Multi-depot rural postman problems

The final publication is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1007/s11750-016-0434-zThis paper studies multi-depot rural postman problems on an undirected graph. These problems extend the well-known undirected rural postman problem to the case where there are several depots instead of just one. Linear integer programming formulations that only use binary variables are proposed for the problem that minimizes the overall routing costs and for the model that minimizes the length of the longest route. An exact branch-and-cut algorithm is presented for each considered model, where violated constraints of both types are separated in polynomial time. Despite the difficulty of the problems, the numerical results from a series of computational experiments with various types of instances illustrate a quite good behavior of the algorithms. When the overall routing costs are minimized, over 43 % of the instances were optimally solved at the root node, and 95 % were solved at termination, most of them with a small additional computational effort. When the length of the longest route is minimized, over 25 % of the instances were optimally solved at the root node, and 99 % were solved at termination.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

New models and algorithms for several families of Arc Routing Problems

Some of the most common decisions to be taken within a logistic systems at an operational level are related to the design of the vehicle routes. Vehicle Routing Problems and Arc Routing Problems are well-known families of problems addressing such decisions. Their main difference is whether service demand is located at the vertices or the edges of the operating network. In this thesis we focus on the study of several arc routing problems. We concentrate on three families of problems. The first family consists of Multi Depot Rural Postman Problems, which are an extension of Rural Postman Problems where there are several depots instead of only one. The second family of problems that we study are Location-Arc Routing Problems, in which the depots are not fixed in advance, so their location becomes part of the decisions of the problem. We finally study Target-Visitation Arc Routing Problems, where the service is subject to an ordering preference among the connected components induced by demand arcs. Different models are studied for each considered family. In particular, two different Multi Depot Rural Postman Problem models are considered, which differ in the objective function: the minimization of the overall transportation cost or the minimization of the makespan. Concerning Location-Arc Routing Problems, we study six alternative models that differ from each other in their objective function, whether there is an upper bound on the number of facilities to be located, or whether there are capacity constraints on the demand that can be served from selected facilities. Finally, two Target-Visitation Arc Routing Problem models are studied, which differ from each other in whether or not it is required that all the required edges in the same component are visited consecutively. The aim in this thesis is to provide quantitative tools to the decision makers to identify the best choices for the design of the routes. To this end and for each considered problem, we first study and analyze its characteristics and properties. Based on them we develop different Integer Linear Programming formulations suitable for being solved trough branch-and-cut. Finally, all formulations are tested trough extensive computational experience. In this sense, for Multi Depot Rural Postman Problems and Location-Arc Routing Problems we propose natural modeling formulations with three-index variables, where variables are associated with edges and facilities. For some of the models we also present alternative formulations with only two-index variables, which are solely associated with edges. Finally, for the Target-Visitation Arc Routing Problems we propose three different formulations, two alternative formulations for the general case, and one for the clustered version, where all the edges in the same components are served sequentially, which exploits some optimality conditions of the problem.Algunes de les decisions més habituals que es prenen en un sistema logístic a nivell operatiu estan relacionades amb el disseny de rutes de vehicles. Els coneguts Vehicle Routing Problems i Arc Routing Problems són famílies de problemes que s'ocupen d'aquest tipus de decisions. La principal diferència entre ambdós recau en si la demanda de servei es troba localitzada als vèrtexs o a les arestes de la xarxa. Aquesta tesi es centra en l'estudi de diversos problemes de rutes per arcs. Ens centrem en tres famílies de problemes. La primera família consisteix en els Multi Depot Rural Postman Problems, que són una extensió del Rural Postman Problem on hi ha diversos dipòsits en lloc d'un de sol. La segona família de problemes que estudiem són els Location-Arc Routing Problems, en els quals els dipòsits no estan fixats amb antelació i, per tant, la seva ubicació esdevé part de les decisions a prendre en el problema. Finalment, estudiem els Target-Visitation Arc Routing Problems, on el servei està subjecte a una preferència d'ordenació entre