PPGCC - Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação

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Autor: search.filters.author.Rezende, Josiane da Costa VieiraAssunto: search.filters.subject.Heurística

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    Gathering data in wireless sensor networks by drone.
    (2020) Rezende, Josiane da Costa Vieira; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Silva, Rone Ilídio da; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Teixeira, Fernando Augusto; Coelho, Igor Machado; Ochi, Luiz Satoru; Penna, Puca Huachi Vaz; Coelho, Vitor Nazário; Silva, Rone Ilidio da
    The benefits of using mobile sinks or data mules for data collection in Wireless Sensor Network (WSN) have been studied in several studies. However, most of them consider only the WSN limitations and sensor nodes having no more than one data packet to transmit. This paper considers each sensor node having a relatively larger volume of data stored in its memory. That is, they have several data packets to send to sink. We also consider a drone with hovering capability, such as a quad-copter, as a mobile sink to gather this data. Hence, the mobile collector eventually has to hover to guarantee that all data will be received. Drones, however, have a limited power supply that restricts their flying time. Hence, the drone’s energy cost must also be considered to increase the amount of collected data from the WSN. This work investigates the problem of determining the best drone tour for data gathering in a WSN. We focus on minimizing the overall drone flight time needed to collect all data from the WSN. We propose an algorithm to create a subset of sensor nodes to send data to the drone during its movement and, consequently, reduce its hovering time. The proposed algorithm guarantees that the drone will stay a minimum time inside every sensor node’s radio range. The computational experiments showed that our proposal significantly outperforms the state-of-the-art methods in finding drone tours in this type of scenario.
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    Um algoritmo híbrido para resolução de problemas binários.
    (2015) Rezende, Josiane da Costa Vieira; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Martins, Alexandre Xavier; Souza, Sérgio Ricardo de
    Este trabalho apresenta um método híbrido, denominado HGVPRLB, para resolver problemas lineares binários. O método combina os procedimentos Greedy Randomized Adaptive Search Procedures -- GRASP, Variable Neighborhood Descent -- VND, propagação de restrições, e cortes Local branching. Como em todo algoritmo GRASP, o método HGVPRLB apresenta duas fases, que interagem entre si até que o tempo limite seja atingido. A primeira fase visa a construção de uma solução inicial; a segunda, por sua vez, visa ao refinamento dessa solução construída. Na fase de construção, é utilizado o resolvedor CBC e um procedimento de propagação de restrições, de forma a gerar uma solução inicial para o problema. O resolvedor CBC relaxa as variáveis binárias, isto é, atribui o valor de cada variável no intervalo real [0,1]. O procedimento propagação de restrições possui a finalidade de verificar se existe solução viável ao se fixar uma determinada variável no valor 1. Se esta solução existir, ele poderá retornar, ainda, um conjunto de possíveis fixações das demais variáveis. Na fase de refinamento são utilizados cortes Local branching controlados pelo procedimento VND até que um tempo previamente definido seja atingido. Os cortes Local Branching utilizam um resolvedor de programação linear inteira como uma ferramenta caixa-preta para explorar eficientemente subespaços das soluções do problema. O método desenvolvido foi aplicado a um conjunto de problemas binários da biblioteca MIPLIB 2010 com o intuito de verificar sua capacidade de obter soluções viáveis de qualidade variando-se o tempo de processamento. Os experimentos computacionais realizados mostraram que, quando o tempo de processamento aumenta, o método consegue aumentar tanto o número de soluções viáveis quanto a qualidade delas. Além disso, o método desenvolvido se mostrou superior a outro método da literatura, bem como a dois outros resolvedores de código aberto nesses dois indicadores de avaliação.