Oliokielten välikielten optimointi

Javan myötä ohjelmointikielten kääntämisprosessiin on uudelleen esitelty erityisen käsittelyn kohteeksi kelpaava välikieli, tavukoodi. Tavallisesti Java-ohjelmaa suoritettaessa erityinen virtuaalikone lataa tavukoodimuotoisen ohjelman esityksen, jota suoritetaan joko tulkkaamalla tai suoritusaikaisesti suoritusalustan ymmärtämälle kielelle kääntäen. Tässä tutkielmassa tutkitaan välikielen tasolla tapahtuvia optimointimahdollisuuksia. Oliokielten dynaamisen luonteen vuoksi puhtaasti staattinen optimointi on vaikeaa ja siksi usein hedelmätöntä. Tutkielman yhteydessä kuitenkin tunnistettiin mobiiliohjelmointiin soveltuva suljetun maailman oletus, jonka puitteissa tavukoodin tasolla voidaan ohjelmaa parannella turvallisesti. Esimerkkinä tutkielmassa toteutetaan ylimääräisiä rajapintaluokkia poistava optimointi. Koska optimointialgoritmit ovat usein monimutkaisia ja vaikeaselkoisia, tutkitaan työssä myös mahdollisuuksia niiden yksinkertaisempaan esittämiseen. Alunperin Javalla toteutetun luokkahierarkiaa uudelleenjärjestelevän algoritmin esiehtojen tarkastus onnistutaan kuvaamaan ensimmäisen kertaluokan logiikan kaavalla, jolloin esiehtojen tarkastus onnistuu tutkielman puitteissa toteutetulla logiikkakoneella. Logiikkakoneelle kuvataan logiikkakaavojen propositiot Javalla, mutta propositioiden yhdistely tapahtuu ja-konnektiiveja käyttävällä logiikkakielellä. Suorituskyvyltään logiikkakone on joissain tapauksissa Java-toteutusta nopeampi.

Tietokannan hallintajärjestelmän optimointi flash-muistia varten

Viime aikoina yleistyneet flash-muistiin perustuvat tallennusvälineet ovat monessa suhteessa kiintolevyä parempia. Flash-muistissa on kuitenkin useita erityispiirteitä, jotka vaikeuttavat sen käyttöönottoa tietokantajärjestelmässä. Flash-muistissa kirjoittaminen on hitaampaa kuin lukeminen. Erityisesti hajanaisten sivujen päivittäminen on hidasta. Hajaluku flash-muistista on huomattavasti nopeampaa kuin kiintolevyltä. Näiden erityispiirteiden vuoksi tietokannan hallintajärjestelmä on optimoitava erikseen flash-muistia varten. Tässä optimoinnissa lähes kaikki tietokannan hallintajärjestelmän osa-alueet on toteutettava uudelleen flash-muistin näkökulmasta. Flash-muistin nopean hajaluvun ansiosta relaatioiden tiedot voidaan sijoitella flash-muistiin vapaammin kuin kiintolevylle. Yleisin tietokannoissa käytetty hakemistorakenne B+-puu ei toimi tehokkaasti flash-muistissa hajapäivitysten suuren määrän vuoksi. Flashmuistia varten on kehitetty useita B+-puun muunnelmia, joissa hajapäivitysten määrää on onnistuttu vähentämään. Puskurin hallintaa voidaan optimoida flash-muistia varten vähentämällä hitaiden kirjoitusten määrää nopeiden lukujen määrän kustannuksella sekä muuttamalla hitaita hajakirjoituksia nopeammiksi peräkkäisten sivujen kirjoituksiksi. B.3 (hardware, memory structures) H.2.2 (database management, physical design)

Kirjallisuuskatsaus: Eturauhassyövän androgeeniresponsiiviset in vivo -mallit; Kokeellinen osa: Bioluminesenssiin perustuvan ortotooppisen eturauhassyöpämallin optimointi

