The Detector Control Systems for the CMS Resistive Plate Chamber at LHC

The RPC Detector Control System (RCS) is the main subject of this PhD work. The project, involving the Lappeenranta University of Technology, the Warsaw University and INFN of Naples, is aimed to integrate the different subsystems for the RPC detector and its trigger chain in order to develop a common framework to control and monitoring the different parts. In this project, I have been strongly involved during the last three years on the hardware and software development, construction and commissioning as main responsible and coordinator. The CMS Resistive Plate Chambers (RPC) system consists of 912 double-gap chambers at its start-up in middle of 2008. A continuous control and monitoring of the detector, the trigger and all the ancillary sub-systems (high voltages, low voltages, environmental, gas, and cooling), is required to achieve the operational stability and reliability of a so large and complex detector and trigger system. Role of the RPC Detector Control System is to monitor the detector conditions and performance, control and monitor all subsystems related to RPC and their electronics and store all the information in a dedicated database, called Condition DB. Therefore the RPC DCS system has to assure the safe and correct operation of the sub-detectors during all CMS life time (more than 10 year), detect abnormal and harmful situations and take protective and automatic actions to minimize consequential damages. The analysis of the requirements and project challenges, the architecture design and its development as well as the calibration and commissioning phases represent themain tasks of the work developed for this PhD thesis. Different technologies, middleware and solutions has been studied and adopted in the design and development of the different components and a big challenging consisted in the integration of these different parts each other and in the general CMS control system and data acquisition framework. Therefore, the RCS installation and commissioning phase as well as its performance and the first results, obtained during the last three years CMS cosmic runs, will be

Similitudines nonnullae Sacri Codicis e regno animali

Invocatio: [hepreaa].

Usus lingvae Arabicae, in perficiendo lexico Hebraeo

Invocatio: [hepreaa].

Tackar

Soitinnus: piano.

Nursing Ethics Education in Finland from the Perspective of Codes of Ethics

The purpose of this study was to analyze nursing ethics education from the perspective of nurses’ codes of ethics in the basic nursing education programmes in polytechnics in Finland with the following research questions: What is known about nurses’ codes in practice and education, what contents of the codes are taught, what teaching and evaluation methods are used, which demographic variables are associated with the teaching, what is nurse educators’ adequacy of knowledge to teach the codes and nursing students’ knowledge of and ability to apply the codes, and what are participants’ opinions of the need and applicability of the codes, and their importance in nursing ethics education. The aim of the study was to identify strengths and possible problem areas in teaching of the codes and nursing ethics in general. The knowledge gained from this study can be used for developing nursing ethics curricula and teaching of ethics in theory and practice. The data collection was targeted to all polytechnics in Finland providing basic nursing education (i.e. Bachelor of Health Care). The target groups were all nurse educators teaching ethics and all graduating nursing students in the academic year of 2006. A total of 183 educators and 214 students from 24 polytechnics participated. The data was collected using a structured questionnaire with four open-ended questions, designed for this study. The data was analysed by SPSS (14.0) and the open-ended questions by inductive content analysis. Descriptive statistics were used to summarize the data. Inferential statistics were used to estimate the differences between the participant groups. The reliability of the questionnaire was estimated with Cronbach’s coefficient alpha. The literature review revealed that empirical research on the codes was scarce, and minimal in the area of education. Teaching of nurses’ codes themselves and the embedded ethical concepts was extensive, teaching of the functions of the codes and related laws and agreements was moderate, but teaching of the codes of other health care professions was modest. Issues related to the nurse-patient relationship were emphasised. Wider social dimensions of the codes were less emphasized. Educators’ and students’ descriptions of teaching emphasized mainly the same teaching contents, but there were statistically significant differences between the groups in that educators assessed their teaching to be more extensive than what students had perceived it had been. T he use of teaching and evaluation methods was rather narrow and conventional. However, educators’ and students’ descriptions of the used methods differed statistically significantly. Students’ knowledge of the codes and their ability to apply them in practice was assessed as mediocre by educators and by students themselves. Most educators assessed their own knowledge of the codes as adequate to teach the codes, as did most of the students. Educators who regarded their knowledge as adequate taught the codes more extensively than those who assessed their knowledge as less adequate. Also students who assessed their educators’ knowledge as adequate perceived the teaching of the codes to be more extensive. Otherwise educators’ and students’ demographic variables had little association with their descriptions of the teaching. According to the participants, nurses need their own codes, and they are also regarded as applicable in practice. The codes are an important element in nursing ethics education, but their teaching needs development. Further research should focus on the organization of ethics teaching in the curricula, the teaching process, and on the evaluation of the effectiveness of ethics education and on educators’ competence. Also the meaning and functions of the codes at all levels of nursing deserve attention. More versatile use of research methods would be beneficial in gaining new knowledge.

