Short-term Hydropower Planning System

The Thesis gives a decision support framework that has significant impact on the economic performance and viability of a hydropower company. The studyaddresses the short-term hydropower planning problem in the Nordic deregulated electricity market. The basics of the Nordic electricity market, trading mechanisms, hydropower system characteristics and production planning are presented in the Thesis. The related modelling theory and optimization methods are covered aswell. The Thesis provides a mixed integer linear programming model applied in asuccessive linearization method for optimal bidding and scheduling decisions inthe hydropower system operation within short-term horizon. A scenario based deterministic approach is exploited for modelling uncertainty in market price and inflow. The Thesis proposes a calibration framework to examine the physical accuracy and economic optimality of the decisions suggested by the model. A calibration example is provided with data from a real hydropower system using a commercial modelling application with the mixed integer linear programming solver CPLEX.

Teollisuus-Ethernetin teknistaloudellinen selvitys sähkötukkukaupan näkökulmasta

Tässä työssä tarkastellaan keinoja ja tekniikoita, joilla Ethernet-standardin mukainen tiedonsiirtoliikenne voidaan implementoida teollisuudessa kenttälaitetasolle. Työn on tilannut Suomen johtava sähkötukkuliike SLO Oy, joka on kiinnostunut automaatioalan tilanteesta ja tulevaisuuden näkymistä. Työssä käydään läpi Ethernet-tekniikan perusteet, ja sen soveltaminen teollisuudessa kenttäväylänä, sekä muussa automaatiossa. Lisäksi katsotaan läpi tärkeimmät Ethernet-kenttäväyläprotokollat ja menetelmät, joilla Ethernet-tekniikka saadaan vastaamaan teollisuuden vaatimuksiin reaaliaikaisuuden ja deterministisyyden osalta. Työssä haastatellaan muutamia suunnittelutoimistoja, asennusliikkeitä, sekä kahta teollisuuden loppuasiakasta. Näiden haastattelujen, sekä kansainvälisen markkinatutkimuksen pohjalta tarkastellaan alan markkinatilannetta ja toimintamalleja, sekä laaditaan SLO:lle SWOT-analyysi. Analyysin pohjalta tehdään johtopäätöksiä SLO:n toiminnan mahdollisesta laajentamisesta. Tuloksena on kattava selvitys Ethernet-teollisuusautomaatiosta ja Ethernet-tekniikan hyödyntämisestä teollisuudessa yleensäkin. SLO:n kannalta mielenkiintoisimpia vaihtoehtoja ovat Profinet ja EtherCAT-järjestelmät, jotka voisivat olla sopivia SLO:n tuotevalikoimaan.

Toimitustäsmällisyyden suunnittelumenetelmä

Tutkimuksen ongelma on toimitusten ajallisen täsmällisyyden heikkeneminen kuljetuspolkujen pidentyessä ja erillisten suoritteitten lukumäärän kasvaessa. Näin usein tapahtuu toiminnan kansainvälistyessä. Tutkimuksen tavoitteena on kehittää menetelmä, jolla toimitusten ajallista täsmällisyyttä voidaan suunnitella ja ohjata sekä sen tavoitteet saavuttaa yllä todetusta kehityksestä huolimatta. Aluksi tutkimuksessa on jäsennetty toimitustäsmällisyyden nivoutumista yritys ja markkinointistrategioiden sekä tavoitteiden kokonaisuuteen. Täsmällisyyden merkitystä on myös tarkasteltu yleisesti yritysten kilpailutekijänä. Seuraavaksi on kehitetty interaktiivinen menetelmä, jonka avulla voidaan suunnitella yksittäisen toimituksen ajallista täsmällisyyttä. Toimituksen suoritteet ja niiden vaihtoehdot on kuvattu kvantifioituna, suunnattuna graafina eli verkkona. Ensin on tarkasteltu tilannetta, jossa suoritteiden kestot ovat vakiot ja sitten suoritteiden keston hajonnan huomioon ottavaa menetelmää, jonka avulla on löydettävissä kustannuksiltaan halvin, riittävän täsmällinen ja luotettava ratkaisu. Menetelmän soveltamista on tarkasteltu yleisesti sekä tulo että lähtölogistiikassa, dynaamisessa toimitussuoritetta koskevassa paatoksen teossa ja erilaisissa erityistapauksissa. Täsmällisyystavoitteitten asettamista ja muuttujia on tarkasteltu yleisesti ja käytännön soveltamisen kannalta. Käytännön soveltamista on kokeiltu valitun kohdeyrityksen esimerkkitilanteessa. Menetelmän toimivuutta on testattu simuloimalla sen ja perinteisesti suunniteltujen tehdastoimitusten sekä paikallisvarastosta tehtävien toimitusten tuloksia ja kustannuksia sekä vertaamalla niitä keskenään. Analyysin lopuksi on tarkasteltu esimerkkitilannetta logistisena kokonaisuutena lisäämällä vertailuun muitten kustannuskomponenttien ja lisäarvon vaikutus. Lopussa on käsitelty menetelmän käytännön soveltuvuusprofiilia ja jatkotutkimusaiheita. Yhteenvetona on todettu kehitetyn menetelmän tekevän täsmällisyyttä korostavan toimitusstrategian luotettavan toteuttamisen mahdolliseksi. Sen on taas todettu voivan olla edullinen vaihtoehto, jos täsmällisyydellä on markkina arvoa ja merkitystä pitkän tähtäimen menestystekijänä.

