Minimization of the experimental workload for the prediction of pollutants propagation in rivers. Mathematical modelling and knowledge re-use

The present thesis in focused on the minimization of experimental efforts for the prediction of pollutant propagation in rivers by mathematical modelling and knowledge re-use. Mathematical modelling is based on the well known advection-dispersion equation, while the knowledge re-use approach employs the methods of case based reasoning, graphical analysis and text mining. The thesis contribution to the pollutant transport research field consists of: (1) analytical and numerical models for pollutant transport prediction; (2) two novel techniques which enable the use of variable parameters along rivers in analytical models; (3) models for the estimation of pollutant transport characteristic parameters (velocity, dispersion coefficient and nutrient transformation rates) as functions of water flow, channel characteristics and/or seasonality; (4) the graphical analysis method to be used for the identification of pollution sources along rivers; (5) a case based reasoning tool for the identification of crucial information related to the pollutant transport modelling; (6) and the application of a software tool for the reuse of information during pollutants transport modelling research. These support tools are applicable in the water quality research field and in practice as well, as they can be involved in multiple activities. The models are capable of predicting pollutant propagation along rivers in case of both ordinary pollution and accidents. They can also be applied for other similar rivers in modelling of pollutant transport in rivers with low availability of experimental data concerning concentration. This is because models for parameter estimation developed in the present thesis enable the calculation of transport characteristic parameters as functions of river hydraulic parameters and/or seasonality. The similarity between rivers is assessed using case based reasoning tools, and additional necessary information can be identified by using the software for the information reuse. Such systems represent support for users and open up possibilities for new modelling methods, monitoring facilities and for better river water quality management tools. They are useful also for the estimation of environmental impact of possible technological changes and can be applied in the pre-design stage or/and in the practical use of processes as well.

Dispersion of Hybrid Electromagnetic-Spin Waves in the Slotline

The presented thesis is devoted to investigation of wave processes in hybrid ferrite / ferroelectric structures. Spin wave devices based on ferrite films have such disadvantages, as huge size of the magnetic systems, low tuning velocity, considerable power inputs for parameters control that limits possible device applications. The considered layered structures allow to overcome the disadvantages mentioned and to promote the development of novel class of tunable microwave devices. The proposed theoretical analysis is intended to construct a model of hybrid electromagnetic-spin waves. Based on the theoretical analysis the experimental investigations were carried out. The experimental resonance characteristics of ferrite / ferroelectric resonator were obtained and their tunability by means of magnetic and electric field was demonstrated.

Microwave Slot Transmission Line Filled with Ferroelectric and Ferromagnetic Layers

Now when the technology is fast developing it is very important to investigate new hybrid structures. One way is to use ferrite ferroelectric layered structures. Theoretical and experimental investigation of such structures was made. These structures have advantages of both layers and it is possible to tune the behavior of this structure by external electric and magnetic field. But these structures have some disadvantages connected with presence of thick ferroelectric layer. One way to overcome this problem is to use slotline. So this is another new way to create hybrid ferrite ferroelectric structures, but it is needed to create new theory and find experimental proof that the behavior of these structures can be tuned with external magnetic and electric fields.

Rummet i vårdandets värld

This study is made in the context of basic research within the field ofcaring science. The aim is to make a theoretical and ontological investigation of what the space is in the world of caring. The basic proposition is that the space, as a fundamental dimension, has an impact on how the appreciation of one's mental health and suffering is shaped, and vice versa. The overall purpose is to develop a theoretical model of space from the caring science point of view andalso to offer an ideal concept of space to caring science. Guided by a theoretical horizon (Eriksson 1993, Eriksson 1995, Eriksson 2001) and methodological approach grounded in Gadamer's philosophic and existential hermeneutics a three-stage analysis and interpretation is conducted. The hermeneutic spiral of this investigation starts through a procedure in accordance with Eriksson's model (1997) of concept definition. The goal is to clarify the etymology of the concept as well as semantic differences between synonymous concepts, i.e. to identify the different extents of the concept of `space` (`rum`) in order to bring these closer for an exploration. The second phase is to analyse and interpret a sample of narratives in order to explicate the ontological nature and meaning of the space. The material used here is literary texts. The goal is to clarify the characteristics of the very inside of the space when it is shaped in relation to the human being in encountering suffering. In the third phase an interview study is taken place. The focus of the study is directed towards the phenomenon of space as it is known by a patient in a landscape of psychiatric care, i.e. what the space is in a contextual meaning. Then, a gradual hermeneutic understanding of the space is attempted by using theories from the field of caring science as well as additional theories from other disciplines. Metaphors are used as they are vivid and expressive tools for generating meaning. Different metaphoric space formations depict here a variety of purports that, although not quite the same, share extensive elements. Six metaphorically summarized entities of meaning emerged. The comprehensive form of space is pointed out as the Mobile-Immobile Room. Furthermore, the Standby, the Asylum, the Wall and the Place. In the further dialogue with the texts the understanding has deepened ontologically. The theoretical model ofthe space sums up the vertical, horizontal and the inward extent of deepness inthe movement of mental health. Three entities of ontological meaning have emerged as three significant rooms: the Common Land emerges as the ideal concept of mutual creation in the freedom of doing, being and becoming health. On the interpersonal level it means freedom, which includes sovereignty, choice and dignity of the human being. The Ice World signifies, ultimately, the space as a kind of frozenness of despair which "wallpapers" the person's entire being in the world in the drama of suffering. The Spiritual Home is shaped when the human being has acquired the very core of his/her inner and outer placeness as a kind of "at-homeness" and rootedness. Time is a central element and the inward extent of deepness of this trialectic space. Each of the metaphors is then the human being's unique, although even paradoxical, way of conceiving reality, and mastering spiritual suffering. They condense characteristic structures and patterns of dynamic scenery, which take place within the movement of health. The space encloses a contradictory spatiality constituted through the dynamic field of meaningfulness and meaninglessness. Anyway, it is not through a purging of these contradictions but through bringing them together in a drama of suffering that the space is shaped as ontologically good and meaningful in the world of caring.

