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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14209
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Algoritmo GRASP-VND para o problema da máxima biclique balanceada com peso no vértice |
Autor(es): | Assunção, Lucas Montenegro Andrade |
Primeiro Orientador: | Pinheiro, Rian Gabriel Santos |
metadata.dc.contributor.referee1: | Nogueira, Bruno Costa e Silva |
metadata.dc.contributor.referee2: | Barros, Bruno José da Silva |
Resumo: | Este trabalho aborda o problema da "Máxima Biclique Balanceada com Peso nos Vértices". Nesse contexto, o objetivo é identificar, em um grafo não direcionado com atributos de peso associados a seus vértices, uma biclique (subgrafo bipartite completo) balanceada que maximize a soma dos pesos. Este problema é notoriamente complexo, caindo na classe NP-difícil, e possui aplicações de grande relevância em diversas áreas. Apresentamos uma abordagem baseada na meta-heurística GRASP, complementada por uma busca local VND com estruturas de vizinhança e uma técnica de redução adaptada ao problema em questão. Avaliamos a eficácia da nossa proposta usando instâncias amplamente reconhecidas na literatura, como as DIMACS e BHOSLIB. Os resultados obtidos indicam que nosso algoritmo supera o algoritmo exato (CPLEX) em termos de eficiência, sendo capaz de encontrar todas as 80 soluções ótimas conhecidas em um tempo computacional reduzido. Por fim, nossa abordagem demonstrou excelentes resultados em instâncias mais desafiadoras, como as do conjunto KONECT, grafos de grande porte e esparsos. Nessas situações, a técnica de redução se mostrou altamente eficaz, eliminando até 99,78% dos vértices. Isso destaca a robustez e versatilidade da nossa metodologia na resolução do problema em diversos cenários, com implicações significativas nas aplicações práticas relacionadas. |
Abstract: | This work addresses the problem of "Maximum Balanced Weighted Vertex Biclique". In this context, the objective is to identify, in an undirected graph with vertex-weight attributes, a balanced biclique (complete bipartite subgraph) that maximizes the sum of the weights. This problem is notably complex, falling into the NP-hard class, and has significant relevance in various domains. We present an approach based on the GRASP meta-heuristic, complemented by a VND local search with neighborhood structures and a reduction technique tailored to the problem at hand. We evaluated the effectiveness of our proposal using widely recognized instances in the literature, such as DIMACS and BHOSLIB. The results obtained indicate that our algorithm outperforms the exact algorithm (CPLEX) in terms of efficiency, being capable of finding all 80 known optimal solutions in a reduced computational time. Finally, our approach demonstrated excellent results in more challenging instances, such as those from the KONECT dataset, encompassing large and sparse graphs. In these situations, the reduction technique proved highly effective, eliminating up to 99.78% of the vertices. This highlights the robustness and versatility of our methodology in solving the problem in various scenarios, with significant implications in related practical applications. |
Palavras-chave: | Otimização em grafo Bicliques (Grafos) Meta-heurística Graph optimization Biclicks (Graphs) Meta-heuristics |
CNPq: | 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 Ciências da Computação - Bacharelado |
Citação: | ASSUNÇÃO, Lucas Montenegro Andrade. Algoritmo GRASP-VND para o problema da máxima biclique balanceada com peso no vértice. 2024. 40 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Ciência da Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14209 |
Data do documento: | 24-out-2023 |
Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO- IC |
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