Heuristics Applied to Minimization of the Maximum-Diameter Clustering Problem

Authors

Keywords:

heuristics, Clustering, Metaheuristic algoritms, integer programming

Abstract

This paper introduces two heuristic algorithms for the Maximum-Diameter Clustering Problem (MDCP), based on the Biased Random-Key Genetic Algorithm (BRKGA) and the Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) metaheuristics. This problem consists of finding k clusters that minimize the largest within-cluster distance (diameter) among all clusters. The MDCP is classified as NP-hard and presents increased difficulty when attempting to determine the optimal solution for any instance. The results obtained in the experiments using 50 well-known instances indicate a good performance of proposed heuristics, that outperformed both three algorithms and an integer programming model from the literature.

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Author Biographies

José André de Moura Brito, Escola Nacional de Ciências Estatísticas

tem bacharelado em Matemática pela UFRJ (1997), Mestrado e Doutorado em Otimização pela COPPE/UFRJ (1999 e 2004) e Pós-Doutorado em Otimização na UFF (2008). É professor da Escola Nacional de Ciências Estatísticas (ENCE/IBGE).

Augusto Cesar Fadel, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

é bacharel em Estatística pela Escola Nacional de Ciências Estatísticas (ENCE) e tem mestrado em Ciência da Computação pela Universidade Federal Fluminense (UFF). Atua como estatístico no Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), onde desenvolve atividades relacionadas a controle estatístico de sigilo, visualização de dados e uso de big data em estatísticas oficiais.

Gustavo Silva Semaan, Universidade Federal Fluminense

Professor da Universidade Federal Fluminense (UFF). Doutor e Mestre pelo Instituto de Computação da UFF. Bacharel em Sistemas de Informação pela Faculdade Metodista Granbery.

Flávio Montenegro, Escola Nacional de Ciências Estatísticas

Professor da Escola Nacional de Ciências Estatísticas (ENCE). Tem mestrado em Física pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (1997) e doutorado em Engenharia de Sistemas e Computação pela COPPE/UFRJ (2001).

Published

2021-06-07

How to Cite

Brito, J. A. de M., Fadel, A. C., Semaan, G. S., & Montenegro, F. (2021). Heuristics Applied to Minimization of the Maximum-Diameter Clustering Problem. IEEE Latin America Transactions, 19(4), 652–659. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/3848

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