Solving the puzzle of mobile learning adoption

The dissertation seeks to explore how to improve users‘ adoption of mobile learning in current education systems. Considering the difference between basic and tertiary education in China, the research consists of two separate but interrelated parts, which focus on the use of mobile learning in basic and tertiary education contexts, respectively. In the dissertation, two adoption frameworks are developed based on previous studies. The frameworks are then evaluated using different technologies. Concerning mobile learning use in basic education settings, case study methodology is utilized. A leading provider of mobile learning services and products in China, Noah Ltd., is investigated. Multiple sources of evidence are collected to test the framework. Regarding mobile learning adoption in tertiary education contexts, survey research methodology is utilized. Based on 209 useful responses, the framework is evaluated using structural equation modelling technology. Four proposed determinants of intention to use are evaluated, which are perceived ease of use, perceived near-term usefulness, perceived ong-term usefulness and personal innovativeness. The dissertation provides a number of new insights for both researchers and practitioners. In particular, the dissertation specifies a practical solution to deal with the disruptive effects of mobile learning in basic education, which keeps the use of mobile learning away from the schools across such as European countries. A list of new and innovative mobile learning technologies is systematically introduced as well. Further, the research identifies several key factors driving mobile learning adoption in tertiary education settings. In theory, the dissertation suggests that since the technology acceptance model is initiated in work-oriented innovations by testing employees, it is not necessarily the best model for studying educational innovations. The results also suggest that perceived longterm usefulness for educational systems should be as important as perceived usefulness for utilitarian systems, and perceived enjoyment for hedonic systems. A classification based on the nature of systems purpose (utilitarian, hedonic or educational) would contribute to a better understanding of the essence of IT innovation adoption.

Coarse Global Visual Localization of a Mobile Robot

Localization, which is the ability of a mobile robot to estimate its position within its environment, is a key capability for autonomous operation of any mobile robot. This thesis presents a system for indoor coarse and global localization of a mobile robot based on visual information. The system is based on image matching and uses SIFT features as natural landmarks. Features extracted from training images arestored in a database for use in localization later. During localization an image of the scene is captured using the on-board camera of the robot, features are extracted from the image and the best match is searched from the database. Feature matching is done using the k-d tree algorithm. Experimental results showed that localization accuracy increases with the number of training features used in the training database, while, on the other hand, increasing number of features tended to have a negative impact on the computational time. For some parts of the environment the error rate was relatively high due to a strong correlation of features taken from those places across the environment.

Wireless Application Test Bed and Simulations for Broadband Mobile Communications Systems

