автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Энергоинформационный мониторинг телерадиовещания и мобильной радиосвязи

На правах рукописи

003052095

Павлова Юлия Андреевна

ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Специальности: 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения, 03.00.16 -Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003052095

Работа выполнена в Московском техническом университете связи и информатики на кафедре Радиовещания и электроакустики.

Научный руководитель Научный консультант Официальные оппоненты:

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент Рысин Юрий Соломонович

доктор технических наук, профессор Цыганов Дмитрий Игоревич

доктор технических наук, профессор Ромашкова Оксана Николаевна

кандидат технических наук, доцент Шаврин Сергей Сергеевич

Всероссийский научно-исследовательский институт телевидения и радиовещания

Защита состоится 12 апреля 2007 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета К 219.001.02 при Московском техническом университете связи и информатики, по адресу 111024, Москва, ул. Авиамоторная, д. -8а, ауд. А-455.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского технического университета связи и информатики.

Автореферат разослан » ^^ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета I ? Матвеева О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сложность экологической обстановки в мегаполисе определяется такими факторами, как шумы (акустический дискомфорт) и повышенный уровень электромагнитных излучений. Это обусловлено тем, что информатизация современной цивилизации неизбежно сопровождается ростом использования энергии, а значит увеличением загрязнения среды электромагнитными, акустическими и другими физическими полями, поскольку передача, преобразование и прием информации происходит не непосредственно, а при помощи одного из видов полей. Это характерно также и для телерадиовещания и мобильной радиосвязи.

Что общего существует между физическими полями и сигналами различной природы при их воздействии на человека? Общим является то, что они содержат энергию и информацию. В случае, когда сигналы содержат большую энергию, то именно она представляет наибольшую опасность. Если же энергия сигналов сравнительно мала, то главным фактором их воздействия на человека становится информационное содержание. Особенностью передачи информации на основе энергетических полей является использование различных видов модуляций - амплитудной, частотной, импульсной и т.д. Обратное также верно, т.е. любая модуляция природного или технического характера электромагнитных, акустических, световых, тепловых и других колебаний содержит в себе информацию -осознаваемую или скрытую, неосознаваемую, на которую неизбежно реагирует либо сознание человека, либо его эмоции, либо психофизиология человека и структуры его тела.

Человек, как приемник модулированных сигналов различной природы, характеризуется тем, что диапазон его сознательного восприятия данных сигналов оказывается ограниченным. Модулированные сигналы, которые находятся за диапазоном сознательного восприятия человека, тем не менее, оказывают на него скрытое, несознаваемое информационное воздействие.

Модулированные сигналы способны воздействовать на различные структуры человека. Так, одна и та же фраза, содержащая осознаваемую информацию, но поданная с разными эмоциональными оттенками, способна вызвать в слушателе различные эмоциональные состояния. Эти состояния связаны со скрытым информационным воздействием различных модуляционных параметров, содержащихся в том же сигнале.

В связи с этим в последнее время обращается всё больше внимания не только на энергетическое воздействие телерадиовещательных, электромагнитных и акустических сигналов, но и на их скрытое, неосознаваемое информационное воздействие, при котором определяющим параметром является модуляция и особенно в инфранизкочастотном диапазоне. Неосознаваемые воздействия сигналов телерадиовещания (ТРВ) и мобильной радиосвязи исследованы выборочно. Известны узконаправленные зарубежные и отечественные исследования в области телевидения. Требуют изучения такие дополнительные модуляционные параметры сигналов, связанные с неосознаваемыми информационными воздействиями, как крутизна атак и спадов в модуляционных функциях, содержание в них инфра-иизких частот, соответствующих биоритмам мозга и тл. Необходимость таких исследований связана еще и с тем, что в результате процессов детектирования и перекрестной модуляции радиоволн на нелинейных элементах клеток тела человека могут возникать, в том числе, низкочастотные и инфранизкочастотные колебания, способные воздействовать на биоритмы тела и мозга [1,2].

Следовательно, на человека могут непосредственно воздействовать как акустические сигналы, так и низкочастотные модулирующие функции высокочастотных электромагнитных сигналов. В этом заключается общность между полями и сигналами различной физической природы при их воздействии на человека.

О важности оценки и контроля ненормированных модуляционных -параметров различных сигналов свидетельствует также тот факт, что конечным результатом любых

видов искажений этих сигналов (амплитудных, частотных, нелинейных) являются повреждения их модулирующих функций.

Проблеме воздействия на человека электромагнитных и акустических полей и сигналов, в том числе, содержащих скрытую, неосознаваемую информацию, посвящены работы таких известных ученых как Ю.Г. Григорьев, A.C. Пресман, А. Моль, В.П. Морозов, И.М. Коган, С.Р. Немцова, Д.И. Цыганов, JI.T. Сушкова и др. Диссертация является продолжением исследований, проводимых в МТУСИ (бывшем МЭИС) М.А. Сапожковым, И.Е. Гороиом, В.А. Нюренбергом, JI.3. Паперновым, А.П. Ефимовым и др.

Цель работы - обоснование выбора технических решений, обеспечивающих повышение экологической безопасности населения города в отношении воздействия электромагнитных и акустических сигналов телерадиовещания и мобильной радиосвязи, на основании оценки энергетических и модуляционных параметров этих сигналов и разработки алгоритмов и методики их контроля.

Методы исследования. В работе использовались элементы теории звуковосприя-тия, статистической радиотехники, теории распространения волн, экологии, биофизики, компьютерных технологий и других наук.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Расширены представления об общности между электромагнитными и акустическими полями и сигналами при воздействии их на человека, когда объединяющим началом между полями и сигналами различной физической природы в отношении человека являются их модуляционные параметры.

2. Предложено при оценке загрязнений среды электромагнитными и акустическими сигналами ТРВ и радиосвязи, наряду с традиционными частотно-энергетическими характеристиками, использовать некоторые информационные параметры этих сигналов, связанные со скрытым негативным воздействием на человека.

3. Обоснована оценка параметров, выявлены нулевые пороги дополнительных ненормированных параметров акустических сигналов и шумов, и определены значения поправок к результирующим уровням акустического сигнала и шума, измеренных по существующим методикам.

4. Разработан метод контроля ненормированных модуляционных параметров акустических сигналов и шумов и низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов на основе выделения их из аналитической огибающей.

5. Предложено контролировать излучения от аппаратуры телерадиовещания и радиосвязи в ИК и СВЧ диапазонах на основе использования пироэпектриков.

Практическая значимость результатов диссертации:

1. Разработан метод контроля дополнительных ненормированных модуляционных параметров в акустических сигналах и шумах, а также в низкочастотных модулирующих функциях высокочастотных электромагнитных сигналов, на основе выделения этих параметров из аналитической огибающей и мгновенной частоты, что позволяет:

• выявить процесс возникновения и усиления скрытой, неосознаваемой негативной информации в модуляционных параметрах электромагнитных и акустических сигналов телерадиовещания и радиосвязи, в том числе, вследствие некоторых традиционных видов обработок этих сигналов;

• оценить количественное содержание дополнительных ненормированных модуляционных параметров в акустических сигналах и шумах и в низкочастотных модулирующих функциях высокочастотных электромагнитных сигналов, способных оказывать скрытое негативное воздействие на население;

• осуществлять контроль при создании экологически чистых программ телерадиовещания в отношении содержания в них неосознаваемой негативной информации, связанной с некоторыми модуляционными параметрами сигналов ТРВ и мобильной радиосвязи.

2. Создан измерительный комплекс для контроля как ненормированных, так и нормированных параметров акустических сигналов и шумов, а также параметров

низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов, что создает предпосылки для повышения экологической безопасности населения в отношении негативных воздействий сигналов ТРВ и мобильной радиосвязи.

3. Обоснован текущий мониторинг информационно - акустических сигналов и шумов в условиях мегаполиса.