les components connexes induïdes pels arcs amb demanda. S'estudien diferents models per a cadascuna de les famílies considerades. En particular, es consideren dos models diferents per al Multi Depot Rural Postman Problem, que es diferencien en la funció objectiu: la minimització del cost general de transport o la minimització de la ruta més llarga. Pel que fa als Location-Arc Routing Problems, estudiem sis models alternatius que difereixen en la seva funció objectiu, considerant si hi ha un límit màxim sobre la quantitat de dipòsits a ubicar o si hi ha restriccions de capacitat sobre la demanda que es pot servir des dels dipòsits seleccionats. Finalment, s'estudien dos models de Target-Visitation Arc Routing Problem, que es diferencien en si es necessari que totes les arestes requerides en la mateixa component es visitin de forma consecutiva. L'objectiu d'aquesta tesi és proporcionar eines quantitatives als responsables, que permetin identificar les millors opcions de disseny de les rutes. Per això, i per a cadascundels problemes considerats, primer estudiem i analitzem les seves característiques i propietats. A partir d'aquestes, desenvolupem diferents formulacions de Programació Lineal Entera, adequades per a la seva solució mitjançant un branch-and-cut. Finalment, totes les formulacions són provades mitjançant un ampli testeig computacional. En aquest sentit, per als Multi Depot Rural Postman Problems i els Location-Arc Routing Problems, proposem formulacions naturals amb variables de tres índexs, on les variables estan associades a les arestes i als dipòsits. Per a alguns dels models també presentem formulacions alternatives, amb variables de només dos índexs, que només estan associades a les arestes. Finalment, per als Target-Visitation Arc Routing Problems proposem tres formulacions diferents, dues formulacions alternatives per al cas general i una per a la versió en clúster, on totes les arestes de la mateixa component es serveixen seqüencialment, cosa que explora algunes condicions d'optimització pròpies.Algunas de las decisiones más habituales que se toman en un sistema logístico a nivel operativo están relacionadas con el diseño de rutas de vehículos. Los conocidos Vehicle Routing Problems y Arc Routing Problems son familias de problemas que se ocupan de este tipo de decisiones. La principal diferencia entre ambas reside en si la demanda de servicios está localizada en los vértices o en las aristas de la red. Esta tesis se centra en el estudio de diversos problemas de rutas por arcos. Nos centramos en tres familias de problemas. La primera familia consiste en los Multi Depot Rural Postman Problems, que son una extensión del Rural Postman Problem donde hay varios depósitos en lugar de solamente uno. La segunda familia de problemas que estudiamos son los Location-Arc Routing Problems, en los que los depósitos no están fijados con antelación y, por lo tanto, su ubicación se convierte en parte de las decisiones a tomar en el problema. Finalmente, estudiamos los Target-Visitation Arc Routing Problems, donde el servicio está sujeto a una preferencia de ordenación entre las componentes conexas inducidas por los arcos con demanda. Se estudian diferentes modelos para cada una de las familias consideradas. En particular, se consideren dos modelos diferentes para el Multi Depot Rural Postman Problem que se diferencian en la función objetivo: la minimización del coste general de transporte o la minimización de la ruta más larga. En cuanto a los Location-Arc Routing Problems, estudiamos seis modelos alternativos que difieren en su función objetivo, en si hay un limite máximo sobre la cantidad de depósitos a ubicar, o en si hay restricciones de capacidad sobre la demanda que se puede servir desde los depósitos seleccionados. Finalmente, se estudian dos modelos de Target-Visitation Arc Routing Problem, que se diferencian en si es necesario que todas las aristas requeridas en la misma componente se visiten de forma consecutiva. El objetivo de esta tesis es proporcionar herramientas cuantitativas a los responsables, que permitan identificar las mejores opciones de diseño de las rutas. Por ello, y para cada uno de los problemas considerados, primero estudiamos y analizamos sus características y propiedades. A partir de estas, desarrollamos diferentes formulaciones de Programación Lineal Entera, adecuadas para su solución mediante un branch-and-cut. Finalmente, todas las formulaciones son probadas mediante un amplio testeo computacional. En este sentido, para los Multi Depot Rural Postman Problems y los Location-Arc Routing Problems, proponemos formulaciones naturales con variables de tres índices, donde las variables están asociadas a las aristas y a los depósitos. Para algunos de los modelos también presentamos formulaciones alternativas con variables de sólo dos índices, que sólo están asociadas a las aristas. Finalmente, para los Target-Visitation Arc Routing Problems proponemos tres formulaciones diferentes, dos formulaciones alternativas para el caso general y una para la versión en clúster, donde todas las aristas de la misma componente se sirven secuencialmente, lo que explora algunas condiciones de optimización propia

Creación de una base de datos SIG de la Vall d'Aran, orientada a la evaluación del riesgo sísmico en zonas urbanas.

