Kiertovaihtoalgoritmi ja muunnoksia yleistetylle ajoneuvoreititysongelmalle

Vehicle routing problems have numerous applications in fields such as transportation, supply logistics and network design. The optimal design of these routes fall in the category of NP-hard optimization problems, meaning that the computational complexity increases extremely fast with increasing problem size. The Generalized Vehicle Routing Problem (GVRP) is a general problem type that includes a broad variety of other problems as special cases. The main special feature of the GVRP is that the customers are grouped in clusters. For each cluster, only one customer is visited. In this thesis, we implement a heuristic algorithm to solve GVRP instances in reasonable time. Especially, we include a cyclic exchange method that considers a very large search neighborhood. In addition, we study the related Capacitated m-Ring-Star Problem (CmRSP). We present the Distance-Constrained Capacitated m-Ring-Star Problem (DCmRSP) and show that it contains the Multivehicle Covering Tour Problem (MCTP) as a special case. We show that DCmRSP instances can be transformed to (distance-constrained) GVRP with minor adaptations and solved with the same heuristic algorithm. Our algorithm is able to find best known solutions to all GVRP test instances; for two of them, our method shows strict improvement. The transformed CmRSP and MCTP instances are solved successfully by the same algorithm with adequate performance.Ajoneuvoreititysongelmilla on lukuisia sovelluksia muun muassa logistiikan ja verkostosuunnittelun aloilla. Tällaisten reittien optimaalinen ratkaiseminen kuuluu NP-vaikeiden optimointiongelmien kategoriaan, eli ratkaisuun vaadittava laskentateho kasvaa erittäin nopeasti ongelman koon suhteen. Yleistetty ajoneuvoreititysongelma (Generalized Vehicle Routing Problem, GVRP) on ongelmatyyppi, joka kattaa joukon muita reititysongelmia erikoistapauksina. GVRP:n selkein erityispiirre on asiakkaiden jako ryppäisiin: kussakin ryppäässä on käytävä tasan yhden asiakkaan luona. Tässä diplomityössä esitellään ja toteutetaan heuristinen algoritmi, joka etsii kohtalaisessa ajassa ratkaisuja GVRP-ongelmiin. Menetelmä sisältää kiertovaihtoalgoritmin, joka kykenee etsimään ratkaisuja hyvin laajasta ympäristöstä. Tutkimuksen kohteena on lisäksi m-rengastähtiongelma (Capacitated m-Ring-Star Problem, CmRSP). Esittelemme ongelman etäisyysrajoitetun version (DCmRSP), ja näytämme, että kyseiseen ongelmaan sisältyy usean ajoneuvon peittävän reitin ongelma (Multivehicle Covering Tour Problem). Näytämme, että DCmRSP-ongelman pystyy pienin muutoksin muuntamaan GVRP-ongelmaksi ja ratkaisemaan samalla heuristisella algoritmilla. Algoritmi löytää parhaat tunnetut ratkaisut kaikkiin GVRP-testitehtäviin. Kahdessa tapauksessa ratkaisu on parempi aiemmin löydettyihin nähden. Algoritmi kykenee ratkaisemaan muunnetut CmRSP- ja MCTP-testitehtävät kohtalaisella ratkaisulaadulla

Studerandes förklaringsmodeller gällande glödlampors ljusstyrka i likströmskretsar

