II. Le sujet sous le prisme de l’Autre social, structure de parenté
2) Pas de famille sans complexe
O Algoritmo4 descreve a sequˆencia de execu¸c˜ao das principais etapas do algoritmo MOBPSO para o problema de detec¸c˜ao e inferˆencia de clusters espaciais, que foram descritas previamente nas se¸c˜oes deste cap´ıtulo.
A linha 2 ´e respons´avel pela chamada ao m´etodo gerador da popula¸c˜ao inicial P das part´ıculas pela estrat´egia gulosa descrita na se¸c˜ao 3.3. A linha 3 inicializa a velocidade V das part´ıculas da popula¸c˜ao de forma aleat´oria. A linha 4 determina o n´umero de gera¸c˜oes do algoritmo MOBPSO limitadas pelo parˆametro ng. A linha 5 ´e incumbida da chamada ao m´etodo do c´alculo do coeficiente de in´ercia w determinada pela f´ormula descrita na se¸c˜ao 3.5. A linha 6 invoca o m´etodo respons´avel pela avalia¸c˜ao das part´ıculas segundo aos objetivos (Λ(z), D(z)) do problema a serem otimizados. A linha 7 determina o guia pBest como descrito na se¸c˜ao 3.4. A linha 8 simboliza um arquivo externo ou container A para o armazenamento das solu¸c˜oes n˜ao-dominadas. Na linha 9 as solu¸c˜oes mantidas em A s˜ao ordenadas de forma decrescente pelo valor de c´alculo da Crowding Distance. Na linha 10
ocorre a defini¸c˜ao do guia gbest para as part´ıculas da popula¸c˜ao P como relata a se¸c˜ao
3.4. Nas linhas 11 a 13 ocorrem a aplica¸c˜ao das opera¸c˜oes de atualiza¸c˜ao de velocidade e posi¸c˜ao das part´ıculas em P , se¸c˜ao 3.5. E por ´ultimo, na linha 14, ocorre a incidˆencia do operador de muta¸c˜ao em P como definido na se¸c˜ao 3.6.
Algoritmo 4 - Pseudoc´odigo do MOBPSO para o problema de detec¸c˜ao de clusters espaciais irregulares.
1: function MOBPSO( c1, c2, vmax, np, nd, ng, pmut, pmgig )
2: P ← Gerar a popula¸c˜ao de part´ıculas pelo m´etodo guloso;
3: V ← Inicializar a velocidade de cada part´ıcula de P de forma aleat´oria; 4: for (i ← 1; i ≤ ng; i ← i + 1) do
5: Calcular o valor para o componente de in´ercia w;
6: Avaliar as part´ıculas de P ;
7: Selecionar o guia pBest de cada part´ıcula de P ;
8: Armazenar as solu¸c˜oes n˜ao dominadas em um arquivo externo A;
9: Calcular a Crowding Distance das solu¸c˜oes de A e classific´a-las em ordem decrescente do valor;
10: Selecionar aleatoriamente de uma por¸c˜ao especifica de 10% do topo de A o guia gBest para cada part´ıcula de P ;
11: Atualizar a velocidade v e a posi¸c˜ao x de cada part´ıcula de P de acordo com as equa¸c˜oes: 12: vt+1id = K[wtvtid+ c1r1(pid− xtid) + c2r2(gid− xtid)] 13: xid = ( 1, rand() < s(vid)
0 caso contr´ario.
14: Aplicar o operador de Muta¸c˜ao em P ;
Uma das etapas fundamentais na concep¸c˜ao do algoritmo envolve a configura¸c˜ao ou ajuste dos parˆametros respons´aveis pelo correto funcionamento e que se adequam ao tipo de problema. Os principais parˆametros a serem definidos no algoritmo MOBPSO s˜ao:
• w, c1 e c2 : componentes de in´ercia, cognitivo e social, respectivamente; • np: N´umero de part´ıculas da popula¸c˜ao;
• nd: N´umero de dimens˜oes do problema; • ng: N´umero de gera¸c˜oes;
• pmut: Probabilidade de muta¸c˜ao; e • vmax: Velocidade m´axima.
• pmgig: Taxa que determina o tamanho do indiv´ıduo pelo algoritmo guloso de constru¸c˜ao da popula¸c˜ao em fun¸c˜ao do n´umero de regi˜oes do mapa.