Analysis of Patterns in Electricity Spot Market Time Series

Due to its non-storability, electricity must be produced at the same time that it is consumed, as a result prices are determined on an hourly basis and thus analysis becomes more challenging. Moreover, the seasonal fluctuations in demand and supply lead to a seasonal behavior of electricity spot prices. The purpose of this thesis is to seek and remove all causal effects from electricity spot prices and remain with pure prices for modeling purposes. To achieve this we use Qlucore Omics Explorer (QOE) for the visualization and the exploration of the data set and Time Series Decomposition method to estimate and extract the deterministic components from the series. To obtain the target series we use regression based on the background variables (water reservoir and temperature). The result obtained is three price series (for Sweden, Norway and System prices) with no apparent pattern.

Studies on the Multifaceted Interaction of Atoms and an Electromagnetic Field

In this Thesis the interaction of an electromagnetic field and matter is studied from various aspects in the general framework of cold atoms. Our subjects cover a wide spectrum of phenomena ranging from semiclassical few-level models to fully quantum mechanical interaction with structured reservoirs leading to non-Markovian open quantum system dynamics. Within closed quantum systems, we propose a selective method to manipulate the motional state of atoms in a time-dependent double-well potential and interpret the method in terms of adiabatic processes. Also, we derive a simple wave-packet model, based on distributions of generalized eigenstates, explaining the finite visibility of interference in overlapping continuous-wave atom lasers. In the context of open quantum systems, we develop an unraveling of non-Markovian dynamics in terms of piecewise deterministic quantum jump processes confined in the Hilbert space of the reduced system - the non-Markovian quantum jump method. As examples, we apply it for simple 2- and 3-level systems interacting with a structured reservoir. Also, in the context of ion-cavity QED we study the entanglement generation based on collective Dicke modes in experimentally realistic conditions including photonic losses and an atomic spontaneous decay.

Dialogue in the crisis of representation : realism and antirealism in the context of the conversation between theologians and quantum physicists in Göttingen 1949-1961