Studerandes begreppsförståelse är av stort intresse inom fysikundervisningen. Inte minst eftersom slutprov och eventuella förhör ofta ämnar att summativt bedöma just denna begreppsförståelse. De olika fysikaliska begreppen förekommer dock inte som från varandra isolerade entiteter, utan är kopplade till varandra på olika sätt via modeller. I den här undersökningen utreds hurdana förklaringsmodeller studerande använder då de förklarar glödlampors relativa ljusstyrka i likströmskretsar. Förutom själva förklaringsmodellerna så undersöks även hur studerandes användning av förklaringsmodeller ändras då de löser samma uppgift andra gången. Dessutom granskas hurdana förklaringsmodeller används av de studerande som är bra på att lösa de framförda likströmskretsuppgifterna. Som grund för forskningen användes transkriberade intervjuer där studerande skulle göra förutsägelser om likströmskretsar som presenterades för dem. Som intervjuobjekt fungerade femton (N=15) studerande på Helsingfors universitet vilka alla var ämneslärarstuderande med fysik som biämne. Ur detta material plockades sex (N=6) studerande vilkas svar analyserades med hjälp av en latent innehållsanalys. Totalt tretton olika förklaringsmodeller kunde urskiljas i studerandes resonemang. Då studerande löste samma uppgift för andra gången kunde två saker observeras. Om lamporna i likströmskretsen hade samma resistans så minskade de studerande i regel på antalet förklaringsmodeller de använde. Men om lamporna i likströmskretsen hade olika resistans så kunde motsvarande minskning inte observeras. De studerande som ofta resonerade korrekt i uppgifterna använde sig av förklaringsmodeller där begreppen elektrisk effekt eller energi framkom

Vitamin C, Iron, Nitrate, and Nitrite in the Development of Islet Autoimmunity and Type 1 Diabetes : Two Prospective Birth Cohort Studies of Individuals at Increased Genetic Risk of Type 1 Diabetes