4 Resultados Experimentais
Este cap´ıtulo relata os experimentos realizados nesta disserta¸c˜ao. Sumariamente, a Se¸c˜ao 4.1 reporta os algoritmos implementados, as configura¸c˜oes de hardware e software utilizadas, a Se¸c˜ao 4.2 relata as avalia¸c˜oes num´ericas adotadas e os resultados obtidos, e por ´ultimo a Se¸c˜ao 4.3 descreve os resultados obtidos pelos algoritmos em uma aplica¸c˜ao em um conjuntos de dados reais do problema de detec¸c˜ao de clusters espaciais.
4.1
Configura¸c˜oes dos Algoritmos, do m´etodo Scan El´ıptico e do
Ambiente de Execu¸c˜ao dos Experimentos
Para o algoritmo MOBPSO foram implementadas trˆes vers˜oes associadas `as fun¸c˜oes de penaliza¸c˜ao: O MOBPSO em conjunto com a fun¸c˜ao proposta Dispers˜ao (MOBPSO-DP) visando, como descrito anteriormente, maximizar Λ(z) e minimizar D(z), o MOBPSO associado `a fun¸c˜ao de N˜ao-Conectividade (MOBPSO-NC) com o objetivo de maximizar as fun¸c˜oes Λ(z) e Y (z) e o MOBPSO com a fun¸c˜ao de Compacidade Geom´etrica (MOBPSO- CG) com a finalidade tamb´em de maximizar o par de fun¸c˜oes Λ(z) e K(z).
Os parˆametros ajustados no algoritmo MOBPSO s˜ao iguais para todas as vers˜oes. Al´em dos parˆametros apresentados e definidos na Se¸c˜ao 3.5do cap´ıtulo 3, alguns foram alterados segundo as aplica¸c˜oes do algoritmo adotadas nesta disserta¸c˜ao, sendo elas as seguintes:
• Ocorrˆencias de casos reais da Doen¸ca de Chagas no Estado de Minas Gerais : – N´umero de part´ıculas (np): igual ao n´umero de regi˜oes do mapa (853); – N´umero de itera¸c˜oes/gera¸c˜oes (ng): 500;
– Taxa para o m´etodo guloso da gera¸c˜ao da popula¸c˜ao de indiv´ıduos/part´ıculas (pmgig): 2%.
• Avalia¸c˜oes Num´ericas:
– N´umero de part´ıculas (np): igual ao n´umero de regi˜oes do mapa (245); – N´umero de itera¸c˜oes/gera¸c˜oes (ng): 500;
– Taxa para o m´etodo guloso da gera¸c˜ao da popula¸c˜ao de indiv´ıduos/part´ıculas (pmgig): 10%.
Esses parˆametros foram definidos com base na realiza¸c˜ao de experimentos por meio de simula¸c˜oes em aplica¸c˜oes do problema em estudo com diferentes n´ıveis de configura¸c˜ao. E ao final, adotou-se aquelas que obtiveram melhores indicativos de qualidade, como maior n´umero de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas, maior cobertura ao longo da fronteira Pareto-´otimo, menor tempo de execu¸c˜ao, entre outros.
No m´etodo Scan El´ıptico (veja Se¸c˜ao2.1.2.1 - O M´etodo Scan El´ıptico), utilizado para compara¸c˜ao de resultados com o algoritmo proposto, foram adotados os seguintes parˆametros:
• Tamanho da janela explorat´oria: 10% do n´umero de regi˜oes do mapa em estudo; • Varia¸c˜oes na excentricidade da janela: 1, 1.5, 2, 3, e 4; e
• ˆAngulos de rota¸c˜ao aplicados aos valores de excentricidade: 1, 4, 6, 9 e 12.
Na abordagem de compara¸c˜ao com o m´etodo Scan El´ıptico, em sua etapa de busca das solu¸c˜oes pelas janelas, foi mantido um arquivo de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas avaliadas pelo valor da estat´ıstica espacial scan Λ(z) e pelo valor da fun¸c˜ao de penaliza¸c˜ao por dispers˜ao D(z), ou seja, as fun¸c˜oes objetivos do problema. Ao t´ermino das buscas, resultaram em um conjunto de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas.
