Arinei Carlos Lindbeck da Silva

Solving continuous location-districting problems with Voronoi diagrams

Facility location problems are frequent in OR literature. In districting problems, on the other hand, the aim is to partition a territory into smaller units, called districts or zones, while an objective function is optimized and some constraints are satisfied, such as balance, contiguity, and compactness. Although many location and districting problems have been treated by assuming the region previously partitioned into a large number of elemental areas and further aggregating these units into districts with the aid of a mathematical programming model, continuous approximation, on the other hand, is based on the spatial density of demand, rather than on precise information on every elementary unit. Voronoi diagrams can be successfully used in association with continuous approximation models to solve location-districting problems, specially transportation and logistics applications. We discuss in the paper the context in which approximation algorithms can be used to solve this kind of problem.

PLANEJAMENTO ESPACIAL DA COLHEITA CONSIDERANDO ÁREAS MÁXIMAS OPERACIONAIS

Um dos maiores desafios com que se deparam os gestores na realizacao do planejamento da producao florestal se refere as questoes logisticas das operacoes de colheita. O planejamento operacional da colheita florestal deve ser realizado de forma a conciliar as questoes economicas e ambientais, buscando aumentar a eficiencia e mitigar danos relacionados a abertura da cobertura florestal. A inclusao de relacoes espaciais no planejamento da colheita florestal usualmente e realizada por meio de restricoes de adjacencia. Para resolver este tipo de problema os principais enfoques utilizados sao a abordagem URM (Unit Restriction Model) e a abordagem ARM (Area Restriction Model). Neste contexto, o objetivo do estudo foi realizar o planejamento florestal otimizado dos 236 talhoes de uma floresta composta por Pinus taeda e Eucalyptus sp., incorporando ao modelo restricoes classicas como area disponivel e equilibrio, entre outras, e as restricoes de adjacencia do tipo URM e ARM, avaliando seu efeito no resultado da otimizacao. Com os resultados da otimizacao e possivel concluir que abordagens ARM e URM sao alternativas viaveis para tratar de problemas de agendamento da colheita florestal, sendo que para a area em questao a abordagem ARM e a mais adequada, devido a possibilidade de obter maiores retornos economicos, respeitando areas limites de colheita.

O problema de roteamento no transporte escolar

This paper deals with the vehicle routing problem for school children transportation and describes some Operations Research techniques that can be used to solve it. The problem considers, besides the distances to be traveled by m vehicles, the vehicle availabilities and capacities and the demands in each of the n points. The implementation to a real problem is studied and the results are analised.

COMPARAÇÃO ENTRE A META-HEURÍSTICA SIMULATED ANNEALING E A PROGRAMAÇÃO LINEAR INTEIRA NO AGENDAMENTO DA COLHEITA FLORESTAL COM RESTRIÇÕES DE ADJACÊNCIA

Os impactos gerados na paisagem apos a colheita florestal em reflorestamentos sao visiveis, porem, o corte raso e um processo necessario para garantir uma producao sustentada e introduzir novas tecnologias. Uma alternativa de controle e utilizar restricoes de adjacencia nos modelos matematicos. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a capacidade da meta-heuristica SA na resolucao de modelos matematicos com restricoes de adjacencia do tipo URM, e observar sua acao com o aumento da complexidade do problema. O estudo foi conduzido em um projeto florestal contendo 52 talhoes, sendo criados 8 cenarios, onde o modelo I de Johnson e Scheurmann (1977) foi usado como referencia. A restricao de adjacencia do tipo URM foi usada para controlar o corte de talhoes adjacentes. Os modelos foram resolvidos pela PLI e meta-heuristica SA, no qual foi processada 100 vezes/cenario. Os resultados mostraram que o cenario 8 consumiu 137.530 segundos via PLI, gastando um tempo de 2.023,09 vezes a mais que o tempo medio de processamento da meta- heuristica SA (67,98 segundos). As melhores solucoes ficaram 4,71 % (cenario 1) a 11,40 % (cenario 8) distante do otimo (PLI). A meta-heuristica SA e capaz de resolver o problema florestal, atendendo as metas na maioria das vezes. O aumento da complexidade produz um maior desvio em relacao ao otimo. Conclui- se que a meta-heuristica SA nao deve ser processada uma unica vez, pois ha riscos de se obter solucoes inferiores, caso seja feita, deve-se aumentar o tempo de parada.

Técnicas da pesquisa operacional aplicadas na otimização dos serviços postais

O presente trabalho apresenta uma metodologia para a otimizacao do servico de entrega de correspondencias realizado pela Empresa de Correios e Telegrafos (ECT) a partir da aplicacao de algumas tecnicas da Pesquisa Operacional. Como o servico de entrega e as etapas que o antecedem (separacao e ordenacao dos objetos) sao realizadas manualmente, existe a necessidade de otimiza-las e isto e possivel redefindo-se as regioes de atendimento para cada carteiro. Para tanto, o problema foi tratado como um problema de roteamento de veiculos. Varios algoritmos classicos foram utilizados; inicialmente para definir as areas de atendimento dos carteiros, chamados de distritos postais e, a seguir, para estabelecer o roteiro de entrega das correspondencias, considerando, nesta fase, as distâncias reais entre os pontos de entrega. Varios testes computacionais foram realizados, variando-se os algoritmos e parâmetros iniciais e suas respostas comparadas atraves das distâncias totais e de tempos computacionais, determinando-se, assim, os algoritmos com melhores desempenhos.

IMPLEMENTING MINIMUM AREA HARVESTING BLOCKS IN AN OPTIMIZED FOREST PLANNING MODEL1

1 Received on 16.02.2016 accepted for publication on 16.03.2017. 2 Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós Gradução em Engenharia Florestal, Curitiba, Paraná Brasil.. E-mail: <andreylessa@gmail.com>. 3 Universidade Federal do Paraná, Departamento de Ciências Florestais, Curitiba, Paraná Brasil. E-mail: <jarce@ufpr.br>. 4 Universidade Federal do Paraná, Departamento de Matemática, Curitiba, Paraná Brasil. E-mail: <arineicls@gmail.com>. *Corresponding author.

A wavelet hybrid method based on ARIMA and support vector regression forecasts

In this paper, we put forward a new hybrid methodology to generate forecasts of time series. Indeed, the proposed forecaster is a HWCF that integrates the following techniques: wavelet decomposition; ARIMA models; SVRs; wavelet combination of forecasts; and non-linear programming. Basically, the HWCF is able to capture, simultaneously, linear and non-linear auto-dependence structures exhibited by a time series, which are represented, at time t, by both the linear and non-linear combined forecasts: and , respectively. After obtaining the combined forecasts and, they are summed (i.e., ), producing the hybrid forecast , for each instant t. The numerical results show that HWCF achieved relevant accuracy gains in forecasting process of the annual time series of sunspot, when comparing with other ten competitive forecasters.

Determinação de escalas de plantão para militares considerando preferências e hierarquia

The goal of this paper is to present a Binary Integer Linear Programming (BILP) model to solve a AIR FORCE soldiers rostering problem in order to define duty service days for each soldier, considering his or her preferences and military hierarchy rules as well. For the formulation and solving of the BILP problem, a computational program has been developed to serve as an interface between the user and LINGO software, which was used to solve the BILP model. In order to validate the model, many simulations were conducted, using different number of soldiers, weights (priority degrees), daily demands, scales types and the eventual need for having soldiers on call. The results were considered acceptable, by comparing the optimized scales with the ones in use on the occasion of the data collection (those were based on workers experience). The mathematical model developed can easily be adapted and applied to any kind of military force, due to their similar characteristics.