4. Разработан прибор на основе пироэлектриков, позволяющий оценивать излучения от аппаратуры ТРВ в инфракрасном (ИК) и СВЧ диапазонах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Объединяющим началом между электромагнитными и акустическими полями и сигналами при воздействия их на человека, являются их модуляционные параметры.

2. Для объективной оценки экологических загрязнений среды электромагнитными и акустическими сигналами ТРВ, наряду с энергетическими характеристиками, должны использоваться информационные параметры этих сигналов, связанные со скрытым негативным воздействием на человека.

3. Контроль дополнительных ненормированных модуляционных параметров акустических сигналов и низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов на основе выделения их из аналитической огибающей и мгновенной частоты позволяет выявлять скрытые, неосознаваемые негативные воздействия этих сигналов на человека и создавать экологически чистые программы ТРВ в отношении содержания в них скрытой негативной информации.

4. Контроль излучений в ИК и СВЧ диапазонах на основе использования пироэлектриков позволяет оценивать излучения от аппаратуры вещания и связи.

Материалы и результаты диссертации апробированы на Межрегиональных и Международных конференциях и применяются в научных исследованиях и учебном процессе МТУСИ, в деятельности Госучреждения «Оперативно-производственный Центр информационных технологий» Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Личный вклад. Приведенные в диссертации результаты получены соискателем лично. В совместных публикациях соискатель принимал участие в постановках задач, исследованиях и интерпретации результатов. Экспериментальные исследования и инженерная разработка аппаратно-программного комплекса выполнены совместно с сотрудниками кафедры Радиовещания и электроакустики МТУСИ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, пяти приложений и списка литературы из 115 наименований. Работа содержит 193 страницы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении сформулированы тема диссертации и цели работы, аргументированы актуальность и важность проблемы. Дана аннотация результатов работы.

В первой главе [1 - 3, 7 - 9, 13 -16] рассмотрены особенности формирования энергетических и информационных загрязнений системами телерадиовещания. Сделана попытка расширить представления об общности между электромагнитными и акустическими полями и сигналами при их негативном воздействии на человека. Показано, что объединяющим началом между этими полями и сигналами различной физической природы в отношении человека являются их энергия и информационное содержание. Приведены некоторые специфические эффекты, возникающие при воздействии ЭМП на человека.

С позиций энергетической опасности проанализированы основные радиопередающие системы. Так телевизионные передатчики имеют типичные значения электрического поля ~ 15 В/м на расстоянии 1 км от передатчика мощностью 1 МВт. Это создает энергетическую опасность для проживающего вблизи населения. Для остальных граждан, находя-

щихся в зоне покрытия данных телевизионных передатчиков, основным видом опасности являются неосознаваемые информационные воздействия электромагнитных сигналов.

К концу 2010 года во всем мире количество пользователей сотовой связи, подписавшихся на услуги телерадиовещания, значительно превысит 70 млн. человек и будет постоянно возрастать [3, 5]. Оборотной стороной этого явления будет возрастание уровня электромагнитного загрязнения городов в СВЧ диапазоне. Воздействие электромагнитных попей (ЭМП) на человека может иметь различный характер: непрерывное облучение и периодическое, суммированное от множества передатчиков разной мощности и частоты излучения, а также комбинированное с другими загрязняющими факторами (акустические сигналы и шум, радиация, химические загрязнения). Таким образом, на человека воздействуют следующие параметры ЭМП: интенсивность ноля, продолжительность облучения, сочетание частот ЭМП, периодичность воздействия, модуляция сигнала.

Рис. 1. Схема идентификации энергоинформационной опасности систем телерадиовещания

На рис.1 приведена схема идентификации энергоинформационных опасностей, создаваемых системами телерадиовещания и мобильной радиосвязи.

Передача информации связана с модуляцией, которая может бьггь осознаваемой или скрытой, (неосознаваемой), и на которую могут реагировать помимо желания либо сознание человека, либо его эмоции, либо его психофизиология. Это связано с тем, что диапазон сознательного восприятия человеком телерадиовещательных сигналов достаточно ограничен. При этом, скрытая информация, содержащаяся в сигналах и воспринимаемая на бессознательном, подпороговом уровне, является наиболее вредной, поскольку способна длительное время воздействовать на человека, когда у него полностью отсутствует чувство опасности. Так, облучение человека радиоволнами в миллиметровом диапазоне при наличии инфранизкочастотной модуляции может привести к эпилептической активности мозга, развитие которой человек ие замечает.

Кожа человека обладает свойством нелинейности, и при воздействии на неб высокочастотных электромагнитных сигналов происходят скрытые от сознания процессы преобразования частоты и детектирования, т.е. выделение низкочастотных модулирующих функций. Коже присущи также пироэлектрический и пьезоэлектрический эффекты, поэтому не только электромагнитные, но и акустические сигналы при воздействии на кожу, могут преобразовываться в скрытые от сознания низкочастотные электрические сигналы, которые благодаря особым механизмам негативно сказываются на жизнедеятельности организма. Кроме того,

под воздействием модулированных электромагнитных волн в биологической среде могут возбуждаться акустические или акустоэлектрические волны (эффект акустического детектирования), также не замечаемые человеком и негативно воздействующие на него.

В этой же главе приводятся энергетические параметры электромагнитных и акустических сигналов, подлежащих контролю: плотность электромагнитной энергии, уровни звукового давления, эквивалентные уровни звука и др. Излагаются особенности контроля характеристик акустических сигналов, шумов и параметров ЭМП современными приборами, а также и их основные недостатки, связанные с трудностями регистрации инфранизко-частотной модуляции, совпадающей с биоритмами человека [9-11].

Во второй главе дается анализ ненормированных параметров информационно-акустических сигналов и шумов. Рассматриваются особенности модуляционных функций источника. Приводятся дополнительные ненормированные характеристики акустических сигналов и шумов, связанные с негативным воздействием на человека [18].

В последнее время обращается внимание не только на энергетическую, но и на информационную сторону воздействия сигналов ТРВ, когда определяющим параметром является модуляция и особенно низкочастотная и инфранизкочастотная модуляция, которая способна оказывать негативное воздействие на естественные биоритмы человека и особенно на биоритмы мозга, находящиеся в области инфранизких и низких частот.

Что касается информационных акустических сигналов, то они содержат в себе два отличных друг от друга вида информации: первый вид воспринимается сознанием человека, а второй вид оказывает на человека неосознаваемое негативное информационное воздействие. В отношении информации первого вида известны нормированные параметры сигналов: полоса частот, динамический диапазон, нелинейные искажения и т.п., изменения которых влияют на качество воспринимаемой сознанием информации.

Параметры сигналов, которые являются носителями неосознаваемой человеком информации (например, эмоциональной) необходимо искать не в характеристиках исходного информационного сигнала, а в его модуляционных функциях — аналитической огибающей и мгновенной частоте. Дело в том, что исходные акустические и информационные сигналы ТРВ были образованы путем модуляции, но не в передающих устройствах, а непосредственно в источнике их возникновения. Например, в речеобразующем аппарате человека имеет место модуляция звука как по амплитуде, так и по частоте и фазе. То же самое можно сказать и в отношении музыкальных инструментов. Модуляция в источнике, в отличие от обычной модуляции в передающих устройствах, имеет следующие особенности:

• при модуляции в источнике происходит преобразование пространственной информации (память человека или видеообразы) в последовательный временной сигнал. Все последующие модуляции в передающих устройствах связаны только с преобразованием временных сигналов одного вида в сигналы другого вида;

• модуляция в источнике неразрывно связана с одновременной генерацией звуковых или электрических телевизионных сигналов.

гнев

Спи Ди - тя мо - ё.,.

Рис. 2. Форма модулирующей функции источника (огибающей)

Если имеет место модуляция в источнике при формировании телерадиовещательных сигналов, то существуют и модулирующие функции источника (МФИ) -

аналитическая огибающая и мгновенная частота, которые и являются объектом данного исследования. При этом параметры МФИ влияют на характер скрытого воздействия сигналов ТРВ на человека. В отличие от исходного акустического информационного сигнала его МФИ представляют собой сугубо нелинейные колебания. Из рис.2 видны периодичность, крутизна атаки, форма элементов МФИ.