As configura¸c˜oes b´asicas, relacionadas ao hardware e ao software, do ambiente onde os experimentos foram realizados s˜ao as seguintes:
• CPU: Intel Core i7-5820k de 3.30 GHz, 12 n´ucleos. • Mem´oria RAM: 64 GB.
• Sistema Operacional: Ubuntu 16.04 LTS, 64 bits. • Linguagem de Programa¸c˜ao: MATLAB.
4.2
Avalia¸c˜oes Num´ericas
Nas avalia¸c˜oes num´ericas dos algoritmos implementados utilizou-se um conjunto de dados do nordeste dos EUA. O mapa em quest˜ao, ´e formado por 245 condados (ou seja, as regi˜oes) em 10 estados e pelo distrito de Col´umbia, com uma popula¸c˜ao total de risco para o fenˆomeno de 29 535 210 mulheres.
Para este mapa, como apresentam as Figuras 14, 15 e 16 , foram gerados nove clusters artificiais: A, B, C e D, E, F, BOS, NYC e WAS-DC, separadamente. Estes
clusters foram adotados por Can¸cado et al.(2010) com a finalidade de testar os algoritmos de detec¸c˜ao para alguns formatos de clusters muito irregulares. Os clusters NYC, BOS e WAS-DC s˜ao caracterizados por estarem localizados em ´areas altamente povoadas, diferenciando-se dos demais clusters que est˜ao localizados em ´areas rurais ou ´areas mistas definidas por caracter´ısticas geogr´aficas como rios ou costas. Mais detalhes podem ser vistos no trabalho supracitado.
Figura 14 – Clusters artificiais gerados no mapa do Nordeste dos EUA: A, B, C e D.
Figura 16 – Clusters artificiais gerados no mapa do Nordeste dos EUA: BOS, NYC e WAS-DC.
Doravante, nas avalia¸c˜oes num´ericas, esses clusters ser˜ao denominados clusters reais, em contraste com os clusters detectados, ou seja, os encontrados pelos algoritmos implementados. Para cada simula¸c˜ao de dados sob estes nove Clusters, 600 casos s˜ao distribu´ıdos aleatoriamente segundo um modelo de Poisson.
Dado o modelo sob hip´otese alternativa, 5000 execu¸c˜oes dos trˆes algoritmos multiob- jetivos (MOBPSO-DP, MOBPSO-NC e MOBPSO-CP) produzir˜ao os conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas correspondentes a cada execu¸c˜ao. Esses conjuntos ser˜ao comparado com a isolinha correspondente a um n´ıvel de significˆancia de p − valor = 0, 05, obtido sob hip´otese nula atrav´es de 5000 simula¸c˜oes de Monte Carlo.
Na avalia¸c˜ao dos algoritmos implementados, adotou-se como medidas de eficiˆencia o Poder de Detec¸c˜ao e como medidas de qualidade a Sensibilidade e o Valor Preditivo Positivo (PPV).
O c´alculo do poder constitui uma forma de avaliar a eficiˆencia dos m´etodos de de- tec¸c˜ao, na indica¸c˜ao da ocorrˆencia de um cluster quando este realmente existir (CANC¸ ADO,
2009). Em abordagens de otimiza¸c˜ao multiobjetivo para o problema, como as implementa- das nesta disserta¸c˜ao, o Poder de Detec¸c˜ao ´e estimado por meio da propor¸c˜ao de conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas com pelo menos uma solu¸c˜ao estatisticamente significativa localizada `a direita da isolinha de p-valor= 0,05 gerado a partir das 5000 simula¸c˜oes sob hip´otese nula (CANC¸ ADO et al., 2010).
As medidas da Sensibilidade e do PPV s˜ao definidos em termos do tamanho da popula¸c˜ao, denotado aqui por Pop, sendo elas as seguintes equa¸c˜oes (12) e (13), respecti- vamente:
Sensibilidade = P op(Cluster Detectado ∩ Cluster Real)
P op(Cluster Real) . (12)
P P V = P op(Cluster Detectado ∩ Cluster Real)
P op(Cluster Detectado) . (13)
Nos experimentos, as vers˜oes do MOBPSO implementadas e o m´etodo Scan El´ıptico foram executados sobre cada uma das nove hip´oteses alternativas e de uma sob hip´otese nula. As Tabelas 1,2e3apresentam as m´edias obtidas das medidas do Poder de detec¸c˜ao, da Sensibilidade e do PPV, respectivamente, para 5000 simula¸c˜oes para cada uma das nove hip´oteses alternativas, ou seja, dos clusters artificiais A-F, BOS, NYC e WAS-DC, para o MOBPSO-DP, o MOBPSO-NC, o MOBPSO-CP e o m´etodo Scan El´ıptico.