Tyypin 1 diabetes on autoimmuunisairaus, jossa elimistön puolustusjärjestelmä tuhoaa haiman insuliinia tuottavia saarekesoluja johtaen lopulta insuliinin tuotannon loppumiseen. Kun elimistö ei kykene enää säätelemään veren sokeripitoisuutta, tarvitaan hoidoksi eliniän kestävää insuliinin annostelua. Toistaiseksi ei tarkasti tiedetä sairastumisen syitä eikä mekanismeja, mutta tiettyjen autovasta-aineiden ilmaantuminen verenkiertoon kuvastaa beetasoluauto-immuniteetin kehittymistä. Perimä ja ympäristötekijät kuten ravinto voivat vaikuttaa elimistön tulehdustekijöihin, jotka joko edistävät tai ehkäisevät autoimmuunireaktion ja edelleen kliiniseen tyypin 1 diabeteksen kehittymistä. Väitöskirjatutkimuksessani selvitettiin lapsuusiän veren C-vitamiinipitoisuuden yhteyttä tyypin 1 diabeteksen kehittymiseen sekä muokkaavatko C-vitamiinin aineenvaihduntaa säätelevät genotyypit tätä yhteyttä. Lisäksi selvitettiin äidin raskaudenaikaisen ravinnon C-vitamiinin, raudan, nitraatin ja nitriitin saannin yhteyttä tyypin 1 diabeteksen kehittymiseen. Aineistoni kerättiin kansainvälisestä The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) (n=8,677) sekä suomalaisesta Type 1 Diabetes Prediction and Prevention (DIPP) (n=7,782) seurantatutkimuksista. Tutkimuksessa olevilla lapsilla on geneettisesti suurentunut sairastumisalttius tyypin 1 diabetekseen. Lapsilta seurattiin tyypin 1 diabetekseen liitettyjen autovasta-aineiden ilmaantumista sekä kliinisen tyypin 1 diabeteksen kehittymistä 3–12 kuukauden välein 15-vuotiaaksi asti (DIPP) tai kunnes tyypin 1 diabetes diagnosoitiin (TEDDY). TEDDY-tutkimuksessa veren C-vitamiinipitoisuus mitattiin vuosittain 6-vuotiaaksi asti ja lapsilta kerättiin tiedot C-vitamiinin aineenvaihduntaa säätelevistä geeneistä. DIPP-tutkimuksessa äitien ruoankäyttötiedot mitattiin validoidulla ruoankäytön kyselylomakkeella kahdeksannen raskauskuukauden aikana, mikä kuvailee koko raskaudenaikaisetta ruoankäyttöä. Tilastollisina analyyseinä käytettiin Cox regressioanalyysia sekä logistista regressioanalyysia. Veren korkea C-vitamiininpitoisuus lapsuusiässä oli suojaavassa yhteydessä beetasolu-autoimmuniteetin riskiin. C-vitamiinin aineenvaihduntaa säätelevät genotyypit eivät muokanneet tätä yhteyttä. Äidin raskaudenaikainen C-vitamiinin, raudan, nitraatin tai nitriitin saanti ei näyttäisi olevan yhteydessä lapsen beetasolu-autoimmuniteetin tai kliinisen tyypin 1 diabeteksen riskiin. Tulokset viittaavat siihen, että korkea veren C-vitamiininpitoisuus varhaislapsuudessa saattaa suojata beetasolu-autoimmuniteetin kehittymiseltä. Äidin raskaudenaikaisen C-vitamiinin, raudan, nitraatin tai nitriitin saanti ei ole yhteydessä lapsen riskiin sairastua tyypin 1 diabetekseen. Ravintoaineiden tarkkaan säädelty kuljetus istukassa voi olla mahdollinen selittävä tekijä.Type 1 diabetes is the result of an autoimmune reaction against insulin-producing beta cells in the pancreas, leading to the eventual termination of insulin production. Since the body can no longer control blood glucose levels, lifetime insulin therapy is required. The causes and mechanisms are still relatively unknown, but the emergence of specific autoantibodies in blood circulation signifies islet autoimmunity development. Genetics and environmental triggers, such as diet, might affect inflammation markers, which either induce or suppress autoimmune reactions and further lead to development type 1 diabetes. The aim of this thesis was to explore whether plasma vitamin C status in childhood is associated with the risk of type 1 diabetes development and whether vitamin C metabolism-related genotypes modify the association. Furthermore, the aim was to explore whether maternal intake of vitamin C, iron, nitrate, and nitrite during pregnancy is associated with the risk of developing type 1 diabetes. This thesis was a part of multinational The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) Study (n = 8,677) and Finnish Type 1 Diabetes Prediction and Prevention (DIPP) Study (n = 7,782). The children studied carry a high or moderate genetic risk for type 1 diabetes. Children were monitored for the emergence of autoantibodies associated with type 1 diabetes and the development of clinical type 1 diabetes between 3- and 12-month intervals up to 15 years of age (DIPP) or up to the diagnosis of type 1 diabetes (TEDDY). Childhood plasma vitamin C status was measured up to 6 years of age, and the genotypes related to vitamin C metabolism were assessed in the TEDDY Study. Maternal diet was assessed using a semiquantitative validated food frequency questionnaire (FFQ) covering total diet during 8th month of pregnancy in the DIPP Study. The statistical methods used were the Cox proportional-hazards model and condition logistic regression. Childhood plasma vitamin C status was associated with a decreased risk of islet autoimmunity. Vitamin C metabolism-related genotypes did not modify this association. Maternal intake of vitamin C, iron, nitrate, or nitrite during pregnancy was not associated with the risk of islet autoimmunity or type 1 diabetes in offspring. The results suggest that a high plasma vitamin C status in the early childhood might protect against islet autoimmunity. Maternal intake of vitamin C, iron, nitrate, or nitrite during pregnancy was not associated with childhood type 1 diabetes development. This may result from tightly regulated nutrient transportation in the placenta

Analyzing Commercial Collaboration Attractiveness in YouTube Based on Micro-Analytical Content Labeling and Audience Retention

Peer reviewe

National-scale nitrogen loading from the Finnish agricultural fields has decreased since the 1990s

