Celso C. Ribeiro
Futebol e Otimização:
Classificação, Tabelas e Juízes
Julho 2005
Maceió
Resumo
Grupo de pesquisa: temas, projetos, aplicações
e equipe
Problemas de classificação
• Motivação e formulação
• FUTMAX na rede e na imprensa
• Resultados
Programação de tabelas
• Motivação e formulação
• Heurísticas
• Aplicações
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 2/75
Grupo de pesquisa (Diretório CNPq)
Heurísticas e paralelismo para
problemas de otimização e de
bioinformática
Temas básicos
Metaheurísticas e paralelismo
• Metaheurísticas: métodos gerais para a solução
aproximada de problemas combinatórios NP-difíceis,
que utilizam diferentes estratégias para escapar de
ótimos locais:
Algoritmos genéticos, GRASP, path-relinking, busca tabu,
VNS, simulated annealing, colônias de formigas, busca
espalhada…
• Paralelismo:
Algoritmos mais robustos e menos dependentes de
parâmetros
Melhores soluções, resolução mais rápida, problemas
maiores
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 4/75
Implementações em grids e clusters (Laboratório de
Projetos, aplicações e equipe
Escalonamento da produção:
• Seqüenciamento da produção da linha de
montagem da Renault
Lavagens de pistolas de pintura e número de carros de
cada tipo
Desafio Renault-ROADEF’2005: equipe PUC-UFF
classificada em segundo lugar (Caroline, Daniel,
Sebastián, Thiago)
Projeto e roteamento em redes de
telecomunicações:
• Engenharia de tráfego e otimização do roteamento
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 5/75
• Projeto de redes com funções de custo em escada
Projetos, aplicações e equipe
Biologia computacional:
• Problema da filogenia
• Seqüenciamento de DNA
• Reconhecimento de imagens médicas através de
grafos
Logística aplicada a esportes:
• Classificação
• Tabelas
• Juízes
Equipe: 11 doutorandos e 3 mestrandos
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 6/75
Logística aplicada a esportes
Classificação
Motivação
A imprensa anuncia desde cedo as “chances”
de classificação, baseadas em previsões e
estatísticas freqüentemente obscuras (“com 53
pontos qualquer equipe escapa do
rebaixamento em 2004”): previsões anunciadas
são freqüentemente erradas!
Problema da classificação garantida: quantos
pontos um time deve fazer para ter certeza de
classificar-se para as finais (play-offs) de um
torneio?
• Vitória: 3 pontos, empate: 1 ponto, derrota: 0 ponto
Novembro
2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 8/75
• Campeão?
Classificação
para a Libertadores?
Motivação
Três times disputam duas vagas nos play-offs.
Cada um tem dois jogos a jogar: Flamengo vs.
Vasco e Bahia, Cruzeiro vs. Grêmio e Santos, e
Bahia vs. Flamengo e Fluminense.
Quantos pontos o Cruzeiro tem que fazer para
ter certeza de se classificar?
4 pontos!
Flamengo
37
O problema se complica se Cruzeiro
37
24 equipes participam do Bahia
36
campeonato!
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 9/75
Formulação
Problemas de classificação para play-offs:
Quantos pontos uma equipe deve fazer para:
… ter certeza de terminar nas p primeiras
posições? (condição suficiente para
classificação)
… ter alguma chance de terminar nas p
primeiras posições? (condição necessária para
classificação)
Campeonato brasileiro 2004:
2004
OR in Sports 10/75
Novembro
Libertadores:
p = 4Futebol e Otimização
Formulação
Problema da classificação garantida:
quantos pontos um time deve fazer para ter
certeza de classificar-se nas p primeiras
posições?
