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Type: TCC
Title: Análise e aprimoramento do modelo matemático para o problema de alocação de salas no contexto dos cursos de tecnologia da UFC — campus Crateús
Authors: Furtado Neto, José
Advisor: Andrade, Lisieux Marie Marinho dos Santos
Co-advisor: Viana, Luiz Alberto do Carmo
Keywords in Brazilian Portuguese : Otimização combinatória;Alocação de salas;Modelagem matemática;Elaboração de horários
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Issue Date: 2026
Citation: FURTADO NETO, José. Análise e aprimoramento do modelo matemático para o problema de alocação de salas no contexto dos cursos de tecnologia da UFC — campus Crateús. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Campus de Crateús, Universidade Federal do Ceará, Crateús, 2026. Disponível em: Acesso em:
Abstract in Brazilian Portuguese: O Problema de Alocação de Salas (PAS) consiste na construção de uma grade horária que associe, de forma consistente, turmas, professores, horários e salas, respeitando um conjunto de restrições institucionais e operacionais. Devido à sua natureza combinatória, o PAS pode ser abordado por meio de modelos matemáticos de otimização. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o modelo matemático proposto por Sousa (2019) para o PAS no âmbito da UFC — Campus Crateús, bem como propor aprimoramentos que assegurem maior consistência estrutural e viabilidade prática das soluções obtidas. A partir de uma análise detalhada do modelo original, foi identificada uma inconsistência que permite a alocação simultânea de uma mesma turma para o mesmo dia e horário em salas distintas, resultando em soluções inviáveis do ponto de vista prático. Para mitigar esse problema, foi proposta a inclusão de uma nova restrição ao modelo matemático, garantindo que, para cada par (dia, horário), uma turma esteja associada a, no máximo, uma sala. Experimentos computacionais foram realizados utilizando o solver SCIP, por meio do framework OR-Tools, considerando diferentes grupos de instâncias e configurações do modelo. Os resultados demonstram que a restrição proposta é eficaz na eliminação da inconsistência identificada, promovendo maior coerência estrutural do modelo. Contudo, observou-se que sua inclusão aumenta o rigor do problema, refletindo em maior esforço computacional. Adicionalmente, foi conduzida uma análise de sensibilidade em relação ao parâmetro de dias preferidos dos professores. Os resultados indicam que o relaxamento dessa restrição amplia significativamente a resolubilidade do modelo, permitindo que o solver conclua um maior número de instâncias, seja por meio da obtenção de soluções ótimas ou pela certificação de inviabilidade. De modo geral, o estudo evidencia a importância do equilíbrio entre consistência estrutural e desempenho computacional, além de apontar direções para trabalhos futuros voltados à escalabilidade e ao aprofundamento da análise de parâmetros do problema.
Abstract: The Classroom Assignment Problem (CAP) consists of constructing a timetable that consistently assigns classes, professors, time slots, and rooms while satisfying a set of institutional and operational constraints. Due to its combinatorial nature, the CAP can be addressed through mathematical optimization models. In this context, this work aims to analyze the mathematical model proposed by Sousa (2019) for the CAP in the scope of the Federal University of Ceará — Crateús Campus, as well as to propose improvements that ensure greater structural consistency and practical feasibility of the obtained solutions. A detailed analysis of the original model revealed an inconsistency that allows a single class to be simultaneously assigned to the same day and time slot in different rooms, leading to impractical solutions. To address this issue, a new constraint is introduced into the mathematical model, ensuring that, for each (day, time slot) pair, a class is associated with at most one room. Computational experiments were conducted using the SCIP solver through the OR-Tools framework, considering different groups of instances and model configurations. The results demonstrate that the proposed constraint is effective in eliminating the identified inconsistency, thereby enhancing the structural coherence of the model. However, its inclusion increases the strictness of the problem, resulting in higher computational effort. Additionally, a sensitivity analysis was performed with respect to the professors’ preferred teaching days parameter. The results indicate that relaxing this constraint significantly improves the model’s resolvability, enabling the solver to conclude a larger number of instances either by finding optimal solutions or by certifying infeasibility. Overall, the study highlights the importance of balancing structural consistency and computational performance, and points to future research directions focused on scalability and deeper investigation of problem parameters.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84639
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO - CRATEÚS - Monografias

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