valor da função

Valor médio da função Menor valor da função

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 tamanho da população

valor da função Valor médio da função

Menor valor da função

GRÁFICO B3 – Função Griewank (sem utilizar FormR)

0 50 100 150 200 250 300 -1 -0.95 -0.9 -0.85 -0.8 -0.75 -0.7 -0.65 -0.6 -0.55 número de iterações valor da função

Valor médio da função Menor valor da função

GRÁFICO B4 – Função Griewank (utilizando FormR)

ANEXO C – Influência do Tamanho da População

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