Calcular o número máximo de pontos que o
time pode fazer e mesmo assim não ficar
classificado entre os p primeiros: somar 1 a
este número para obter o número mínimo
de pontos para garantir a classificação:
GQS(k)
Problema da classificação possível:
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 11/75
quantos pontos um time deve fazer para ter
Formulação
1, seo timei derrotao time j
xij
0, casocontrário
p j pontosjáacumulados
pelotime j
t j pontosganhos
pelotime j aofinaldotorneio
1, set j tk (seo timek nãoestáàfrentedotime j )
yj
0, casocontrário
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 12/75
Formulação
GQS(k ) 1 máximot k
sujeito a :
xij x ji 1
k = time sendo consider
i 1,...,n; j 1,...,n; jogo (i, j ) a ser disputado
t j p j 3.i j x ji i j 1 ( xij x ji )
t k t j M (1 y j )
j 1,...,n
j 1,...,n
tk > tj yj = 0
y
p
j
j k
xij {0,1}
i 1,...,n; j 1,...,n; jogo (i, j ) a ser disputado
y j {0,1}
j 1,...,n
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 13/75
Formulação
Quando o time k está “matematicamente
classificado”?
O time k está matematicamente classificado se
seu problema da classificação guarantida é
inviável.
Quando o time k depende apenas dele para se
classificar?
O time k depende apenas dele se GQS(k) é
menor ou igual ao número total de pontos que
pode fazer.
Novembro
Quando
o time k está
2004
Futebol“matematicamente
e Otimização
OR in Sports 14/75
FUTMAX na rede e na imprensa
Projeto FUTMAX:
• Sistema de agentes para coleta automática de
resultados via web (projeto de Thiago Noronha,
doutorando PUC-Rio).
• Modelos gerados automaticamente para cada
time.
• Problemas de programação inteira resolvidos
com CPLEX.
• Arquivo HTML de resultados gerado
automaticamente.
Publicação automática:
Futebol e Otimização
Novembro 2004
OR in Sports 15/75
FUTMAX na rede e na imprensa
Site FUTMAX no ar (24/Set/2002)
Rádio Globo: “Enquanto a bola não rola”
(29/Set/2002)
Caderno Internet do Jornal do Brasil (30/Set/2002)
Entrevista para TV Campus (24/Out/2002)
Artigo no Jornal da PUC (18/Dez/2002)
SPORTV pede cálculos e considera publicação
ao vivo das “chances” de classificação (Out/2003)
FUTMAX fornece dados para SPORTV News
(7/Nov/2004)
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 16/75
FUTMAX na rede e na imprensa
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 17/75
Resultados
Já na 11a. rodada em 2002, alguns times não
mais dependiam apenas de seus resultados
para se classificarem.
Antonio Lopes, técnico do Vasco, disse que
“basta ganharmos os 10 próximos jogos para
nos classificarmos”.
FUTMAX mostrou que não era verdade!
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 18/75
Resultados
31/Outubro/2002: São Paulo ganhou da Ponte
Preta fazendo 43 pontos.
A imprensa (Folha de São Paulo) anunciou que
o São Paulo estava matematicamene
classificado.
FUTMAX mostrou que não era verdade!
3/Novembro/2002: São Caetano completou 42
pontos e a imprensa anunciou que estava
matematicamene classificado.
Novembro
De novo,
FUTMAXFutebol
mostrou
2004
e Otimização que não era
OR in Sports 19/75
Resultados
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 20/75
Resultados
FUTMAX pode ser usado para acompanhar o desempenho d
Pontos
possíveis
FLUMINEN
Pontos para classificação
SE
garantida
Pontos para classificação
possível
Pontos acumulados
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 21/75
Resultados
Spin-offs: seguido pelo HockeyPlex project
(mesma idéia para a National Hockey League,
USA)
Tese de doutorado de Sebastián Urrutia (PUCRio, 2005)
Repercussão e motivação
Publicações:
Ribeiro & Urrutia, “OR on the ball”, OR/MS Today,
2004.
Novembro 2004& Urrutia, “IPFutebol
e Otimização
OR in Sports 22/75
Ribeiro
applied
to playoff elimination”,
Logística aplicada a esportes
Programação de tabelas
Motivação
Escalonamento de jogos é um problema
difícil: diferentes restrições, questões de
logística, múltiplos objetivos a otimizar, e
diversos decisores (administradores das
federações, dirigentes, TV, etc.).
A distância total viajada é um critério
importante a ser minimizado, para reduzir
custos de viagem e dar mais tempo aos
jogadores para descanso e treinamentos.
Mas é necessário evitar tabelas injustas!
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 24/75
Formulação
Condições:
• n (par) times participam de um torneio.
• Cada time tem seu estádio na cidade onde está
baseado.
• As distâncias entre os estádios são
conhecidas.
