Reticula: A temporal network and hypergraph analysis software package

In the last decade, temporal networks and static and temporal hypergraphs have enabled modelling connectivity and spreading processes in a wide array of real-world complex systems such as economic transactions, information spreading, brain activity and disease spreading. In this manuscript, we present the Reticula C++ library and Python package: A comprehensive suite of tools for working with real-world and synthetic static and temporal networks and hypergraphs. This includes various methods of creating synthetic networks and randomised null models based on real-world data, calculating reachability and simulating compartmental models on networks. The library is designed principally on an extensible, cache-friendly representation of networks, with an aim of easing multi-thread use in the high-performance computing environment

Verkostonäkökulma Posidonia oceanican geneettiseen populaatiorakenteeseen

Populaatiobiologiassa käytettyjen perinteisten mallipohjaisten menetelmien tiedetään suoriutuvan huonosti, jos käytettävä data ei toteuta niissä tehtyjä oletuksia. Tässä työssä tutkitaan mahdollisuutta käyttää verkostotieteen uusimpia yhteisönhakumenetelmiä populaatiorakenteen löytämiseen geneettisestä samankaltaisuusverkosta, joka on muodostettu 1468 meriheinä Posidonia oceanican yksilön geenisekvenssien perusteella. Käytetyistä mikrosatelliittisekvensseistä voidaan rakentaa geneettinen samankaltaisuusverkko usealla eri tavalla. Työssä kokeiltiin useita tällaisia tapoja, joista sopivin valittiin käyttöön. Useimpia verkostotieteen menetelmiä ei ole suunniteltu sovellettaviksi täysiin painotettuihin verkkoihin, joita tässä työssä käytetyt samankaltaisuusverkot ovat. Tästä johtuen osa verkostomenetelmistä jouduttiin muokkaamaan samankaltaisuusverkoille sopiviksi sekä laskennalliselta toteutukseltaan että yleiseltä toiminnaltaan. Työssä tutkitaan yhteisönhakumenetelmien löytämien geneettisten ryhmien rakennetta sekä vertaillaan näiden suhdetta maantieteeseen ja samoille yksilöille rakennettuun fylogeniapuuhun. Käytetyistä verkostomenetelmistä löydetään useita puutteita ja rajoituksia, mutta näihin ongelmiin ehdotetaan ratkaisuja ja viitoitetaan samalla tietä mahdolliselle lisätutkimukselle.In this Thesis, the objective is to study the possibility of applying state-of-the-art community detection methods of network science to genetic networks built of closely related individuals, as the traditional model based methods in population genetics are known make too restrictive assumptions and to perform poorly for data which does not fulfil these assumptions. A data set of 1468 sequenced specimens of the Mediterranean sea grass Posidonia oceanica is used to test the suggested methods. As there is no unique, ail-purpose measure for the genetic distance between individuals, several such measures are investigated and the most appropriate is selected for constructing the genetic distance network used in this Thesis. Most methods in network theory are riot designed for weighted, full networks used in this Thesis, and thus some computational limitations are encountered, which are solved by using different algorithmic approaches. Results of different hierarchical community detection methods are examined, analyzed with respect to the underlying geography, and finally compared to results obtained from phylogeny methods, which also allow hierarch2cal clustering. Several limitations are identified in the network methods used, and possible solutions and future research directions are suggested

Laatujärjestelmien hyödyntäminen rakennushankkeessa

Tämä diplomityö käsittelee suunnittelijan, urakoitsijan ja rakennuttajan keinoja varmistaa rakennushankkeen laadukas lopputulos. Käsitteenä laatu on yksinkertaisimmillaan asiakkaan tarpeet täyttävä tuote tai palvelu, joka on tuotettu kannattavalla ja tehokkaalla tavalla. Rakennushankkeessa se tarkoittaa, että suunnittelijan on onnistuttava kuvaamaan asiakkaan vaatimukset ja tarpeet toteutuskelpoisiksi suunnitelmiksi. Urakoitsija vastaa vaatimusten, eli suunnitelmien mukaisesta toteutuksesta. Koska rakennushankkeessa toiston määrä on pieni verrattuna tehdasteollisuuteen, ja peittyviä työvaiheita on paljon, pitää laatu varmistaa etukäteen, ei tarkastamalla jälkikäteen. Diplomityön tavoitteena oli kehittää nimenomaan etukäteen tehtävää laadunvarmistusta, ja tuottaa Rakentamisen Laatu RALA ry:n arviointikäyttöön uudistetut sertifikaattikriteerit. Kirjallisuustutkimus käsittää perehtymisen laatuun käsitteenä, laatujohtamiseen, laatujärjestelmiin sekä laadun mittaamiseen. Konstruktiivisena kehitystyönä luotiin uudistetut kriteerit RALAn arviointikäyttöön. Lähtökohtana kehitystyölle toimivat RALAn nykyiset, kaikille rakennushankkeen osapuolille erilaiset sertifikaattikriteerit ja ISO 9001:2008 vaatimukset laadunhallinnalle standardi. Kehitystyön vaihtoehtoja arvioitiin RALAn vuosittaisen arvioijapäivän työpajassa (21 osallistujaa). Lisäksi toteutettiin kyselytutkimus, joka kohdistettiin vain arviointeja työkseen tekeville 16 osallistujalle, joista 6 vastasi. Tutkimuksen merkittävimpinä tuloksina nousivat esiin RALA-kriteerien liiallisen uudistamisen riskit. Erityisesti rakennushankkeen kulkua noudattavien vaatimusten muuttuminen yleisluonteisemmiksi ja vaikeasti ymmärrettäviksi koettiin uhkana sekä työpajassa että kyselytutkimuksessa. Myös kyselytutkimuksen heikko vastausprosentti selittynee sitoutumattomuudella liian suureksi koettuun uudistukseen. Tuloksen myötä kriteerien uudistustyössä päätettiin keskittyä yhdistämään vain nykyisten kriteerien yhteensopivat osuudet, säilyttää toimialakohtaiset vaatimukset lähes ennallaan ja liittää ISO 9001 -standardi vain ristiviittauksiin. Johtaminen, henkilöstö- ja tukitoiminnot sekä tarjous- ja sopimustoiminta ovat toimialasta riippumatta melko samankaltaisia, joten niiden yhdistäminen onnistui sujuvasti