Eturauhassyöpä on yksi yleisimmistä syövistä länsimaissa. Eturauhassyöpä on yleensä hitaasti kehittyvä tauti. Edetessään se voi kuitenkin muuntua aggressiivisemmaksi ja aiheuttaa metastaaseja, jotka ovat pääasiallisena syynä taudin kuolleisuuteen. Androgeenit ovat merkittäviä tekijöitä eturauhassyövän patogeneesissä ja eturauhassyöpäkudos on useimmiten riippuvainen androgeeneista. Tämän vuoksi hoidon tavoitteena on estää niiden eritys kirurgisella tai kemiallisella kastraatiolla ja/tai estää androgeenien vaikutus antiandrogeeneilla. Eturauhassyöpää sekä sen hoitoon tarkoitettuja uusia lääkehoitomahdollisuuksia tutkitaan kiivaasti. Eturauhassyövän tutkimiseen on kehitetty lukematon määrä erilaisia in vivo -malleja. Koska eturauhassyöpä on yleensä androgeeneille herkkä, kuvaavat androgeeniresponsiiviset eläinmallit ihmisen tautia parhaiten. Eturauhassyövän mallintamiseen in vivo voidaan käyttää eri eläinlajeja, mutta hiiri on ylivoimaisesti käytetyin mallieläin. Immuunipuutteisiin hiiriin voidaan aiheuttaa kasvaimia inokuloimalla ihmisen kasvainsoluja tai osia ihmisen kasvaimista. Ortotooppisesti eturauhaseen inokuloitavat kasvainmallit mallintavat eturauhassyövässä esiintyvää syöpäsolujen ja stroomasolujen välistä epänormaalia vuorovaikutusta. Muuntogeeniset hiirimallit ovat yhä yleisempiä eturauhassyövän tutkimuksessa. Muuntogeenisilla malleilla voidaan mallintaa taudin kehittymistä ja sen etenemistä kokonaisuudessaan parhaiten. Eturauhasessa olevaa kasvainta ja sen kasvua on vaikea seurata ilman prostataspesifisen antigeenin (PSA) pitoisuuden mittausta tai erityisiä kuvantamistekniikoita. Tällaisia menetelmiä, kuten optista kuvantamista, käytetään yhä enemmän hyödyksi erilaisissa eturauhassyövän in vivo -malleissa. Tutkielman kokeellisen osan tavoitteena oli optimoida bioluminesenssiin perustuva optinen kuvantamismenetelmä androgeeniresponsiivisessa LNCaP-luc2-solulinjassa ortotooppisessa eturauhassyöpämallissa. Bioluminesenssikuvantaminen perustuu kasvainsolujen ilmentämän lusiferaasin katalysoimaan reaktioon, jossa entsyymin substraatti, lusiferiini, hapettuu ja tuottaa näkyvää valoa. Lisäksi tavoitteena oli tutkia lääkehoitojen ja kastraation vasteita mallissa. Bioluminesenssiin perustuvalla kuvantamisella oli mahdollista seurata eturauhaskasvainten kasvua noninvasiivisesti, reaaliaikaisesti ja toistuvasti. Bioluminesenssikuvantamisen avulla kasvainten kvantitointi oli nopeampaa kuin ultraäänikuvantamisen avulla, ja kasvainten kasvua oli myös mahdollista seurata useammin kuin seerumin PSA-mittausten avulla. Bioluminesenssikuvantamisen todettiin korreloivan paremmin PSA-pitoisuuden kanssa kuin kasvaimen todelliseen kokoon lopetushetkellä. Seerumin PSA-pitoisuus korreloi kuitenkin bioluminesenssimittausta paremmin eturauhaskasvaimen kokoon tässä kokeessa. Kasvainten oletettua suurempaa kokoa voidaan pitää todennäköisimpänä syynä sille, ettei lääkehoitojen tai kastraation todettu vaikuttavan kasvainten kasvuun bioluminesenssikuvantamisella mitattuna. Bioluminesenssikuvantaminen ei sovellu suurille eikä nekroottisille kasvaimille, sillä kuvantamismenetelmä toimii vain elävillä soluilla. Bioluminesenssikuvantamisen hyödyntämisen kannalta oleellista tässä mallissa on myös lusiferiini-injektion onnistuminen. Jatkotutkimuksia tarvitaan edelleen mallin validoimiseksi mm. lääkehoitojen vasteiden osoittamiseksi.

