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Applicazione della programmazione stocastica nella gestione delle sale operatorie
(2011) Pirelli, Domenico; Conforti, Domenico; Bruni, Maria Elena; Grandinetti, Lucio
The bid generation problem in combinatorial auctions for transportation service procurement
(2011) Oprea, Simona; Grandinetti, Lucio
Nell'ambito del presente lavoro di tesi e stato a rontato un problema di rilevante interesse applicativo relativo alla valutazione e generazione di o erte (Bid Generation Problem) nell'ambito di aste combinatorie per sistemi di trasporto di tipo full-truckload (a pieno carico). L'organizzatore (auctioneer) di un'asta combinatoria, vuole acquistare tramite asta dei servizi (contratti) di trasporto, cio e rotte (lane) su cui trasportare dei carichi (load). I vari trasportatori (carrier) devono quindi fare delle o erte (bid) sulle rotte di trasporto che vogliono vendere all'asta, non in maniera individuale (come nelle aste singole), ma raggrup- pate in pacchetti (bundle) di rotte. Il Bid Generation Problem (BGP) in un'asta combinatoria e il prob- lema a rontato dal carrier per poter costruire tali o erte (bundle di rotte) da sottomettere all'asta sotto forma di bid (cio e l'insieme di load con il relativo prezzo proposto). Le aste combinatorie sono di solito scelte per procurare i servizi di trasporto per via delle sinergie che usualmente esistono tra le varie rotte messe all'asta e quelle componenti la rete di trasporto attuale di un carrier. La necessit a di valutare un numero esponenziale di bundle (pari al numero di tutti i sottoinsiemi che si possano formare con le rotte messe all'asta) conferisce al problema decisionale una natura NP- completa, come evidenziato ad esempio in [33]. La scarsit a dei riferimenti bibliogra ci, se pur motivata dall'oggettiva di colt a di soluzione sopra descritta, non ha giusti cazioni per o dal punto di vista applicativo. In tale ambito si colloca la presente tesi di Dottorato avente come obi- ettivo lo sviluppo di un advisor che assista i carrier nelle loro decisioni di bidding, integrandosi nella piani cazione dinamica delle operazioni di trasporto. In particolare, nel lavoro di tesi e stato proposto un modello di ottimizzazione misto intero per il BGP in grado di determinare non solo il bundle di load sottomesso all'asta e il relativo prezzo, ma anche il relativo routing della otta del carrier, e etuato nell'orizzonte tempo- rale per servire sia il bundle di rotte sottomesso che la rete di trasporto attuale. I principali contributi innovativi del modello proposto derivano da: 1) l'inclusione nel modello di un vincolo di tipo probabilistico (chance constraint), che mira a guidare la scelta del bundle con maggiore chance di vincita alla ne dell'asta, cio e la cui probabilit a di superare il clearing price (rappresentato tramite una variabile aleatoria) sia superiore ad un certo livello di probabilit a. Rispetto al modello di Savelsbergh et al. ([54]), si considera la probabilit a che il bundle sia vincente nei vincoli invece che nella funzione obiettivo, e la distribuzione normale del clearing price (pi u realistica) invece di quella uniforme. Inoltre, in [54], si trattava di pi u aste singole indipendenti, svolte in parallelo, qui invece abbiamo un'asta combinatoria a busta chiusa, primo prezzo, single-round. 2) il considerare il prezzo del bundle come variabile di decisione, come solo in [54] accadeva , negli altri articoli si considera o qualche formula di calcolo ([42], [52], [53]) oppure noti, ssati uguali alla somma dei prezzi richiesti dall'auctioneer (ask price) per le singole rotte componenti il bundle ([6],[24]). 3) l'inclusione dell'aspetto temporale del problema reale ( nora solo Chang aveva considerato in [6] la rete estesa spazio-tempo per il BGP). 4) il determinare anche il routing dei camion relativo a tutto l'orizzonte temporale ([24] era il primo articolo che, nel modello proposto per il BGP, includeva anche il VRP, ma senza per o considerare la variabile tempo). 