Heurísticas híbridas para o problema de alocação de berços para navios e para um problema de agrupamentos

• Main Author: Rudinei Martins de Oliveira
• Other Authors: Luiz Antonio Nogueira Lorena
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2014
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/04.15.17.03

Este trabalho apresenta heurísticas híbridas para o Problemas de Alocação de Berços (PAB) e para o Problema de Agrupamentos. O PAB consiste em alocar navios a posições de atraque, de forma que seja utilizado o máximo de espaço do cais minimizado o tempo de serviço e é resolvido nos casos discreto e contínuo. O PAB pode ser considerado como um dos principais problemas de otimização em terminais marítimos, devido à crescente demanda de navios que transportam contêineres. Neste contexto, é proposta uma nova alternativa para resolvê-lo. Essa alternativa é baseada na aplicação do método \emph{Clustering Search} (CS), utilizando o \emph{Simulated Annealing} como gerador de soluções. O CS é um método iterativo que divide o espaço de busca em grupos e é composto por uma meta-heurística geradora de soluções, um processo de agrupamento e uma heurística de busca local. Em relação ao problema de agrupamentos, busca-se a separação de um conjunto de dados em grupos, tal que os membros de cada grupo sejam similares entre si. Os métodos de solução baseiam-se na aplicação de uma técnica de geração de colunas para resolver o problema p-medianas. São propostas cinco heurísticas: solução viável a partir do problema mestre, a solução de geração de colunas, uma heurística com \emph{Path-Relinking} considerando as colunas iniciais do processo de geração de colunas, uma solução do problema mestre com \emph{Path-Relinking} e o processo de geração de colunas com \emph{PathRelinking}. A qualidade dos resultados computacionais obtidos é comprovada com a comparação com métodos recentes da literatura. === This paper presents hybrid heuristics for the Berth Allocation Problem (PAB) and a Clustering Problem. The BAP consists in allocating ships to positions of mooring using the maximum space of the quay and minimizing the service time of the ships and is solved for discrete and continuous cases. The BAP can be considered as a major optimization problem in marine terminais, due to increasing demand of ships carrying containers. In this context, we propose a new alternative to solve it. This alternative is based on the application of the method Clustering Search (CS), using the Simulated Annealing as the solutions generator. CS is an iterative method that divides the search space into groups and consists of a metaheuristic to generate solutions, a process of clustering and a local search. The issue Clustering Problem searchs the separation of a set of objects into groups such that members of each group are similar. The hybrid heuristics proposed are based on the application of a column generation technique for solving the p-median problem. Five heuristics are examined: a feasible solution from the master problem, the column generation solution, a heuristic with Path-Relinking considering the initial columns of the column generation process, a solution of the master problem with Path-Relinking and the column generation with Path-Relinking. The quality of computational results is evidenced by comparison with recent methods of the literature.