Finnish Critical Industries, Maritime Transport Vulnerabilities and societal Implications

Maritime transports are very essential for Finland as over 80% of the foreign trade in the country is seaborne and possibilities to carry out these transports by are limited. Any disruption in maritime transports has negative consequences to many sectors in the Finnish economy. Maritime transport thus represents critical infrastructure for Finland. This report focuses on the importance of maritime transports on security of supply in Finland and for the so called critical industries in particular. The report summarizes the results of the Work Package 2 of the research project STOCA – “Study of cargo flows in the Gulf of Finland in emergency situations”. The aim of the research was to analyze the cargo flows and infrastructure that are vital for maintaining security of supply in Finland, as well as the consequences of disruptions in the maritime traffic for the Finnish critical industries and for the Finnish society. In the report we give a presentation of the infrastructure and transport routes which are critical for maintaining security of supply in Finland. We discuss import dependency of the critical industries, and the importance of the Gulf of Finland ports for Finland. We assess vulnerabilities associated with the critical material flows of the critical industries, and possibilities for alternative routings in case either one or several of the ports in Finland would be closed. As a concrete example of a transport disruption we analyze the consequences of the Finnish stevedore strike at public ports (4.3.–19.3.2010). The strike stopped approximately 80% of the Finnish foreign trade. As a result of the strike Finnish companies could not export their products and/or import raw materials, components and spare parts, or other essential supplies. We carried out personal interviews with representatives of the companies in Finnish critical industries to find out about the problems caused by the strike, how companies carried out they transports and how they managed to continue their operations during the strike. Discussions with the representatives of the companies gave us very practical insights about companies’ preparedness towards transport disruptions in general. Companies in the modern world are very vulnerable to transport disruptions because companies regardless of industries have tried to improve their performance by optimizing their resources and e.g. by reducing their inventory levels. At the same time they have become more and more dependent on continuous transports. Most companies involved in foreign trade have global operations and global supply chains, so any disruption anywhere in the world can have an impact on the operations of the company causing considerable financial loss. The volcanic eruption in Iceland in April 2010 stopping air traffic in the whole Northern Europe and most recently the earth quake causing a tsunami in Japan in March 2011 are examples of severe disruptions causing considerable negative impacts to companies’ supply chains. Even though the Finnish stevedore strike was a minor disruption compared to the natural catastrophes mentioned above, it showed the companies’ vulnerability to transport disruptions very concretely. The Finnish stevedore strike gave a concrete learning experience of the importance of preventive planning for all Finnish companies: it made them re-think their practical preparedness towards transport risks and how they can continue with their daily operations despite the problems. Many companies realized they need to adapt their long-term countermeasures against transport disruptions. During the strike companies did various actions to secure their supply chains. The companies raised their inventory levels before the strike began, they re-scheduled or postponed their deliveries, shifted customer orders between production plants among their company’s production network or in the extreme case bought finished products from their competitor to fulfil their customers’ order. Our results also show that possibilities to prepare against transport disruptions differ between industries. The Finnish society as a whole is very dependent on imports of energy, various raw materials and other supplies needed by the different industries. For many of the Finnish companies in the export industries and e.g. in energy production maritime transport is the only transport mode the companies can use due to large volumes of materials transported or due to other characteristics of the goods. Therefore maritime transport cannot be replaced by any other transport mode. In addition, a significant amount of transports are concentrated in certain ports. From a security of supply perspective attention should be paid to finding ways to decrease import dependency and ensuring that companies in the critical industries can ensure the continuity of their operations.

Charge transport in disordered materials : simulations, theory, and numerical modeling of hopping transport and electron-hole recombination

