Browsing by Title

The Helsinki City Plan Vision 2050 perceives urban parks as its citizens’ living rooms that offer a setting for diverse urban life. The definition of a living room highlights the notion of “hanging out”, sharing space and possibilities for social encounters. In a densifying future urban environment, the significance of urban parks as multifunctional centres of urban life and high quality recreation areas continue to grow. The aim of this thesis was to discover what characterizes Helsinki’s urban parks as public spaces, and to investigate the role they can have in enhancing the lively city. Based on human geography, this thesis hoped to examine the place meanings that urban dwellers attach to urban parks. This research emphasizes the importance of residents’ experiences in knowledge production and is especially interested in the world of experiences that evolve from urban parks as social environments. The thesis was written as part of a European Union funded project GREEN SURGE which in Finland is coordinated by the Department of Environmental Sciences at the University of Helsinki. As a research group, we collected interview and observation field data based on the project guidelines in 12 urban parks in Helsinki in summer 2015. In total, we received 596 interviews. The most popular motivations to use urban parks included relaxing, hanging out, recreation and enjoying the sunny weather, whereas the significance of nature in user motivations was lower. Activities mentioned as social (being together, having a picnic etc.) covered about one fourth of all motivations to use the parks. Park users who arrived for social reasons tended to stay in parks longer and enjoyed the human environment - company and atmosphere - more often. Otto-Iivari Meurman Park in Käpylä turned out to be superior from the point of view of community spirit and lively social atmosphere, which was mainly due to the little café inside the park. In total, 65 % of park users stated the park as very important. The sources of importance were versatile, but close location and physical green environment were highlighted. On the parks’ level, results showed that a park can be a social public space stimulating the lively city without a deep sense of place from park users. It seems that a park can be important to its user only because the space offers the right opportunities of use and pleasant human environment or atmosphere. The result in part challenges the traditional visions of human geographers over the differences in the meaning of space and place. This research concluded that the urban parks of Helsinki cannot be defined as one type that fulfills same functions in urban space. As social public spaces, other parks are successful and “work” - others unsuccessful and do not work. The parks that were defined as quality social spaces were successful e.g. due to their location, design, multifunctionality, services and identity formation, and they attracted users to stay in the park. In the light of this research, successful urban parks have the potential to enhance the lively city and support the Helsinki City Plan Vision to create a good living environment for all.

Vakuutussopimusten tappion arvioiminen on tärkeää vakuutusyhtiön riskienhallinnan kannalta. Tässä työssä esitellään Hattendorffin lause vakuutussopimuksen tappion odotusarvon ja varianssin arvioimiseksi sekä sovelletaan sen tuloksia monitilaisella Markov-prosessilla mallinnettavalle henkivakuutussopimukselle. Hattendorffin lauseen nojalla ekvivalenssiperiaatteen mukaan hinnoitellun vakuutussopimuksen erillisillä aikaväleillä syntyneiden tappioiden odotusarvo on nolla, ja tappiot ovat korreloimattomia, jonka seurauksena tappion varianssi voidaan laskea erillisillä aikaväleillä muodostuneiden tappioiden varianssien summana. Työn soveltavana osana simuloidaan Markov-prosesseja sopivassa monitilaisessa mallissa mallintamaan henkivakuutussopimuksien realisaatioita. Tutkitaan, onko simuloitujen polkujen tuottamien vuosittaisten tappioiden keskiarvo lähellä nollaa, ja onko koko sopimusajan tappioiden varianssin arvo lähellä summaa vuosittaisten tappioiden variansseista. Lisäksi lasketaan simulaation asetelmalle Hattendorffin lauseen avulla teoreettiset vastineet ja verrataan näitä simuloituihin arvoihin. Vakuutussopimus pitää karkeasti sisällään kahdenlaisia maksuja: vakuutusyhtiön maksamat korvausmaksut ja vakuutetun maksamat vakuutusmaksut. Vakuutussopimuksen kassavirta on jollain aikavälillä tapahtuvien vakuutuskorvausten ja -maksujen erotuksen hetkeen nolla diskontattu arvo. Vastuuvelka on määrittelyhetken jälkeen syntyvän, määrittelyhetkeen diskontatun, kassavirran odotusarvo. Vakuutussopimuksen tappio jollain aikavälillä määritellään kyseisen aikavälin kassavirran ja vastuuvelan arvonmuutoksen summana. Kun määritellään stokastinen prosessi, joka laskee tietyllä hetkellä siihen mennessä kumuloituneet kustannukset sekä tulevan vastuuvelan nykyarvon, voidaan tappio ilmaista tämän prosessin arvonmuutoksena. Kyseinen prosessi on neliöintegroituva martingaali, jolloin Hattendorffin lauseen tulokset ovat seurausta neliöintegroituvien martingaalien arvonmuutoksen ominaisuuksista. Hattendorffin lauseen tulokset löydettiin jo 1860-luvulla, mutta martingaaliteorian hyödyntäminen on moderni lähestymistapa ongelmaan. Esittämällä monitilaisella Markov-prosessilla mallinnettavan sopimuksen kustannukset Lebesgue-Stieltjes integraalina, saadaan tappion varianssille laskukelpoiset muodot. Markov-prosessilla mallinnettavilla sopimuksille voidaan johtaa erityistapaus Hattendorffin tuloksesta, missä tappiot voidaan allokoida eri vuosien lisäksi eri tiloihin liittyviksi tappioiksi. Soveltavassa osiossa nähdään, että yksittäisinä sopimusvuosina syntyneiden tappioiden odotusarvot ovat lähellä nollaa, ja otosvarianssien summa lähestyy koko sopimusajan tappion otosvarianssia, mikä on yhtäpitävää Hattendorffin lauseen väitteiden kanssa. Simuloidut otosvarianssit eivät täysin vastaa teoreettisia vastineitaan.