5) l'inclusione delle nestre temporali (time-windows) relative alla consegna di ogni carico messo all'asta e dei carichi della rete attuale di trasporto (precedentemente contrattati) dal carrier. 6) lo studio e la quanti cazione delle sinergie tra le rotte messe all'asta e quelle dell'attuale rete di trasporto del carrier (in due modi, e diver- samente di come fatto in [2], [6], [54], [58]) e l'inclusione di tali sinergie nella distribuzione della variabile aleatoria considerata (il clearing price del bundle). Per i motivi sopra descritti, il modello proposto risulta pi u completo e pi u complesso rispetto a tutti i modelli nora esistenti per il BGP nelle aste combinatorie nei trasporti a pieno carico. Il presente lavoro e organizzato in 5 capitoli, esclusa l'introduzione e le conclusioni. Nel seguito viene riportata una breve descrizione del contenuto di ogni capitolo. La tesi inizia con una introduzione al presente lavoro. Nel capitolo 1 vengono introdotte le aste combinatorie, partendo dalla loro de nizione e descrizione(fasi dell'asta), alla loro classi cazione rispetto vari criteri, agli svantaggi e vantaggi rispetto alle aste normali, evidenziati nella letteratura esistente. Nel capitolo 2 sono descritte, partendo dalla letteratura, le aste com- binatorie utilizzate per procurare servizi (contratti) di trasporto nel caso full-truckload e forniti esempi di aste. Inoltre, vengono descritti i prob- lemi presenti in un asta combinatoria: il problema di generazione e val- utazione delle o erte (Bid Generation Problem, BGP) ed il problema di determinazione del vincitore (Winner Determination Problem, WDP), ed evidenziata la loro di colt a di soluzione (problemi NP-hard). Il capitolo 3 e dedicato al BGP, oggetto di studio di questa tesi. Dopo aver presentato lo stato dell'arte relativo al BGP, viene riportato un modello originale proposto per il BGP, evidenziando le novit a di tale modello e le complicazioni rispetto ai modelli esistenti nella letteratura. Vengono illustrate le di colt a di risoluzione di tale modello (dovute al numero esponenziale dei bundle, quindi dei vincoli e delle variabili, ecc...). Con l'obiettivo di superare a priori il problema della dimensione, quindi per diminuire la cardinalit a dell'insieme dei bundle possibili, sono state sviluppate delle procedure di preprocessamento dell'insieme delle rotte messe all'asta, tenendo conto sia dalla posizione dei camion che dalle nestre temporali di consegna dei carichi. Inoltre, sono state studiate e quanti cate le sinergie tra le rotte messe all'asta e quelle dell'attuale rete di trasporto del carrier (in due modi, e diversamente di come fatto in [2], [6], [54], [58]) ed incluse nella distribuzione della variabile aleatoria con- siderata (il clearing price del bundle). Vengono presentati i chance con- straints ed e ettuata una discussione relativamente alla distribuzione ed all'indipendenza delle variabili aleatorie rappresentando i clearing price dei load componenti il bundle. Diverse versioni di tale modello sono state prodotte a partire dalla formulazione iniziale, includendo la sinergia nella funzione obiettivo e/o nei vincoli, considerando nestre temporali di prelievo dei carichi, con- siderando vincoli di copertura delle rotte (come in [51], [53]), riformu- lando il modello tale che la rete spazio-tempo sia esplicita. Nel capitolo 4 viene proposto un approccio risolutivo di tipo euristico in quanto l'elevata dimensione (esponenziale) del problema ha permesso la soluzione esatta soltanto no ad una certa cardinalit a del insieme di rotte messe all'asta. Per dimensioni superiori sono state costruite delle euristiche che permettono una risoluzione sequenziale del problema. Una prima categoria di euristiche, partendo dal bundle di load di cardinalit a massima, cio e uguale all'insieme dei load messi all'asta, val- uta il pro tto decrementale (bene cio marginale) di ogni bundle ottenuto togliendo un load del bundle corrente alla volta, sceglie il load in cor- rispondenza di cui si e ricavato il migliore pro tto decrementale, ag- giorna il bundle corrente (eliminandone il load selezionato) e cos i via. Il