Min avhandling behandlar hur oordnade material leder elektrisk ström. Bland materialen som studeras finns ledande polymerer, d.v.s. plaster som leder ström, och mer allmänt organiska halvledare. Av de här materialen har man kunnat bygga elektroniska komponenter, och man hoppas på att kunna trycka hela kretsar av organiska material. För de här tillämpningarna är det viktigt att förstå hur materialen själva leder elektrisk ström. Termen oordnade material syftar på material som saknar kristallstruktur. Oordningen gör att elektronernas tillstånd blir lokaliserade i rummet, så att en elektron i ett visst tillstånd är begränsad t.ex. till en molekyl eller ett segment av en polymer. Det här kan jämföras med kristallina material, där ett elektrontillstånd är utspritt över hela kristallen (men i stället har en väldefinierad rörelsemängd). Elektronerna (eller hålen) i det oordnade materialet kan röra sig genom att tunnelera mellan de lokaliserade tillstånden. Utgående från egenskaperna för den här tunneleringsprocessen, kan man bestämma transportegenskaperna för hela materialet. Det här är utgångspunkten för den så kallade hopptransportmodellen, som jag har använt mig av. Hopptransportmodellen innehåller flera drastiska förenklingar. Till exempel betraktas elektrontillstånden som punktformiga, så att tunneleringssannolikheten mellan två tillstånd endast beror på avståndet mellan dem, och inte på deras relativa orientation. En annan förenkling är att behandla det kvantmekaniska tunneleringsproblemet som en klassisk process, en slumpvandring. Trots de här grova approximationerna visar hopptransportmodellen ändå många av de fenomen som uppträder i de verkliga materialen som man vill modellera. Man kan kanske säga att hopptransportmodellen är den enklaste modell för oordnade material som fortfarande är intressant att studera. Man har inte hittat exakta analytiska lösningar för hopptransportmodellen, därför använder man approximationer och numeriska metoder, ofta i form av datorberäkningar. Vi har använt både analytiska metoder och numeriska beräkningar för att studera olika aspekter av hopptransportmodellen. En viktig del av artiklarna som min avhandling baserar sig på är att jämföra analytiska och numeriska resultat. Min andel av arbetet har främst varit att utveckla de numeriska metoderna och applicera dem på hopptransportmodellen. Därför fokuserar jag på den här delen av arbetet i avhandlingens introduktionsdel. Ett sätt att studera hopptransportmodellen numeriskt är att direkt utföra en slumpvandringsprocess med ett datorprogram. Genom att föra statisik över slumpvandringen kan man beräkna olika transportegenskaper i modellen. Det här är en så kallad Monte Carlo-metod, eftersom själva beräkningen är en slumpmässig process. I stället för att följa rörelsebanan för enskilda elektroner, kan man beräkna sannolikheten vid jämvikt för att hitta en elektron i olika tillstånd. Man ställer upp ett system av ekvationer, som relaterar sannolikheterna för att hitta elektronen i olika tillstånd i systemet med flödet, strömmen, mellan de olika tillstånden. Genom att lösa ekvationssystemet fås sannolikhetsfördelningen för elektronerna. Från sannolikhetsfördelningen kan sedan strömmen och materialets transportegenskaper beräknas. En aspekt av hopptransportmodellen som vi studerat är elektronernas diffusion, d.v.s. deras slumpmässiga rörelse. Om man betraktar en samling elektroner, så sprider den med tiden ut sig över ett större område. Det är känt att diffusionshastigheten beror av elfältet, så att elektronerna sprider sig fortare om de påverkas av ett elektriskt fält. Vi har undersökt den här processen, och visat att beteendet är väldigt olika i endimensionella system, jämfört med två- och tredimensionella. I två och tre dimensioner beror diffusionskoefficienten kvadratiskt av elfältet, medan beroendet i en dimension är linjärt. En annan aspekt vi studerat är negativ differentiell konduktivitet, d.v.s. att strömmen i ett material minskar då man ökar spänningen över det. Eftersom det här fenomenet har uppmätts i organiska minnesceller, ville vi undersöka om fenomenet också kan uppstå i hopptransportmodellen. Det visade sig att det i modellen finns två olika mekanismer som kan ge upphov till negativ differentiell konduktivitet. Dels kan elektronerna fastna i fällor, återvändsgränder i systemet, som är sådana att det är svårare att ta sig ur dem då elfältet är stort. Då kan elektronernas medelhastighet och därmed strömmen i materialet minska med ökande elfält. Elektrisk växelverkan mellan elektronerna kan också leda till samma beteende, genom en så kallad coulombblockad. En coulombblockad kan uppstå om antalet ledningselektroner i materialet ökar med ökande spänning. Elektronerna repellerar varandra och ett större antal elektroner kan leda till att transporten blir långsammare, d.v.s. att strömmen minskar.