Heronin kolmio on kolmio, jonka sivujen pituudet, pinta-ala ja korkeus ovat rationaalilukuja. Heronin kolmioita on ääretön määrä. Niitä on selvitetty monella eri tavalla. Heronin kolmio saadaan yhdistämällä kaksi Pythagoraan kolmiota tai supistamalla kolmiosta, joka on muodostunut kahdesta Pythagoraan kolmiosta. Tämä on yksi niistä monista ominaisuuksista, jotka Heronin kolmioista tiedetään. Käsitteen ympäriltä löytyy paljon mielenkiintoisia erikoistapauksia: Heronin kolmio voidaan esittää hilamuodossa. Heronin kolmioista osa on Heronin superkolmioita. Heronin kolmiolla voi olla kaksi rationaalista keskijanaa. Heronin kolmio voi olla niin sanotusti hajotettavissa. Puhutaan myös alkeellisista Heronin kolmioista. Tutkimusmenetelmänä olen käyttänyt kirjallisuusselvitystä. Tutkimukseni pohjautuu siis kirjallisiin lähteisiin. Lähteenä olen käyttänyt kolmea kirjaa ja useita artikkeleita. Aiheesta löytyy niin tuoreita kuin vanhempiakin tutkimustuloksia; Euler, Brahmagupta ja Charmichael ovat tutkineet Heronin kolmioita jo varhain historiassa, kun taas esimerkiksi William H. Richardson ja Paul Yiu ovat kirjoittaneet aiheesta artikkeleissaan 2000-luvulla. Tutkielmassani selvitän Heronin kolmioihin liittyvää teoriaa. Pyrin selventämään asioita lukijalle myös esimerkkien, kuvien ja taulukoiden avulla. Käsite itsessään on yksinkertainen, mutta sen ympäriltä löytyy paljon tutkittavaa.