Другими отличиями модулирующих функций источника от исходных акустических сигналов и шумов являются:

• МФИ информационного сигнала (аналитическая огибающая и мгновенная частота) содержат элементы разной формы (прямоугольной, экспоненциальной, треугольной, трапецеидальной и т.п.), поэтому основными видами модуляции здесь являются двусторонняя ШИМ, АИМ и модуляция формы, в то время как в исходном информационном сигнале основными видами модуляции являются АМ и ЧМ (ФМ);

• элементы МФИ изменяются не только по форме, но и по длительности и частости появления, причем эти изменения происходят в широких пределах;

• МФИ источника содержат частоты, в частности, инфранизкие, которых не было в частотном спектре исходного информационного сигнала;

• ширина спектра, как аналитической огибающей, так и мгновенной частоты может быть равна ширине спектра информационного сигнала, т.е. имеет место перекрытие по частоте между исходным сигналом и его модулирующими функциями.

Для выделения МФИ из исходного широкополосного сигнала может быть пригодным метод на основе гильбертовского преобразования (ПГ) сигнала.

Перечисленные особенности МФИ способствуют тому, что выявление носителей неосознаваемой информации, содержащейся в данных функциях, должна осуществляться уже на основе совершенно иных параметров, не предусмотренных в существующих ГОСТах.

Акустические сигналы содержат и смысловую, и неосознаваемую информацию и вызывают различные психофизиологические состояния человека.

Удалось выделить несколько групп параметров, позволяющих формализовать объективную оценку воздействия акустических сигналов и шумов на человека, совместив ее результаты с данными субъективно-статистических измерений:

• энергетические параметры (ЭП);

• параметры интервалов нестационарного сигнала (ИНС);

• спектральные параметры (СП);

• ритмические параметры (РП).

Использование статистических распределений этих параметров позволяет осуществить формирование интегральной объективной оценки воздействия акустического процесса по субъективным критериям.

Приведем некоторые используемые в данной работе определения параметров сигнала и шума. Относительной средней мощностью (ОСМ) называется отношение измеренной мощности акустического сигнала или шума Р за заданный отрезок времени к мощности синусоидального сигнала Рц с напряжением, равным наибольшему значению напряжения этого сигнала или шума

ОСМ = Р/Ро . (1)

Определенные трудности вызывает формализация и единообразие синтеза огибающей широкополосного акустического процесса. Наиболее приемлемым представляется использование строгого математического определения аналитической огибающей акустического сигнала или шума, сформированного с использованием колебания, сопряженным с исходным по Гильберту, что позволяет выявить такие параметры формы сигнала, как крутизна интервалов нарастания и спада акустического сигнала или шума.

Крутизна - отношение разности максимального и минимального уровней на интервале нарастания (спада) огибающей к длительности нарастания (спада) огибающей. Это объективные параметры для оценки воздействия акустических сигналов и шумов на

человека. В работе предлагается оценивать и контролировать ненормированные параметры модуляционных функций и их распределения, например:

• крутизну атак акустических сигналов и шумов ¿кр.а> дБ/с;

• глубину изрезанности спектра акустических сигналов и шумов Мсп, %;

• крутизну нарастания и спада спектра на октаву £кр сп, дБ/октава;

• относительную среднюю мощность, ОСМ;

• значения инфранизких ритмических частот.

В результате анализа восприятия человеком различных звуковых раздражителей обоснованы следующие нулевые дифференциальные пороги ненормированных параметров шума:

1) Нулевой дифференциальный порог крутизны атаки акустического сигнала или

шума

¿краО =ЛХ/ ©а,

где Д£ - минимальный перепад уровней звука, который ощущает человек, Д£ = 1 дБ. 0, -усредненная длительность атаки акустического сигнала или шума, ощущаемая человеком, 0а = 50 мс. Тогда Дф а0 = 20 дБ/с.

2) Нулевой диффеуенииальный порог крутизны спада акустического сигнала или шумаЦ.рил

£<ф спО = А£/ ©СП •

где ©сп - усредненная длительность спада акустического сигнала или шума, ощущаемая человеком, ©и = 100 мс. Тогда ¿«р спо = 10 ДБ/с.

Третья глава посвящена разработке мониторинга ненормированных параметров информационно-акустических сигналов и шумов. В ней приводятся способы формирования спектральных оценок звуковых сигналов, даётся оценка формирования огибающей для последующего модуляционного и ритмического анализа шумового процесса [17,18].

Рис. 3. Алгоритм выявления дополнительных ненормированных модуляционных параметров акустического сигнала или шума

Для решения задачи осуществления контроля ненормированных параметров акустических сигналов и шумов разработан алгоритм (рис.3) и на основании этого алгоритма создан контрольно-измерительный комплекс.

С помощью разработанного контрольно - измерительного комплекса получены результаты измерения ненормированных, модуляционных характеристик акустических сигналов и шумов, связанных со звуковым сопровождением программ ТРВ (ритмические параметры, форма огибающей спектральные параметры и др.). Для примера, яа рис. 4 - 7 и в таблицах 1-4 приведены результаты исследований.

Статистические оценки ненормированных параметров шумовых сигналов подтвердили работоспособность аппаратно-программного комплекса и возможность анализа с его помощью свойств шумового процесса. Подтверждена существенная разница оценок даже однотипных сигналов, наличие связи статистических характеристик шумового процесса и результата его воздействия на человека, что позволяет, в дальнейшем прогнозировать воздействие шумового процесса на слушателя.

Для примера, на рис.4 приведены распределения параметров ОСМс двух сигналов: звука сонара и милицейской сирены. На рис.5 показаны статистические распределения крутизны фронтов для звуковых сигналов, порожденных различными источниками. Видно, что кривые распределений от различных источников имеют существенные отличия.

Рис. 4. Параметры ОСМ (звук сонара-кривая 1, милицейская сирена-кривая 2)

Рис. 5. Статистические распределения крутизны фронтов. Звук сонара: кривая 1 -фронт; кривая 2 - спад; Милицейская сирена: кривая 3 - фронт, кривая 4- спад

Исследования показали, акустические сигналы и шумы, используемые, в том числе в программах ТРВ и имеющие высокие значения крутизны атак огибающей, обладают явно выраженным раздражающим эффектом (табл.1). В то же время звуковые сигналы с крутизной атак меньше 80 дБ сопровождаются нейтральным или успокаивающим воздействием на слушателей. Однако слишком низкие значения крутизны атак огибающей способны вызвать в слушателях эмоциональные состояния подавленности. Так, например, эмоция горя при произнесении какой-либо фразы характеризуется большой длительностью слогов, т.е. смещением амплитудной огибающей звукового сигнала в область наиболее низких частот.

; При этом имеет место плавное нарастание атак и спадов этой огибающей, а параметры мгновенной частоты этого сигнала связаны с плачущими интонациями голоса. Эмоция же раздражения, гнева в отношении той же фразы характеризуется крутыми фронтами атак и спадов огибающей при почти плоской форме амплитуды этой огибающей (рис.2).

Исследования выявили, что акустические сигналы и шумы, которые имеют сильно изрезанный текущий спектр Мт с сильно выраженным уровнем крутизны нарастания и спада спектра более отрицательно воздействуют на человека по сравнению с

сигналами со сплошным спектром и равномерным приростом крутизны нарастания и спада спектра. Глубина изрезанности исследованных спектров (модуляции) превышает 50 - 60 %, а крутизна нарастания и спада спектров достигает 20 - 30 дБ/октава. При этом область изрезанности спектра наблюдается в большей части спектра (в 4 - 5 октавах). Надо отметить, что спектр дождя также имеет изрезанный характер, однако глубина этой изрезанности (модуляции) не превышает 30%, что в совокупности с незначительными уровнями шумового процесса на человека действует успокаивающе (табл. 2). На рис.б, для примера, приведен текущий спектр шума дождя.