Industrial solid waste (whitewash mud) use in forest road pavements

The objective of the present study was to evaluate the effects of industrial solid waste (whitewash mud) on geotechnical properties considering the following engineering parameters: California Bearing Ratio (CBR), Atterberg limits and Permeability test. Seven soil samples derived from Alagoinhas, Bahia - Brazil, were classified by the Transportation Research Board (TRB) system. Two were selected as having a great geotecnical potential classified as A-3 (0) and A-2-4 (0), whitewash mud contents 10%, 15%, 20% and 25% dry weight and medium compaction effort were studied in the laboratory testing program. The results indicated the soil denominated good gravel as being the most promising one, when stabilized with whitewash mud, reaching the best results with the dosage of 20 and 25% of whitewash mud.

Future prospects of short distance rail based passenger transport in Northern Europe

The worlds’ population is increasing and cities have become more crowded with people and vehicles. Communities in the fringe of metropolitans’ increase the traffic done with private cars, but also increase the need for public transportation. People have typically needs traveling to work located in city centers during the morning time, and return to suburbs in the afternoon or evening. Rail based passenger transport is environmentally friendly transport mode with high capacity to transport large volume of people. Railways have been regulated markets with national incumbent having monopoly position. Opening the market for competition is believed to have a positive effect by increasing the efficiency of the industry. National passenger railway market is opened for competition only in few countries, where as international traffic in EU countries was deregulated in 2010. The objective of this study is to examine the passenger railway market of three North European countries, Sweden, Denmark and Estonia. The interest was also to get an understanding of the current situation and how the deregulation has proceeded. Theory of deregulation is unfolded with literature analyses and empirical part of the study is constructed from two parts. Customer satisfaction survey was chosen as a method to collect real life experiences from the passengers and measure their knowledge of the market situation and possible changes appeared. Interviews of experts from the industry and labor unions give more insights and able better understanding for example of social consequences caused from opening the market for competition. Expert interviews were conducted by using semi-structured theme interview. Based on the results of this study, deregulation has proceeded quite differently in the three countries researched. Sweden is the most advanced country, where the passenger railway market is open for new entrants. Denmark and Estonia are lagging behind. Opening the market is considered positive among passengers and most of the experts interviewed. Common for the interviews were the labour unions negative perspective concerning deregulation. Despite the fact deregulation is considered positive among the respondents of the customer satisfaction survey, they could not name railway undertakings operating in their country. Generally respondents were satisfied with the commuter trains. Ticket price, punctuality of trains and itinerary affect the most to customer satisfaction.

On the cross-road of ethical- and fashion consumerism: intentions of pink ribbon campaign consumers

Tutkielman tavoitteena oli selvittää Roosanauha kampanjan tuotteiden ostoon liittyvää aikeen muodostumista kuluttajilla. Lisäksi tavoitteena oli selvittää onko aikeen muodostumisessa eroja uuden pinkin värin tai lahjoitus ominaisuuden osalta. Tutkimus toteutettiin sähköisenä kyselynä, jota analysoitiin tilastollisin menetelmin, lähinnä korrelaatioiden avulla. Tutkimus ei saavuttanut toivottua päämääräänsä lähinnä huonoksi jääneen vastausten kokonaismäärän vuoksi.Joitakin suuntaa antavia tuloksia pystyttiin kuitenkin tunnistamaan. Tuloksissa oli viitteitä lahjoitusominaisuuden tärkeydestä kuluttajille sekä vaaleanpunaiseen väriin positiivisesti asennoitumisesta. Kampanjan jatkoa ajatellen markkinoijien on syytä huomata tuloksissa ilmennyt värin tärkeä rooli sekä lahjoitusominaisuudelle painottunut sosiaalisten normien vahvuus.