Demi-glace-kastikepohjan valmistuksen optimointi ylipainekeittomenetelmälle

Tämän tutkimuksen kirjallisuusosan tavoitteena oli selvittää perinteisen kastikepohjan valmistukseen ja valmistuksen kokonaisvaltaiseen onnistumiseen vaikuttavia seikkoja. Lisäksi käsiteltiin kastikepohjan valmistukseen liittyviä ympäristö- ja energia-asioita, kuten eläinperäisten sivutuotteiden kierrätysmahdollisuuksia. Kokeellisessa osassa tutkimuksen keskeinen lähtökohta oli pyrkiä löytämään ratkaisu ylipainekeittomenetelmään liittyvään kastikepohjan liemiaineksen sameutumisongelmaan. Tutkimuksessa haluttiin löytää syyt sameuden muodostumiseen luiden painekeitossa (max. 1,5 bar). Näin pyrittiin selvittämään keinot sameuden syntymisen estämiseen tai tuotteesta poistamiseen. Ratkaisua etsittiin sekä keittoaika-paine-kombinaatiosta että proteolyyttisen entsyymivalmisteen käytöstä. Tavoitteena oli ulkonäöltään kirkas ja kuiva-ainepitoisuudeltaan mahdollisimman korkea naudanmakuinen demi-glace-kastikepohjaliemi. Liemiaineksista tarkasteltiin kuiva-aine-, kokonaisproteiini- ja sidekudosproteiinipitoisuuksia, pH-arvoja sekä sameutta, ja vertailtiin näitä tuloksia käytettyihin valmistusmenetelmiin ja -olosuhteisiin. Lisäksi otettiin selvää lämmöntalteenoton parantamis-mahdollisuuksista. Tutkimuksessa valmistetun kastikepohjaliemen kuiva-aine koostui pääasiassa proteiineista. Liemen valmistuksessa suuremmalla paineella päästiin hieman nopeammin samoihin kuiva-ainepitoisuuksiin kuin matalammalla paineella. Samoin tapahtui entsyymiä käytettäessä kuin käyttämättä jätettäessä. Tämän tutkimuksen perusteella korkeaa kuiva-ainepitoisuutta tavoiteltaessa kastikepohjaliemen valmistuksessa on valittava korkean sidekudosproteiinin tai sameuden väliltä. Ylipainekeitolla luista saatiin irti lähes pelkästään sidekudosproteiinia, koska luita kuumennettaessa vain kollageeni liukeni veteen muiden proteiinien saostuessa. Lämmöntalteenottojärjestelmien rakentaminen pieneen elintarviketeollisuusyritykseen voi olla kannattamatonta, koska investointikustannuksia ei välttämättä pystytä maksamaan takaisin. Energiatehokkuuden parantaminen pienessä elintarviketeollisuusyrityksessä on haastavaa, mutta kuitenkin mahdollista ammattilaisten tekemien tarkkojen laskelmien ja arviointien avulla.

Sähkön ja lämmön yhteistuotannon optimointi

Työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitoksen tuotannon optimointi. Optimoinnin kriteerinä on tuotannon kannattavuus. Pyrittiin luomaan optimointimalli, joka ottaa optimoinnissa huomioon erityisesti kaukolämmön kulutusennusteen muutokset sekä sähkön pörssihinnan vaihtelut. Tuotannon kannalta olennaisin kriteeri on kaukolämmön kulutusennusteen pohjalta arvioidun kaukolämpökuorman tyydyttäminen mahdollisimman tehokkaasti ja taloudellisesti. Sähkön tuotannon merkittävimmiksi kriteereiksi muodostuivat sähkön tuotannon ennustettavuus ja tuotannon maksimointi sähkön pörssihinnan asettamissa puitteissa. Optimointiohjelmaa ei ole tarkoitus kytkeä suoraan voimalaitoksen ajojärjestelmään, vaan siitä on tarkoitus tulla erillinen ajosuunnittelijan työkalu. Itse ajosuunnitteluun vaikuttaa usein monipuolisemmat suunnittelukriteerit kuin pelkästään tuotannon tuottavuus. Näiden eri kriteerien painotuksia ei ohjelmassa huomioida, vaan ne päättää ajosuunnittelija. Tuloksena saatiin aikaan optimointiohjelma, joka laskee valittujen tuotantovaihtoehtojen kokonaistuotot eri kaukolämmön kulutusennusteiden ja sähkön pörssihintaennusteiden pohjalta.