Laatujärjestelmien hyödyntäminen rakennushankkeessa

Tämä diplomityö käsittelee suunnittelijan, urakoitsijan ja rakennuttajan keinoja varmistaa rakennushankkeen laadukas lopputulos. Käsitteenä laatu on yksinkertaisimmillaan asiakkaan tarpeet täyttävä tuote tai palvelu, joka on tuotettu kannattavalla ja tehokkaalla tavalla. Rakennushankkeessa se tarkoittaa, että suunnittelijan on onnistuttava kuvaamaan asiakkaan vaatimukset ja tarpeet toteutuskelpoisiksi suunnitelmiksi. Urakoitsija vastaa vaatimusten, eli suunnitelmien mukaisesta toteutuksesta. Koska rakennushankkeessa toiston määrä on pieni verrattuna tehdasteollisuuteen, ja peittyviä työvaiheita on paljon, pitää laatu varmistaa etukäteen, ei tarkastamalla jälkikäteen. Diplomityön tavoitteena oli kehittää nimenomaan etukäteen tehtävää laadunvarmistusta, ja tuottaa Rakentamisen Laatu RALA ry:n arviointikäyttöön uudistetut sertifikaattikriteerit. Kirjallisuustutkimus käsittää perehtymisen laatuun käsitteenä, laatujohtamiseen, laatujärjestelmiin sekä laadun mittaamiseen. Konstruktiivisena kehitystyönä luotiin uudistetut kriteerit RALAn arviointikäyttöön. Lähtökohtana kehitystyölle toimivat RALAn nykyiset, kaikille rakennushankkeen osapuolille erilaiset sertifikaattikriteerit ja ISO 9001:2008 vaatimukset laadunhallinnalle standardi. Kehitystyön vaihtoehtoja arvioitiin RALAn vuosittaisen arvioijapäivän työpajassa (21 osallistujaa). Lisäksi toteutettiin kyselytutkimus, joka kohdistettiin vain arviointeja työkseen tekeville 16 osallistujalle, joista 6 vastasi. Tutkimuksen merkittävimpinä tuloksina nousivat esiin RALA-kriteerien liiallisen uudistamisen riskit. Erityisesti rakennushankkeen kulkua noudattavien vaatimusten muuttuminen yleisluonteisemmiksi ja vaikeasti ymmärrettäviksi koettiin uhkana sekä työpajassa että kyselytutkimuksessa. Myös kyselytutkimuksen heikko vastausprosentti selittynee sitoutumattomuudella liian suureksi koettuun uudistukseen. Tuloksen myötä kriteerien uudistustyössä päätettiin keskittyä yhdistämään vain nykyisten kriteerien yhteensopivat osuudet, säilyttää toimialakohtaiset vaatimukset lähes ennallaan ja liittää ISO 9001 -standardi vain ristiviittauksiin. Johtaminen, henkilöstö- ja tukitoiminnot sekä tarjous- ja sopimustoiminta ovat toimialasta riippumatta melko samankaltaisia, joten niiden yhdistäminen onnistui sujuvasti

Multilayer Networks

In most natural and engineered systems, a set of entities interact with each other in complicated patterns that can encompass multiple types of relationships, change in time, and include other types of complications. Such systems include multiple subsystems and layers of connectivity, and it is important to take such "multilayer" features into account to try to improve our understanding of complex systems. Consequently, it is necessary to generalize "traditional" network theory by developing (and validating) a framework and associated tools to study multilayer systems in a comprehensive fashion. The origins of such efforts date back several decades and arose in multiple disciplines, and now the study of multilayer networks has become one of the most important directions in network science. In this paper, we discuss the history of multilayer networks (and related concepts) and review the exploding body of work on such networks. To unify the disparate terminology in the large body of recent work, we discuss a general framework for multilayer networks, construct a dictionary of terminology to relate the numerous existing concepts to each other, and provide a thorough discussion that compares, contrasts, and translates between related notions such as multilayer networks, multiplex networks, interdependent networks, networks of networks, and many others. We also survey and discuss existing data sets that can be represented as multilayer networks. We review attempts to generalize single-layer-network diagnostics to multilayer networks. We also discuss the rapidly expanding research on multilayer-network models and notions like community structure, connected components, tensor decompositions, and various types of dynamical processes on multilayer networks. We conclude with a summary and an outlook.Comment: Working paper; 59 pages, 8 figure