Valtatien 4 parantaminen Vaajakosken kohdalla, Jyväskylä : Yleissuunnitelma

Valtatie 4 on eräs Suomen tärkeimmistä päätieyhteyksistä. Vaajakosken kohdalla tien palvelutaso ja välityskyky on liikennemäärään nähden puutteellinen. Kiertoliittymät ja 50–60 km/h rajoitukset sijoittuvat kahden moottoritieosuuden väliin. Häiriötilanteessa lyhin kiertotie on yli 40 km pitkä. Nykytilanteessa valtatien 4 liikennemäärä suunnittelualueella on noin 17 000 – 21 000 ajon./vrk ja valtatien 9 liikennemäärä noin 10 300 ajon./vrk. Vuonna 2030 valtatien 4 liikennemäärän ennustetaan olevan 22 000 – 26 000 ajon./vrk ja valtatien 9 liikennemäärän 12 400 ajon./vrk. Suunnitteluosuudella valtatie 4 rakennetaan uuteen, Varassaaren kautta kulkevaan maastokäytävään. Rakennettavan osuuden pituus on noin 5 kilometriä. Nykyinen valtatie jää rinnakkaistieksi. Haapalahden nykyinen suuntaisliittymä parannetaan rakentamalla rampit Vaajakosken suuntaan. Kanavuoreen rakennetaan uusi eritasoliittymä. Valtatie 9 rakennetaan uuteen maastokäytävään noin 500 m matkalla. Nykyinen valtatie muuttuu kaduksi. Mustaniemeen rakennetaan uusi eritasoliittymä ennen Leppäveden vesistöpengertä. Uusia siltoja rakennetaan yhteensä 26. Kyseessä on ensisijaisesti sujuvuushanke. Valtatien 4 sujuvuus paraneekin huomattavasti, kun 85 % liikenteestä siirtyy uudelle tielinjalle. Myös paikallisen liikennöinnin sujuvuus ja turvallisuus paranevat. Liikenteen sujuvuuden parantamisen lisäksi hankkeella pyritään luomaan edellytyksiä Vaajakosken keskustan kehittämiselle. Uusi tielinjaus muuttaa maisemaa, mutta luo myös uusia maankäytön kehittämismahdollisuuksia. Valtatien varteen rakennetaan mittavat meluntorjuntarakenteet asuinrakennusten suojaamiseksi liikenteen melulta. Hankkeen kustannusarvio on 119,1 miljoonaa euroa (maku-ind. 157,4, 2000=100). Hankkeen hyöty–kustannus-suhde on 1,2. Suurimmat hyödyt muodostuvat aikakustannus- ja onnettomuuskustannussäästöistä. Hankkeen toteuttaminen vähentää henkilövahinkoon johtaneita onnettomuuksia laskennallisesti noin 35 %.

Metaphysicae proemium

Painovuosi nimekkeestä.