Рис. б.Текущий спектр шума дождя. А - нормированная амплитуда частотных составляющих спектра

Таблица 1. Усредненные результаты исследования дополнительных ненормированных параметров шума

Звуковой материал Относительная средняя мощность (ОСЫ« ) Уровень крутизны атаки, Zn,.a дБ/с Характер действия на человека

Воздушный транспорт 0,27 110-120 раздражает

Домашние звуки, звонки, удары 0,22 100-110 раздражает

Наземный транспорт 0,17 90-100 раздражает

Природа, люди, животные 0,20 80-90 нейтральное

Спокойная музыка, проточная вода, дождь 0,08 40-60 успокаивает

формуле

Усреднённое значение крутизны атаки ¿щ-ср.». за период времени Г определится по

(2)

где ¿кр а - измеренный уровень крутизны атаки звука за время усреднения Т.

Эквивалентный уровень длительного шума Ь^ с учетом поправки на крутизну атаки Д|ф а. рассчитывается по формуле

/.3Ko=1oig[ljiow^w+i-ldf

I ' п

дБА.

(3)

Таблица 2. Усредненные результаты исследования текущего спектра акустического шума

Характер звукового материала Максимальная глубина изрезанное™ спектра А£п,% Максимальная крутизна спектра Л^ оь дБ/октава Действие на человека

Дверной звонок 50-70 30-50 Раздражает

Милицейская сирена 40-60 30-40 Раздражает

Звук сонара 50-70 30-50 Раздражает

Трещотка 70-80 30-40 Раздражает

Поезд 30-40 10-20 Раздражает (в поезде успокаивает)

Машинный зал 10 10-20 Утомляет

Автоматическое оружие | 50-60 30-40 Раздражает

Дождь 30 10 Успокаивает

Тиканье часов 30 10 Успокаивает

Если шум имеет непостоянный характер, то его рассчитывают по формуле

.'в 1-1

ДВА

(4)

где ¿зш - эквивалентный уровень, дБА, т.е. уровень постоянного шума в регламентируемый промежуток времени Тв, воздействие которого соответствует воздействию фактического шума с переменным уровнем, измеренным по характеристике А; Тв - регламентируемый промежуток времени, т.е. время усреднения; Ц - продолжительность воздействия j отрезка времени, т.е. отрезок регламентируемого промежутка времени на котором определен усредненный уровень шума ; Дкрл,/ - поправка на крутизну атаки; т - количество отрезков времени.

Величина поправки Дкр,а зависит от времени регистрации шума и от значения самой крутизны атаки £„р.а- Как показали исследования, величина поправки на крутизну атаки должна бьггь тем больше, чем короче шумовой процесс (например, импульсы) и, чем меньше время усреднения процесса. Значения поправки Акра- по аналогии с поправками на импульсный и тональный шум (ГОСТ 12.1.003. «ССБТ. Общие требования безопасности»), приведены в табл. 3.

Акустический сигнал и шум имеет, как правило, непрерывно изменяющиеся форму и состав спектра. Эти спектры могут быть дискретными (гармоническими и тональными), сплошными и смешанными, высокочастотными и низкочастотными.

Для процессов, ограниченных во времени, введено понятие текущего и мгновенного спектра. Для примера, на рис.6 приведен текущий спектр шума дождя.

Характеристика Обозначение Значение

Крутизна атаки, дБ/с ■^крл 100-120 и более

Время измерения шумового процесса, с / до 5

Время интеграции шумового процесса, мс 1 23

Величина поправки, дБА Ач>» 5

В практике часто приходится иметь дело с энергетическим спектром сигнала или плотности спектра квадрата амплитуд А(х), что представляет собой спектральную

плотность по интенсивности Дм) = кА2(и>), т.е спектральная плотность - интенсивность звука в полосе частот шириной в 1 Гц.

Спектральный уровень плотности В равен

г = 1018(УД,), (5)

где Уо = 10"12 Вт/м 2 - нулевой порог интенсивности звука, а размерность J в 1/Гц..

Часто вместо спектральной плотности пользуются звуковым давлением, тогда формула (5) примет вид:

В = 201е(рои/ро ) - Ю18 Л/оет , (6)

где ро = 2-10'5 Па -нулевой порог слышимости; &/0КТ - ширина соответствующей октавы.

Учитывая тот факт, что действие акустического сигнала или шума на человека сильно зависит от вида текущего спектра, необходимо ввести поправку Дел к вычислению спектрального уровня звука Вк, тогда формула (6) примет вид.

Вк « 2Щ(Рои/Ро)-1018ДГ„„ +Д<„, дБ (7)

гдеДсп- поправка на характер текущего спектра сигнала или шума, дБ.

В инфранизкочастотной области спектра огибающей акустического сигнала или шума выделены три доминирующие частоты, имеющие максимальные амплитуды и оказывающие негативное влияние на человека (рис.7).

0,43 А

0,32 0.2 0,086 Л

М \

_

0.51563 1.0312 1,5466 2.0625 Частота, Гц

Рис. 7. Спектральная оценка амплитуд ритмических частот огибающей шума дождя

Величину поправки До, по аналогии с поправками аа тональный или импульсный характер шума, принятыми в ГОСТ 12.1.003. (ССБТ Общие требования безопасности), примем равной 5 дБ. ( табл. 4). Тогда суммарный уровень звука ¿2 определится по формуле

/^101Е£{ю°-1з<;к . {8)

*=1

Таблица 4. Величина поправки на характер спектра шумового процесса Асп

Характеристика Обозначение Значение

Максимальная глубина изрезанности спектра, % Мс„ 60 и более

Максимальная крутизна спектра ¿крспАжлип 20-30 и более

Число октавных полос с изрезан ностъю спектра 4 — 5 и более

Время регистрации процесса, с 1, ДО 5

Величина поправки, дБА А». 5

Контроль над атаками и спадами элементов амплитудной огибающей акустических сигналов и шумов позволяет, кроме того, измерять количество этих атак в единицу времени.

Данный параметр связан уже с ритмическими характеристиками сигналов и шумов и позволяет оценить их воздействие на биоритмы человека.

Проведенные исследования по выявлению периодичности появления элементов амплитудной огибающей у различных акустических сигналов и шумов (например, периодичность слогов и слов в речевом сигнале) показали, что такая периодичность соответствует области инфранизких частот. При этом, поскольку форма элементов амплитудной огибающей является сугубо нелинейной (рис.2), то такая периодичность элементов содержит большое количество гармоник. Опасность здесь заключается в том, что многие из этих гармоник совпадают с естественными биоритмами человеческих органов и особенно головного мозга. Например, было выявлено, что для головного мозга являются опасными 5 -9 гармоники амплитудной огибающей звука сонара и 7 - 12 гармоники амплитудной огибающей звука поезда, так как они совпадают с тега 0 (4 - 7 ПО биоритмами мозга, данные частоты биоритма связаны с чувством подавленности, страха. Подобные состояния человека могут быть навязаны человеку извне при помощи акустических сигналов, содержащих в своих модуляционных функциях данные инфранизкие частоты.

С навязыванием мозгу инфранизких частот извне сталкивается любой человек, который некоторое время слушал шум дождя. Возникает состояние сонливости вследствие наличия в амплитудной огибающей шумового процесса инфранизких частот, соответствующих дельта-ритму головного мозга. Экспериментально полученный график спектральной оценки ритмических частот огибающей шума дождя показан на рис.7.

Таким образом, исследования ненормированных параметров акустического шума и сигнала показали, что их условно можно разделить на раздражающие и нейтральные. Шумовые процессы воспринимаются слушателем как наиболее неприятные при следующих условиях:

• крутизна передних фронтов ¿ц, а, как правило, увеличивается;

• спектральные характеристики шумов с негативным воздействием отличаются большей широкополосностыо, глубиной изрезанное™ спектра „ и крутизной нарастания и спада спектра ¿kp.cn »

• средняя величина ОСИ; возрастает.

