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Autores
Tipo Autor ou Orientador
Autor
Natasha Costa da Fonseca
Orientador
Pedro Henrique González Silva
Co-orientador
Claudio Miceli de Farias
Teses, Dissertações e Outros
id
3297
IsFeHA: Uma Estratégia Inspirada em Aprendizado Federado para Agregação de Hiperparâmetros para o CVRP
Otimização
Dissertação de Mestrado
20/3/2026
tituloi
Esta dissertação investiga o uso de uma estratégia inspirada em aprendizado federado para agregação de hiperparâmetros no Problema de Roteamento de Veículos com Capacidade (CVRP). Em ambientes competitivos, empresas frequentemente enfrentam desafios logísticos semelhantes, mas não podem compartilhar dados operacionais devido a restrições estratégicas e de confidencialidade. Propõe-se a abordagem IsFeHA (Inspired Federated Hyperparameter Aggregation), na qual cada agente realiza localmente o ajuste automático de hiperparâmetros de uma metaheurística, especificamente o Hybrid Genetic Search para CVRP (HGS-CVRP), utilizando a ferramenta irace. Em vez de compartilhar dados ou soluções, os agentes compartilham apenas os vetores de hiperparâmetros resultantes do processo de calibração, que são então agregados por meio de estratégias inspiradas em aprendizado federado, como FedAvg, Trimmed Mean, Majority Vote e Mediana.A proposta é avaliada em múltiplos cenários experimentais, variando o número de agentes e o conjunto de instâncias utilizadas, com base em benchmarks clássicos da literatura. A análise considera métricas de qualidade de solução, gaps relativos, robustez estatística e testes não paramétricos pareados. Os resultados indicam que a agregação heurística de hiperparâmetros pode produzir configurações competitivas e, em diversos casos, melhorar o desempenho médio em relação às configurações locais isoladas, mantendo a privacidade dos dados. O estudo demonstra que a transferência colaborativa de conhecimento paramétrico constitui uma alternativa viável à otimização centralizada em contextos nos quais o compartilhamento direto de dados não é possível.
This dissertation investigates a federated-inspired strategy for hyperparameter aggregation for the Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP). In competitive environments, companies often face similar logistical challenges but are unable to share operational data due to confidentiality and strategic constraints. In this setting, we propose IsFeHA (Inspired Federated Hyperparameter Aggregation), a collaborative framework in which each agent locally performs automatic hyperparameter tuning of a metaheuristic, specifically the Hybrid Genetic Search for CVRP (HGS-CVRP), using the irace configuration tool. Instead of exchanging raw data or complete solutions, agents share only the hyperparameter vectors obtained from their local tuning processes. These vectors are then aggregated using federatedinspired strategies such as FedAvg, Trimmed Mean, Majority Vote, and Median.The approach is evaluated across multiple experimental scenarios, varying the number of agents and instance sets, based on established benchmark datasets from the literature. The analysis considers solution quality metrics, relative gaps, statistical robustness, and non-parametric paired tests. The results indicate that heuristic hyperparameter aggregation can generate competitive configurations and, in several cases, improve average performance compared to isolated local configurations, while preserving data privacy. The study demonstrates that collaborative parametric knowledge transfer represents a viable alternative to centralized optimization in settings where direct data sharing is infeasible.
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