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Tipo: TCC
Título: Novas meta-heurísticas variantes do algoritmo golden ball com chaves aleatórias enviesadas explorando o paralelismo: uma análise comparativa aplicada ao problema do caixeiro viajante
Autor(es): Brauna, Bryan Keven Rocha
Orientador: Rabelo, Jacilane de Holanda
Palavras-chave em português: meta-heurísticas;algoritmo golden ball;biased random key;otimização combinatória;travelling salesman problem
Palavras-chave em inglês: metaheuristics;golden ball algorithm;biased random key;combinatorial optimization;travelling salesman problem
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Data do documento: 2025
Citação: BRAUNA, Bryan Keven Rocha. Novas meta-heurísticas variantes do algoritmo golden ball com chaves aleatórias enviesadas explorando o paralelismo: uma análise comparativa aplicada ao problema do caixeiro viajante. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Software) - Campus de Russas, Universidade Federal do Ceará, Russas, 2025.
Resumo: O desenvolvimento de meta-heurísticas inspiradas na natureza tem ganhado destaque na área de otimização combinatória, especialmente para resolver problemas complexos que são computacionalmente desafiadores. O algoritmo Golden Ball (GB) é uma dessas abordagens, inspirado no comportamento de jogadores de futebol durante uma partida, onde a busca por soluções é comparada à estratégia de um time em um campeonato. No entanto, a eficiência do GB pode ser limitada em problemas de grande escala ou com alta complexidade. Nesse contexto, a integração da técnica Biased Random Key (BRK) ao GB surge como uma alternativa promissora, permitindo a representação de soluções por meio de chaves aleatórias e generalizando a capacidade do método funcionar com diferentes problemáticas. Além disso, o desenvolvimento das novas técnicas Biased Random Key Golden Ball Instanced (BRKGB-I), Biased Random Key Golden Ball World Championship (BRKGB-WC) e Biased Random Key Golden Ball Brazilian Football Championship (BRKGB-BFC), variantes do algoritmo GB que incorporam mecanismos de computação paralela, visa aprimorar tanto a eficiência computacional quanto a qualidade das soluções obtidas. Essas abordagens buscam explorar o potencial do paralelismo para otimizar o desempenho do algoritmo em problemas complexos, garantindo uma exploração mais eficaz do espaço de busca e a obtenção de soluções de alta qualidade em menor tempo, especialmente em problemas como o Travelling Salesman Problem (TSP), sendo amplamente utilizado como benchmark para avaliar algoritmos de otimização. Os resultados obtidos com as novas variantes demonstram que a combinação de técnicas inspiradas na natureza, como o GB, com abordagens modernas de paralelismo e representação de soluções, como o BRK, pode levar a avanços significativos na resolução de problemas de otimização combinatória. O destaque para o BRKGB-BFC, que simula um campeonato brasileiro de futebol, sugere que a incorporação de dinâmicas competitivas e colaborativas pode ser particularmente eficaz para melhorar a qualidade das soluções, mantendo um tempo de execução competitivo.
Abstract: The development of metaheuristics inspired by nature has gained prominence in the area of combinatorial optimization, especially to solve complex problems that are computationally challenging. The Golden Ball (GB) algorithm is one such approach, inspired by the behavior of soccer players during a match, where the search for solutions is compared to the strategy of a team in a championship. However, the efficiency of GB can be limited in large-scale or highly complex problems. In this context, the integration of the Biased Random Key (BRK) technique into GB emerges as a promising alternative, allowing the representation of solutions through random keys and generalizing the method’s ability to work with different problems. In addition, the development of the new techniques Biased Random Key Golden Ball Instanced (BRKGB-I), Biased Random Key Golden Ball World Championship (BRKGB-WC) and Biased Random Key Golden Ball Brazilian Football Championship (BRKGB-BFC), variants of the GB algorithm that incorporate parallel computing mechanisms, aims to improve both computational efficiency and the quality of the solutions obtained. These approaches seek to exploit the potential of parallelism to optimize algorithm performance in complex problems, ensuring more effective exploration of the search space and obtaining high-quality solutions in less time, especially in problems such as the Traveling Salesman Problem (TSP), which is widely used as a benchmark to evaluate optimization algorithms. The results obtained with the new variants demonstrate that the combination of techniques inspired by nature, such as GB, with modern approaches to parallelism and solution representation, such as BRK, can lead to significant advances in solving combinatorial optimization problems. The highlight is BRKGB-BFC, which simulates a Brazilian soccer championship, suggesting that the incorporation of competitive and collaborative dynamics can be particularly effective in improving the quality of solutions while maintaining a competitive execution time.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80343
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0008-1162-8879
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9201778859853985
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA DE SOFTWARE - RUSSAS - Monografias

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