Henkilökuljetusyrityksen ajokaluston kustannusten optimointi

Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee henkilökuljetusyrityksen ajokaluston kustannusten optimointia. Se on tehty toimeksiantona helsinkiläiselle taksialan yritykselle. Henkilökuljetusalalla toimivan yrityksen kustannuksista henkilöstökulut muodostavat valtaosan, mutta ajokaluston kustannukset ovat myös kokonaisuudessaan merkittävä kustannustekijä. Ajokaluston kustannukset voidaan jakaa pääoma-, polttoaine- vakuutus- ja rengaskustannuksiin. Ajokalustoon liittyviin kustannustekijöihin vaikutetaan keskeisesti ajokaluston käytön hallinnalla, eli ajamalla taloudellisesti ja autoa säästäen sekä toisaalta uusimalla kalustoa optimaalisin väliajoin. Työssä pyritään antamaan yrityksen päivittäiseen toimintaan suosituksia siitä, kuinka sen tulisi toimia ajokalustoon liittyvässä päätöksenteossa. Tutkielmassa käydään läpi taloudellisen ajotavan kokonaisuutta sekä esitellään kannustinjärjestelmiä, joita yrityksessä voidaan hyödyntää taloudellisen ajotavan parantamiseksi. Lisäksi esitellään elinkaarianalyysi, jonka avulla yritys voi tehdä päätöksiä siitä, millaisella aikataululla sen tulisi ostaa, huoltaa ja lopulta myydä ajoneuvoja. Tutkimus tehtiin kokoamalla yrityksen kannalta relevantti numerodata haastattelemalla yritysjohtoa ja työstämällä siitä tämän jälkeen tutkimuskirjallisuuteen peilaten yrityksen tarpeisiin sopiva analyysi. Tutkimuksessa käytetty menetelmä on pääosin deskriptiivinen, koska tutkimusaineisto on koottu yhteistyössä yrityksen johdon kanssa ja näin kerättyä havaintoaineistoa on tulkittu tutkimuksen empiriaosuudessa. Kuitenkin menetelmä on myös selittävä, sillä kerättyä aineistoa on peilattu tutkimuskirjallisuuteen ja pyritty löytämään syitä ilmiön taustalta. Keskeisiä tuloksia ovat ensinnäkin huomio siitä, että polttoainekulutuksen vähentämisellä on hyvin marginaalinen vaikutus kokonaiskustannuksiin, mutta taloudellisella ajotavalla saavutetaan muita etuja, kuten ajokaluston parempaa kestävyyttä ja positiivisia vaikutuksia yrityskuvaan. Toinen tärkeä tulos on elinkaarianalyysin näkökulmasta muodostunut käsitys optimaalisista kalustonpitoajoista eri ajoneuvotyyppien kohdalla.