procedimento e ripetuto no a quando il bundle corrente non risulta vuoto. Una variante di questa euristica e ottenuta partendo dal bundle di cardinalit a minima (vuoto, per esempio) e valutando il pro tto incre- mentale (all'aggiunta di un load al bundle corrente). La complessit a sar a soltanto dell'ordine di n2 (con n la cardinalit a dell'insieme di load messe all'asta). Una seconda categoria di euristiche considera come insieme dei bun- dle iniziali un certo insieme di bundle scelti secondo vari criteri (ran- dom, quelli con maggiore sinergia e/o compressa in qualche intervallo, di cardinalit a compressa in qualche intervallo, etc...). Risolve il problema per ogni bundle di tale insieme e seleziona tra essi il bundle di massimo valore della funzione obiettivo. Il capitolo 5 e relativo alla fase sperimentale condotta al ne della val- utazione della correttezza (validazione) del modello e delle prestazioni dei metodi risolutivi proposti in termini di e cienza ed e cacia. Come am- bienti di sviluppo (implementazione e soluzione) del modello sono stati usati GAMS, Microsoft Visual C++, ILOG CPLEX ed ILOG CON- CERT. Dal momento che per le aste combinatorie non sono in generale disponibili pubblicamente i dati reali (come spesso viene segnalato in letteratura, per esempio in [2]), si e costruito anche un generatore di problemi test, implementato in C. A causa del numero esponenziale di vincoli e variabili (relativi ai bundle di load messi all'asta), il modello proposto e stato risolto in maniera esatta soltanto no ad una certa di- mensione (20 rotte messe all'asta). Per dimensioni superiori sono state utilizzate le euristiche proposte per una risoluzione sequenziale del prob- lema. Vengono e ettuati dei confronti tra le varie euristiche proposte implementate, fornendo il gap con la soluzione ottima ed i relativi tempi computazionali. I risultati preliminari ottenuti sono molto incoraggianti e mostrano l'e cacia e l'e cienza delle strategie risolutive sviluppate e l'utilit a del modello proposto in termini di strumento in grado di supportare i carrier nelle decisioni integrate di routing della otta e di bidding pro ttevoli. La tesi chiude con la parte relativa alle conclusioni del lavoro ed alla ricerca futura. Il lavoro di tesi rappresenta un valido studio ed una scrupolosa anal- isi delle problematiche riguardanti il BGP in un asta combinatoria nei trasporti di tipo full truckload. Il maggior contributo scienti co e stato quello di aver presentato e de nito un modello matematico per la valu- tazione e la generazione di o erte (integrando anche il routing della otta dei carrier) e delle procedure euristiche in grado di risolverlo su istanze pi u complesse. 9
A branch and cut approach for the mixed capacitated general routing problem
(2014-06-06) Bosco, Adamo; Laganà, Demetrio; Grandinetti, Lucio
The issue addressed in this thesis consists in modeling and solving the Mixed Capacitated General Routing Problem (MCGRP). This problem generalizes many routing problems, either in the Node or in the Arc routing family. This makes the problem a very general one and gives it a big interest in realworld applications. Despite this, and because of the native di culty of the problem, very few papers have been devoted to this argument. In the thesis an integer programming model for the MCGRP is proposed and several valid inequalities for the undirected Capacitated Arc Routing polyhedron are extended and generalized to the MCGR polyhedron. A branch and cut algorithm for the MCGRP is developed and tested on a dataset of new instances derived from mixed CARP benchmark instances. Moreover an heuristic procedure is de ned in order to nd a good upper bound aimed at helping the branch and cut algorithm to cut o unpromising regions of the search tree. This schema will be used and extended in future works to solve bigger real-world instances. Extensive numerical experiments indicate that the algorithm is able to optimally solve many instances. In general, it provides valid lower and upper bounds for the problem in a reasonable amount of time.