Raskaan taakan kantamisen fysiologiset vastineet pitkäkestoisessa kuormituksessa

Puolustusvoimien runkona toimiva maavoimat on puolustusvoimiemme selkäranka. Nykyaikaisen taistelukentän moninaisuus ei ole vähentänyt hyvin koulutetun jalkaväkisotilaan tarvetta. Teknologian kehityksen myötä sotilaiden kannettava taakka on lisääntynyt merkittävästi. Tämän seurauksena sotilaiden taakankantokyky on merkittävä osa sotilaiden fyysistä toimintakykyä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia raskaan taakankantamisen fysiologisia vasteita taistelu- ja partiovarustuksella (29 kg ja 45 kg) suoritetuissa taakankantotesteissä. Tutkimukseen osallistui kahdeksan koehenkilöä Porin prikaatin kansainväliseen valmiusjoukkokoulutukseen valituista sotilaista (ikä 20 ±1 v, pituus 1,80±0.10 m, paino 77,9±12,3 kg, painoindeksi 23,9±2,4, maksimaalinen hapenottokyky 51,8± 4,2 ml kg-1∙min-1). Koehenkilöiltä mitattiin ennen taakankantotestejä maksimaalinen hapenottokyky (VO2Maks), maksimaalinen voima, lihaskestävyys sekä kehonkoostumus. Testeinä käytettiin suoraa juoksumattotestiä, isometrisiä maksimivoimatestejä, puolustusvoimien lihaskuntotestejä sekä bioimpedanssimenetelmää kehonkoostumuksen mittaamiseen. Taakankantotestit suoritettiin juoksumatolla siten, että 45 minuuttia käveltiin 4 km∙h-1 nopeudella ja 1,0 asteen kulmalla. Tämän jälkeen kulmaa ja kuormaa nostettiin kolmen minuutin välein aina 12 asteen kulmaan ja 6 km∙h-1 nopeuteen asti. Suoritusten aikana mitattiin ventilaatiota (VE), hapenkulutusta (VO2), sykettä (HR), subjektiivista tuntemusta (RPE) ja laktaattiarvoa (La). Tutkimustulosten perusteella taakankantotestit erosivat toisistaan submaksimaalisen suorituksen aikana VE- ja HR-arvojen perusteella (p<0,05). Taakankantotestien suoritusaika ja maksimaalinen hapenotto (ml∙min-1) olivat yhteydessä toisiinsa (29kg: r=0,80 p≤0,05, 45kg: r=0,92 p≤0,05). Suoritusaika ja suhteellinen hapenoton (ml∙kg-1∙min-1) arvo eivät olleet yhteydessä toisiinsa. Maksimaalinen isometrinen penkkipunnerrus oli yhteydessä kummankin taakankantotestin suoritusajan kanssa (29kg: r=0,75 p≤0,05, 45kg r=0,81 p≤0,05). Maksimaalinen hapenotto ja penkkipunnerrus olivat ainoat alkumittausten tulokset, jotka olivat yhteydessä molempien taakankantotestien loppuaikojen kanssa. Kehonpaino ja rasvaton massa olivat yhteydessä raskaamman taakan kanssa suoritetun loppuajan kanssa (r=0,72 p≤0,05), (r=0,74 p≤0,05). Vauhditon pituushyppy oli yhteydessä kevyemmän varustuksen loppuajan kanssa (r=0,80, p≤0,05). Regressioanalyysi selitti menestymistä raskaamman taakan kanssa pituuden ja penkkipunnerrustestien tuloksilla selitysasteen ollessa 79 % (p<0,01). Taakankantotestien ja alkumittausten tulosten perusteella riittävän suuret ylävartalon voimaominaisuudet ovat merkittävä tekijä taakankantotehtävissä menestymiseen. Maksimaalistahapenottokykyä vaaditaan kannettaessa taakkaa lähellä maksimaalista suorituskykyä. Kehonpainolla ei ole suoritusta heikentävää vaikutusta, painvastoin kehonpaino ja riittävä rasvattoman massan määrä näyttäisi tämän tutkimuksen mukaan parantavan taakankantokykyä.

