heurísticas e algoritmo exato para o problema de roteamento de veículos com coleta e entrega

83 Pages·2010·3.89 MB·Portuguese

HEURÍSTICAS E ALGORITMO EXATO PARA O
PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS
COM COLETA E ENTREGA SIMULTÂNEAS

DILSON LUCAS PEREIRA
HEURÍSTICAS E ALGORITMO EXATO PARA O
PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS
COM COLETA E ENTREGA SIMULTÂNEAS
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Ciência da Computação
do Instituto de Ciências Exatas da Univer-
sidade Federal de Minas Gerais como re-
quisito parcial para a obtenção do grau de
Mestre em Ciência da Computação.
Orientador: Geraldo Robson Mateus
Belo Horizonte
Fevereiro de 2010
(cid:13)c 2010, Dilson Lucas Pereira.
Todos os direitos reservados.
Pereira, Dilson Lucas
P436h Heurísticas e Algoritmo Exato para o Problema de
Roteamento de Veículos com Coleta e Entrega
Simultâneas / Dilson Lucas Pereira. — Belo Horizonte,
2010
xvi, 67 f. : il. ; 29cm
Dissertação (mestrado) — Universidade Federal de
Minas Gerais
Orientador: Geraldo Robson Mateus
1. Otimização Matemática - Teses. 2. Programação
(Matemática) - Teses. 3. Algoritmos de Computador -
Teses. 4. Transporte Rodoviário - Processamento de
Dados - Teses. I. Orientador. II. Título.
CDU 519.6*61(043)

Agradecimentos
Agradeçoaosmeuspais, DilsoneCatarina, portodoosuportequesempremeproporci-
onaram. Agradeço a minha namorada, Juliana, por sua importante presença em todos
os momentos. Aos professores do DCC/UFMG, que tanto contribuíram para o meu
desenvolvimento intelectual, e em especial ao professor Robson, por toda dedicação em
minha orientação.
vii

Resumo
Este trabalho trata do Problema de Roteamento de Veículos com Coleta e Entrega
Simultâneas, para o qual devem ser desenvolvidas rotas para atender as demandas de
coleta e entrega de um conjunto de consumidores. Cada consumidor deve ser atendido
por uma única rota, a carga recebida é trazida de um depósito central, para onde tam-
bém é levada toda a carga coletada. A capacidade dos veículos utilizados não deve ser
violada em nenhum ponto das rotas. O problema é abordado de maneira heurística e
exata. Inicialmente, são desenvolvidas heurísticas híbridas baseadas em idéias de diver-
sas metaheurísticas, em especial ILS, GRASP e VND. Essas heurísticas são testadas
em diversas instâncias e comparadas aos melhores resultados da literatura, obtendo
resultados competitivos com os melhores algoritmos existentes. É desenvolvido um
método exato Branch-and-price e, nesse contexto, são propostas novas estratégias para
a resolução do subproblema, um Problema de Caminho Elementar Mínimo com Res-
trição de Recursos. Em experimentos computacionais, essas estratégias demonstram
redução significativa no tempo computacional da resolução da Geração de Colunas.
É apresentada também uma estratégia em que limites inferiores obtidos a partir da
geração de colunas são utilizados no processo de decisão do branching. O algoritmo
Branch-and-price é testado e comparado a um algoritmo Branch-and-cut-and-price da
literatura.
Palavras-chave: Roteamento de Veículos, Coleta e Entrega, Heurísticas, Otimização
Combinatória, Programação Inteira.
ix