Tabela 1 – Valores obtidos com o c´alculo do poder pelos algoritmos MOBPSO-DP, MOBPSO-NC e MOBPSO-CP e pelo M´etodo Scan El´ıptico.
Cluster MOBPSO-DP MOBPSO-NC MOBPSO-CP Scan El´ıptico
A 0,8406 0,6182 0,5024 0,9080 B 0,9706 0,7300 0,6446 0,9018 C 0,8132 0,5520 0,3234 0,9164 D 0,8054 0,7162 0,5842 0,8984 E 0,7482 0,6238 0,5592 0,8560 F 0,5906 0,2282 0,1736 0,7618 BOS 0,7402 0,6038 0,4472 0,9060 NYC 0,7788 0,5436 0,3446 0,8874 WAS-DC 0,7336 0,6356 0,4244 0,9300
Tabela 2 – Valores obtidos com o c´alculo da Sensibilidade pelos algoritmos MOBPSO-DP, MOBPSO-NC e MOBPSO-CP e pelo M´etodo Scan El´ıptico.
Cluster MOBPSO-DP MOBPSO-NC MOBPSO-CP Scan El´ıptico
A 0,7252 0,7945 0,8072 0,8036 B 0,5930 0,7386 0,7458 0,7810 C 0,7508 0,8042 0,8081 0,8233 D 0,5417 0,6946 0,7152 0,6714 E 0,4455 0,5769 0,6218 0,4963 F 0,4223 0,5948 0,6537 0,5522 BOS 0,6291 0,7813 0,7570 0,8171 NYC 0,4916 0,6726 0,6444 0,7990 WAS-DC 0,6050 0,7627 0,7494 0,8352
Tabela 3 – Valores obtidos com o c´alculo do Valor Preditivo Positivo pelos algoritmos MOBPSO-DP, MOBPSO-NC e MOBPSO-CP e pelo M´etodo Scan El´ıptico.
Cluster MOBPSO-DP MOBPSO-NC MOBPSO-CP Scan El´ıptico
A 0,8432 0,7223 0,6271 0,7910 B 0,8733 0,7711 0,6461 0,7717 C 0,8442 0,7582 0,6417 0,7960 D 0,8193 0,7695 0,6428 0,7411 E 0,7944 0,7457 0,6502 0,7006 F 0,7643 0,7063 0,6801 0,7566 BOS 0,8861 0,8655 0,7989 0,8437 NYC 0,9110 0,9111 0,8683 0,9109 WAS-DC 0,9633 0,9050 0,8800 0,8595
Nos resultados apresentados nas tabelas, o m´etodo Scan El´ıptico obteve m´edia de valores superiores para o c´alculo do poder de detec¸c˜ao em oito clusters artificiais, exceto o cluster B . O algoritmo MOBPSO-DP obteve m´edia de valores superiores quando comparados com os resultados obtidos pelo MOBPSO-NC e MOBPSO-CP. No c´alculo da sensibilidade O m´etodo Scan El´ıptico obteve m´edia de valores superiores nos clusters B, C, BOS, NYC e WAS-DC e o algoritmo MOBPSO-CP obteve m´edia de valores superiores nos clusters A, D, E e F. Na avalia¸c˜ao do PPV o algoritmo MOBPSO-DP obteve m´edia de valores superiores nos clusters A, B, C, D, E, F, BOS e WAS-DC e o MOBPSO-NC obteve m´edia superior para o clusters NYC.
No algoritmo MOBPSO-DP altos n´ıveis, em m´edia, para o Valor Preditivo Positivo indicam que o m´etodo superestima menos o cluster real, ou seja, n˜ao inclui nos cluster (s) detectados regi˜oes n˜ao pertencentes ao cluster real, que os demais. Esse resultado mostra
a superioridade do algoritmo proposto sobre outros m´etodos de detec¸c˜ao de clusters irregulares que normalmente como indicam a literatura tendem a superestimar o cluster real.