La elaboración de estudios de riesgo sísmico es una herramienta de gran utilidad para el gestor del territorio. Por una parte, permite desarrollar actuaciones de prevención encaminadas a la disminución del riesgo; planificar la respuesta frente a las situaciones de emergencia; y definir la estructura de coordinación y control de los diferentes organismos y entidades que han de cooperar. Por otra parte, en base a la información obtenida de los posibles daños causados por el terremoto, permite actuar según lo establecido en los planes de emergencia y realizar un seguimiento de la evolución de la emergencia. Con este objetivo, se crea la base de datos necesaria para la evaluación del riesgo sísmico en la comarca de la Val d’Aran. El trabajo se estructura en dos partes. En la primera parte se pretende asentar los conocimientos primordiales en el marco de los estudios de riesgo sísmico; así, se habla de los elementos que forman parte del riesgo, al mismo tiempo que se describe la metodología empleada. En la segunda parte se describe la aplicación a la zona de estudio, la Val d’Aran. Para ello se elabora una base de datos que incorpora la información del parque de edificios: edad de construcción, altura, tipología; así como la información en relación a la población de la comarca. El grado de daño medio esperado se estima en base a funciones semi-empíricas que son función de la acción sísmica y de la vulnerabilidad. Por un lado, la definición de la acción sísmica se realiza según términos de intensidad macrosísmica de la escala EMS’98. Por otro lado, la estimación de la vulnerabilidad del parque de edificios se realiza mediante el Método del Índice de Vulnerabilidad (MIV) que, caracteriza la respuesta de los edificios frente a un posible seísmo, asignándoles un valor que oscila entre cero, para edificios poco vulnerables, y uno, para edificios más vulnerables. La simulación de daño se realiza en base a un escenario determinista que, corresponde a un seísmo análogo al terremoto histórico ocurrido el año 1923 con epicentro en la zona suroeste de la Val d’Aran, e intensidades entre VI y VIII. Los resultados se obtienen a tres niveles diferentes: en primer lugar, se estudian los edificios residenciales de los núcleos y diseminados de la comarca a nivel de unidades definidas por estos mismos; en segundo lugar, se estudian los edificios residenciales del núcleo de Gausac a nivel de edificio a edificio; y en último lugar, se estudian 29 edificios de la comarca, considerados como singulares en caso de emergencia por la ocurrencia de un evento sísmico. El grado de daño medio obtenido varía entre nulo y leve, en función de la entidad de población. Este resultado se corresponde con el crecimiento histórico y su situación actual. La base de datos creada sobre un Sistema de Información Geogáfica (SIG) o Geographic Information System (GIS) permite integrar, actualizar, analizar, explotar y gestionar los datos, así como simular situaciones para la evaluación del riesgo sísmico. Además, debido a la información que recopila, ésta podría ser adaptada y ampliada para la realización de otros estudios. Por todo ello, es un instrumento eficiente para el desarrollo de medidas de prevención, disminución de riesgo y planificación y gestión en situaciones de gravedad

A branch-and-cut algorithm for the multidepot rural postman problem

This paper considers the Multidepot Rural Postman Problem, an extension of the classical Rural Postman Problem in which there are several depots instead of only one. The aim is to construct a minimum cost set of routes traversing each required edge of the graph, where each route starts and ends at the same depot. The paper makes the following scientific contributions: (i) It presents optimality conditions and a worst case analysis for the problem; (ii) It proposes a compact integer linear programming formulation containing only binary variables, as well as a polyhedral analysis; (iii) It develops a branch-and-cut algorithm that includes several new exact and heuristic separation procedures. Instances involving up to four depots, 744 vertices, and 1,315 edges are solved to optimality. These instances contain up to 140 required components and 1,000 required edges.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