The role of AIP and CDKN1B/p27Kip1 in endocrine neoplasia

Identification of genes predisposing to tumor syndromes has raised general awareness of tumorigenesis. Genetic testing of tumor susceptibility genes aids the recognition of individuals at increased risk of tumors. Identification of novel predisposing genes enables further studies concerning the classification of potential associated tumors and the definition of target patient group. Pituitary adenomas are common, benign neoplasms accounting for approximately 15% of all intracranial tumors. Accurate incidence estimation is challenging since a great portion of these adenomas are small and asymptomatic. Clinically relevant adenomas, that cause symptoms due to the expansion of the cell mass or the over-secretion of normally produced hormones, occur in approximately one of 1 000 individuals. Although the majority of pituitary adenomas are sporadic, a minority occur as components of familial syndromes, such as Multiple Endocrine Neoplasia type 1 (MEN1) and Carney complex (CNC). MEN1 syndrome is caused by germ-line mutations in the MEN1 gene, whereas most of the CNC patients carry the mutated protein kinase A (PKA) regulatory subunit-1-α (PRKAR1A) gene. Recently, other conditions predisposing to endocrine tumors have been identified: Pituitary Adenoma Predisposition (PAP) and MEN type 4 (MEN4). PAP was originally identified in a genetically homogeneous Finnish population. In a population based cohort from Northern Finland, aryl hydrocarbon receptor-interacting protein (AIP) gene mutations were found in 16% of all patients diagnosed with growth hormone (GH) producing pituitary adenoma, and in 40% of the subset of patients who were diagnosed under the age of 35 years. Since AIP mutations were originally described in a defined, homogeneous population from Northern Finland, it was relevant to study whether mutations also occur in more heterogeneous populations. In patient cohorts with different ethnic origins and variable clinical phenotypes, germ-line AIP mutations were detectable at low frequencies (range 0.8-7.4%). AIP mutation-positive patients were often diagnosed with a GH-producing adenoma at a young age, and usually had no family history of endocrine tumors. The low frequency of AIP mutations in randomly selected patients, and the lack of any family history of pituitary adenomas create a challenge for the identification of PAP patients. Our preliminary study suggests that AIP immunohistochemistry may serve as a pre-screening tool to distinguish between the AIP mutation-negative and the mutation-positive tumors. Tumors of various endocrine glands are components of MEN1 and CNC syndromes. Somatic MEN1 and PRKAR1A mutations in sporadic pituitary adenomas are rare, but occur in some of the other tumors related to these syndromes. The role of AIP mutations in endocrine neoplasia was studied and our results indicated that somatic AIP mutations are rare or non-existent in sporadic tumors of endocrine glands (0 of 111). Furthermore, germ-line AIP mutations in prolactin producing adenomas (2 of 9) confirmed the role of this pituitary tumor type in the PAP phenotype. Thyroid disorders are common in the general population, and the majority of them are sporadic. Interestingly, it has been suggested that thyroid disorders might be more common in PAP families. For this reason we studied germ-line AIP mutations in 93 index cases from familial non-medullary thyroid cancer (NMTC) families. The underlying gene or genes for familial NMTC have not been identified yet. None of the patients had any potentially pathogenic AIP mutation. This suggests that AIP is unlikely to play a role in familial NMTCs. A novel multiple endocrine syndrome was originally described in rats with phenotypic features of human MEN type 1 and 2. Germ-line mutations of cyclin-dependent kinase inhibitor 1B (CDKN1B also known as p27Kip1) gene were reported later in these rats and a germ-line mutation was also identified in one human family with MEN1-like phenotype (later named MEN4). To confirm the importance of this gene’s mutations in humans, we performed a mutation screening in MEN-like patients and in patients with pituitary adenoma. Our results indicate that CDKN1B/p27Kip1 mutations appear in a small portion of MEN1-like patients (one of 36), and that such mutations are rare or non-existent in both familial (0 of 19) and sporadic pituitary adenoma patients (0 of 50). In conclusion, this work strengthens the tumor susceptibility role of AIP and CDKN1B/p27Kip1 in endocrine neoplasia. Clarifying the PAP phenotype facilitates the identification of potential AIP mutation carriers. Genetic counseling can be offered to the relatives and follow-up of the mutation carriers can be organized, hence an earlier diagnosis is feasible.

Silvicultural decisions based on simulation-optimization systems

Forest management is facing new challenges under climate change. By adjusting thinning regimes, conventional forest management can be adapted to various objectives of utilization of forest resources, such as wood quality, forest bioenergy, and carbon sequestration. This thesis aims to develop and apply a simulation-optimization system as a tool for an interdisciplinary understanding of the interactions between wood science, forest ecology, and forest economics. In this thesis, the OptiFor software was developed for forest resources management. The OptiFor simulation-optimization system integrated the process-based growth model PipeQual, wood quality models, biomass production and carbon emission models, as well as energy wood and commercial logging models into a single optimization model. Osyczka s direct and random search algorithm was employed to identify optimal values for a set of decision variables. The numerical studies in this thesis broadened our current knowledge and understanding of the relationships between wood science, forest ecology, and forest economics. The results for timber production show that optimal thinning regimes depend on site quality and initial stand characteristics. Taking wood properties into account, our results show that increasing the intensity of thinning resulted in lower wood density and shorter fibers. The addition of nutrients accelerated volume growth, but lowered wood quality for Norway spruce. Integrating energy wood harvesting into conventional forest management showed that conventional forest management without energy wood harvesting was still superior in sparse stands of Scots pine. Energy wood from pre-commercial thinning turned out to be optimal for dense stands. When carbon balance is taken into account, our results show that changing carbon assessment methods leads to very different optimal thinning regimes and average carbon stocks. Raising the carbon price resulted in longer rotations and a higher mean annual increment, as well as a significantly higher average carbon stock over the rotation.