The aim of this study is to analyse the content of the interdisciplinary conversations in Göttingen between 1949 and 1961. The task is to compare models for describing reality presented by quantum physicists and theologians. Descriptions of reality indifferent disciplines are conditioned by the development of the concept of reality in philosophy, physics and theology. Our basic problem is stated in the question: How is it possible for the intramental image to match the external object?Cartesian knowledge presupposes clear and distinct ideas in the mind prior to observation resulting in a true correspondence between the observed object and the cogitative observing subject. The Kantian synthesis between rationalism and empiricism emphasises an extended character of representation. The human mind is not a passive receiver of external information, but is actively construing intramental representations of external reality in the epistemological process. Heidegger's aim was to reach a more primordial mode of understanding reality than what is possible in the Cartesian Subject-Object distinction. In Heidegger's philosophy, ontology as being-in-the-world is prior to knowledge concerning being. Ontology can be grasped only in the totality of being (Dasein), not only as an object of reflection and perception. According to Bohr, quantum mechanics introduces an irreducible loss in representation, which classically understood is a deficiency in knowledge. The conflicting aspects (particle and wave pictures) in our comprehension of physical reality, cannot be completely accommodated into an entire and coherent model of reality. What Bohr rejects is not realism, but the classical Einsteinian version of it. By the use of complementary descriptions, Bohr tries to save a fundamentally realistic position. The fundamental question in Barthian theology is the problem of God as an object of theological discourse. Dialectics is Barth¿s way to express knowledge of God avoiding a speculative theology and a human-centred religious self-consciousness. In Barthian theology, the human capacity for knowledge, independently of revelation, is insufficient to comprehend the being of God. Our knowledge of God is real knowledge in revelation and our words are made to correspond with the divine reality in an analogy of faith. The point of the Bultmannian demythologising programme was to claim the real existence of God beyond our faculties. We cannot simply define God as a human ideal of existence or a focus of values. The theological programme of Bultmann emphasised the notion that we can talk meaningfully of God only insofar as we have existential experience of his intervention. Common to all these twentieth century philosophical, physical and theological positions, is a form of anti-Cartesianism. Consequently, in regard to their epistemology, they can be labelled antirealist. This common insight also made it possible to find a common meeting point between the different disciplines. In this study, the different standpoints from all three areas and the conversations in Göttingen are analysed in the frameworkof realism/antirealism. One of the first tasks in the Göttingen conversations was to analyse the nature of the likeness between the complementary structures inquantum physics introduced by Niels Bohr and the dialectical forms in the Barthian doctrine of God. The reaction against epistemological Cartesianism, metaphysics of substance and deterministic description of reality was the common point of departure for theologians and physicists in the Göttingen discussions. In his complementarity, Bohr anticipated the crossing of traditional epistemic boundaries and the generalisation of epistemological strategies by introducing interpretative procedures across various disciplines.

SME internationalisation from a network perspective : an empirical study on a Finnish-Greek business network

The study examines the internationalisation process of a contemporary SME firm and explores the impact of its business network on this development. The objective of the study is to understand SME internationalisation and its dynamics from a network perspective. The purpose of this research project is to describe and explore the development process of a firm and its business network by identifying the changes, critical events and influence factors that form this development. It is a qualitative case study, which focuses on a Finnish focal firm and its respective business network as it expands into the Greek market. It is a longitudinal research process, which covers a period of time from 1994 to 2004. The empirical study concentrates on the paper trading and converting business. The study builds on the network theory and the framework provided by Johanson and Mattsson's (1988) model on network internationalisation. The incremental internationalisation theories and network theories form the theoretical focus. The research project is organised according to a process view. The focal firm evolves from a domestically-oriented small subsidiary into an internationally experienced company, which has activities in several market areas and numerous business networks in various market segments and product categories. The findings illustrate the importance of both the domestic and foreign business network context in a firm's internationalisation process. The results of the study suggest theoretical modifications on a firm's internationalisation process by broadening the perspective and incorporating the strategic context of a firm. The findings suggest that internationalisation process is a non-linear process, which does not have a deterministic order in its development. The findings emphasise the significance of relational networks, both managerial and entrepreneurial, for establishing position in foreign markets. It implies that a firm's evolution is significantly influenced by its business network and by critical events. Business networks gain coherence due to common goals and they use accumulated capabilities to exploit market opportunities. The business network sets constraints and provides opportunities, which makes the related decision making strategically important. The firm co-evolves with its business network. The research project provides an instrumental case study with a description of an SME internationalisation process. It contributes to existing knowledge by illustrating dynamics in an international business network and by pinpointing the importance of suppliers, customers, partners, ownerships and competition to the internationalisation process.