Paikallinen etsintä on yksi tapa ratkaista optimointiongelmia likimääräisesti. Tässä tutkielmassa tarkastellaan kauppamatkustajan ongelman likimääräiseen ratkaisemiseen tarkoitettuja paikallisen etsinnän heuristiikkoja, sekä reitin esitykseen tarvittavia tietorakenteita. Reitti voidaan esittää listana, jonka on tuettava osajonojen eli segmenttien kääntämisiä. Listan esitykseen käytettävän tietorakenteen merkitys korostuu suurissa ongelmissa, sillä segmenttien kääntelyyn kuluva aika voi dominoida algoritmin muuta suoritusaikaa. Tietorakenteen suunnittelu on tasapainoilua tietorakenteeseen kohdistuvien kyselyiden ja muokkausoperaatioiden välillä. Jommatkummat on mahdollista suorittaa hyvin nopeasti, eli vakioajassa, mutta molempia ei voida suorittaa vakioajassa yhdessä ja samassa tietorakenteessa. Kyselyiden nopeuttaminen hidastaa muokkausoperaatioiden suoritusta ja päinvastoin. Binääripuu on varsin luonnollinen listan esitystapa, jossa kyselyt ja segmentin kääntäminen voidaan suorittaa logaritmisessa ajassa. Se ei kuitenkaan ole käytännössä kilpailukykyinen parhaiden vaihtoehtoisten tietorakenteiden kanssa. Segmenttipuu on aputietorakenne, joka ryvästää kyselyitä ja muokkausoperaatioita erillisiksi ryppäiksi. Helsgaunin etsintästrategialla on samankaltainen ryvästävä vaikutus. Kyselyiden ja muokkausoperaatioiden ryvästys mahdollistaa sen, että binääripuussa muokkausoperaatioiden välissä tapahtuvien kyselyiden hakupolkujen keskimääräisiä syvyyksiä voidaan aikaleiman avulla pienentää. Globaalin informaation laiska päivitys binääripuun sisäsolmuihin mahdollistaa sen, että kyselyissä tarvittavia globaaleja tietoja ei tarvitse kerätä puun juureen asti selaamalla. Selaus voidaan keskeyttää heti ensimmäiseen solmuun, jonka globaalit tiedot ovat aikaleiman perusteella ajan tasalla. Periaatetta on testattu binääripuun kaltaisella tietorakenteella, lohkopuulla, Helsgaunin LKH-2 -algoritmin yhteydessä noin 2000–86000 kaupungin kokoisilla ongelmilla. Suoritettujen testien perusteella lohkopuu vaikuttaisi olevan kilpailukykyinen tietorakenne sitä suuremmissa ongelmissa.

This thesis presents a work on the hierarchical models related to Mathematical Physics. It first derives the space-time covariance of the solution of a linear parabolic stochastic partial differential equation (SPDE) with a space-time white noise, where the solution tends in distribution to the Gaussian Free Field (GFF) as the time goes to infinity. Next, it expresses the stationary measure for a non-linear SPDE of Ginzburg-Landau type as an integral of a derivative with respect to the GFF distribution. The rest of the thesis then focuses on searching for a possible Mathematical interpretation of the derivative, which in its turn involves an integral of the fourth power of a generalised random field. It is shown that the direct approach, a naive one using the averaging method or even the approach using Wick's power does not lead to a fully successful interpretation of the above integral, especially in the important case of dimension three. It therefore turns the attention to hierarchical models, first on the unit cube and later on the lattice points. The hierarchical model on the unit cube gives an exact relation between the Green function and the hierarchical free Gaussian random field as well as a satisfactory interpretation of our integral for dimension two, but not for three. On the other hand this model suggests that one could work with effective actions instead. The main part of the thesis lies on formulating a renormalisation group (RG) map for bounded functions and proving a convergence result for the iterations by computing cumulants. Namely, as the level, from which the iteration of RG starts and stops at a fixed level, tends to infinity, the iteration sequences converge. With the previous method in mind one translates the equations in the hierarchical model on the cube which correspond to the iteration of effective actions to those in the hierarchical model on the lattice points and obtains covariance estimates for the linearized part of the equation. These estimates can be used in establishing the convergence result for the effective actions.

We study the non-minimally coupled Higgs inflation scenario in the framework of teleparallel gravity. In the first part of the thesis we introduce teleparallel gravity. We present the tetrad formalism and discuss the connections and the relevant tensors used in teleparallel gravity. We then present the equations of motion in teleparallel gravity, as well as the action and the field equations of the teleparallel equivalent of general relativity and compare them to their counterparts in general relativity. We also discuss the role of the spin connection in extended teleparallel theories of gravity. In the second part we introduce the non-minimally coupled Higgs inflation model. We calculate cosmological observables for the model in the Einstein and Jordan frames, first in the metric formulation of general relativity and then in teleparallel gravity. In the case of general relativity we recover the already known results that are in excellent agreement with observational data. In the case of teleparallel gravity we show that the teleparallel scalar perturbation equations contain terms that prevent us from finding analytical solutions. We also show that the teleparallel gravitational tensor modes are the same as those in general relativity.