Langattoman laajakaistaisen tietoliikennetekniikan kehittyminen on herättänyt kiinnostuksen sen ammattimaiseen hyödyntämiseen yleisen turvallisuuden ja kriisinhallinnan tarpeisiin. Hätätilanteissa usein olemassa olevat kiinteät tietoliikennejärjestelmät eivät ole ollenkaan käytettävissä tai niiden tarjoama kapasiteetti ei ole riittävä. Tästä syystä on noussut esiin tarve nopeasti toimintakuntoon saatettaville ja itsenäisille langattomille laajakaistaisille järjestelmille. Tässä diplomityössä on tarkoitus tutkia langattomia ad hoc monihyppy -verkkoja yleisen turvallisuuden tarpeiden pohjalta ja toteuttaa testialusta, jolla voidaan demonstroida sekä tutkia tällaisen järjestelmän toimintaa käytännössä. Työssä tutkitaan pisteestä pisteeseen sekä erityisesti pisteestä moneen pisteeseen suoritettavaa tietoliikennettä. Mittausten kohteena on testialustan tiedonsiirtonopeus, lähetysteho ja vastaanottimen herkkyys. Näitä tuloksia käytetään simulaattorin parametreina, jotta simulaattorin tulokset olisivat mahdollisimman aidot ja yhdenmukaiset testialustan kanssa. Sen jälkeen valitaan valikoima yleisen turvallisuuden vaatimusten mukaisia ohjelmia ja sovellusmalleja, joiden suorituskyky mitataan erilaisten reititysmenetelmien alaisena sekä testialustalla että simulaattorilla. Tuloksia arvioidaan ja vertaillaan. Multicast monihyppy -video päätettiin sovelluksista valita tutkimusten pääkohteeksi ja sitä sekä sen ominaisuuksia on tarkoitus myös oikeissa kenttäkokeissa.

Mobile ERP in the use of maintenance operations of forest industry

Toiminnanohjausjärjestelmien käyttö on muuttanut metsäteollisuuden kunnossapidon työntekijän toimenkuvaa kunnossapidon perustoiminnoista itseohjautuvampaan tietojen käsittelyyn ja jalostamiseen. Työn tavoitteena oliselvittää mobiilin työtilausjärjestelmän vaikutuksia metsäteollisuuden kunnossapidon kenttätyössä. Mobiilin työtilausjärjestelmän käyttö metsäteollisuuden kunnossapidossa mahdollistaa tärkeän kunnossapitotiedon keräämisen ja tarkentamisen kentällä, jossa se usein on ajanmukaisinta ja tarkinta. Haasteellisinta on oikeanlaisen teknologian löytäminen ja standardoiminen kunnossapidon toimintaympäristöihin. Myös organisaation toimintoprosessien on oltava selkeät ennen kuin prosesseja voidaan tehostaa teknologisin keinoin.

Fluid flow and dispersion predictions in porous media by utilizing advanced numerical methods

Diplomityön tavoitteena oli tarkastella numeerisen virtauslaskennan avulla virtaukseen liittyviä ilmiöitä ja kaasun dispersiota. Diplomityön sisältö on jaettu viiteen osaan; johdantoon, teoriaan, katsaukseen virtauksen mallinnukseen huokoisessa materiaalissa liittyviin tutkimusselvityksiin, numeeriseen mallinnukseen sekä tulosten esittämiseen ja johtopäätöksiin. Diplomityön alussa kiinnitettiin huomiota erilaisiin kokeellisiin, numeerisiin ja teoreettisiin mallinnusmenetelmiin, joilla voidaan mallintaa virtausta huokoisessa materiaalissa. Kirjallisuusosassa tehtiin katsaus aikaisemmin julkaistuihin puoliempiirisiin ja empiirisiin tutkimusselvityksiin, jotka liittyvät huokoisen materiaalin aiheuttamaan painehäviöön. Numeerisessa virtauslaskenta osassa rakennettiin ja esitettiin huokoista materiaalia kuvaavat numeeriset mallit käyttäen kaupallista FLUENT -ohjelmistoa. Työn lopussa arvioitiin teorian, numeerisen virtauslaskennan ja kokeellisten tutkimusselvitysten tuloksia. Kolmiulotteisen huokoisen materiaalinnumeerisessa mallinnuksesta saadut tulokset vaikuttivat lupaavilta. Näiden tulosten perusteella tehtiin suosituksia ajatellen tulevaa virtauksen mallinnusta huokoisessa materiaalissa. Osa tässä diplomityössä esitetyistä tuloksista tullaan esittämään 55. Kanadan Kemiantekniikan konferenssissa Torontossa 1619 Lokakuussa 2005. ASME :n kansainvälisessä tekniikan alan julkaisussa. Työ on hyväksytty esitettäväksi esitettäväksi laskennallisen virtausmekaniikan (CFD) aihealueessa 'Peruskäsitteet'. Lisäksi työn yksityiskohtaiset tulokset tullaan lähettämään myös CES:n julkaisuun.

