Modelos matemáticos y optimización no lineal en el problema de ubicación de cobertura máxima continua
Autores: Yakovlev, Sergiy; Kartashov, Oleksii; Podzeha, Dmytro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelos matemáticos y optimización no lineal en el problema de ubicación de cobertura máxima continua
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Problema de ubicación de cobertura máxima
MCLP
Formulación continua
Dominio de cobertura
Objetos geométricos
Modelo matemático
Problema de optimización no lineal sin restricciones
Paquetes de geometría computacional de Python
Cálculo de área
Dominio de cobertura parcial
Experimentos
Dependencia estadística
Tiempo de cálculo de área
Objetos de cobertura
Solución local
Método BFGS
Diferencias de primer orden
Estimación numérica
Gradiente de la función objetivo
Costos computacionales
área rectangular
Familia de elipses
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este documento considera el problema de ubicación de cobertura máxima (MCLP) en una formulación continua. Se asume que el dominio de cobertura y la familia de objetos geométricos de forma arbitraria están especificados. Es necesario encontrar una ubicación de objetos geométricos para cubrir la mayor cantidad posible del dominio. Se propone un modelo matemático de MCLP en forma de un problema de optimización no lineal no restringido. Se utilizaron paquetes de geometría computacional de Python para calcular el área del dominio de cobertura parcial. Se realizaron muchos experimentos que permitieron describir la dependencia estadística del tiempo de cálculo del área del dominio de cobertura en el número de objetos de cobertura. Para obtener una solución local, se utilizó el método BFGS con diferencias de primer orden. Se propone un enfoque para la estimación numérica del gradiente de la función objetivo, lo que reduce significativamente los costos computacionales, lo cual se confirma experimentalmente. Se muestra que el enfoque propuesto resuelve el problema de cobertura máxima de un área rectangular por una familia de elipses.
Descripción
Este documento considera el problema de ubicación de cobertura máxima (MCLP) en una formulación continua. Se asume que el dominio de cobertura y la familia de objetos geométricos de forma arbitraria están especificados. Es necesario encontrar una ubicación de objetos geométricos para cubrir la mayor cantidad posible del dominio. Se propone un modelo matemático de MCLP en forma de un problema de optimización no lineal no restringido. Se utilizaron paquetes de geometría computacional de Python para calcular el área del dominio de cobertura parcial. Se realizaron muchos experimentos que permitieron describir la dependencia estadística del tiempo de cálculo del área del dominio de cobertura en el número de objetos de cobertura. Para obtener una solución local, se utilizó el método BFGS con diferencias de primer orden. Se propone un enfoque para la estimación numérica del gradiente de la función objetivo, lo que reduce significativamente los costos computacionales, lo cual se confirma experimentalmente. Se muestra que el enfoque propuesto resuelve el problema de cobertura máxima de un área rectangular por una familia de elipses.