4.3
Ocorrˆencias de Casos Reais da Doen¸ca de Chagas no Estado
de Minas Gerais
A aplica¸c˜ao utilizada como exemplo de entrada para as implementa¸c˜oes realizadas nesta disserta¸c˜ao, trata-se de um conjunto de dados das ocorrˆencias de casos reais da doen¸ca de Chagas em mulheres parturientes do estado de Minas Gerais no Brasil, no per´ıodo de Julho a Setembro do ano de 2006.
A doen¸ca de Chagas ´e causada pelo protozo´ario Trypanosoma cruzi, transmitido aos seres humanos geralmente por um inseto hospedeiro da subfam´ılia Triatominae. A popula¸c˜ao de risco consiste de mulheres que deram `a luz a bebˆes no per´ıodo de Julho a Setembro do ano de 2006. Os rec´em-nascidos foram submetidos a testes sangu´ıneos com o objetivo de detectar a presen¸ca do ant´ıgeno causador da doen¸ca, com uma cobertura acima de 96%. Um teste positivo significa que a m˜ae est´a infectada pela doen¸ca, caracterizando uma ocorrˆencia (MOREIRA et al.,2015).
Estes testes foram realizados atrav´es do projeto PETN-MG (Programa Estadual de Triagem Neonatal do Estado de Minas Gerais), coordenado pelo grupo de pesquisa NUPAD MEDICINA/UFMG, da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais (http://www.nupad.medicina.ufmg.br), em colabora¸c˜ao com a Secretaria Estadual de Sa´ude do estado de Minas Gerais.
O estado de Minas Gerais ´e dividido em 853 munic´ıpios, com uma popula¸c˜ao total em risco para o fenˆomeno de 63 519 mulheres. Ap´os uma an´alise exaustiva para eliminar falsos positivos foram obtidos um n´umero total de 803 casos da doen¸ca. O mapa da taxa de incidˆencia da doen¸ca ´e apresentada na Figura 17 (a) e o mapa da popula¸c˜ao em risco ´e apresentada na Figura 17 (b).
=0 <0.013 0.013 to 0.026 0.026 to 0.047 >0.047 Rate (a) <0.2 0.2 to 0.5 0.5 to 0.9 0.9 to 0.95 >0.95 Population quantiles (b)
Figura 17 – Mapa de varia¸c˜oes espaciais da doen¸ca de Chagas no Estado de Minas Gerais, Brasil, por regi˜ao em 2006: (a) mapa taxa de doen¸ca; (b) Mapa da popula¸c˜ao em risco.
Nos experimentos foram realizadas 999 simula¸c˜oes sob hip´otese nula e uma simula¸c˜ao para os casos observados para cada uma das vers˜oes do MOBPSO implementadas e para o m´etodo Scan El´ıptico, resultando em 1000 simula¸c˜oes sob hip´otese alternativa. Estes foram executados com n´ıvel de significˆancia definida em 0,05 de p-valor (vide Se¸c˜ao 2.4
Avalia¸c˜ao da significˆancia das solu¸c˜oes).
Na parte superior das Figuras 18, 19 e 20, os pontos em negrito apresentam um conjunto de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas para os casos observados geradas para as vers˜oes do MOBPSO, formada por 33 solu¸c˜oes para o algoritmo utilizando a fun¸c˜ao de penaliza¸c˜ao por Dispers˜ao e 16 e 18 solu¸c˜oes para os algoritmos associados `as fun¸c˜oes de penaliza¸c˜ao por N˜ao-Conectividade e Compacidade Geom´etrica, respectivamente.
Nas simula¸c˜oes sob hip´otese nula, todas as solu¸c˜oes n˜ao-dominadas que est˜ao a direita da isolinha de p-valor = 0,05 s˜ao clusters com estimativa p-valor < 0,05. Na parte inferior das Figuras 18, 19 e 20, ´e apresentado o mapa da instˆancia, em escala de cinza ligada `as ocorrˆencias das regi˜oes nas solu¸c˜oes n˜ao-dominadas para os casos observados.