Marketing culture of Finnish research libraries : an analysis of marketing attitude, knowledge and behaviour

The aim of the present dissertation is to investigate the marketing culture of research libraries in Finland and to understand the awareness of the knowledge base of library management concerning modern marketing theories and practices. The study was based onthe notion that a leader in an organisation can have large impact on its culture. Therefore, it was considered important to learn about the market orientation that initiates at the top management and flows throughout the whole organisationthus resulting in a particular kind of library culture. The study attempts to examine the marketing culture of libraries by analysing the marketing attitudes, knowledge (underlying beliefs, values and assumptions), behaviour (market orientation), operational policies and activities, and their service performance (customer satisfaction). The research was based on the assumption that if the top management of libraries has market oriented behaviour, then their marketing attitudes, knowledge, operational policies and activities and service performance should also be in accordance. The dissertation attempts to connect all these theoretical threads of marketing culture. It investigates thirty three academic and special libraries in the south of Finland. The library director and three to ten customers from each library participated as respondents in this study. An integrated methodological approach of qualitative as well as quantitative methods was used to gain knowledge on the pertinent issues lying behind the marketing culture of research libraries. The analysis of the whole dissertation reveals that the concept of marketing has very varied status in the Finnish research libraries. Based on the entire findings, three kinds of marketing cultures were emerged: the strong- the high fliers; the medium- the brisk runners; and the weak- the slow walkers. The high fliers appeared to be modern marketing believers as their marketing approach was customer oriented and found to be closer to the emerging notions of contemporary relational marketing. The brisk runners were found to be traditional marketing advocates as their marketing approach is more `library centred¿than customer defined and thus is in line of `product orientation¿ i.e. traditional marketing. `Let the interested customers come to the library¿ was appeared to be the hallmark of the slow walkers. Application of conscious market orientation is not reflected in the library activities of the slow walkers. Instead their values, ideology and approach to serving the library customers is more in tuneof `usual service oriented Finnish way¿. The implication of the research is that it pays to be market oriented which results in higher customer satisfaction oflibraries. Moreover, it is emphasised that the traditional user based service philosophy of Finnish research libraries should not be abandoned but it needs to be further developed by building a relational based marketing system which will help the libraries to become more efficient and effective from the customers¿ viewpoint. The contribution of the dissertation lies in the framework showing the linkages between the critical components of the marketing culture of a library: antecedents, market orientation, facilitators and consequences. The dissertationdelineates the significant underlying dimensions of market-oriented behaviour of libraries which are namely customer philosophy, inter-functional coordination,strategic orientation, responsiveness, pricing orientation and competition orientation. The dissertation also showed the extent to which marketing attitudes, behaviour, knowledge were related and impact of market orientation on the serviceperformance of libraries. A strong positive association was found to exist between market orientation and marketing attitudes and knowledge. Moreover, it also shows that a higher market orientation is positively connected with the service performance of libraries, the ultimate result being higher customer satisfaction. The analysis shows that a genuine marketing culture represents a synthesis of certain marketing attitudes, knowledge and of selective practices. This finding is particularly significant in the sense that it manifests that marketing culture consists of a certain sets of beliefs and knowledge (which form a specific attitude towards marketing) and implementation of a certain set of activities that actually materialize the attitude of marketing into practice (market orientation) leading to superior service performance of libraries.

”Jos tietää, mitä haluaa.” Seurantatutkimus lukio-opiskelijoiden itsesäätelystä, opiskelun kulusta ja odotusten toteutumisesta