Поправка Д*ра на крутизну атаки Ь ^ шумового процесса, поправка До, на глубину изрезанности спектра Мт и крутизну нарастания (спада) шумового процесса должны суммироваться с результирующими значениями уровня шума. Величины поправок Дир.а и Дел принимаем равными 5 дБ.

В четвертой главе приведены наиболее перспективные методы контроля за информационно-акустическими шумами и ЭМП , так как позволяет наиболее оперативно контролировать уровни сигналов и выбирать необходимое количество контрольных точек для измерений [2,4, 7,15, 16,18, 22]. На рис. 8 приведена структурная схема мониторинга на основе использования радиоканала, служащего для передачи информации об акустическом режиме в городе. Здесь, кроме шумоизмерительной аппаратуры, необходимо иметь радиопередатчик и радиоприемник.

Рис. 8. Структурная - схема акустического мониторинга с использованием радиоканала передачи информации. (АПИК- аппаратно-программный измерительный комплекс на базе персонального

компьютера)

Эта система постоянного контроля имеет ряд недостатков:

1) требуется достаточно дорогое оборудование (радиопередатчик н радиоприемник);

2) необходимо выделение диапазона радиочастот для передачи данного вида информации, что в условиях загруженности всего радиочастотного диапазона такое выделение представляется довольно проблематичным.

В качестве радиоканалов, в случае передачи эколого-акустической информации на сравнительно небольшие расстояния могут быть использованы радиомикрофоны. Кроме того, для создания сети акустического мониторинга возможно использование каналов радиотелефонной связи и каналов сотовой связи.

При использовании проводного канала для передачи информации о шумовом режиме в городе, могут использоваться существующие сети передачи данных или телефонные сети. Этот вариант построения сети постоянного контроля акустических шумов имеет недостатки:

1) необходимо разрешение соответствующих органов, владеющих этими сетями;

2) необходимо иметь дополнительную аппаратуру согласования приборов акустического мониторинга с сетью проводной связи.

Система акустического мониторинга города может быть реализована на основе использования существующих проводных каналов - сети передачи данных и телефонной сети, а также на базе слабо загруженных сетей проводного вещания и уличной звуко-фикации, при этом в последнем случае имеется возможность вместо измерительных микрофонов использовать уличные громкоговорители.

Одним из вариантов построения сети акустического мониторинга на базе сети уличной звукофикации является использование уличных громкоговорителей в качестве микрофонов, т.к. электродинамические громкоговорители, работающие на рупор, являются обратимыми электромеханическими преобразователями. Для организации контрольных точек сети акустического мониторинга можно использовать устройства управления уличными громкоговорителями (АВУГ), при этом в них необходимо дополнительно ввести: шумомер, кодер, модулятор и др.

На рис. 9 приведена структурная схема построения сети акустического мониторинга в мегаполисе на основе использования сетей проводного вещания и массового оповещения.

Лики* сетей массового оповещения °f

Трансфер-кагор

ЛП

Травсфор-иатор

Ж

Уличные громкоговорители

Цеятр обработай

информации

Трансформатор

ж: ^

Уошпеяь проводит

Шукомер

Канал (линия ахай) передачи информации <_| Приемник F

Индамор

Саиосиац тоомгсй

Псрепилышв

кожыэгер

РПере датчик

Рис. 9. Структурная схема акустического мониторинга с использованием сетей массового оповещения

Эта система контроля обладает рядом преимуществ по сравнению с другими:

1) уличная сеть проводного вещания и массового оповещения существует реально на основных магистралях города;

2) в этой системе можно вместо измерительных микрофонов использовать уличные громкоговорители;

3) использование цифровых методов передачи на сетях ПВ в диапазоне частот от 150 до 500 кГц и более позволяет при сохранении электромагнитной совместимости с

существующими системами радиовещания и проводного вещания организовать дополнительную информационную систему акустического мониторинга. Обеспечение требований к затуханию и верности передачи цифровых сигналов может быть достигнуто на основе использования регенераторов, устанавливаемых на трансформаторных подстанциях ПВ.

Во всех выше приведённых схемах энергоинформационного мониторинга в качестве измерительной аппаратуры может быть использован, разработанный аппаратно-программный измерительный комплекс АГШК, который позволяет контролировать не только гостированные параметры сигналов ТРВ и мобильной связи, но также и дополнительные ненормированные параметры (крутизну атак сигналов, крутизну спектра и др.)

Разработанный измерительный комплекс может быть успешно использован для мониторинга модуляционных параметров низкочастотных модулирующих функций

Рис. 10. Структурная - схема мониторинга модуляционных параметров низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов ТРВ и мобильной радиосвязи (с использованием радиоканала передачи информации )

Пироэлектричество связано с сильными электрическими полями (спонтанной поляризацией), появляющееся в пироэлектрике-изоляторе (сегнетоэлектрические кристаллы, керамика) при относительно малом изменении температуры.

Рассмотрим в общем виде эффективность преобразования оптической (ИК) энергии в электрическую с помощью пироэлектрических приемников. Допустим, что падающее излучение полностью термолизуется в приемнике (безразлично, что используется керамика или монокристалл). Если термолизукяцая доля падающего излучения Д то в нашем случае й = 1, а эффективность преобразования можно записать в виде

П = Ро-п-г, , (13)

где 1/Ц) - мощность падающего излучения; ц - токовая чувствительность определяемая для приемника, площадью А, покрытой электродами поверхности приемника, перпендикулярной пироэлектрической оси. Для максимального коэффициента качества после преобразования получим выражение

, (М)

сре

где б1" - действительная часть комплексной диэлектрической проницаемости приемника; Ре пироэлектрический коэффициент, Ср - удельная теплоемкость.

Основным достоинством пироэлектриков, в отличие от других тепловых приемников, является то, что токовый отклик зависит от скорости изменения температуры. По этой причине максимальный отклик получается при временах меньших времени термической

релаксации Тг приемника, поэтому пирозлектрики являются значительно более высокочастотными приемниками, чем другие тепловые приемники. То есть являются наиболее перспективными материалами для регистрации ИК и СВЧ диапазона спектра ЭМИ. Структурная схема разработанного пироэлектрического прибора приведена на рис.11.

Основным элементом схемы является детектор на основе пирокерамики ТКС-21. Детектор представляет собой кристалл на-основе системы РЬТЮ3СаТЮ3, модифицированный N<1, С<3 и и отличающейся высокой пироактивностью и химической стабильностью. Ниже приведены некоторые характеристики ТКС - 21:

• Температура точки Кюри, °С, 210-230.

• Относительная диэлектрическая проницаемость 380 - 430.

• Пьезомодуль йзз, п Кл/Н, не менее 75.

• Пьезомодуль ёз 1, п Кл/Н, не более 20.

• Пирометрический коэффициент у, 104 Кл/м2 К 5,0 -5,5. Работоспособность прибора была проверена в лабораторных условиях на трех

источниках инфракрасного излучения с разной температурой, когда измерялась зависимость показаний прибора как от изменения температуры источников инфракрасного излучения, так и от расстояния между источником и прибором, поэтому, если в полевых условиях геопатогенные излучения различного происхождения попадают в спектральную область, на которую реагирует прибор, ИК и СВЧ диапазоны, то такие излучения им обнаруживаются.

Электр о-двигат. с обтюратором

Пиро детектор

Предварит. усилитель

Аттенюатор

Выходной усилитель

Синхрон ный

детектор

Индикатор

Оптопара

Рис. 11. Структурная схема пироэлектрического измерителя инфракрасного и СВЧ облучения

Предложенный метод контроля на основе использования пироэлектриков, позволяет не только оценивать излучения от аппаратуры телерадиовещания в ИК и СВЧ диапазонах, но и выявлять изменения характера излучений тела человека в Ж диапазоне при скрытых негативных воздействиях на него электромагнитных и акустических сигналов и шумов с ненормированными модуляционными параметрами, что создает возможность для создания индивидуальной защиты человека в отношении таких скрытых негативных воздействий.

