Script python que soluciona o problema do caixeiro viajante (TSP) utilizando técnicas de modelagem e otimização linear.
O projeto as possui as seguintes dependências:
- Python v3.7.1 ou superior
- Google OR-Tools (para python): biblioteca de otimização open-source;
- matplotlib: biblioteca utilizada para gerar o plot dos caminhos
- optparser: biblioteca utilitária para gerar o script principal
main.py
Para usar o módulo de visualização:
- Streamlit: utilizado para gerar o dashboard do usuário;
- Pyvis: utilizado para renderizar o grafo em HTML;
- Networkx: utilizado para gerar e manipular os grafos;
A instalação pode ser feita manualmente utilizando o gerenciador de pacote pip ou conda ou utilizando o arquivo requirements.txt como o exemplo a seguir
pip install requirements.txt
O script main.py foi criado para ser utilizado como interface CLI (Command Line Interface) para todas as funcionalidades do projeto.
Para ser utilizado, basta realizar a instação e utilizar ele diretamente como executável (./main.py action [args]) ou da forma clássica (python3 main.py action [args]).
O primeiro argumento action define o tipo de rotina que se deseja executar e seus funcionamentos estão listados à seguir.
Disclaimer: o script main.py deve ser executado preferencialmente estando na pasta raíz, evite execuções do tipo python3 path/to/main.py.
./main.py tsp -i libra6.tsp -o libra6.csv
O comando acima lê o arquivo data/raw/libra6.tsp, que contém informações sobre o problema, e extrai as informações das coordenadas para o arquivo data/coord/libra6.csv.
./main.py dist -i libra6.csv -o libra6.txt
O comando acima lê as coordenadas do arquivo data/coord/libra6.csv e gera um arquivo data/distances/libra6.txt que contém uma matriz de distâncias.
./main.py solve -i libra6.txt
O comando acima lê o arquivo de distâncias data/distances/libra6.txt e resolve o problema utilizando o método clássico. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -C libra6.csv -o libra6.csv
Análogo ao anterior mas também lê um arquivo de coordenadas data/coord/libra6.csv e ao finalizar gera um arquivo, data/routes/libra6.csv, que contém a informação da configuração final da rota.
./main.py solve -i libra6.txt -s dfj
Esse comando resolve o problema utilizando o método de Cutting Planes. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -s mtz
Esse comando resolve o problema utilizando o método de MTZ. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -s dl
Esse comando resolve o problema utilizando o método de DL. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -s gg
Esse comando resolve o problema utilizando o método de GG. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -H -s gg
Esse comando utiliza uma heurística (2-opt) para encontrar um valor inicial, e então resolve o problema utilizando o método de GG. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -t 1 -s gg
Esse comando define um tempo limite para a execução (1 minuto, nesse caso), e então resolve o problema utilizando o método de GG. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py solve -i libra6.txt -V -s gg
Esse comando resolve o problema utilizando o método de GG, e mostra o registro do solver durante o método de busca. Ao terminar, imprime a configuração final da rota na tela.
./main.py plot -i libra6.tsp -o libra6.png
O comando acima lê o arquivo de rotas data/routes/libra6.csv, e a partir deste gera uma imagem images/plot/libra6.png que ilustra o menor caminho encontrado.
./main.py all -i libra6 -s mtz
Lê o arquivo data/raw/libra6.tsp e executa todas as actions anteriores (tsp, dist, solve, plot) resolvendo o sistema com o modelo definido pela flag -s e gerando SEMPRE uma imagem do ciclo final encontrado.
./main.py app
Abre o visualizador de algoritmos no broswer. O visualizador permite gera plots de cada iteração dos algoritmos e permite a comparação entre dois algoritmos distintos. Com ele objetiva-se averiguar como cada algoritmo se comporta em determinada fase de execução.
A pasta "Data" contém arquivos usados para teste no formato origial (pasta raw). Em logs é está salvo resultados da execução dos algoritmos para todos casos testes contidos na pasta raw e na pasta latex é onde fica a tabela com todos resultados do log no formato .tex