00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO- IC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Uma meta-heurística híbrida para o problema da cobertura de disco de raio fixo
Autor(es): Batista, Mateus da Silva
Primeiro Orientador: Pinheiro, Rian Gabriel Santos
metadata.dc.contributor.referee1: Nogueira, Bruno Costa e Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Alfredo Lima Moura
Resumo: O problema de cobertura na geometria computacional possui aplicações em uma ampla gama de áreas, incluindo redes de comunicação sem fio, planejamento de localização de instalações, robótica, processamento de imagens e aprendizado de máquina. Além disso, ele desempenha um papel crucial na otimização da alocação de recursos e no design de infraestrutura, abordando desafios como a minimização de custos enquanto garante cobertura total em aplicações como torres de celular, pontos de acesso a redes sem fio. Ademais, este problema é fundamental na logística, para a otimização de centros de distribuição, e na defesa militar, para o posicionamento estratégico de sistemas de defesa antimísseis ou transmissores de rádio. Sua ampla aplicabilidade reforça sua importância no enfrentamento de desafios econômicos, sociais e tecnológicos, destacando a necessidade de metodologias inovadoras e eficientes. Este trabalho apresenta a meta-heurística híbrida Construct, Merge, Solve, and Adapt (CMSA) para o Problema de Cobertura de Discos de Raio Fixo, que é N P-difícil. O objetivo é determinar o conjunto mínimo de discos, juntamente com suas localizações, necessário para cobrir todos os pontos dados. A meta-heurística proposta foi avaliada por meio de testes experimentais, com a análise comparativa focada no número de discos necessários e nos tempos de execução computacional. Os resultados experimentais demonstram que a meta-heurística CMSA supera significativamente os métodos mais avançados da literatura, obtendo consistentemente as melhores soluções em quase todos os casos de teste, com tempos de execução competitivos.
Abstract: The coverage problem in computational geometry has applications across a wide range of fields, including wireless communication networks, facility location planning, robotics, image processing, and machine learning. It plays a crucial role in optimizing resource allocation and infrastructure design, addressing challenges such as cost minimization while ensuring complete coverage in applications like cell towers and wireless access points. Furthermore, this problem is fundamental in logistics for optimizing distribution centers and in military defense for the strategic positioning of anti-missile defense systems or radio transmitters. Its broad applicability underscores its importance in tackling economic, social, and technological challenges, highlighting the need for innovative and efficient methodologies. This work presents a hybrid meta-heuristic Construct, Merge, Solve, and Adapt (CMSA) for the Fixed Radius Disk Coverage Problem, which is N P-hard. The objective is to determine the minimum set of disks, along with their locations, required to cover all given points. The proposed CMSA meta-heuristic was evaluated through experimental tests. The comparative analysis focused on the number of disks required and computational execution times. The experimental results demonstrate that the CMSA meta-heuristic significantly outperforms the most advanced methods in the literature, consistently obtaining the best solutions in almost all test cases, with competitive execution times.
Palavras-chave: Meta heurística
Discos de raio fixo
Cobertura (Redes de computadores)
Geometria computacional
Otimização combinatória
Cobertura de disco
Computational geometry
Combinatorial optimization
Disk coverage
CMSA
Meta-heuristic
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia da Computação - Bacharelado
Citação: BATISTA, Mateus da Silva. Uma meta-heurística híbrida para o problema da cobertura de disco de raio fixo. 2025. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/16453
Data do documento: 29-nov-2024
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