В пятой главе приводятся основные направления снижения энергоинформационного загрязнения мегаполиса от систем телерадиовещания и мобильной радиосвязи. Для оценки содержания негативной информации в программах ТРВ предлагается контролировать с помощью разработанного АПИК следующие параметры сигналов: энергетические, ритмические, спектральные, а также параметры формы и параметры кепстрального оценивания. Можно также осуществлять контроль за психофизиологическими параметрами человека. Предложены меры защиты от негативного воздействия сигналов ТРВ:

• подача предупреждающего сигнала об опасном характере информации;

• автоматическое выключение источника информации или переключение на другой канал;

• автоматическое введение компенсирующей информации;

• компенсирующая обработка информационного сигнала;

• непосредственное компенсирующее воздействие на самого человека.

В приложении I приводятся техническое описание аппаратно-программного измерительного комплекса АПИК и результаты его испытаний. АПИК обеспечивает формирование оценок, близких требуемым соответствующими ГОСТами.

В приложении 2 приведены результаты измерений ненормированных дополнительных параметров акустических сигналов. Полученные результаты статистической оценки ненормированных дополнительных параметров акустических сигналов подтвердили работоспособность АПИК.

В приложении 3 приведены субъективно-статистические испытания и объективные статистические характеристики акустических сигналов и тестовых программ. По результатам испытаний сделан вывод о связи статистических характеристик акустического процесса и восприятия его слушателем, а значит можно прогнозировать воздействие источника сигнала на слушателя.

Приложение 4 посвящено анализу механизма воздействия ЭМП на организм человека.

В приложении 5 даются принципы регистрации интенсивности ЭМИ на основе эффекта экранирования, для чего используется диэлектрическая матрица типа ЩПС на базе кристалла КГ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выявлен ряд ненормированных модуляционных параметров в акустических сигналах и шумах и в низкочастотных модулирующих функциях высокочастотных электромагнитных сигналов, что позволяет выявлять процесс возникновения и усиления скрытой, неосознаваемой негативной информации в модуляционных параметрах сигналов телерадиовещания, в том числе, вследствие некоторых традиционных видов обработки и передачи этих сигналов.

2. При оценке экологических загрязнений среды электромагнитными и акустическими сигналами телерадиовещания, наряду с энергетическими характеристиками предложено использовать некоторые информационные характеристики этих сигналов, что позволяет оценить степень опасности для населения при воздействии скрытой, неосознаваемой негативной информации, содержащейся в модуляционных параметрах данных сигналов.

3. Разработан метод и алгоритм контроля дополнительных ненормированных модуляционных параметров акустических сигналов и шумов и низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов на основе выделения их из аналитической огибающей и мгновенной частоты, с помощью аппаратно -программного измерительного комплекса.

4. Определены величины поправок к результирующим уровням акустических сигналов и шумов, измеренных по существующим методикам, что позволяет учитывать негативное влияние дополнительных ненормированных параметров данных сигналов и шумов на человека.

5. Разработаны методика регистрации и метод контроля излучения в ИК и СВЧ диапазонах на основе использования пироэлектриков.

6. Разработаны основные направления контроля и снижения энергоинформаци-оиного загрязнения мегаполиса от систем телерадиовещания и мобильной радиосвязи, которые позволяют создавать экологически чистые программы телерадиовещания и индивидуальные средства защиты человека в отношение содержания в них скрытой, неосознаваемой негативной информации.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Абрамов В.А., Копылов А.М., Павлова Ю.А. Техногенные и психофизиологические аспекты экологии природной и информационной сред // Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь», от 10.06.2002, № 2208 св. 2002 - С. 2 -11.

2. Абрамов В.А, Копылов А.М., Рысин Ю.С., Павлова ЮЛ. Пути снижения электромагнитного загрязнения от телерадиовещания // S-я Международная НТК "Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии - ФРЭМЭ-2002 ". - Владимир: ВлГУ, 2002. -Доклады. - С. 270-273.

3. Венедиктов М.Д., Павлова Ю.А. Тенденции развития услуг связи в России //11-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. A.C. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания ».- Материалы, 2002. - С.23-26.

4. Венедиктов М.Д., Павлова Ю.А., Крутиков Ю.А. Использование предельных возможностей фотоприемников телевизионного типа и систем инфракрасного излучения в медицинской диагностике и экологии II 5-я Международная НТК «Новое в охране труда, окружающей среды и защите от чрезвычайных ситуаций». -Алма-Аты: 2002.- Материалы. -С. 53-54.

5. Венедиктов М.Д., Павлова Ю.А. Темпы роста и тенденции телекоммуникационных услуг в России // Международный форум информатизации - МФИ-2002. Конференция «Телекоммуникационные и вычислительные системы».- Труды,- С. 70-73.

6. Павлова Ю.А. Проблемы минимизации дозы облучения пациентов II 2-я Международная научно-практическая конференция «Московская наука - проблемы и перспективы». - Москва. - 2002,- Материалы.-С. 232 - 235.

7. Павлов А.Н., Павлова Ю.А. Дозиметрия электромагнитных излучений радиодиапазона // 5-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации» Владимир: ВлГУ, 2003. - С. 39-40.

8. Абрамов В.А., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Информация, телерадиовещание и человек И 12-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. A.C. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания», Пушкинские Горы - Москва, 2003.-С. 59-61.

9. Абрамов В.А., Рысин Ю.С., Кильдеев И.А., Павлова Ю.А. Управление процессом получения и обработки экологической информации // Международный Форум информатизации МФИ-2003. Конференция «Телекоммуникационные и вычислительные системы», Тезисы. - С. 108-109.

10. Абрамов В.А., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Экологический мониторинг городских шумов И 5-я Международная НТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии - ФРЭМЭ-2004»,- Владимир: ВлГУ, 2004.- Книга 2. - С. 190-191.

11. Абрамов В.А., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С., Систер В.Г. Мониторинг физических излучений инфранизких частот // 13-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А.С.Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания».- Москва -Пушкинские Горы: 2004. -Материалы. - С. 23 - 26 .

12. Павлова Ю.А. Акустические загрязнения мегаполиса. Специфика их воздействия на население// 1-й Московский Форум.-Материалы, книга 2,- С. 332-338.

13. Павлова Ю.А., Морозов Ю.А. Анализ причин снижения экологической безопасности и комфортности городской среды вследствие воздействия городских шумов на

население // 14-й Международный Форум «Медико-экологическая безопасность, реабилитация и социальная защита населения» Москва: 2004. - С. 35-38.

14. Абрамов В.А, Копылов А.М., Рысин Ю.С., Павлова Ю.А. Варианты систем постоянного контроля городского шума // 6-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации»- Владимир: 2005. - Материалы. - С. 268-269.

15. Павлова Ю.А. Энергоинформационное воздействие телерадиовещания // 4-я Международная конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения - ИНТЕРМАТИК-2005».- М.: МИРЭА, 2005. Часть 2. - С.195-199.

16. Абрамов В.А., Павлова Ю.А., Попов О.Б., Рысин Ю.С. Испытания контрольно-измерительного комплекса АШАН-1/5 // Международный форум информатизации МФИ-2005.- НТК «Телекоммуникационные и вычислительные системы»- М.:МТУСИ, 2005. -Труды.-С. 96 - 97.

17. Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. О необходимости создания единой экологической карты Москвы // Международный форум информатизации МФИ-2005.- НТК «Телекоммуникационные и вычислительные системы»- М.:МТУСИ, 2005.- Труды. - С.138 -139.

18. Копылов А.М., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Использование сети уличной звукофшсации для построения системы эколого - акустического мониторинга в мегаполисе // Электросвязь. - 2007. - № 2.- С.49 - 51.

19. Павлова Ю А, Цыганов Д.И. Мониторинг акустических загрязнений мегаполиса //Третий Московский научный форум -М: 2006- Материалы форума. -С. 173-179.

