1. GOVERNDO DO ESTADO DE MATO GROSSO SECRETARIA DE ESTADO DE CINCIA, TECNOLOGIA E EDUCAO SUPERIOR UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO FACULDADE DE CINCIAS EXATAS CAMPUS UNIVERSITRIO DEPUTADO ESTADUAL REN BARBOUR DEPARTAMENTO DE CINCIA DA COMPUTAOROTEIRIZAO PURA DE VECULOS UTILIZANDO ALGORITMOS GENTICOSAcadmico: Ricidleiv Alexandreda Silva TondattoOrientador: Luciano Zamperetti Wolski

2. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos2 3. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos3 4. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Roteirizao de Veculos:caractersticas do problema; Teoria dos Grafos: estrutura dedados para representao do mapa; Algoritmos Genticos: a busca pelomenor caminho; Estudo de Caso: apresentao deum programa que demonstra o usode Algoritmos Genticos emRoteirizao. 4 5. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Conceito Processo que determina roteiros para osveculos visitarem um conjunto de pontosgeograficamente dispersos; Aplicada em logstica e em indstria. 6 6. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Classificao Roteirizao Pura No considera variveis temporais; Estratgias espaciais dos pontos a serem atendidos.7 7. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos GenticosClassificao (cont.) Combinados de Roteirizao e Programao Considera restries quanto ao tempo, precednciaentre atividades;8 8. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Problema do Caixeiro Viajante9Fonte: Google Maps, 2009 9. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Problema do Caixeiro Viajante (cont.)10 10. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos GenticosEstratgias Heursticas Apoiam-se numa abordagem intuitiva; A estrutura particular do problema considerada e explorada de formainteligente; Algoritmo Gentico um exemplo. 11 11. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Conceitos rea da matemtica que estuda as relaesentre objetos de um determinado conjunto; Possui trs objetos de estudo: Grafo; 21 Vrtice; Aresta. 3 13 12. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Exemplo de Grafo100m 80m 1 4 3 5100m 100m100m 100m 2 9 8150m 100m 6 250m7Um exemplo de grafo G = (V, A), onde: V = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} A = {(1,2), (1,4), (2,9), (3,5), (3,8), (4, 8), (4, 9), (5,8), (6,9), (7,6), (7,8), (8,9)} 14 13. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Caminho Sequncia alternada de vrtices e arestas que iniciamnum vrtice e terminam em um vrtice tal que cadaaresta incidente em seu vrtice antecessor e sucessor.25 71 94368 C = {(2,4), (4,6), (6,8), (8,9)} 15 14. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos GenticosAlgoritmo de Dijkstra Criado por Edsger Dijkstra em 1959; Mantm um conjunto de vrtices cujos caminhos mais curtos at um vrtice origem j so conhecidos;enquanto Q VAZIO u extraia-min(Q); S S ,u}; para cada v adjacente a u faase d[v] > d[u] + p(u,v) entod*v+ d*u+ + p(u,v);*v+ u; 16 15. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Usabilidade Representao grfica de um mapa; Clculo do menor caminho entredois pontos;17 16. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Teorias da Evoluo e Seleo Natural Algoritmos Genticos se baseiamnas teorias da Evoluo dasEspcies e de Seleo Natural; Teorias criadas por CharlesDarwin, em 1859; Defende que todos os organismosdecendem de ancestrais comuns eque o mecanismo de modificaofoi a seleo natural. 19 17. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Fundamentos Biolgicos O Algoritmo Gentico considera uma soluo comoum cromossomo; Um gene representa umacaracterstica do indivduo.20 18. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Fundamentos Biolgicos: Reproduo A reproduo permite agerao de uma nova clula apartir da combinao domaterial gentico das clulaspais.Fonte: SIVANANDAM e DEEPA, 2008 21 19. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Fundamentos Biolgicos: Mutao O processo de cpia do DNA pela clulapode ocorrer algum erro que venha alterar asequncia do cdigo gentico, causandouma mutao. 22 20. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos GenticosComputao Evolutiva Abstrai tcnicas dos princpios da teoriaevolutiva como os mecanismos da auto-organizao e o comportamento adaptativo; um novo paradigma em alternativa aoprocessamento de dados atual; No exige o conhecimento de uma maneirapara se encontrar uma soluo.23 21. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Abordagem Histrica Dcadas de 50 e 60 iniciaram os estudos; Algoritmo Gentico foi publicado em 1975por John Holland atravs do seu livroAdaptation in Natural and Artificial Systems; rea est em constante evoluo. 24 22. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos O Algoritmo2. Calcula o valor de fitness1. Inicia a populaode cada cromossomo;035147620351476215007614532076145323504275163042751638001234567073545123. Seleciona dois 01234567162... cromossomos 0735451290 03514762 150 ... ... Fim 07614532 35 04275163 80 No 01234567 162 07354512 90Critrio de paradaconfirmado ...... 25 23. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos O Algoritmo5. Realiza a mutao 4. Realiza a permutao04235167042351670427516304235167012745630157426301234567012745637. Volta ao passo 2 6. Guarda novos indivduosna nova populao 26 24. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos GenticosElitismo Processo de manter um nmero x dosmelhores indivduos a cada nova gerao; 27 25. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Introduo29 26. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos GenticosA cidade de Barra do Bugres Sudoeste de Mato Grosso; 150 km de Cuiab; 34.349 habitantes; Aproximadamente 100 kmde malha viria.30 27. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Viso Geral da Aplicao Sistema de Informao Geogrfica; Ferramenta de Desenvolvimento Java; IDE NetBeans; Frameworks: Grafos: JUNG; Algoritmos Genticos: JGAP; XML.31 28. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Criando o Grafo32 29. Roteirizao Pura de Veculos Utilizando Algoritmos Genticos Fluxo de Processos ao Traar RotaL os endereosExecutaL o melhor Algoritmo roteiro Genticoencontrado L osparmetrosInstancia classeIdentifica noCria matriz de de controle domapa o caminho distnciaAG do roteiro 33 30. 0 1 2 3 4 5 6 70 x 325 430 295 960 710 13402801 325 x 490 535 322 102213503302 560 420 x 554 605 590 891 2153 270 535 570 x 947 754 12882504 940 325 652 1023x 584 396 12105 850 1080573 827 584 x 680 8406 15601350960 1076496 680 x 13207 280 380 342 331 1387840 1209x37