Design and testing of stand-specific bucking instructions for use on modern cut-to-length harvesters

This study addresses three important issues in tree bucking optimization in the context of cut-to-length harvesting. (1) Would the fit between the log demand and log output distributions be better if the price and/or demand matrices controlling the bucking decisions on modern cut-to-length harvesters were adjusted to the unique conditions of each individual stand? (2) In what ways can we generate stand and product specific price and demand matrices? (3) What alternatives do we have to measure the fit between the log demand and log output distributions, and what would be an ideal goodness-of-fit measure? Three iterative search systems were developed for seeking stand-specific price and demand matrix sets: (1) A fuzzy logic control system for calibrating the price matrix of one log product for one stand at a time (the stand-level one-product approach); (2) a genetic algorithm system for adjusting the price matrices of one log product in parallel for several stands (the forest-level one-product approach); and (3) a genetic algorithm system for dividing the overall demand matrix of each of the several log products into stand-specific sub-demands simultaneously for several stands and products (the forest-level multi-product approach). The stem material used for testing the performance of the stand-specific price and demand matrices against that of the reference matrices was comprised of 9 155 Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) sawlog stems gathered by harvesters from 15 mature spruce-dominated stands in southern Finland. The reference price and demand matrices were either direct copies or slightly modified versions of those used by two Finnish sawmilling companies. Two types of stand-specific bucking matrices were compiled for each log product. One was from the harvester-collected stem profiles and the other was from the pre-harvest inventory data. Four goodness-of-fit measures were analyzed for their appropriateness in determining the similarity between the log demand and log output distributions: (1) the apportionment degree (index), (2) the chi-square statistic, (3) Laspeyres quantity index, and (4) the price-weighted apportionment degree. The study confirmed that any improvement in the fit between the log demand and log output distributions can only be realized at the expense of log volumes produced. Stand-level pre-control of price matrices was found to be advantageous, provided the control is done with perfect stem data. Forest-level pre-control of price matrices resulted in no improvement in the cumulative apportionment degree. Cutting stands under the control of stand-specific demand matrices yielded a better total fit between the demand and output matrices at the forest level than was obtained by cutting each stand with non-stand-specific reference matrices. The theoretical and experimental analyses suggest that none of the three alternative goodness-of-fit measures clearly outperforms the traditional apportionment degree measure. Keywords: harvesting, tree bucking optimization, simulation, fuzzy control, genetic algorithms, goodness-of-fit

Patient exposure monitoring and radiation qualities in two-dimensional digital x-ray imaging

The methods for estimating patient exposure in x-ray imaging are based on the measurement of radiation incident on the patient. In digital imaging, the useful dose range of the detector is large and excessive doses may remain undetected. Therefore, real-time monitoring of radiation exposure is important. According to international recommendations, the measurement uncertainty should be lower than 7% (confidence level 95%). The kerma-area product (KAP) is a measurement quantity used for monitoring patient exposure to radiation. A field KAP meter is typically attached to an x-ray device, and it is important to recognize the effect of this measurement geometry on the response of the meter. In a tandem calibration method, introduced in this study, a field KAP meter is used in its clinical position and calibration is performed with a reference KAP meter. This method provides a practical way to calibrate field KAP meters. However, the reference KAP meters require comprehensive calibration. In the calibration laboratory it is recommended to use standard radiation qualities. These qualities do not entirely correspond to the large range of clinical radiation qualities. In this work, the energy dependence of the response of different KAP meter types was examined. According to our findings, the recommended accuracy in KAP measurements is difficult to achieve with conventional KAP meters because of their strong energy dependence. The energy dependence of the response of a novel large KAP meter was found out to be much lower than with a conventional KAP meter. The accuracy of the tandem method can be improved by using this meter type as a reference meter. A KAP meter cannot be used to determine the radiation exposure of patients in mammography, in which part of the radiation beam is always aimed directly at the detector without attenuation produced by the tissue. This work assessed whether pixel values from this detector area could be used to monitor the radiation beam incident on the patient. The results were congruent with the tube output calculation, which is the method generally used for this purpose. The recommended accuracy can be achieved with the studied method. New optimization of radiation qualities and dose level is needed when other detector types are introduced. In this work, the optimal selections were examined with one direct digital detector type. For this device, the use of radiation qualities with higher energies was recommended and appropriate image quality was achieved by increasing the low dose level of the system.

