Executive Secretary
III International Symposium on “Generation and Transfer of Knowledge for Digital Transformation
SITIC 2025
Abstract
In many real-world routing problems, multiple conflicting objectives such as minimizing distance while maximizing energy efficiency, must be optimized simultaneously. Traditional multi-objective optimization approaches, including classical Ant Colony Optimization (ACO) algorithms, typically approximate a Pareto front and defer decision-making to a separate phase. This work introduces a preference-driven extension of ACO for multi-objective routing problems, where a dynamic decision policy is embedded directly into the search process. Our approach maintains separate ant colonies for each objective, and each colony develops its own pheromone structures and heuristics independently, avoiding inter-objective interference. During solution construction, the algorithm performs an on-the-fly fusion of pheromone information using a weighted aggregation operator. These weights-based on a scalarized utility function-can vary dynamically over time, location, or problem state, enabling real-time adaptability to decision-maker preferences, resource constraints, or environmental conditions. The proposed approach is tested on the Multi-Objective Traveling Salesman Problem (MO-TSP) and a bi-objective routing problem based on OpenStreetMap data enriched with multi-attribute edges. The implementation explores different variants of MO-ACO to evaluate both solution quality and computational efficiency.
Resumen
En numerosos problemas de enrutamiento del mundo real, es necesario optimizar simultáneamente múltiples objetivos en conflicto, como minimizar la distancia mientras se maximiza la eficiencia energética. Los enfoques tradicionales de optimización multiobjetivo, incluidos los algoritmos clásicos de Optimización por Colonia de Hormigas (ACO), suelen aproximar un frente de Pareto y postergar la toma de decisiones a una fase separada. Este trabajo introduce una extensión de ACO orientada por preferencias para problemas de enrutamiento multi-objetivo, en la que se incorpora directamente una política de decisión dinámica dentro del proceso de búsqueda. Nuestra propuesta mantiene colonias de hormigas independientes para cada objetivo, permitiendo que cada una desarrolle sus propias estructuras de feromonas y heurísticas sin interferencia entre objetivos. Durante la construcción de soluciones, el algoritmo realiza una fusión dinámica de la información de feromonas mediante un operador de agregación ponderada. Estos pesos, basados en una función de utilidad escalarizada, pueden variar dinámicamente en el tiempo, el espacio o según el estado del problema, permitiendo una adaptación en tiempo real a las preferencias del usuario, a las restricciones de recursos o a condiciones del entorno. El enfoque propuesto se prueba en el Problema del Viajero Vendedor Multiobjetivo (MO-TSP) y en un problema de enrutamiento bi-ojetivo basado en datos de OpenStreetMap enriquecidos con aristas multi-atributo. La implementación explora distintas variantes del MO-ACO para evaluar tanto la calidad de las soluciones como la eficiencia computacional.
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Dra. Yailen Martínez Jiménez

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