Tutkimuksen päätarkoituksena on selvittää lukio-opiskelijoiden käsityksiä oppimisensa itsesäätelystrategioista. Lukiokoulutuksessa toteutetut muutokset kuten valinnanmahdollisuuksien lisääntyminen ovat antaneet lukio-opiskelijoille kasvaneen mahdollisuuden omanlaisensa lukio-opiskelupolun suunnitteluun ja yksilölliseen tavoitteenasetteluun. Työssä tarkastellaan myös lukio-opiskelijoiden opintojen kulkua, erilaisia opiskeluodotuksia ja niiden toteutumista sekä näiden yhteyttä itsesäätelyyn. Tutkimus toteutettiin seurantatutkimuksena, jossa kyselylomakkeilla kerättiin tietoa syksyllä 2004 Turun kaupungin suomenkielisissä päivälukioissa (10 koulua) opintonsa aloittavilta opiskelijoilta kahdesti; ensimmäisenä ja kolmantena opiskeluvuotena. Tutkimuksessa oli mukana 245 opiskelijaa, 142 tyttöä ja 103 poikaa. Tutkimuksen vastausprosentti oli 84 %. Kyselylomakkeiden itsesäätelyä ja oppimisorientaatioita koskevat kysymykset pohjautuivat Jan Vermuntin ILS-oppimistyylimittariin (Inventory of Learning Styles) (Vermunt 1994; 1996). Lisäksi haastateltiin 15 tutkimuksessa mukana ollutta opiskelijaa. Kyselylomakeaineisto analysoitiin ristiintaulukoinneilla, korrelaatiokertoimilla, t-testeillä ja erilaisilla varianssianalyyseillä. Itsesäätelystrategiamittarin neljän summamuuttujan oletus testattiin erikseen mittauksissa 1 ja 2 konfirmatorisen faktorianalyysin avulla. Tutkimuksessa identifioitiin klusterianalyysillä tehdyssä ryhmittelyssä neljä erilaista lukio-opiskelijaryhmää: menestyvät navigoijat, tavalliset tasapainoilijat, säätelemättömät kulkeutujat ja ylikuormittuneet avuntarvitsijat. Navigoijille on tyypillistä niin prosessin/ tulosten kuin sisällön suhteen korkea itsesäätely. Tyypillinen piirre navigoijien kohdalla on myös ulkoisen säätelyn korkea taso. Avuntarvitsijat eroavat muista ryhmistä selkeästi korkeampien puutteellisten säätelystrategioidensa perusteella, vaikka heidän itsesäätelynsä on suhteellisesti niihin ja muihin ryhmiin nähden melko korkealla tasolla. Tasapainoilijat sijoittuvat itsesäätelyn ja ulkoisen säätelyn osalta ryhmien keskitasolle. Kulkeutujien itsesäätely samoin kuin ulkoinen säätely ovat ryhmien matalinta tasoa. Tuloksista nähdään, että kehittyneemmällä itsesäätelyllä on selvä yhteys lukio-opintojen sujuvuuteen ja opintomenestykseen, mutta noin kolmasosalle opiskelijoista itsesäätelevä, suunnitelmallinen tavoitteenasettelu on vaikeaa. Navigoijilla ja tasapainoilijoilla opiskelu on sekä heille itselleen mielekästä että ulkoisesti arvioituna tehokasta. Joidenkin opiskelijoiden erityisesti avuntarvitsijoiden ja kulkeutujien keskuudessa opintojen kulku sen sijaan hapuilee. Lukiolaisten opiskeluun kohdistuvien odotusten voidaan tämän tutkimuksen tuloksen perusteella katsoa ennustavan todellista opintojen kulkua ja opintomenestystä melko hyvin. Eroja on sekä tavoitetasossa, opiskeluprosessiin liittyvissä kokemuksissa että jatko-opintosuunnitelmissa ja ne ovat yhteydessä sukupuoleen, isän sosioekonomiseen asemaan, erikoislinjalla opiskeluun sekä lukion alun itsesäätelyryhmiin.

Bayesian methods for estimation, optimization and experimental design

Mathematical models often contain parameters that need to be calibrated from measured data. The emergence of efficient Markov Chain Monte Carlo (MCMC) methods has made the Bayesian approach a standard tool in quantifying the uncertainty in the parameters. With MCMC, the parameter estimation problem can be solved in a fully statistical manner, and the whole distribution of the parameters can be explored, instead of obtaining point estimates and using, e.g., Gaussian approximations. In this thesis, MCMC methods are applied to parameter estimation problems in chemical reaction engineering, population ecology, and climate modeling. Motivated by the climate model experiments, the methods are developed further to make them more suitable for problems where the model is computationally intensive. After the parameters are estimated, one can start to use the model for various tasks. Two such tasks are studied in this thesis: optimal design of experiments, where the task is to design the next measurements so that the parameter uncertainty is minimized, and model-based optimization, where a model-based quantity, such as the product yield in a chemical reaction model, is optimized. In this thesis, novel ways to perform these tasks are developed, based on the output of MCMC parameter estimation. A separate topic is dynamical state estimation, where the task is to estimate the dynamically changing model state, instead of static parameters. For example, in numerical weather prediction, an estimate of the state of the atmosphere must constantly be updated based on the recently obtained measurements. In this thesis, a novel hybrid state estimation method is developed, which combines elements from deterministic and random sampling methods.