Koulun kestävän kehityksen työn merkitys kiinteistön jätehuollossa Case: Helsingin peruskoulujen jätekustannukset ja -määrät

Koulujen kestävän kehityksen työllä tarkoitetaan ekologiseen, taloudelliseen, sosiaaliseen ja kulttuuriseen kestävyyteen pohjautuvaa ympäristökasvatusta. Helsingissä peruskoulujen kestävän kehityksen työvälineet (ympäristökartoitukset ja – ohjelmat) ovat perustuneet koulujen ympäristöasioiden suunnitteluun, opetussuunnitelmien toteutumiseen ja ylläpitotoimintoihin, kuten jätehuoltoon. Opetusvirasto käytti vuosina 2005 ja 2009 ympäristötoiminnan arvioinnissa ympäristötasokuvauksia 1-3, joista arvosana 3 kuvaa ympäristöasioissa edistyneintä koulua. Tutkielman tavoitteena on tutkia ympäristötoiminnan tasojen perusteella ryhmiteltyjen peruskoulujen välisiä eroja jätekustannuksissa ja – määrissä (euroa/henkilö ja kg/henkilö) ja löytää mahdollisesti eroihin vaikuttavia tekijöitä. Tutkielman toimeksiantajana on 4V-Välitä, vaikuta, viihdy, voi hyvin – hanke, jonka yhtenä toiminnan osa-alueena on koulujen kestävän kehityksen työ. Tuloksista tullaan johtamaan tietoa Opetusviraston sekä muiden tahojen, kuten HSY:n ja Palmian ympäristötyöhön sekä Kiinteistöviraston Tilakeskuksen hallinnassa olevien koulukiinteistöjen jätehuollon kehittämiseen. Tutkimusaineistoina käytettiin Helsingin peruskoulujen vuoden 2009 jätekustannuksia ja tutkielman yhteydessä kerätyn jäteseurannan tuloksia vuodelta 2010. Jätekustannus- ja jätemääräaineistot yhdistettiin vuoden 2009 ympäristötoiminnan tasoluokitusten perusteella otokseksi (n=64). Lopullinen jätekustannus- ja jätemääräanalyysi tehtiin 29 koulun otoksella, josta oli rajattu pois kiinteistöt, joilla on koulun toiminnan lisäksi muita käyttötarkoituksia. Analyysiin sisällytettiin myös tarkempi tarkastelu koulujen seka- ja biojätejakeiden kustannuksista ja määristä. Tutkimuksen johtopäätöksenä todettiin, että eri ympäristötasoisten peruskoulujen välillä on huomattavia euro- ja kilomääräisiä eroja henkilöä kohden lasketuissa jätekustannuksissa ja –määrissä. Kokonaisjätemäärässä ei ole tapahtunut merkittävää muutosta tarkasteluvuosien välillä, mutta lajittelu näyttäisi kuitenkin tehostuneen. Tulosten perusteella ympäristöasioissa edistyneiden tason 3 koulujen keskimääräiset sekajätemäärät ja -kustannukset olivat pienimmät tasojen 1 ja 2 kouluihin verrattuna. Biojätemäärät ja –kustannukset olivat suurimmat tason 2 kouluissa. Jätekustannuksiin ja – määriin näyttäisivät vaikuttavan jäteastioiden määrien, kokojen ja tyhjennysrytmien optimointi sekä jäteastioiden täyttöasteet. Peruskoulujen tulisi keskittyä kestävän kehityksen työn avulla jätteiden synnyn ehkäisyyn ja vähentämiseen, jotta jätekustannuksetkin vähentyisivät jätehuollon kehittämistoimenpiteiden seurauksena.

Optimization of sample preparation for next-generation sequencing with Illumina Genome Analyzer II

The growing interest for sequencing with higher throughput in the last decade has led to the development of new sequencing applications. This thesis concentrates on optimizing DNA library preparation for Illumina Genome Analyzer II sequencer. The library preparation steps that were optimized include fragmentation, PCR purification and quantification. DNA fragmentation was performed with focused sonication in different concentrations and durations. Two column based PCR purification method, gel matrix method and magnetic bead based method were compared. Quantitative PCR and gel electrophoresis in a chip were compared for DNA quantification. The magnetic bead purification was found to be the most efficient and flexible purification method. The fragmentation protocol was changed to produce longer fragments to be compatible with longer sequencing reads. Quantitative PCR correlates better with the cluster number and should thus be considered to be the default quantification method for sequencing. As a result of this study more data have been acquired from sequencing with lower costs and troubleshooting has become easier as qualification steps have been added to the protocol. New sequencing instruments and applications will create a demand for further optimizations in future.