DNA variability and longevity
(2011-10-26) Tallaro, Federica; Rose, Giuseppina; Passarino, Giuseppe; Grandinetti, Lucio
Energy Efficient Management and Scheduling of Computational Resources
(2012-11-20) Sheikhalishahi, Mehdi; Grandinetti, Lucio
Information Technology has a big impact on climate change and global warming as the current and future challenges of the world. In this PhD thesis, we focus on green computing to address these challenges. With the advent of new technologies, we need to explore these technologies to see if they can address green computing. The first stages of this thesis uncover the flux of technologies and its impact on green landscape. We envision the duality of green computing with technological trends in other fields of computing such as high performance computing (HPC) and cloud computing from one hand; and economy, and business, on the other hand. In addition, IT’s energy consumption and sustainability impact are expected to increase. Contemporary technologies are moving towards Intelligent Computation in order to optimize resource and energy consumption. Intelligent Computations are done with the techniques and mechanisms of new computing technologies such as infrastructure-adapted-to-applications, virtual machine consolidation, optimization algorithms, hardware and software co-design, and application profiling to optimize resource consumption, and pay-as-you-go business model to reduce costs, etc. In green world, research on minimizing energy and resource consumption through algorithmic and software techniques such as monitoring, power-aware consolidation, scheduling, optimization algorithms such as bin packing as well as user/application profiling and debugging are other aspects of addressing energy efficiency. These facets of Intelligent Computation constitute the main parts of resource management. In the second part of this Thesis, we address some aspects of Intelligent Computation as part of resource management and scheduling. More specifically, we introduce the problem of resource management more precisely and describe computing system problems from the resource management point of view. We explore resource management components. Then, we model resource contention metric that is one of the main metrics explored in this thesis. We develop effective energy aware consolidation policies. Finally, we propose a novel autonomic energy efficient resource management and scheduling algorithm
Genetic analysis of neuroblastoma in African-Americans
(2017-02-28) Latorre, Valeria; Passarino, Giuseppe; Grandinetti, Lucio
Il Problema del VMI: un approccio risolutivo basato sul metodo di decomposizione
(2008) Rende, Francesco; Musmanno, Roberto; Laganà, Demetrio; Grandinetti, Lucio
Inositol pyrophosphates in dictyostelium discoideum: developing the model
(2013-10-22) Pisani, Francesca; Grandinetti, Lucio; Rose, Giuseppina; Saiardi, Adolfo
Il lavoro di tesi qui presentato è stato realizzato in collaborazione con il Dr. Adolfo Saiardi che attualmente lavora al Medical Research Council Laboratory for Molecular Cell Biology (LMCB), all'interno del campus della University College London (UCL), a Londra. Da diversi anni il Dr. Saiardi si occupa dello studio degli inositoli polifosfati, importanti molecole di segnale che svolgono un ruolo sostanziale in diverse patologie umane come il cancro, il diabete e l'obesità. Il più descritto tra queste molecole è il fattore di rilascio del calcio I(1,4,5)P3 o (IP3) che rappresenta un classico esempio di secondo messaggero utilizzato nella trasduzione del segnale