MCMC Analysis for Optimization of Stochastic Models

In any decision making under uncertainties, the goal is mostly to minimize the expected cost. The minimization of cost under uncertainties is usually done by optimization. For simple models, the optimization can easily be done using deterministic methods.However, many models practically contain some complex and varying parameters that can not easily be taken into account using usual deterministic methods of optimization. Thus, it is very important to look for other methods that can be used to get insight into such models. MCMC method is one of the practical methods that can be used for optimization of stochastic models under uncertainty. This method is based on simulation that provides a general methodology which can be applied in nonlinear and non-Gaussian state models. MCMC method is very important for practical applications because it is a uni ed estimation procedure which simultaneously estimates both parameters and state variables. MCMC computes the distribution of the state variables and parameters of the given data measurements. MCMC method is faster in terms of computing time when compared to other optimization methods. This thesis discusses the use of Markov chain Monte Carlo (MCMC) methods for optimization of Stochastic models under uncertainties .The thesis begins with a short discussion about Bayesian Inference, MCMC and Stochastic optimization methods. Then an example is given of how MCMC can be applied for maximizing production at a minimum cost in a chemical reaction process. It is observed that this method performs better in optimizing the given cost function with a very high certainty.

Viestitaktiikan kehittyminen yhtymän viestijärjestelmän käyttöönoton jälkeen

Tutkimus käynnistyi Maanpuolustuskorkeakoulun taktiikan laitoksen esittäessä aihepiiriä tutkittavaksi. Tutkimuksen tavoitteena on ollut lisätä tietämystä viestitaktiikan kehittymisestä yhtymän viestijärjestelmän käyttöönoton jälkeen 1980 – 2000-luvuilla osana operatiivistaktisten toimintaperiaatteiden ja -tapojen kehittymistä. Tutkimuksella on pyritty syventämään tietämystä taktisten periaatteiden muutoksista viestitaktiikan näkökulmasta. Tutkimuksessa tarkasteltiin maavoimien YVI-järjestelmillä varustettujen yhtymien viestitaktiikkaa sekä niissä tapahtuneita muutoksia. Muutoksia tarkasteltaessa tutkimuksessa keskityttiin käsitykseen viestitaktiikasta, viestitaktisiin periaatteisiin sekä viestipäällikköön ja hänen toimintakenttäänsä. Viestitaktisia periaatteita ja niissä tapahtuneita muutoksia vertailtiin myös yleisiin taktisiin periaatteisiin ja niiden painotuksissa tapahtuneisiin muutoksiin. Tutkimus on luonteeltaan kvalitatiivinen. Tutkimusongelmia lähestyttiin fenomenografisella tutkimusotteella, jossa tavoitteena on kuvailla, analysoida ja ymmärtää erilaisia käsityksiä ilmiöistä sekä käsitysten keskinäisistä suhteista. Lähdeaineiston muodostivat 18 viestitaktiikan asiantuntijan kokemusperäiset käsitykset viestitaktiikasta ja sen kehittymisestä YVIjärjestelmien käyttöönoton jälkeen. Käsityksistä muodostettiin merkitys- ja kuvauskategorioiden sekä tutkijan esiymmärryksen pohjalta induktiivisen päättelyn avulla tutkimuksen varsinaiset johtopäätökset. Tutkimushenkilöiden käsitysten sekä taktiikan ja viestitaktiikan aikaisempien määritelmien perusteella johtopäätöksenä määritettiin, että viestitaktiikka on tehtävän toteuttamiseen käytettävissä olevan viestillisen kapasiteetin optimaalista suunnittelua, soveltamista ja käyttöä viestivoimana haluttujen päämäärien saavuttamiseksi ja viestitaisteluiden voittamiseksi. Viestitaktikointi edellyttää viestitaisteluun liittyvien keinojen tuntemista sekä taitoa soveltaa niitä käytännössä. Tutkimustulosten perusteella keskeisiksi viestitaktisiksi periaatteiksi tärkeysjärjestyksessä muodostuivat - päämäärän ja tehtävän selkeys - varautuminen odottamattomiin tilanteen vaihteluihin - yksinkertaisuus - aktiivisuus ja oma-aloitteisuus. Keskeisiksi merkitystään lisänneiksi viestitaktisiksi periaatteiksi muodostuivat - voimien vaikutuksen keskittäminen - joukkojen ja voimien jakaminen (reservi) - varautuminen odottamattomiin tilanteen vaihteluihin - salaaminen ja harhauttaminen - turvallisuus. Selkeimpänä viestipäällikön tehtävien muutoksena pidettiin siirtymistä yksityiskohtaisesta viestiyhteyksien suunnittelijasta kokonaisvaltaiseksi yhtymän viestitoiminnan johtajaksi. Tutkimustulosten ja aikaisempien määritelmien perusteella johtopäätöksenä määritettiin, että viestipäällikkö johtaa yhtymän viestitoimintaa komentajan antamien vaatimusten mukaisesti ja vastaa yhtymän johtoryhmän jäsenenä viestitaktisista ratkaisuista haluttujen päämäärien saavuttamiseksi ja viestitaisteluiden voittamiseksi. Viestipäälliköltä edellytetään viestitaisteluun liittyvien keinojen tuntemista sekä taitoa soveltaa niitä käytännössä. Tutkimuksen mukaan yhtymän viestitaktiikkaan merkittävimmin vaikuttaneita tekijöitä olivat yhtymän viestijärjestelmien käyttöönotto, uusien esikunta- ja viestiyksiköiden kehittäminen, kiinteän viestiverkon ja johtamisjärjestelmäalan merkityksen kasvaminen, käytettävien tekniikoiden kehittyminen sekä joukkojen ja johtoportaiden tiedonsiirtotarpeiden kasvaminen. Viestitaktiikan osalta voidaan todeta deterministisen näkemyksen taistelusta ja taistelutilasta muuttuneen yleisten taktisten periaatteiden muutosten mukaisesti aikaisempaa monimuotoisempaan ja rohkeampaan, voluntaarisempaan, suuntaan.