Säilörehun korjuuajan vaikutus maitotilan talouteen –lyhyen aikavälin näkökulma

Tässä tutkimuksessa selvitettiin säilörehun korjuuajan vaikutusta maitotilan talouteen lyhyellä aikavälillä. Tutkimuksessa vertailtiin maitotilan vuosittaisia ylijäämiä neljän eri säilörehun korjuuaikastrategian välillä. Tutkimusongelman ratkaisua varten rakennettiin lineaarinen op-timointimalli, jonka tavoitefunktio oli maitotilan ylijäämän maksimointifunktio. Tarkastelussa oli mukana kaksi vakioitua maitotuotostasoa, 9 000 kg ja 10 000 kg. Työssä käytetyt maidon-tuotantotulokset perustuivat MTT Maaningan Karjatilan kannattava peltoviljely (KARPE) –hankkeessa tehtyihin kolmeen erilliseen ruokintakokeeseen sekä neljään aiempaan ruokinta-kokeeseen, jotka oli selvitetty kirjallisuuden perusteella. Säilörehun satotiedot perustuivat MTT Maaningan ja MTT Siikajoen säilörehukokeisiin. Aikaisin korjattu säilörehu, jonka satojen painotettu D-arvo oli 691 g/kg ka, oli taloudellisesti paras lypsylehmien ruokintavaihtoehto lyhyellä aikavälillä lähtöoletusten vallitessa. Suhteelli-set erot maidontuotannon ylijäämissä säilörehun korjuuaikastrategioiden välillä olivat kuiten-kin hyvin pienet, sillä säilörehun sadot kompensoivat toisiaan määrän ja laadun suhteen. Kol-men niiton säilörehunkorjuu osoittautui selkeästi kalliimmaksi vaihtoehdoksi mm. lisääntynei-den työ- ja konekustannusten takia. Tulokset olivat samansuuntaisia molemmilla maitotuotos-tasoilla. Tämän tutkimuksen perusteella säilörehun korjaaminen suositeltua hieman myöhem-min on lyhyellä aikavälillä lähes yhtä hyvä vaihtoehto kuin suositusten mukainen aikainen korjuu. Korkeaa maitotuotostasoa tavoiteltaessa erittäin myöhään korjatun säilörehun syöttä-minen on kyseenalaista, sillä se vaatisi ruokintaan hyvin korkean väkirehumäärän ja siten al-tistaa lehmän erilaisille sairauksille. Rehuohran hinnan noustessa ylijäämä laski aikaisen niiton strategialla suhteessa enemmän kuin muissa vaihtoehdoissa, kun tilalla oli pinta-alaa käytettävissä vähän. Aikaisessa korjuu-aikastrategiassa maitotilalle jouduttiin ostamaan enemmän viljaa karjan käyttöön kuin muissa strategioissa, joiden pinta-alasta riitti enemmän hehtaareja oman rehuviljan tuotantoon. Tällöin eri korjuuajoilla saavutetut ylijäämät lähenivät toisiaan. Myöhäisellä korjuulla saavutettiin paras ylijäämä, kun rehuohran hinta nousi 1,25-kertaiseksi tai enemmän 9 000 kg:n maito-tuotostasolla. Kolme niittoa osoittautui parhaimmaksi vaihtoehdoksi pienen väkirehuprosentin myötä vasta silloin, kun rehuohran hinta nousi 2,5-kertaiseksi lähtötilanteeseen verrattuna. Säilörehun korjuuaikastrategia on valittava tilakohtaisesti, jolloin koko kasvukauden aikana kertyneet nurmisadot ovat ratkaisevia karjan ruokinnassa. Lyhyellä aikavälillä korjuuajan va-linnalla maitotilan ylijäämään voi vaikuttaa vain vähän. Siksi pitkän aikavälin toimiin säilöre-hun satotasojen parantamiseksi on kiinnitettävä tilatasolla entistä enemmän huomiota.