cellulare. Negli ultimi anni il ruolo fisiologico degli inositoli polifosfati ha suscitato un forte interesse da parte della comunità scientifica in quanto sarebbe interessante capire quali funzioni svolgono gli inositoli che contengono nel loro interno legami pirofosforici ovvero legami ad alta energia. I più caratterizzati e descritti tra gli inositoli pirofosfati sono l’IP7 o PP-IP5 e l’IP8 o [PP]2-IP4. I legami ad alta energia presenti in queste molecole costituiscono un importante potenziale energetico per diverse reazioni molecolari e la loro particolare struttura suggerisce come queste molecole possano rappresentare una nuova classe di secondi messaggeri con funzioni importanti ma ancora non completamente note. Inoltre, la recente scoperta che il gruppo fosfato, presente nella frazione pirofosforica della molecola, possa essere donato direttamente alle proteine prefosforilate ha permesso di ipotizzare l’esistenza di un nuovo tipo di modificazione post-traduzionale e potrebbe aprire un altro campo in quello che è il già così vasto settore di ricerca della trasduzione del segnale. Considerato che l’inositolo è stato utilizzato nel corso dell'evoluzione per produrre diverse molecole di segnale metabolicamente interconnesse, l'obiettivo principale della ricerca è stato quello di comprendere come molecole antichissime quali gli inositoli polifosfati, con funzioni limitate, si possano essere evolute fino a generare il sofisticato sistema di molecole di segnale presente nelle nostre cellule. Utilizzando un’ameba unicellulare, Dictyostelium discoideum, che condivide molti percorsi metabolici con gli organismi superiori e possiede caratteristiche peculiari che lo rendono un buon organismo modello, abbiamo cercato di sviluppare un sistema in cui analizzare il metabolismo degli inositoli pirofosfati e le vie di segnalazione in cui queste molecole sono implicate. Nel complesso, i risultati ottenuti ci permettono di affermare che Dictyostelium non solo possiede IP6 ma anche gli inositoli pirofosfati che da esso derivano; la sintesi di IP7 e IP8 non è però indotta dall’cAMP come precedentemente riportato. Per di più, i livelli di IP8 riscontrati nella fase vegetativa del ciclo vitale di Dictyostelium sono molto più alti rispetto a quanto pubblicato in precedenza. Siamo anche riusciti ad identificare altre due importanti molecole di segnale: IP5 (Dictyostelium ne possiede tre diverse isoforme) e IP9. Questi risultati sono riportati in un articolo scientifico ‘Analysis of Dictyostelium discoideum inositol pyrophosphate metabolism by gel electrophoresis’ (PlosOne – In corso di stampa). Nella prima parte del mio programma di Dottorato ho inoltre collaborato ad uno studio rivolto a valutare il ruolo svolto dalla variabilità dei geni che codificano per le ossido nitrico sintasi (NOS) nell’invecchiamento umano. I risultati di tale studio hanno portato ad una pubblicazione scientifica, ‘Common polymorphisms in nitric oxide synthase (NOS) genes influence quality of aging and longevity in humans’ (Biogerentology), riportata in appendice.
Integrazione di metaeuristiche con ambienti stocastici per l'ottimizzazione della logica portuale e retro portuale
(2011) Gullì, Daniel; Legato, Pasquale; Grandinetti, Lucio
Intellectual capital and firms' per formances: theoretical and empirical applications
(2016-02-08) Migliano, Giuseppe; Grandinetti, Lucio; Iazzolino, Gianpaolo
La gestione della conoscenza e della meta-conoscenza nelle comunità di ricerca scientifica
(2012-11-14) Filicetti, Michele; Grandinetti, Lucio; Volpentesta, Antonio P.