GTK+ toolkit on mobile Linux devices

Linux -käyttöjärjestelmä on laajasti käytössä palvelin- ja työpöytätietokoneissa. Linux on lisäämässä suosiotaan kuitenkin myös sulautetuissa laitteissa, kuten PDA:issa, kännyköissä sekä erilaisissateollisuusjärjestelmissä. Näytön koko, suorituskyky ja käytettävyys asettavat omia erityisiä tarpeitaan laitteiden graafiselle käyttöliittymälle. Linux -käyttöjärjestelmälle on olemassa useita käyttöliittymäkirjastoja, joista GTK+ on yksi yleisimmin käytetyistä. Tämä diplomityö esittelee sulautetun Linux -käyttöjärjestelmän ja GTK+ käyttöliittymäkirjaston, selvittäen miten hyvin ne soveltuvat mobiileihin päätelaitteisiin. Yksi suurimmista esteistä työpöytäkäyttöön suunnattujen teknologioiden, kuten GTK+, muokkaamisessa mobiileihin päätelaitteisiin on suorituskyky. Osana tätä työtä kehitettiin GtkPerf -niminen työkalu, jolla GTK+:n suorituskykyä eri alustoilla pystytään helposti mittaamaan ja havaitsemaan mahdollisia pullonkauloja. Tämän työn johtopäätöksenä on, että pienillä muokkailuilla ja optimoinneilla GTK+ soveltuu myös mobiileihin päätelaitteisiin. Ensimmäinen kaupallisesti saatavilla oleva GTK+ -pohjainen päätelaite, Nokia 770 Internet Tablet, on tästä osoituksena.

Unlicensed Mobile Access Concept from Testing Point of View

Viime vuosikymmenien aikana kommunikaatioteknologiat ovat kehittyneet erittäin paljon. Uusia verkkoja, liityntätekniikoita, protokollia ja päätelaitteita on luotu alati kehittyvällä vauhdilla, eikä hidastumisen merkkejä ole näkyvissä. Varsinkin mobiilisovellukset ovat kasvattaneet markkinaosuuksiaan viime aikoina. Unlicensed MobileAccess (UMA) on uusi liityntätekniikka mobiilipäätelaitteille, joka mahdollistaa liitynnän GSM- runkoverkkoon WLAN- tai Bluetooth - tekniikoiden avulla. Tämä diplomityö keskittyy UMAan liittyviin teknologioihin, joita tarkastellaan lähemmin ensimmäisissä kappaleissa. Tavoitteena on esitellä, mitä UMA merkitsee, ja kuinka eri tekniikoita voidaan soveltaa sen toteutuksissa. Ennenkuin uusia teknologioita voidaan soveltaa kaupallisesti, täytyy niiden olla kokonaisvaltaisesti testattuja. Erilaisia testausmenetelmiä sovelletaan laitteistonja ohjelmiston testaukseen, mutta tavoite on kuitenkin sama, eli vähentää testattavan tuotteen epäluotettavuutta ja lisätä sen laatua. Vaikka UMA käsittääkin pääasiassa jo olemassa olevia tekniikoita, tuo se silti mukanaan uuden verkkoelementin ja kaksi uutta kommunikaatioprotokollaa. Ennen kuin mitään UMAa tukevia ratkaisuja voidaan tuoda markkinoille, monia erilaisia testausmenetelmiä on suoritettava, jotta varmistutaan uuden tuotteen oikeasta toiminnallisuudesta. Koska tämä diplomityö käsittelee uutta tekniikkaa, on myös testausmenetelmien yleisen testausteorian käsittelemiselle varattu oma kappale. Kappale esittelee erilaisia testauksen näkökulmia ja niihin perustuen rakennetaan myös testausohjelmisto. Tavoitteena on luoda ohjelmisto, jota voidaan käyttää UMA-RR protokollan toiminnan varmentamiseen kohdeympäristössä.

Advertising in Mobile Games - A Business Model Evaluation

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuinka houkuttelevan liiketoimintamahdollisuuden mobiilipelit tarjoavat mainostusalustana. Tutkimus suoritettiin tapaustutkimuksena. Tutkimus aloitettiin määrittelemällä liiketoimintamalli, jonka jälkeen suoritettiin yleinen katsaus Suomen mobiilipelimarkkinoille. Tämän jälkeen arvoketju-, arvoverkko- sekä markkina-analyysin avulla selvitettiin liiketoimintamallin mahdollisuudet sekä rajoitukset. Tutkimukseen käytettiinteorettista viitekehystä joka pohjautui Hamelin liiketoimintamalliin, Porterin arvoketjuun sekä Alleenin arvoverkoon. Tutkimuksen tuloksena todettiin, että mainostaminen mobiilipeleissä tarjoaa liiketoimintamahdollisuuden ilman esteitä sentoteuttamiselle. Suomalaiset mobiilipelimarkkinat ovat kuitenkin pirstoutuneet,minkä johdosta tutkittu 'mainosten hallinta-alusta'-liiketoimintamalli aiheuttaa liian suuret integraatiokustannukset. Myös suuri määrä pelitoimittajia heikentää mallin tehokkuutta.