Voimalaitoksen käytönaikaisen optimoinnin määrittely

Tässä diplomityössä määritellään biopolttoainetta käyttävän voimalaitoksen käytönaikainen tuotannon optimointimenetelmä. Määrittelytyö liittyy MW Powerin MultiPower CHP –voimalaitoskonseptin jatkokehitysprojektiin. Erilaisten olemassa olevien optimointitapojen joukosta valitaan tarkoitukseen sopiva, laitosmalliin ja kustannusfunktioon perustuva menetelmä, jonka tulokset viedään automaatiojärjestelmään PID-säätimien asetusarvojen muodossa. Prosessin mittaustulosten avulla lasketaan laitoksen energia- ja massataseet, joiden tuloksia käytetään seuraavan optimointihetken lähtötietoina. Optimoinnin kohdefunktio on kustannusfunktio, jonka termit ovat voimalaitoksen käytöstä aiheutuvia tuottoja ja kustannuksia. Prosessia optimoidaan säätimille annetut raja-arvot huomioiden niin, että kokonaiskate maksimoituu. Kun laitokselle kertyy käyttöikää ja historiadataa, voidaan prosessin optimointia nopeuttaa hakemalla tilastollisesti historiadatasta nykytilanteen olosuhteita vastaava hetki. Kyseisen historian hetken katetta verrataan kustannusfunktion optimoinnista saatuun katteeseen. Paremman katteen antavan menetelmän laskemat asetusarvot otetaan käyttöön prosessin ohjausta varten. Mikäli kustannusfunktion laskenta eikä historiadatan perusteella tehty haku anna paranevaa katetta, niiden laskemia asetusarvoja ei oteta käyttöön. Sen sijaan optimia aletaan hakea deterministisellä optimointialgoritmilla, joka hakee nykyhetken ympäristöstä paremman katteen antavia säätimien asetusarvoja. Säätöjärjestelmä on mahdollista toteuttaa myös tulevaisuutta ennustavana. Työn käytännön osuudessa voimalaitosmalli luodaan kahden eri mallinnusohjelman avulla, joista toisella kuvataan kattilan ja toisella voimalaitosprosessin toimintaa. Mallinnuksen tuloksena saatuja prosessiarvoja hyödynnetään lähtötietoina käyttökatteen laskennassa. Kate lasketaan kustannusfunktion perusteella. Tuotoista suurimmat liittyvät sähkön ja lämmön myyntiin sekä tuotantotukeen, ja suurimmat kustannukset liittyvät investoinnin takaisinmaksuun ja polttoaineen ostoon. Kustannusfunktiolle tehdään herkkyystarkastelu, jossa seurataan katteen muutosta prosessin teknisiä arvoja muutettaessa. Tuloksia vertaillaan referenssivoimalaitoksella suoritettujen verifiointimittausten tuloksiin, ja havaitaan, että tulokset eivät ole täysin yhteneviä. Erot johtuvat sekä mallinnuksen puutteista että mittausten lyhyehköistä tarkasteluajoista. Automatisoidun optimointijärjestelmän käytännön toteutusta alustetaan määrittelemällä käyttöön otettava optimointitapa, siihen liittyvät säätöpiirit ja tarvittavat lähtötiedot. Projektia tullaan jatkamaan järjestelmän ohjelmoinnilla, testauksella ja virityksellä todellisessa voimalaitosympäristössä ja myöhemmin ennustavan säädön toteuttamisella.