The national scale nutrient load modelling system VEMALA-ICECREAM was used to simulate agricultural total nitrogen(TN) loading and its trends for all Finnish watersheds for the period from 1990–2019. Across Finland, agricultural TN loading (ATNL) has decreased from 17.4 kg ha-1 a-1 to 14.4 kg ha-1 a-1 (moving 10-year averages) since the 1990s. The main driver of the decrease in simulated ATNL is a reduction in mineral fertilizer use, which has decreased the N surplus in the soils. The TN leached fraction, however, did not show a trend but did have high annual variability due to variations in runoff; this corresponds to an average of 14.4% of the TN applied. The ATNL was considerably higher in the Archipelago Sea catchment compared to other Finnish Baltic Sea sub-catchments, with the lowest ATNL found in the Vuoksi catchment in Eastern Finland. The highest decrease of ATNL was simulated for Vuoksi and Gulf of Finland catchments. In the Bothnian Sea, Bothnian Bay and Archipelago Sea catchments, the decreasing trend of ATNL was smaller but still significant, with the exception of the Quark catchment, where there was no significant change. The differences in decreasing trends between regions can be explained by the heterogeneity of catchment characteristics, hydrology and agricultural practices in different regions.

Enabling Sociability When Using Virtual Reality Applications : A Design Science Research Approach

Peer reviewe

Employing Mixed Reality Applications : Customer Experience Perspective

The study analyses twelve empirical cases employing different Mixed Reality (MR) applications: 1) 360-videos, 2) augmented reality (AR) mobile applications, 3) augmented virtuality (AV), and 4) AV+AR. The empirical data in all cases consist of observations of users’ and potential customers’ experiences with different MR applications followed by qualitative interviews. The study assesses how various MR applications can create experience-centric services. The research focus is in service and sensory design as well as in customer experience management. The study results suggest that MR can provide new opportunities for prolonged customer experiences in terms of new encounters and cues, different sensory effects and improved social interactions among business representatives and fellow customers. Furthermore, MR experiences can generate positive word-of-mouth especially in cases with dramatic structures. Finally, the results suggest that the customers' willingness-to-interact with service personnel increase after a MR experience.The study analyses twelve empirical cases employing different Mixed Reality (MR) applications: 1) 360-videos, 2) augmented reality (AR) mobile applications, 3) augmented virtuality (AV), and 4) AV+AR. The empirical data in all cases consist of observations of users’ and potential customers’ experiences with different MR applications followed by qualitative interviews. The study assesses how various MR applications can create experience-centric services. The research focus is in service and sensory design as well as in customer experience management. The study results suggest that MR can provide new opportunities for prolonged customer experiences in terms of new encounters and cues, different sensory effects and improved social interactions among business representatives and fellow customers. Furthermore, MR experiences can generate positive word-of-mouth especially in cases with dramatic structures. Finally, the results suggest that the customers' willingness-to-interact with service personnel increase after a MR experience.Peer reviewe

Exploring the future use of forests : perceptions from non-industrial private forest owners in Finland

The transformation of the forest sector toward a bioeconomy calls for finding new sources of competitive advantage for the whole sector to retain its future viability. Non-industrial private forest owners are an important group of actors in the Finnish forest-based sector, as they supply 80% of industrial roundwood and control numerous other tangible and intangible forest-based ecosystem services. Our study analyzes forest owner views on the future use of forests in Finland, their perceptions on the evolving sectorial interlinkages and the position of the forest sector now and in the future bioeconomy. The data were collected in two phases: through telephone interviews of forest owners (n=278) and four focus group (FG) discussions (n=17), and were analyzed both qualitatively and quantitatively. The interviews showed that forest owners consider the highest potential for strengthening the sector toward bioeconomy to come from collaboration with energy and construction businesses. During the FG phase, we identified new possibilities founded on forest-based recreational services, cooperation with nature-based tourism and in increasing value-added wood products. In total, forest owners as a high-involvement group emphasized future value creation to be based upon forest ecosystem services and in diversifying the utilization of forests beyond the dominant raw material-driven mindset.Peer reviewe