Observations of Acoustic Emission in Power Semiconductors

Industrial, electrical power generation, and transportation systems, to name but a few, rely heavily on power electronics to control and convert electrical power. Each of these systems, when encountering an unexpected failure, can cause significant financial losses, or even an emergency. A condition monitoring system would help to alleviate these concerns, but for the time being, there is no generally accepted and widely adopted method for power electronics. Acoustic emission is used as a failure precursor in many applications, but it has not been studied in power electronics so far. In this doctoral dissertation, observations of acoustic emission in power semiconductor components are presented. The acoustic emissions are caused by the switching operation and failure of power transistors. Three types of acoustic emission are observed. Furthermore, aspects related to the measurement and detection of acoustic phenomena are discussed. These include sensor performance and mechanical construction of experimental setups. The results presented in this dissertation are the outset of a research program where it will be determined whether an acoustic-emission-based condition monitoring method can be developed.

Ohjelmoinnin opetus peruskoulussa: toiminnallisuutta ja graafista ohjelmointikieltä hyödyntävien opetusmenetelmien vertailu

Ohjelmoinnin opettaminen yleissivistävänä oppiaineena on viime aikoina herättänyt kiinnostusta Suomessa ja muualla maailmassa. Esimerkiksi Suomen opetushallituksen määrittämien, vuonna 2016 käyttöön otettavien peruskoulun opintosuunnitelman perusteiden mukaan, ohjelmointitaitoja aletaan opettaa suomalaisissa peruskouluissa ensimmäiseltä luokalta alkaen. Ohjelmointia ei olla lisäämässä omaksi oppiaineekseen, vaan sen opetuksen on tarkoitus tapahtua muiden oppiaineiden, kuten matematiikan yhteydessä. Tämä tutkimus käsittelee yleissivistävää ohjelmoinnin opetusta yleisesti, käy läpi yleisimpiä haasteita ohjelmoinnin oppimisessa ja tarkastelee erilaisten opetusmenetelmien soveltuvuutta erityisesti nuorten oppilaiden opettamiseen. Tutkimusta varten toteutettiin verkkoympäristössä toimiva, noin 9–12-vuotiaille oppilaille suunnattu graafista ohjelmointikieltä ja visuaalisuutta tehokkaasti hyödyntävä oppimissovellus. Oppimissovelluksen avulla toteutettiin alakoulun neljänsien luokkien kanssa vertailututkimus, jossa graafisella ohjelmointikielellä tapahtuvan opetuksen toimivuutta vertailtiin toiseen opetusmenetelmään, jossa oppilaat tutustuivat ohjelmoinnin perusteisiin toiminnallisten leikkien avulla. Vertailututkimuksessa kahden neljännen luokan oppilaat suorittivat samankaltaisia, ohjelmoinnin peruskäsitteisiin liittyviä ohjelmointitehtäviä molemmilla opetus-menetelmillä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää alakouluoppilaiden nykyistä ohjelmointiosaamista, sitä minkälaisen vastaanoton ohjelmoinnin opetus alakouluoppilailta saa, onko erilaisilla opetusmenetelmillä merkitystä opetuksen toteutuksen kannalta ja näkyykö eri opetusmenetelmillä opetettujen luokkien oppimistuloksissa eroja. Oppilaat suhtautuivat kumpaankin opetusmenetelmään myönteisesti, ja osoittivat kiinnostusta ohjelmoinnin opiskeluun. Sisällöllisesti oppitunneille oli varattu turhan paljon materiaalia, mutta esimerkiksi yhden keskeisimmän aiheen, eli toiston käsitteen oppimisessa aktiivisilla leikeillä harjoitellut luokka osoitti huomattavasti graafisella ohjelmointikielellä harjoitellutta luokkaa parempaa osaamista oppitunnin jälkeen. Ohjelmakoodin peräkkäisyyteen liittyvä osaaminen oli neljäsluokkalaisilla hyvin hallussa jo ennen ohjelmointiharjoituksia. Aiheeseen liittyvän taustatutkimuksen ja luokkien opettajien haastatteluiden perusteella havaittiin koulujen valmiuksien opetussuunnitelmauudistuksen mukaiseen ohjelmoinnin opettamiseen olevan vielä heikolla tasolla.