• Um time que joga dois jogos consecutivos fora
de casa vai diretamente de uma cidade para a
outra, sem retornar à sua base.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 25/75
Formulação
Condições (cont.):
• O torneio segue o formato de duplo round-robin
espelhado:
Há 2(n-1) rodadas, cada uma com n/2 jogos.
Cada time joga contra cada outro time exatamente duas
vezes, uma em casa e outra fora.
Jogos do turno e do returno na mesma ordem, invertendose apenas o mando de campo.
• Nenhum time pode jogar mais de três jogos
consecutivos em casa, nem mais de três jogos
consecutivos fora.
Objetivo: minimizar a distância total viajada por
Novembro
2004 os times.
Futebol e Otimização
OR in Sports 26/75
todos
Formulação
Dado um grafo G=(V, E), um fator de G é um
grafo G’=(V,E’) com E’E.
G’ é um 1-fator se todos seus nós tem grau
um.
Uma fatoração de G=(V,E) é um conjunto de
fatores G1=(V,E1), ..., Gp=(V,Ep) sem arestas
comuns, com E1...Ep=E.
Todos fatores em uma 1-fatoração de G são
1-fatores.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 27/75
Formulação
1
Exemplo:
1-fatoração de K6
Novembro 2004
5
2
4
3
6
Futebol e Otimização
OR in Sports 28/75
Formulação
1
Exemplo:
1-fatoração de K6
Novembro 2004
1
5
2
4
3
6
Futebol e Otimização
OR in Sports 29/75
Formulação
2
Exemplo:
1-fatoração de K6
Novembro 2004
1
5
2
4
3
6
Futebol e Otimização
OR in Sports 30/75
Formulação
3
Exemplo:
1-fatoração de K6
Novembro 2004
1
5
2
4
3
6
Futebol e Otimização
OR in Sports 31/75
Formulação
4
Exemplo:
1-fatoração de K6
Novembro 2004
1
5
2
4
3
6
Futebol e Otimização
OR in Sports 32/75
Formulação
5
Exemplo:
1-fatoração de K6
Novembro 2004
1
5
2
4
3
6
Futebol e Otimização
OR in Sports 33/75
Formulação
Torneios espelhados: a tabela do returno é
determinada pela tabela do primeiro turno.
• Cada aresta de Kn representa um jogo.
• Cada 1-fator de Kn representa uma rodada.
• Cada 1-fatoração orientada de Kn é uma
tabela.
• O problema é enorme: a maior instância
resolvida de forma ótima em um único
processador envolve apenas n=6 equipes
(n=8 em paralelo).
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 34/75
Heurística construtiva
Montagem de uma tabela inicial: três
etapas
1. Escalonar os jogos usando times abstratos
(estrutura da tabela).
2. Associar times reais aos times abstratos.
3. Atribuir estádios aos jogos (mandos de
campo).
Etapa1: escalonar os jogos usando times
abstratos
• Esta etapa define a estrutura do torneio.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 35/75
• “Método do polígono”
Heurística construtiva
6
Exemplo:
“método do polígono” para n=6
1
5
2
1a rodada
3
4
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 36/75
Heurística construtiva
6
Exemplo:
“método do polígono” para n=6
5
4
1
2a rodada
2
3
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 37/75
Heurística construtiva
6
Exemplo:
“método do polígono” para n=6
4
3
5
3a rodada
1
2
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 38/75
Heurística construtiva
6
Exemplo:
“método do polígono” para n=6
3
2
4
4a rodada
5
1
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 39/75
Heurística construtiva
6
Exemplo:
“método do polígono” para n=6
2
1
3
5a rodada
4
5
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 40/75
Heurística construtiva
Times abstratos (n=6)
Rodad
A
B
C
D
E
F
1/6
F
E
D
C
B
A
2/7
D
C
B
A
F
E
3/8
B
A
E
F
C
D
4/9
E
D
F
B
A
C
5/10
C
F
A
E
D
B
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 41/75
Heurística construtiva
Etapa 2: associar times reais aos times
abstratos
•
Construir uma matriz com o número de jogos
consecutivos para cada par de times abstratos:
para cada par de times abstratos X e Y, uma
entrada nesta tabela contém o número total de
vezes em que os outros times jogam
consecutivamente com X e Y em qualquer ordem.