Growth, magnetic and transport properties of InSb and II-IV-As2 semiconductors doped with manganese

This thesis is devoted to growth and investigations of Mn-doped InSb and II-IV-As2 semiconductors, including Cd1-xZnxGeAs2:Mn, ZnSiAs2:Mn bulk crystals, ZnSiAs2:Mn/Si heterostructures. Bulk crystals were grown by direct melting of starting components followed by fast cooling. Mn-doped ZnSiAs2/Si heterostructures were grown by vacuum-thermal deposition of ZnAs2 and Mn layers on Si substrates followed by annealing. The compositional and structural properties of samples were investigated by different methods. The samples consist of micro- and nano- sizes clusters of an additional ferromagnetic Mn-X phases (X = Sb or As). Influence of magnetic precipitations on magnetic and electrical properties of the investigated materials was examined. With relatively high Mn concentration the main contribution to magnetization of samples is by MnSb or MnAs clusters. These clusters are responsible for high temperature behavior of magnetization and relatively high Curie temperature: up to 350 K for Mn-doped II-IV-As2 and about 600 K for InMnSb. The low-field magnetic properties of Mn-doped II-IV-As2 semiconductors and ZnSiAs2:Mn/Si heterostructures are connected to the nanosize MnAs particles. Also influence of nanosized MnSb clusters on low-field magnetic properties of InMnSb have been observed. The contribution of paramagnetic phase to magnetization rises at low temperatures or in samples with low Mn concentration. Source of this contribution is not only isolated Mn ions, but also small complexes, mainly dimmers and trimmers formed by Mn ions, substituting cation positions in crystal lattice. Resistivity, magnetoresistance and Hall resistivity properties in bulk Mn-doped II-IV-As2 and InSb crystals was analyzed. The interaction between delocalized holes and 3d shells of the Mn ions together with giant Zeeman splitting near the cluster interface are respond for negative magnetoresistance. Additionally to high temperature critical pointthe low-temperature ferromagnetic transition was observed Anomalous Hall effect was observed in Mn doped samples and analyzed for InMnSb. It was found that MnX clusters influence significantly on magnetic scattering of carriers.

CLASSIFICATION OF FOREST ROADS AND DETERMINATION OF ROUTE USING GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM

ABSTRACT Geographic Information System (GIS) is an indispensable software tool in forest planning. In forestry transportation, GIS can manage the data on the road network and solve some problems in transportation, such as route planning. Therefore, the aim of this study was to determine the pattern of the road network and define transport routes using GIS technology. The present research was conducted in a forestry company in the state of Minas Gerais, Brazil. The criteria used to classify the pattern of forest roads were horizontal and vertical geometry, and pavement type. In order to determine transport routes, a data Analysis Model Network was created in ArcGIS using an Extension Network Analyst, allowing finding a route shorter in distance and faster. The results showed a predominance of horizontal geometry classes average (3) and bad (4), indicating presence of winding roads. In the case of vertical geometry criterion, the class of highly mountainous relief (4) possessed the greatest extent of roads. Regarding the type of pavement, the occurrence of secondary coating was higher (75%), followed by primary coating (20%) and asphalt pavement (5%). The best route was the one that allowed the transport vehicle travel in a higher specific speed as a function of road pattern found in the study.

Kuljetusmuodoista yhteiskunnalle kohdistuvat kustannukset bulktavaraliikenteessä

Diplomityössä tarkastellaan liikennemuotojen yhteiskunnalle kohdistamia kustannuksia, jotka syntyvät ylläpidosta, investoinneista sekä ulkoisista tekijöistä. Liikenteen hinnoittelussa ei useinkaan huomioida ulkoisia kustannuksia kuten päästöjen, melun sekä onnettomuuksien aiheuttamia kustannuksia, joiden laskentaan ja muodostumiseen tässä diplomityössä kiinnitetään erityisesti huomiota. Työn teoriaosassa selvitetään taustaa liikenteen hinnoittelulle sekä esitetään Suomessa käytössä oleva malli liikenteestä muodostuvien kokonaiskustannuksien huomioimiseksi. Tämän lisäksi vertaillaan ulkoisten kustannuksien laskentaa Suomen ja Euroopan välillä. Empiriaosassa lasketaan yhteiskunnalle kohdistuvat kustannukset kahdessa case esimerkissä. Suomessa liikenteen aiheuttamat kustannukset huomioidaan osana hankearviointeja. Näissä ulkoisten kustannuksien osuus on vähäinen muihin kustannuksiin verrattuna. Kirjallisuusselvityksen sekä empiria osuuden perusteella Suomessa tarvitaan lisäselvitystä ulkoisista kustannuksista, jos halutaan saada niiden arvo vastaamaan paremmin Suomen olosuhteita. Investointi ja ylläpitokustannukset on kohdennettu vain tieliikenteessä ajoneuvosuoritetta kohden. Vastaavaa tietoa ei ole saatavissa muiden tarkasteltujen kuljetusmuotojen osalta.