Differential Evolution approach and parameter estimation of chaotic

Parameter estimation still remains a challenge in many important applications. There is a need to develop methods that utilize achievements in modern computational systems with growing capabilities. Owing to this fact different kinds of Evolutionary Algorithms are becoming an especially perspective field of research. The main aim of this thesis is to explore theoretical aspects of a specific type of Evolutionary Algorithms class, the Differential Evolution (DE) method, and implement this algorithm as codes capable to solve a large range of problems. Matlab, a numerical computing environment provided by MathWorks inc., has been utilized for this purpose. Our implementation empirically demonstrates the benefits of a stochastic optimizers with respect to deterministic optimizers in case of stochastic and chaotic problems. Furthermore, the advanced features of Differential Evolution are discussed as well as taken into account in the Matlab realization. Test "toycase" examples are presented in order to show advantages and disadvantages caused by additional aspects involved in extensions of the basic algorithm. Another aim of this paper is to apply the DE approach to the parameter estimation problem of the system exhibiting chaotic behavior, where the well-known Lorenz system with specific set of parameter values is taken as an example. Finally, the DE approach for estimation of chaotic dynamics is compared to the Ensemble prediction and parameter estimation system (EPPES) approach which was recently proposed as a possible solution for similar problems.

Epävarmuustarkastelun soveltaminen deterministisissä turvallisuusanalyyseissä

Tässä diplomityössä esitetään selvitys käytössä olevista deterministisistä turvallisuusanalyysimenetelmistä. Deterministisillä turvallisuusanalyyseillä arvioidaan ydinvoimalaitosten turvallisuutta eri käyttötilojen aikana. Voimalaitoksen turvallisuusjärjestelmät mitoitetaan deterministisen turvallisuusanalyysin tulosten perusteella. Deterministiset turvallisuusanalyysit voidaan laatia konservatiivista tai tilastollista menetelmää käyttäen. Konservatiivinen menetelmä pyrkii mallintamaan tarkasteltavan tilanteen siten, että laitoksen todellinen käyttäytyminen on hyvällä varmuudella lievempää kuin analyysitulos. Konservatiivisessa menetelmässä analyysin epävarmuudet huomioidaan konservatiivisilla oletuksilla. Tilastollinen menetelmä perustuu parhaan arvion menetelmään eli pyrkimykseen mallintaa laitoksen käyttäytyminen mahdollisimman todenmukaisesti. Tilastollisessa menetelmässä analyysin epävarmuudet määritetään systemaattisesti tilastomatematiikan keinoin. Työssä painotetaan tilastollisen analyysin epävarmuuksien määritykseen käytettäviä epävarmuustarkastelumenetelmiä. Diplomityön laskennallisessa osassa vertaillaan deterministisen turvallisuusanalyysin laadintaan käytettäviä menetelmiä termohydraulisen turvallisuusanalyysiesimerkin laskennan kautta. Laskennassa tarkasteltavana onnettomuutena on Olkiluoto 3-laitosyksikössä tapahtuva primäärijäähdytepiirin putkikatkosta aiheutuva jäähdytteenmenetysonnettomuus. Lasketun esimerkkitapauksen perusteella tilastollista ja konservatiivista menetelmää voidaan pitää vaihtoehtoisina turvallisuusanalyysin laadintaan. Molemmat analyysit tuottivat hyväksyttäviä ja toisilleen verrannollisia tuloksia, joiden suuruusluokka on sama.