• Associar pares de times reais aos times abstratos
usando um algoritmo guloso: pares de times reais
com sedes próximas são associados a pares de
Novembro times
2004
Futebolvalores
e Otimização elevados naORmatriz
in Sports 42/75
abstratos com
Heurística construtiva
Novembro 2004
A
B
C
D
E
F
A
0
1
6
5
2
4
B
1
0
2
5
6
4
C
6
2
0
2
5
3
D
5
5
2
0
2
4
E
2
6
5
2
0
3
F
4
4
3
4
3
0
Futebol e Otimização
OR in Sports 43/75
Heurística construtiva
Times reais (n=6)
Rodad FLU SAN FLA GR PAL PAY
1/6
PAY PAL
2/7
GR FLA SAN FLU PAY PAL
3/8
SAN FLU PAL PAY FLA GR
4/9
PAL GR PAY SAN FLU FLA
5/10
FLA PAY FLU PAL GR SAN
Novembro 2004
GR FLA SAN FLU
Futebol e Otimização
OR in Sports 44/75
Heurística construtiva
Etapa 3: atribuir estádios aos jogos
(mandos de campo)
•
•
Novembro 2004
Atribuir estádios de modo que nenhum time
faça mais do que três jogos consecutivos fora
de casa ou em casa.
Melhorar a atribuição de estádios, através de
uma busca local baseada em trocas de
estádios.
Futebol e Otimização
OR in Sports 45/75
Otimização
Metaheurísticas baseadas em métodos de
busca local:
• Melhorar sucessivamente a solução atual, através
de modificações simples na estrutura da solução
(soluções vizinhas).
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 46/75
Vizinhanças
Vizinhança “casa-fora”: selecionar um jogo
e inverter o estádio onde é realizado.
Vizinhança “troca de times”: selecionar dois
times e inverter todos seus jogos rodada a
rodada.
Vizinhança “troca parcial de rodada”:
selecionar dois jogos AxB e CxD da rodada
X e dois jogos AxC e BxD da rodada Y e
inverter as rodadas destes jogos (apenas
para n8, nem sempre é possível).
Novembro
2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 47/75
Gerar
e avaliar soluções
nestas
Vizinhanças
Vizinhança “rotação de jogos” (cadeia de
ejeção):
• Forçar um jogo para determinada rodada: adicionar
uma nova aresta a um 1-fator da 1-fatoração
associada à tabela atual.
• Utilizar uma cadeia de ejeção para recuperar uma
1-fatoração.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 48/75
Vizinhanças
2
1
5
2
4
3
6
Forçar jogo 1vs. 3 na rodada (fator) 2.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 49/75
Vizinhanças
2
1
5
2
4
3
6
Times 1 e 3 agora jogam duas vezes nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 50/75
Vizinhanças
2
1
5
2
4
3
6
Eliminar os outros jogos dos times 1 e 3 nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 51/75
Vizinhanças
2
1
5
2
4
3
6
Forçar os antigos oponentes dos times 1 e 3 a jogarem entre si
nesta rodada: novo jogo 2 vs. 4 nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 52/75
Vizinhanças
4
1
5
2
4
3
6
Considerar a rodada onde estava o jogo 2 vs. 4.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 53/75
Vizinhanças
4
1
5
2
4
3
6
Forçar o jogo 1 vs. 4 (retirado da rodada 2) a ser jogado nesta rod
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 54/75
Vizinhanças
4
1
5
2
4
3
6
Retirar os jogos 2 vs. 4 (colocado na rodada 2) e 1 vs. 5
(já que o time 1 não pode jogar duas vezes).
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 55/75
Vizinhanças
4
1
5
2
4
3
6
Forçar o jogo 2 vs. 5 para ser jogado nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 56/75
Vizinhanças
1
1
5
2
4
3
6
Considerar a rodada em que o jogo 2 vs. 5 estava programado.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 57/75
Vizinhanças
1
1
5
2
4
3
6
Forçar o jogo 1 vs. 5 (retirado da rodada 4)
a ser jogado nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 58/75
Vizinhanças
1
1
5
2
4
3
6
Eliminar os jogos 2 vs. 5 (colocado na rodada 4) e 1 vs. 6
(já que o time 1 não pode ser jogado duas vezes).