Em rela¸c˜ao ao tempo de execu¸c˜ao dos algoritmos nas simula¸c˜oes, o MOBPSO-DP levou em m´edia aproximadamente 79 segundos por simula¸c˜ao, enquanto que o MOBPSO- NC e MOBPSO-CP levaram em m´edia cerca de 81 e 80 segundos, respectivamente, por simula¸c˜ao.
Λ(z)
0 50 100 150 200 250D(z)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Figura 18 – Parte superior - (•) solu¸c˜oes n˜ao-dominadas, 999 conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao- dominadas simuladas sobre a hip´otese nula e a isolinha de p-valor = 0,05; Parte inferior - mapa em escala de cinza para as solu¸c˜oes n˜ao-dominadas observadas, obtidas pelo algoritmo MOBPSO-DP.
Λ(z)
0 50 100 150 200 250Y(z)
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2Figura 19 – Parte superior - (•) solu¸c˜oes n˜ao dominadas, 999 conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao dominadas simuladas sob a hip´otese nula e a isolinha de p-valor = 0,05; Parte inferior - mapa em escala de cinza para as solu¸c˜oes n˜ao-dominadas observadas, obtidas pelo algoritmo MOBPSO-NC.
Λ(z)
0 50 100 150 200 250K(z)
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1Figura 20 – Parte superior - (•) solu¸c˜oes n˜ao dominadas, 999 conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao dominadas simuladas sob a hip´otese nula e a isolinha de p-valor= 0,05; Parte inferior - mapa em escala de cinza para as solu¸c˜oes n˜ao-dominadas observadas, obtidas pelo algoritmo MOBPSO-CG.
As Figuras 21, 22 apresentam as solu¸c˜oes com maior valor de T obtidos pelos algoritmos MOBPSO-DP, MOBPSO-NC e MOBPSO-CG, respectivamente, nas simula¸c˜oes realizadas nos casos observados. As solu¸c˜oes obtidas pelo MOBPSO-NC e o MOBPSO-CP s˜ao iguais. O valor para a T na solu¸c˜ao obtida com o MOBPSO-DP ´e de aproximadamente 231. Nos algoritmos MOBPSO-NC e o MOBPSO-CP o valor da T para a solu¸c˜ao ´e aproximadamente 227.
Figura 21 – Cluster encontrado com maior valor obtido pela estat´ıstica de teste T pelo algoritmo MOBPSO-DP.
Figura 22 – Cluster encontrado com maior valor obtido pela estat´ıstica de teste T pelo algoritmo MOBPSO-NC e MOBPSO-CP.
As Figuras24 e 23 apresentam os resultados obtidos nas simula¸c˜oes realizadas com o m´etodo Scan El´ıptico. As simula¸c˜oes levaram em m´edia o tempo de execu¸c˜ao de cerca de 343 segundos cada.
A Figura 24, na parte superior cont´em 999 conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas obtidas por meio das simula¸c˜oes sob hip´otese nula e a isolinha de p-valor = 0,05, gerada e um conjunto constitu´ıdo por 61 solu¸c˜oes n˜ao-dominadas, representadas pelos pontos em negrito, obtidas nas simula¸c˜oes a partir dos casos observados.
A parte inferior da imagem apresenta o mapa em escala de cinza para as solu¸c˜oes n˜ao-dominadas dos casos observados. A Figura 23 apresenta a solu¸c˜ao de cluster com o maior valor para a estat´ıstica de teste T medida em aproximadamente 273.
Figura 23 – Cluster encontrado pelo m´etodo Scan El´ıptico com maior valor obtido pela estat´ıstica de teste T , constitu´ıda por 86 regi˜oes.
Λ(z) 0 50 100 150 200 250 300 D(z) 0 1 2 3 4 5 6
Figura 24 – Parte superior - (•) solu¸c˜oes n˜ao dominadas, 999 conjuntos de solu¸c˜oes n˜ao dominadas simuladas sobre a hip´otese nula e a isolinha de p-valor = 0,05 ; Parte inferior - mapa em escala de cinza para as solu¸c˜oes n˜ao-dominadas observadas, obtidas pelo m´etodo Scan El´ıptico.