Temperature effect in potassium and nitrate ions in soil transport

When doing researches on solute dynamics in porous medium, the knowledge of medium characteristics and percolating liquids, as well as of external factors is very important. An important external factor is temperature and, in this sense, our purpose was determining potassium and nitrate transport parameters for different values of temperature, in miscible displacement experiments. Evaluated parameters were retardation factor (R), diffusion/dispersion coefficient (D) and dispersivity, at ambient temperature (25 up to 28 ºC), 40 ºC and 50 ºC. Salts used were potassium nitrate and potassium chlorate, prepared in a solution made up of 5 ppm nitrate and 2.000 ppm potassium, with Red-Yellow Latosol porous medium. Temperature exhibited a positive influence upon porous medium solution and upon dispersion coefficient.

Transport of broilers: load microclimate during Brazilian summer

The objective of this study was to characterize the microclimatic profile of broiler transport trucks under commercial conditions, in the summer, by continuous monitoring of environmental variables (temperature and air relative humidity). Three loads were monitored from farm to slaughterhouse, considering factors such as distance and day periods (morning, afternoon, and night). To obtain the profile of the environmental variables during journey, data loggers, that determined the microclimate to which birds were submitted, were installed in the trucks; data loggers also allowed visualization of the Enthalpy Comfort Index (ECI) so that load regions could be classified according to heat comfort limits for 6-week old poultries. Temperature, relative humidity, and ECI in the truck were analyzed, using geostatistics, by the ordinary kriging method. The afternoon was the most critical period, and truck central and rear regions were most problematic for chickens, thus most susceptible to losses.

Effect of companion ion on nitrate displacement through transport parameters analysis

Nitrate is the main form of nitrogen associated with water contamination; the high mobility of this species in soil justifies the concern regarding nitrogen management in agricultural soils. Therefore, the objective of this research was to assess the effect of companion cation on nitrate displacement, by analyzing nitrate transport parameters through Breakthrough Curves (BTCs) and their settings made by numerical model (STANMOD). The experiment was carried out in the Soil and Water Quality Laboratory of the Department of Biosystems Engineering, "Luiz de Queiroz" College of Agriculture in Piracicaba (SP), Brazil. It was performed using saturated soil columns in steady-state flow condition, in which two different sources of inorganic nitrate Ca(NO3)2 and NH4NO3 were applied at a concentration of 50 mg L-1 NO3-. Each column was filled with either a Red-Yellow Oxisol (S1) or an Alfisol (S2). Results are indicative that the companion ion had no effect on nitrate displacement. However, nitrate transport was influenced by soil texture, particle aggregation, solution speed in soil and organic matter presence. Nitrate mobility was higher in the Alfisol (S2).