20. Павлов А.Н., Павлова Ю.А. Физическое моделирование на щелочно-галоидном кристалле молекулярной стадии вирусно-генетического онкогенеза // Медицинская физика. • 2003. - № 1 (17). - С. 40-49.

21. Павлова Ю.А. Электромагнитные загрязнения, инициирующие молекулярную стадию онкогенеза II 5-я Международная НТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии.ФРЭМЭ-2004».- Владимир: ВлГУ,2004.- Книга2.-С. 195-198.

22. Абрамов В.А., Павлова ЮЛ., Рысин Ю.С. Информационное воздействие акустических сигналов телерадиовещания на человека // Электросвязь. -2007.- №2.- С.56- 58.

Подписано в печать 02.03.2007 г. Объем 1Д усл.пл._

Формат 60x84/16 Тираж 100 экз.

ООО «Инсвязьиздат». Москва, ул. Авиамоторная, д. 8

Заказ (У-

Список основных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Глава ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

1 ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ, СОЗДАВАЕМОГО ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЕМ И МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗЬЮ

1.1. Опасности, связанные с воздействием на человека энергетической и 16 информационной составляющих сигналов телерадиовещания

1.2. Роль модуляции в развитии биологического эффекта

1.3. Осознаваемая и неосознаваемая информация в сигналах 25 телерадиовещания и мобильной радиосвязи

1.4. Антропогенные источники электромагнитных полей, их предельно 34 допустимые уровни и методы регистрации

1.5. Определение характеристик информационно-акустических сигналов и 44 шумов, подлежащих контролю

1.6. Особенности контроля характеристик акустических сигналов и шумов 48 современными приборами

1.7. Некоторые особенности модуляционных функций источника

1.8. Постановка задачи 56 Выводы по первой главе

Глава ВЫБОР И ОЦЕНКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ (НЕНОРМИРОВАННЫХ)

2 ПАРАМЕТРОВ ИНФОРМАЦИОННО-АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И ШУМОВ

2.1. Спектрально-корреляционные свойства конкретных звуковых сигналов 59 и особенности их восприятия

2.2. Дополнительные характеристики акустических сигналов и шумов, свя- 60 занные с негативным воздействием на население

2.3. Энергетические параметры акустических сигналов и шумов

2.4. Параметры формы шумового сигнала

2.5. Периодичности в акустических сигналах

2.6. Ритмические и инфразвуковые параметры акустических сигналов и 68 шумов

2.7. Оценка ритмических характеристик шумового акустического 72 процесса

2.8. Параметры селективных составляющих шумового сигнала

2.9. Пороги ненормированных параметров информационно - акустических 75 шумов (сигналов)

Выводы по второй главе

Глава РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА МОНИТОРИНГА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ

3 ПАРАМЕТРОВ ИНФОРМАЦИОННО-АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И • /:

ШУМОВ ; ■'■ . .щ

3.1. Способы формирования спектральных оценок звуковых сигналов

3.2. Сегментация шумового сигнала при формировании спектральной 80 оценки

3.3. Повышение точности спектрального анализа в базисе БПФ

3.4. Повышение точности формирования огибающей и мгновенной 83 частоты

Глава

3.5. Алгоритмы обработки дополнительных ненормированных параметров 84 акустических сигналов и шумов

3.6. Методика исследования дополнительных ненормированных 88 параметров акустических сигналов и шумов

3.7. Основные результаты исследования дополнительных 91 ненормированных параметров акустических сигналов и шумов

Выводы по третьей главе

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОНИТОРИНГА ЗА ИНФОРМА- 102 ЦИОННО-АКУСТИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ СИГНАЛАМИ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

4.1. Особенности мониторинга за информационно-акустическими 102 сигналами и шумами в условиях мегаполиса

4.2. Использование сетей проводного вещания и уличной звукофикации 106 для эколого-акустического мониторинга

4.3. Организация контрольных точек акустического мониторинга на базе 109 устройств управления уличными громкоговорителями

4.4. Организация цифровых каналов эколого-акустического мониторинга в 111 свободных полосах частот проводного вещания

4.5. Организация каналов акустического мониторинга в высокочастотной 116 части спектра ПВ

4.6. Применение пироэлектрического эффекта для регистрации 122 широкополосных ЭМИ в ИК и СВЧ диапазонах

4.7. Основные особенности прибора на основе пироэлектриков

4.8. Результаты лабораторных испытаний макета прибора 128 Выводы по четвертой главе

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ НАСЕЛЕНИЯ 131 К НЕГАТИВНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

5.1 Общие меры повышения устойчивости человека и общества к негативным воздействиям ТРВ и мобильной радиосвязи

5.2. Предложения по контролю параметров сигналов ТРВ и мобильной 133 радиосвязи

5.3. Предложения по техническим методам борьбы с электромагнитным 142 загрязнением

Выводы по пятой главе

Известно, что наряду с природными звуками и шумами техногенные шумы, вибрации, колокольный звон, уличная музыка, взаимные звуковые раздражители существенно влияют на комфорт общения, труда и отдыха. Транспортные и промышленные, социально-бытовые шумы и звуковые раздражители хорошо известны горожанам, и особенно жителям мегаполисов.

Трудно переоценить роль электросвязи и радиотелефонии в развитии акустического (звукового) общения людей, живущих на нашей планете. Только благодаря высокой скорости передачи электрических и радиосигналов стало возможным общение на больших расстояниях, на разных континентах в реальном масштабе времени. Однако нельзя забывать об информационной безопасности !

Прогресс в мобильной телефонии, в телерадиовещании и звуковоспроизводящих систем сопровождается неизбежным ухудшением акустического комфорта проживания (труда и отдыха) населения за счет не только увеличения числа активных звуковых источников (громкоговорителей, сторожевых систем, навязчивых рекламных объявлений, трамвайных разговоров), но и за счет непосредственного радиооблучения органов человека (мозга и нервов) в широком диапазоне частот различных видов модуляции! Помимо непосредственного кумулятивного (накопительного) теплового воздействия на нервы (слуховые, зрительные и др.) и - снижение чувствительности слуха и остроты зрения - весьма опасны информационные - осознаваемые и неосознаваемые (скрытные) аспекты психолингвистических влияний, воздействий [1, 4, 5, 8, 57, 70, 79]

Отметим, что характерный для российских климатических условий уровень теплоизоляции помещений и жилищ сопровождается увеличением звукоизоляции источников звука и слуховых органов человека, а также источников радиооблу-ения и нервной системы человека. В этом смысле неразумно распространение радиотелефонии в учебных заведениях, на транспорте и даже в метро ! Десятки лет потребовалось на понимание вреда и на запрет курения в в общественных местах и на транспорте. То же самое будет скоро и с мобильной радиосвязью.

Энергоинформационный мониторинг мегаполиса включает выявление, фиксацию, конструктивную нейтрализацию источников экологического загрязнения акустической и радиочастотной областей природного, техногенного и социально-бытового происхождения [74].

Наша столица МОСКВА - мегаполис. Условия жизни и деятельности многомиллионного города жизненно актуальны, даже не касаясь экстремальных, чрезвычайных ситуаций. Воздействия загрязнений воздуха (смога) и воды, акустических шумов, СВЧ облучения пагубно влияют на население, особенно на формирование детских организмов. Развитие телерадиовещания и мобильной радиосвязи не только усугубило акустический дискомфорт жилищ и городских территорий, но и привело к пробле-мам СВЧ загрязнений от базовых станций, в местах скопления людей, к снижению общей культуры сосуществования больших масс людей, к принципиальных аспектам чрезвычайных условий [19, 20, 98]

Природа одарила Человека осмысленной речью и способностями абстрактного мышления, выделив его из окружающего животного мира. Известно, что возможности наших органов чувств уступают некоторым животным, но человек достиг многого своим разумом. Он придумал письменность и электросвязь - расширив тем самым информационный обмен территориально и во времени (между поколениями). Только человек умеет передвигаться в пространстве быстрее звука. В то же время нам особенно мешают шумы, обусловленные современными достижениями Акустики и Радиосвязи, сопровождаемые облучениями человеческого мозга.