Pro gradu –tutkielmassa tarkastellaan pääasiassa hiukkasfysiikan standardimallin mukaisen Higgsin skalaarikentän stokastista käyttäytymistä inflaation aikana. Tavoitteena on tutkia inflaation aikana kenttään syntyneiden, kvanttimekaanista alkuperää olevien perturbaatioiden vaikutusta kentän inflaation aikaiseen kehitykseen. Koska Higgsin kentän potentiaali tunnetaan standardimallin puitteissa hyvin, on kentän inflaation aikainen kehitys mahdollista selvittää. Perusongelma on, että potentiaaliin syntyy mahdollinen epästabiilisuusalue, jossa sen arvo laskee jyrkästi kaukana kentän nykyisestä arvosta. Tämä alue on inflaation aikana saavutettavissa helposti perturbaatioiden myötä. Haluttaisiin, että todennäköisyys universumille olla nykyisessä tilassaan ei kuitenkaan olisi herkkä inflaation asettamille alkuehdoille. Tämä vaatii, etteivät syntyneet Higgsin kentän perturbaatiot aja kenttää potentiaalin epästabiilisuusalueelle, josta sen on mahdotonta palata takaisin. Kun Higgsin kenttään inflaation aikana syntyneet perturbaatiot ovat tarpeeksi suuria, tulee kentän kehitystä tarkastella statistisesti paikan suhteen. Tähän liittyen tutkielmassa johdetaan stokastisen lähestymistavan mukaiset liikeyhtälöt sekä keskimääräiselle Higgsin kentälle yhdessä horisonttialueessa että kentän todennäköisyystiheydelle eri horisonttialueiden ensemblen suhteen. Stokastista lähestymistapaa hyödyntäen todetaan Higgsin kentän olevan inflaation aikana kevyt. Tällöin nähdään kentän perturbaatioiden suuruuden olevan suoraan verrannollinen inflaation energiaskaalaan. Lisäksi formalismia sovelletaan arvioitaessa kentän päätymistä potentiaalihuipulta nykyiseen minimiinsä sekä käsiteltäessä mahdollisesti syntyneiden epästabiilisuusalueiden kehitystä. Pienten perturbaatioiden rajalla tutkielmassa tarkasteltiin myös tunneloitumista vaihtoehtoisena tapana päätyä potentiaalin epästabiilisuusalueelle. Tunneloitumistodennäköisyys lasketaan Colemanin ja de Luccian semiklassissessa approksimaatiossa. Tunneloitumista tarkastellaan niin Minkowskin avaruudessa kuin myös yleistäen Minkowskin avaruuden tulokset inflaation aikaisen de Sitter -avaruuden tapaukseen. Syntyneiden potentiaalin epästabiilisuusalueiden havaitaan vastaavan geometrialtaan anti de Sitter-avaruutta. Tutkielmassa tarkastellaan myös näiden alueiden kehitystä inflaation jälkeen. Kaikkiaan tutkielma luo katsauksen tämän hetkiseen tutkimukseen Higgsin kentän tilasta inflaation aikana. Potentiaalin lisäksi kehityksen määrää inflaation energiaskaala, jonka suuruutta ei ole kokeellisesti pystytty vielä mittaamaan. Koska suurten perturbaatioiden rajalla Higgsin kentän päätyminen nykyiseen potentiaaliminimiinsä ei ole todennäköistä inflaation jälkeen, näyttäisi nykyisten standardimallin parametrien mittausten perusteella uuden fysiikan ilmeneminen välttämättömältä potentiaalin stabilisoimiseksi.

The nature of dark matter (DM) is one of the outstanding problems of modern physics. The existence of dark matter implies physics beyond the Standard Model (SM), as the SM doesn’t contain any viable DM candidates. Dark matter manifests itself through various cosmological and astrophysical observations of the rotational speeds of galaxies, structure formation, measurements of the Cosmic Microwave Background (CMB) and gravitational lensing of galaxy clusters. An attractive explanation of the observed dark matter density is provided by the WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) paradigm. In the following thesis I explore this idea within the well motivated Higgs portal framework. In particular, I explore three options for dark matter composition: a scalar field and U(1) and SU(2) hidden gauge Fields. I find that the WIMP paradigm is still consistent with the data. Even though it finds itself under pressure from direct detection experiments, it is not yet in crisis. Simple and well motivated WIMP models can fit the observed DM density without violating the collider and direct DM detection constraints.

