ALGORITMO BRKGA APLICADO AO PROBLEMA DE ESTRATIFICAÇÃO UNIVARIADA

Vol 57, 2025 - 340642
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Resumo

Atualmente, uma parcela significativa das pesquisas conduzidas por órgãos de estatística oficial adota desenhos amostrais complexos, combinando diferentes técnicas de amostragem. Nesse contexto, o planejamento amostral busca conciliar dois objetivos centrais: eficácia, associada à qualidade das estimativas produzidas, e eficiência, relacionada à otimização de recursos, como tempo e orçamento. A amostragem estratificada destaca-se por possibilitar ganhos de precisão, frequentemente a custos reduzidos, além de assegurar melhor representatividade da população. Nesse método, uma população U , composta por N unidades, é particionada em H  estratos mutuamente exclusivos e exaustivos, definidos a partir de H-1 pontos de corte em uma variável de estratificação, dos quais são selecionadas amostras de tamanho nh . Um dos principais desafios consiste na determinação adequada desses pontos, de modo a garantir homogeneidade interna dos estratos e, consequentemente, reduzir a variância total. O procedimento de determinação de tais pontos, conhecido como problema de delimitação ótima dos estratos, apresenta elevada complexidade computacional. Apesar de sua relevância prática, poucos métodos tratam de forma integrada a determinação dos limites dos estratos e a alocação ótima das amostras, sendo comuns abordagens baseadas em heurísticas simples, recorrentemente limitadas a ótimos locais de qualidade moderada. Motivado por essa lacuna, este trabalho propõe um algoritmo baseado na metaheurística BRKGA (Biased Random Key Genetic Algorithm). O BRKGA representa soluções por meio de chaves aleatórias, posteriormente transformadas em soluções viáveis por um decodificador específico do problema. Neste trabalho, o decodificador é responsável pela construção dos estratos, determinando diretamente os pontos de corte e viabilizando a alocação amostral.  A implementação foi realizada em R utilizando um pacote especializado de BRKGA, que já disponibiliza a estrutura geral da metaheurística. Dessa forma, o desenvolvimento concentrou-se na modelagem do problema e na construção do decodificador. Os experimentos computacionais foram conduzidos com 20 populações em diferentes cenários, comparando-se o algoritmo proposto a um método da literatura. A avaliação, baseada na qualidade das soluções em termos de variância, indicou que o algoritmo proposto constitui uma alternativa competitiva para o problema de estratificação, alcançando soluções de boa qualidade.

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Instituições
  • 1 ENCE/IBGE
  • 2 Escola Nacional de Ciências Estatísticas
  • 3 Universidade Federal Fluminense
Eixo Temático
  • MH – Meta-heurísticas
Palavras-chave
Estratificação
BRKGA
Alocação