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 59/75
Vizinhanças
1
1
5
2
4
3
6
Forçar o jogo 2 vs. 6 a ser jogado nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 60/75
Vizinhanças
5
1
5
2
4
3
6
Considerar a rodada onde o jogo 2 vs. 6 estava programado.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 61/75
Vizinhanças
5
1
5
2
4
3
6
Forçar o jogo 1 vs. 6 (eliminado da rodada 1)
a ser jogado nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 62/75
Vizinhanças
5
1
5
2
4
3
6
Eliminar os jogos 2 vs. 6 (colocado na rodada 1) e 1 vs. 3
(já que o time 1 nãopode jogar duas vezes e este jogo foi colocad
na rodada 2 no início da cadeia de ejeção).
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 63/75
Vizinhanças
5
1
5
2
4
3
6
Finalmente, forçar o jogo 2 vs. 3 (eliminado da rodada 2
no início da cadeia de ejeção) a ser jogado nesta rodada.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 64/75
Resultados
Resultados para Campeonato Brasileiro:
redução de 50%
Tese de doutorado de S. Urrutia (PUC-Rio,
2005)
Publicações:
Ribeiro & Urrutia, “Heuristics for the mirrored
TTP”, European Journal of OR, 2005.
Ribeiro & Urrutia, “Min travels max breaks”,
Electronic Notes in Discrete Mathematics,
2005.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 65/75
Aplicação 1: CB futebol
TTP é o modelo apropriado e aplicado a
diversos torneios americanos (NHL, MLB, NBA)
...
... mas não para torneios brasileiros!
• MLB: uma equipe pode fazer até 140 jogos em seis
meses.
• Campeonato brasileiro: poucos jogos no meio da
semana, uma equipe normalmente retorna à sua
base após cada jogo e não há viagens a otimizar.
Qual é o problema de interesse?
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 66/75
Aplicação 1: CB futebol
Critérios técnicos, por exemplo:
• Minimizar as seqüências consecutivas de jogos
dentro e fora de casa para uma mesma equipe
(equilíbrio).
• Uma equipe que joga a primeira rodada fora, deve
jogar a última em casa (e vice-versa).
• Nenhum time grande aceita fazer um clássico
regional nas quatro últimas rodadas.
• Disponibilidade de estádios (exemplo: última
rodada).
• Possibilidade de combinar
viagens apenasORnas
Novembro 2004
Futebol e Otimização
in Sports 67/75
Aplicação 1: CB futebol
Os critérios difíceis e mais importantes
economicamente são os televisivos, por
exemplo:
• TV Globo é o grande investidor no CB e adianta
recursos vultosos para o Clube dos 13.
• Em cada domingo, deve haver um jogo de um time
grande do Rio (São Paulo) fora do Rio (São Paulo),
contra um dos outros doze times considerados
grandes.
• Capacidade de transmissão dos canais PPV.
• Disponibilidade de Futebol
unidades
de transmissão
Novembro 2004
e Otimização
OR in Sports 68/75
Aplicação 1: CB futebol
Também há critérios de segurança, por
exemplo:
• Padrões complementares para equipes da mesma
cidade.
Problema multicritério: minimizar o número de
Outro problema: campeonato da 2a. divisão
requisitos técnicos e televisivos violados.
• Futebol Brasileiro Associados
• Todas as passagens são pagas pelos
organizadores.
• Uma mesma equipe joga mais de uma vez por
semana.
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 69/75
Aplicação 2: CB basquete
Campeonato brasileiro de basquete: CBB tem
poucos recursos e paga todas as passagens dos
16 clubes.
Escassez de recursos libera muitas restrições e
justifica a minimização das viagens: rodadas nãosincronizadas, longas seqüências dentro/fora de
casa, até 4 jogos por semana.
Televisão: um jogo às 6as feiras e dois aos
domingos.