Metodi euristici per la soluzione dello stochastic dial a ride problem
(2011) Grande, Maria Grazia; Guerriero, Francesca; Grandinetti, Lucio
Mitochondrial DNA a:nd epigenetics. unexpected complex interactions
(2012-11-30) Giordano, Marco; Bellizzi, Dina; Grandinetti, Lucio
In the research of fundamental processes underlying aging and longevity, an emerging field is represented by "aging epigenetics". In fact, different experimental evidences demonstrate as the rate and quality of human aging depend on a complex interplay among genetic, epigenetic and environmental factors. Epigenetics refers to the programmed changes, not involving alteration of DNA sequence, leading different genotypes to phenotypes. DNA methylation is the most studied epigenetic modification occurring in all prokaryotic and eukaryotic organisms. Although the occurrence of this modification and its effects in intracellular processes has been extensively documented for the nuclear genome, conflicting reports regarding the possible presence of methylated cytosines within the mitochondrial DNA (mtDNA) have emerged. In addition, in spite of the hypothesized role of ATP availability on the methylation process , little is known about the role of mitochondrial DNA variability on the methylation status of nuclear genome. The work presented here, has addressed the complex interactions between mitochondrial DNA and epigenetic changes, both investigating the methylation of mitochondrial genome and analyzing the effects of mtDNA variation on the Global methylation of nuclear genome. In fact, a series of in vivo and in vitro investigations are here reported in three sections. In the first two sections, experimental evidences about the presence of methylated cytosines within the mitochondrial control region (D-loop), containing regulator elements for replication and transcription of mtDNA, and within the gene encoding for ribosomal RNA 12S (12S rRNA), are reported. The methylation status of the D-loop was analyzed in both blood DNA collected from human subjects and in DNA from cultured cells by bisulfite sequencing and, consecutively, by methylated/hydroxymethylated DNA immunoprecipitation assays. We found the presence of methylated (5mC) and hydroxymethylated (5hmC) cytosines in all the samples analyzed. MtDNA methylation especially occurs within non-CpG sites. It also emerged that the methylation pattern of the D-loop is strictly cell type-dependent and that it might be an example of RNA-directed DNA methylation (RdDM). The methylation of D-loop occurred mainly in the promoter region of the heavy strand and in conserved sequence Summary blocks (CSBI-III), indicating the involvement of epigenetic modifications in regulating mtDNA replication and/or transcription. Bisulfite sequencing of 12S rRNA region showed the methylation of one CpG site located at 931nt. This site was then analyzed by real-time MGB Probe-based PCR reactions in bisulfite-treated DNA extracted from peripheral venous blood collected from subjects of different age and classified for frailty phenotype. We detected the co-presence of both unmethylated and methylated cytosines in most sample analyzed. Statistical analyses revealed that 12S rRNA methylation displays sex- and age-specific differences, and it is correlated with the health status. In the third section, it is reported that global DNA methylation levels are influenced by mitochondrial DNA inherited variants, probably via the different regulation of OXPHOS machinery. So that, we prove, through cybrid technology, which is an useful approach to reveal possible pathways of communication between mitochondrial and nuclear genomes, as epigenetics processes are modulated in response to the above pathways. In the appendix an additional published paper (Montesanto et al., The genetic component of human longevity: analysis of the survival advantage of parents and siblings of Italian nonagenarians, 2011, Eur J Hum Genet 19: 882-886.), which I worked to during my PhD appointment is reported.
MKL - CT: Multiple kernel learning for censored targets
(2014-06-06) Lagani, Vincenzo; Conforti, Domenico; Grandinetti, Lucio
Modeling, Simulation and Optimization in Logistics
(2014-05-27) Trunfio, Roberto; Legato, Pasquale; Grandinetti, Lucio
Modelli e metodi di ottimizzazione nella progettazione, organizzazione e gestione dei Centri di Distribuzione
(2011) Simini, Maria; Musmanno, Roberto; Grandinetti, Lucio
Modelli e metodi di revenue management per il noleggio ottimale di mezzi di trasporto
(2014-05-19) Benigno, Simona; Guerriero, Francesca; Grandinetti, Lucio
Models and methods for the constrained shortest path problem and its variants
(2014-06-06) Di Puglia Pugliese, Luigi; Guerriero, Francesca; Grandinetti, Lucio
Models and Policies for Service Industries via Revenue Management
(2011) Olivito, Filomena; Miglionico, Giovanna; Guerriero, Francesca; Grandinetti, Lucio
New proactive methodologies for dealing with uncertainty in scheduling projects
(2014-05-28) Pinto, Erika; Grandinetti, Lucio