Helsingin seudun liikenteenhallinnan kärkihankkeiden päivitys 2011

Työn tavoitteena oli kokonaisnäkemyksen luominen Helsingin seudun liikenteenhallinnan tilasta ja kehitysnäkymistä sekä seuraavien tärkeimpien kehittämispolkujen tunnistaminen ja konkretisointi toimenpiteiksi. Työssä keskityttiin seuraaviin painopistealueisiin 1. Liityntäpysäköinnin informaation ja maksujärjestelmien kehittäminen 2. Liikenteenhallintakeskuksen toiminnan kehittäminen ja laajentaminen 3. Liikennejärjestelmän reaaliaikainen tilannekuva ja lyhyen aikavälin ennusteet 4. Pääkaupunkiseudun pääväylien ruuhkien ja häiriöiden hallinta 5. Joukkoliikenteen ajantasaisen matkustajainformaation kehittäminen. Työssä laadittiin katsaus kullakin painopistealueella jo tapahtuneeseen sekä käynnissä olevaan kehitystyöhön, kuvattiin esiin nousseita ongelmia ja laadittiin esitys vuoteen 2020 ulottuvasta toiminnallisesta tavoitetilasta sekä konkreettisista kehittämistoimista. Työssä järjestettiin myös tulevaisuustyöpaja, johon pyydettiin alustuksia valikoiduilta viranomaistahoilta, tutkijoilta ja palveluntuottajilta. Näiden keskustelujen kautta kirkastettiin seudun toimijoiden näkemystä älyliikenteen toimialan kehitysnäkymistä ja –tarpeista. Työn lopputuloksena syntyneeseen toimenpideohjelmaan kirjattiin yhteensä 30 hanketta. Näistä viisi hanketta valittiin työpajatyöskentelyn kautta varsinaisiksi kärkihankkeiksi, joiden toteutus on kriittistä liikkujien ja viranomaistyön palvelutason kannalta ja joka edellyttää usean toimijan yhteistyötä. Lisäksi tunnistettiin joukko seurattavia hankkeita. Valitut kärkihankkeet, käynnistämisen vastuutaho sekä tavoitteellinen käynnistysvuosi ovat seuraavat: 1. Liityntäpysäköinnin dynaamisen informaatiojärjestelmän pilotointi Hämeenlinnanväylän käytävässä Kehäradan asemilla (HSL 2012) 2. HSL:n alueen joukkoliikenteen häiriönhallinnan uudelleenorganisointi (HSL, Liikennevirasto 2012) 3. Seudullisen liikenteenhallintasuunnitelman laadinta verkollisen operoinnin kehittämiseksi häiriötilanteissa (ELY-keskus, Liikennevirasto 2013) 4. Reaaliaikaisen sujuvuustiedon tuottaminen ruuhkautuvalta pääkatu- ja alempiasteiselta maantieverkolta (Liikennevirasto, kunnat 2012) 5. Liikenteen vaihtuvan ohjauksen ja tiedottamisen hyödyntäminen pääväylien ruuhkautumisen ja häiriöiden hallinnassa. (ELY-keskus 2012) Kärkihankkeisiin ei liity sellaisia riippuvuuksia, että niitä ei voitaisi käynnistää ennen päätöksentekoa jostakin muusta investoinnista. Merkittävimmät riippuvuudet liittyvät LIJ2014-järjestelmän ajoneuvojen paikannuksen ja muiden työkalujen valmistumiseen. Johtoryhmän linjauksen mukaan kärkihankkeissa ja muissakin toimijoiden omissa hankkeissa syntyvien tietojärjestelmien rajapinnat avataan soveltuvasti kaupallisten toimijoiden käyttöön, jolloin syntyvien kaupallisten loppukäyttäjäpalveluiden kautta voidaan parantaa tietopalvelujen tavoittavuutta. Kärkihankkeiden valinta ja sisältö on rakennettu pitkälti sen lähtökohdan varaan, että liikenteen tietopalveluissa julkistoimijoiden roolina on pääasiassa lähtötietojen tuottaminen ja jakaminen varsinaisille palveluntuottajille. Vuoteen 2016 mennessä uusien rajapintojen kautta jaettavien tietojen määrä on nykyiseen verrattuna huomattavasti laajempi, ja odotukset uusien ja innovatiivisten palvelujen syntymiselle ovat korkeat. HLH-johtoryhmä nimeää jokaisen kärkihankkeen läpiviennistä vastaavan työryhmän, joiden työskentelyä ohjataan nykyisen kaltaisessa johtoryhmätyössä. Johtoryhmätyön organisointi on todettu toimivaksi, sillä ryhmä koostuu seudun 14 kunnan alueen keskeisistä julkisista toimijoista ja sen kautta on olemassa vahvat kytkennät sekä seudun liikennejärjestelmätyöhön (HLJ) että valtakunnalliseen älyliikenteen kehitystyöhön.

Centre for Economic Development, Transport and the Environment : Prosperity, competitiveness, sustainable development

Broschure of Centre for Economic Development, Transport and the Environment.