Novembro
Tese2004de mestrado de
Marcus Pavan (UFF)
Futebol e Otimização
OR in Sports 70/75
Logística aplicada a esportes
Juízes
Motivação: aplicação real
Ligas (amadoras) regionais de esportes nos
Estados Unidos (beisebol, basquete, futebol):
centenas de jogos em cada fim de semana em
diferentes categorias
• boys, girls
• faixas etárias: 8-10, 10-12, 12-14, 14-16, 16-18
Em uma única liga regional na Califórnia pode
haver até 500 jogos de futebol em um único fim
de semana, a serem arbitrados por mais de 600
juízes.
Atribuir juízes a jogos, de modo a satisfazer
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 72/75
critérios pessoais e técnicos.
Descrição
Restrições:
• Podem ser requisitados de 0 a 3 juízes para cada
jogo.
• Cada jogo requer juízes com níveis diferentes de
certificação.
• Um juiz não pode ser atribuído a um jogo no qual
participa como jogador.
• Conflitos de horários entre os jogos.
• Associações entre juízes: há grupos de juízes que
exigem e grupos de juízes que desejam serem
escalados para os mesmos jogos (familiares,
caronas).
Novembro 2004
Futebol e Otimização
OR in Sports 73/75
• Número de jogos que cada juiz deseja arbitrar no fim
Descrição
Otimização: problema multicritério
• Diferença ente o número almejado e o número de
jogos para os quais cada juiz é escalado.
• Tempos de deslocamento entre diferentes jogos.
Portabilidade: o software desenvolvido deve ser
aplicável a três esportes.
Projeto em desenvolvimento.
Tese de doutorado de Alexandre Duarte (PUCRio).
Novembro 2004
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Observações finais
Repercussão das atividades do grupo de
pesquisa
Motivação para pós-graduandos…
… e muitas possibilidades para quem estiver
interessado em temas de tese de mestrado e
doutorado!
Grupo de logística em esportes:
http://www.esportemax.org
Transparências disponíveis em:
http://www.inf.puc-rio.br/~celso/talks.htm
2004
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Novembro
Artigos
disponíveisFutebol
em:e Otimização
Formulação
Empates no número de pontos ganhos são
resolvidos em favor de times com mais
vitórias.
Neste modelo, somar um valor muito
pequeno (neces-sariamente menor do que 1)
tao
p j (3 de )pontos:
x
[1
(
x
x
)]
j número
ji
ij
ji
i j
i j
0.01
Usar, por exemplo,
.
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Novembro
Com2004um modelo similar,
calcular PQS(k):
Formulação
Variantes:
• round-robin simples
• rodadas não sincronizadas
• múltiplos jogos entre cada par de equipes (mais
do que dois, variável)
• times da mesma cidade com padrões
complementares
• jogos pré-escalonados e restrições de TV
• disponibilidade de estádios
• minimizar custos de passagem e de
hospedagem, etc.
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Heurística GRASP + ILS
while .not.StoppingCriterion
S GenerateRandomizedInitialSolution()
S,S LocalSearch(S)
/* S best solution in
cycle */
repeat
/* S* best overall
solution */
S’ Perturbation(S,history)
S’ LocalSearch(S’)
S AceptanceCriterion(S,S’,history)
S* UpdateOverallBestSolution(S,S*)
S UpdateCycleBestSolution(S,S)
Novembro
2004 ReinitializationCriterion
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until
Vizinhanças
A cadeia de ejeção termina quando o jogo
forçado no início é removido da rodada onde
era jogado na tabela inicial:
• O comprimento da cadeia de ejeção é variável.
• A cadeia de ejeção é capaz de encontrar soluções
“escondidas” que não podem ser obtidas pelos
outros movimentos.
• Movimentos caros computacionalmente,
avaliados apenas esporadicamente.
O uso de cadeias de ejeção é importante e
Novembro
2004
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efetivo!
Resultados
Problemas-teste com até 20 equipes
Resultados em um Pentium IV 2.0 MHz
Heurística construtiva:
• Muito rápida: 1000 execuções (n=16) em 1
segundo
• Diversas ordens de magnitude mais rápida do
que as melhores heurísticas: melhores soluções
do que aquelas obtidas após diversos dias de
processamento por uma heurística de colônia de
formigas com backtracking e busca local.
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Resultados
Metaheurística GRASP + ILS:
• Limite de tempo: 10 minutos
• Melhores soluções para diversos problemas da
literatura.
• Melhor heurística até então: simulated
annealing, cerca de 5 dias de processamento!
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