Computer systems are often distributed across a network to provide services to the end-users. These systems must be available and provide services to the users when required. For this reason, high availability system technologies have captured the attention of IT-organizations. Most companies consider it important to provide continuous services with minimal downtime to the end-users. The implementation of service availability is a complex task with multiple constraints, including security, performance, and system scalability. The first chapter of the thesis introduces the high availability system and the objectives of the thesis. In the second, third, fourth and fifth chapters, concepts, redundancy models, clusters and containers are described. In the sixth chapter, an approach to measure the availability of the components of IT-system using the Application Availability Measurement method is provided. The seventh and eighth chapters contain a case study. The seventh chapter contains actual backup system design overview, issues related to the current methods and tools to measure the availability used by a Finnish software company. In the eighth chapter, as part of the case study, a solution design is proposed based on the principle of service delivery decomposition into a set of measurement points for service level indicators. A plan is provided to show how to implement a method and provide tools to measure the availability of the backup system used by a Finnish software company.

Glacial meltwater potholes are cylindrical and often remarkably smooth-walled pits in the bedrock, formed as a result of the evorsion caused by eddy currents of water released by the melting of the continental glacier, and possibly also by the cavitation due to the meltwater rushing to a glacial moulin or crevasse. This study examines how the location, topography, orientation according to the direction of ice movement, bedrock and the distance from the fault lines and eskers explain the occurrence and abundance of potholes in the province of Uusimaa in southern Finland. This study also provides a unified database of potholes that have been found in Uusimaa, which have not been compiled to this extent before. The research material with location and characteristic data was collected in July-October 2020 and in May-June 2021. A total of 320 potholes were selected for the research group, of which 206 were determined from fieldwork and 114 from source data. There were a total of 116 sites around Uusimaa, where the number of potholes varied from one to twenty (1–20). Moreover, especially in the archipelago spreading off the southern coast of the study area, there are numerous potholes marked only in sporadic old articles. As some potholes were located in areas that were too difficult to reach or in private yards, for example, the work also required the use of databases and reports published by research institutes and municipalities. The above-mentioned sources were also utilized in the field when searching for potholes and later in slope and distance analyses. In addition, one hundred (100) comparison sites were drawn from somewhat evenly across the study area in order to interpret how the location and characteristic data of pothole sites differ from rock formations where potholes are not known to occur. The location and characteristic data of pothole and comparison sites were compiled into a material. Based on the data, diagrams as well as regression and correlation analyses were made to visualize the results and their interrelationships, and statistical models (generalized linear model, GLM) were used to model several variables simultaneously. The results showed that many physical geography-related factors simultaneously affect the occurrence and abundance of potholes. Since potholes are glaciofluvial landforms, they often occur in north-south or northwest-southeast queues because these directions are equivalent to the direction of ice movement. The proximity of bedrock faults of tectonic origin strongly explains the occurrence of potholes, as the faults, like glacial moulins and crevasses, were favourable locations for meltwater flows. On average, there are more potholes in the sites located on the lee sides (downstream sides) compared with those on the stoss sides or central parts, because there were cavities and cracks as well as more space between the ice and the rock in the rough and plucked lee sides. The thin, non-uniform soil and the abundance of rock outcrops have led to the discovery of many more potholes in the lower southern parts of the study area and especially in the archipelago than in the higher northern parts. A significant proportion of potholes, which were not known to be located near bedrock faults, were located in the archipelago. In contrast, inland potholes typically occurred in steeper and rugged terrain near the fault lines. However, there was a weak negative correlation between the proximity of the eskers and the occurrence of potholes, which is probably due to the fact that the formation of potholes requires faster flows in glacier rivers than the formation of eskers. Most of the potholes in Uusimaa are quite small, up to about 120 centimetres in diameter and depth, but approximately one in eight potholes were more than three (3) meters deep or wide. The steepness of the slope was most strongly associated with the occurrence of large potholes. Potholes formed on rock consisted of granodiorite were, on average, larger than potholes formed on microcline granite, probably due to the granodiorite minerals are more prone to dissolve.