A Tabela4 apresenta os tempos de execu¸c˜oes dos algoritmos nas simula¸c˜oes da aplica¸c˜ao. A primeira coluna lista os algoritmos utilizados, sendo eles o MOBPSO-DP, o MOBPSO-NC, o MOBPSO-CG e o m´etodo Scan El´ıptico. Nas demais colunas s˜ao apresentados os tempos relacionados aos casos observados (C.O.) e o menor (H.N. Menor), o maior (H.N. Maior), a m´edia (H.N. M´edia) e o desvio padr˜ao (H.N.DESVP) pelas simula¸c˜oes sob hip´otese nula. Nos resultados, o algoritmo MOBPSO-DP ´e indicado em m´edia como o m´etodo mais r´apido.
Tabela 4 – Tempo de execu¸c˜ao nas simula¸c˜oes na aplica¸c˜ao. Tempo de Execu¸c˜ao (em segundos).
ALG. C.O. H.N.MENOR H.N.MAIOR H.N.MEDIA H.N.DESVP.
MOBPSO-DP 78,11 67,08 95,66 79,71 3,74
MOBPSO-NC 68,87 66,43 111,58 81,09 4,29 MOBPSO-CG 67,41 68,75 108,96 80,48 4,11 Scan El´ıptico 533,13 226,3 632,47 342,85 94,25
A Tabela5 apresenta o n´umero de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas obtidas nas simula¸c˜oes da primeira aplica¸c˜ao pelos algoritmos implementados. Nas colunas, s˜ao visualizadas o n´umero de solu¸c˜oes obtidas pela simula¸c˜ao dos casos observados (C.O) e o menor (H.N. Menor), o maior (H.N. Maior), a m´edia (H.N. M´edia) e o desvio padr˜ao (H.N.DESVP) obtidas pelas simula¸c˜oes sob hip´otese nula. Nos resultados, o MOBPSO-DP obteve em m´edia o maior n´umero de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas.
Tabela 5 – N´umero de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas obtidas nas simula¸c˜oes na aplica¸c˜ao. N´umero de solu¸c˜oes n˜ao-dominadas.
ALG. C.O. H.N.MENOR H.N.MAIOR H.N.M´EDIA H.N.DESVP.
MOBPSO-DP 33 5 44 20 5,68
MOBPSO-NC 16 1 25 11 3,45
MOBPSO-CG 18 3 34 13 3,81
Scan El´ıptico 61 3 32 12 4,47
A Figura 25exibe as fronteiras Pareto-´otimo nas simula¸c˜ao dos casos observados geradas pelo algoritmo MOBPSO constitu´ıda pelos pontos em c´ırculo e pelo m´etodo Scan El´ıptico formado pelos pontos em quadrado definidos no espa¸co dos objetivos do problema (Λ(z), D(z)).
Λ(z) 0 50 100 150 200 250 300 D(z) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Fronteiras Pareto-otimo Scan Eliptico MOBPSO-DP
Figura 25 – Fronteiras Pareto-´otimas obtidas pelos m´etodos MOBPSO-DP (C´ırculos) e pelo m´etodo Scan El´ıptico (Quadrados).
Na imagem, as solu¸c˜oes localizadas em um n´ıvel inferior indicam dominˆancia em rela¸c˜ao `as solu¸c˜oes localizadas em um n´ıvel superior no espa¸co dos objetivos. Observa-se que as solu¸c˜oes do MOBPSO-DP s˜ao equipar´aveis `as solu¸c˜oes do m´etodo Scan El´ıptico quanto aos objetivos. Uma poss´ıvel explica¸c˜ao para o m´etodo MOBPSO-DP n˜ao ter coberto parte do espa¸co explorado pelo Scan El´ıptico pode estar ligada aos parˆametros usados para a convergˆencia da t´ecnica PSO, como a taxa do mapa para cria¸c˜ao dos indiv´ıduos pelo m´etodo guloso, n´umero de gera¸c˜oes, entre outros. Uma outra explica¸c˜ao pode estar ligada `a tendˆencia do m´etodo Scan El´ıptico em superestimar a solu¸c˜ao verdadeira. Todavia, o MOBPSO-DP proporcionou em m´edia resultados aproximadamente 4 vezes mais r´apido.
5 Conclus˜oes
Normalmente algoritmos de detec¸c˜ao de clusters irregulares direcionam a zonas que