User experience in virtual reality from people with and without disability

[Abstract] Virtual Reality (VR) is a resource for leisure and participation. Recently, VR applications have been introduced progressively into health interventions. The possibility of being immersed in virtual scenarios offers an opportunity to recreate real spaces in a rehabilitation room and to become more motivating. There exist interesting open-access games and applications in platforms such as STEAMVR, VIVEPort or META, that can be used during rehabilitation. Nevertheless, the main problem is the lack of usability and possibility to adapt these applications to demands of final users. The use of VR is conditioned, also, by the experience and perspective of the people. Purpose of research was to analyze and determine the possibilities of generic VR applications from the perspective of final users, based on their experience. A cross-sectional study was done, with sample divided into two groups: people with (N = 24) and without disability (N = 34). The Game Experience Questionnaire (GEQ) was applied. The applications analyzed were: IkeaVRPancake Kitchen, TheBlue, Adventure climb, Google EarthVR, Cube dancer, Blobby tennis and Richie’s PlankExperience. Results indicated that people without disabilities felt an experience more immersive in VR. No significant differences were obtained concerning the GEQ Post-game. The application with the higher score in terms of positive experience was Richie’s PlankExperience (M = 2,32), and concerning competence was Google EarthVR (M = 2,6) In general, the game experience was positive, but there are still some difficulties detected to implement the games into rehabilitation: control manipulation, interface person-application and understanding instructions. So, is needed to implement adaptations into the games to facilitate their use by people with disabilities.PID 2019-104323RB-C33; Ministerio de Ciencia e Innovación (España

Evaluation of the antioxidant activity of cis/trans-N-phenyl-1,4,4a,5,8,8a-hexahydro-3, 1-benzoxazin-2-imines

The growing interest in the chemistry of unsaturated ring-fused 1,3-heterocycles, in this particular case 1,3-oxazines, arise in part from their versatile pharmacological applications. In the present article, the evaluation of the in vitro and ex vivo antioxidant activity of two cyclohexene-fused oxazines is discussed. The in vitro antioxidant activity was evaluated by trapping the ABTS and hydroxyl radicals as well as the inhibition of the enzyme acetyl-cholinesterase and hemolysis of erythrocytes by 2,2’-Azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH). The results suggest that both unsaturated 1,3-oxazines are auspicious sources of biologically active compounds with good antioxidant properties. In addition, a comprehensive analysis of the interaction between these heterocycles with 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) radicals, as well as the measurements of redox potential, provided evidence for a mechanism of antioxidant activity that takes place through electron transfer (ET) processes.Fil: Firpo, Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Ramirez, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Faillace, Martín Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: de Brito, Maria Dos R. Mendes. Universidade Federal Do Piaui.; BrasilFil: Silva, Ana P. S. Correia Lima E.. Universidade Federal Do Piaui.; BrasilFil: Costa, Jessica Pereira. Universidade Federal Do Piaui.; BrasilFil: Rodríguez, Marcela C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Argüello, Gustavo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Szakonyi, Zsolt. Institute Of Pharmaceutical Chemistry Albert Szent-györ; HungríaFil: Fülöp, Ferenc. Institute Of Pharmaceutical Chemistry Albert Szent-györ; HungríaFil: Peláez, Walter José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Differential cross section measurements for the production of a W boson in association with jets in proton–proton collisions at √s = 7 TeV

Measurements are reported of differential cross sections for the production of a W boson, which decays into a muon and a neutrino, in association with jets, as a function of several variables, including the transverse momenta (pT) and pseudorapidities of the four leading jets, the scalar sum of jet transverse momenta (HT), and the difference in azimuthal angle between the directions of each jet and the muon. The data sample of pp collisions at a centre-of-mass energy of 7 TeV was collected with the CMS detector at the LHC and corresponds to an integrated luminosity of 5.0 fb[superscript −1]. The measured cross sections are compared to predictions from Monte Carlo generators, MadGraph + pythia and sherpa, and to next-to-leading-order calculations from BlackHat + sherpa. The differential cross sections are found to be in agreement with the predictions, apart from the pT distributions of the leading jets at high pT values, the distributions of the HT at high-HT and low jet multiplicity, and the distribution of the difference in azimuthal angle between the leading jet and the muon at low values.United States. Dept. of EnergyNational Science Foundation (U.S.)Alfred P. Sloan Foundatio