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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Abordagem de refinamento iterativo para o problema da árvore geradora com número mínimo de vértices Branch
Authors: Diego Mello da Silva
First Advisor: Geraldo Robson Mateus
First Co-advisor: Ricardo Martins de Abreu Silva
First Referee: Maurício Guilherme de Carvalho Resende
Second Referee: Sebastián Alberto Urrutia
Abstract: O Problema da Árvore Geradora com Número Mínimo de Vértices Branch (do inglês, Minimum Branch Vertices Problem ou MBV) consiste em, dado um grafo G=(V,E) conexo, não direcionado e não valorado, encontrar a árvore geradora T dentre todas as árvores geradoras de G que possui a menor quantidade de vértices com grau maior ou igual à 3, denominados vértices branch. Tal problema surge na tomada de decisão sobre onde alocar switches WDM especiais no projeto de redes ópticas multicast, e foi provado ser da classe NP-Completo. Neste trabalho o problema é investigado por meio de uma proposta de heurística que baseia-se na abordagem de Refinamento Iterativo (IR), onde uma árvore geradora irrestrita é modificada usando o artifício de substituição de arcos considerados infratores em T por arcos de Gde forma que a sua topologia original seja ajustada para possuir a menor quantidade de vértices branch possível. Experimentos foram realizados sobre 6 diferentes conjuntos de instâncias, comparando-se os resultados pelo algoritmo IR proposto com os resultados de duas outras heurísticas existentes para o problema. A análise dos resultadosexperimentais sugere que o algoritmo IR pode encontrar soluções de melhor qualidade do que estas heurísticas conforme a densidade de G aumenta.
Abstract: Given a connected, undirected, unweighted graph G=(V,E) the Minimum Branch Vertices Problem (MBV) consists in finding a spanning tree T of G that contains the minimum number of vertices with degree greater than or equal to 3, also called branch vertices. This problem arises in the design of optical multicast networks when it is necessary to decide where to allocate a special kind of WDM switch, called light-splitting switches. This problem is proved to be NP-Complete. In this work the MBV problem has been investigated with a new heuristic based on the Iterative Refinement Approach (IR), where an unconstrained spanning tree is changed using a edge-replacement strategy until the tree topology achieves a minimum number of branch vertices. Experiments were done applying the IR algorithm over six sets of instances, and the results were compared with two other heuristics for the MBV problem. The analysis of the results suggest that the IR algorithm can find better solutions than these heuristics as the graph density increases.
Subject: Teoria dos grafos
Computação
Programação heurística ses
language: Inglês
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SLSS-8GQJHW
Issue Date: 2-Mar-2011
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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