Актуальность темы. В настоящее время экологическая обстановка в мегаполисе явно неблагоприятна. Это связано с условиями жизнедеятельности города, а именно: с большой плотностью населения, многоэтажностью, загазованностью и запыленностью воздушной среды, а также возросшим уровнем электромагнитных и акустических излучений. Последнее связано с тем, что превращение современной цивилизации в информационную неизбежно сопровождается ростом использования энергии, а значит увеличением уровня загрязнения среды электромагнитными, акустическими и другими физическими полями, поскольку передача, преобразование и прием информации происходит не непосредственно, а при помощи одного из видов энергетических полей. Это характерно также для телерадиовещания и мобильной радиосвязи.

Что общего существует между физическими полями и сигналами различной природы при их воздействии на человека? Этим общим является энергия и информация. В случае, когда сигналы содержат большую энергию, именно она представляет наибольшую опасность. Если же энергия сигналов сравнительно мала, то главным фактором воздействия на человека становится информационное содержание [25]. Особенностью передачи информации на основе энергетических полей является использование различных видов модуляций - амплитудной, частотной, импульсной и т.д. Обратное также верно, т.е. любая модуляция природного или технического характера электромагнитных, акустических, световых, тепловых и других колебаний содержит в себе информацию - осознаваемую и скрытую, неосознаваемую, на которую неизбежно реагирует либо сознание человека, либо его эмоции, либо психофизиология и структуры тела. Человек, как приемник модулированных сигналов различной природы, характеризуется тем, что диапазон его сознательного восприятия сигналов оказывается ограниченным. Модулированные сигналы, которые находятся вне диапазона сознательного восприятия, тем не менее, оказывают на человека скрытое, несознаваемое информационное воздействие.

Модулированные сигналы, содержащие как осознаваемую, так и скрытую, неосознаваемую информацию, способны воздействовать на различные структуры человека. Так, одна и та же фраза, содержащая осознаваемую информацию, но поданная с разными эмоциональными оттенками, способна вызвать в слушателе различные эмоциональные состояния. Эти состояния связаны со скрытым воздействием различных модуляционных параметров, содержащихся в том же сигнале.

В связи с этим в последнее время обращается внимание не только на энергетическое воздействие телерадиовещательных электромагнитных и акустических сигналов, но и на их скрытое, неосознаваемое информационное воздействие, при котором определяющим параметром является модуляция и особенно в инфра-низкочастотном диапазоне [58,113]. Неосознаваемые воздействия сигналов телерадиовещания (ТРВ) и мобильной радиосвязи на человека и животный мир изучены выборочно. Известны узконаправленные зарубежные и отечественные исследования в области телевидения. Требуют изучения такие ненормированные модуляционные параметры сигналов как крутизна атак и спадов в модуляционных функциях, содержание в них инфранизких частот, соответствующих биоритмам мозга и т.п. Необходимость таких исследований связана еще и с тем, что в процессах детектирования и перекрестной модуляции радиоволн на нелинейных элементах клеток тела человека могут возникать, в том числе и инфранизкочастотные колебания, способные воздействовать на биоритмы тела и мозга.

Следовательно, на человека могут непосредственно воздействовать как акустические сигналы, так и низкочастотные модулирующие функции высокочастотных электромагнитных сигналов. В этом заключена общность между полями и сигналами различной физической природы при их воздействии на человека.

О важности оценки и контроля дополнительных ненормированных модуляционных параметров (ДНМП) различных сигналов, свидетельствует также тот факт, что конечным результатом любых видов искажений исходных сигналов, подвергшихся обработке и передаче по каналам связи (амплитудных, частотных, нелинейных), являются искажения их модулирующих функций - аналитической огибающей и мгновенной частоты.

Проблемам воздействия на человека электромагнитных и акустических полей и сигналов, в том числе, содержащих скрытую, неосознаваемую информацию, посвящены работы таких известных ученых, как Ю.Г. Григорьев, A.C. Пресман, А. Моль, В.П. Морозов, И.М. Коган, С.Р. Немцова, Д.И. Цыганов, Л.Т. Сушкова и др. Диссертация является продолжением исследований, проводившихся в МТУСИ (бывшем МЭИС) И.Е. Гороном, М.А. Сапожковым, В.А. Нюренбергом, Л.З. Паперно-вым, А.П. Ефимовым и др.

Цель работы - обоснование выбора технических решений, обеспечивающих возможность повышения экологической безопасности населения города в отношении воздействия электромагнитных и акустических сигналов телерадиовещания и мобильной радиосвязи, на основании оценки энергетических и модуляционных параметров этих сигналов и разработки алгоритмов и методики их контроля.

Методы исследования. В работе использовались элементы теории звуко-восприятия, статистической радиотехники, теории распространения волн, экологии, биофизики, компьютерных технологий и других наук.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Расширены представления об общности между электромагнитными и акустическими полями и сигналами при воздействии их на человека, когда объединяющим началом между этими полями и сигналами различной физической природы в отношении человека являются их модуляционные характеристики.

2. Предложено при мониторинге загрязнений среды электромагнитными и акустическими сигналами телерадиовещания и радиосвязи, наряду с традиционными частотно-энергетическими характеристиками, оценивать некоторые информационные модуляционные параметры (характеристики) этих сигналов, связанные со скрытым негативным воздействием на человека, а именно:

• крутизна атак;

• низкочастотная составляющая в огибающей;

• периодические (ритмические) структуры в параметрах сигналов (шумов);

• крутизна нарастания и спада спектральной плотности сигнала и шума;

• глубина изрезанности текущего спектра процесса.

3. Обоснована оценка параметров, выявлены нулевые пороги ДНМП акустических сигналов и шумов, определены значения поправок к результирующим уровням акустического сигнала и шума, измеренных по существующим методикам.

4. Разработаны метод и алгоритм контроля ненормированных модуляционных характеристик акустических сигналов и шумов и низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов на основе выделения их из аналитической огибающей и мгновенной частоты.

5. Разработан мониторинг информационно-акустических сигналов и шумов в условиях мегаполиса.

6. Предложено контролировать излучения от аппаратуры телерадиовещания и радиосвязи в ИК и СВЧ диапазонах на основе использования пироэлектриков.

Практическая значимость результатов диссертации:

1. Разработан метод выделения ненормированных модуляционных параметров из аналитической огибающей акустических сигналов и шумов, а также низкочастотных модулирующих функций электромагнитных сигналов, что позволяет:

• выявить процесс возникновения и усиления скрытой, неосознаваемой негативной информации в модуляционных параметрах электромагнитных и акустических сигналов ТРВ и радиосвязи, в том числе, вследствие некоторых традиционных видов обработок этих сигналов;

• количественно оценить содержание ДНМП в акустических сигналах и шумах и в низкочастотных модулирующих функциях электромагнитных сигналов, способных оказывать скрытое негативное воздействие на население;

• осуществлять контроль при создании экологически чистых программ телерадиовещания в отношении содержания в них неосознаваемой негативной информации, связанной с некоторыми модуляционными параметрами электромагнитных и акустических сигналов.

2. Создан измерительный комплекс для контроля как ненормированных, так и нормированных параметров акустических сигналов и шумов, а также параметров низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов, что создает предпосылки для развития экомониторинга с целью повышения экологической безопасности населения города в отношении негативных воздействий электромагнитных и акустических сигналов.

3. Применительно к задачам индивидуальной защиты человека от негативных воздействий (оценка взаимодействия физических полей и субъективных реакций человека) разработан прибор на основе пироэлектриков, позволяющий оценивать излучения от аппаратуры ТРВ, абонентских терминалов и базовых станций мобильной радиосвязи в разных частотных диапазонах.

4. Исследован макет устройства для регистрации интенсивности электромагнитных излучений в СВЧ диапазоне на основе квазиметаллизма в диэлектрической матрице, что создает предпосылки для развития дозиметрии в экологии, радиотехнике, медицине, при оценке доз, получаемых биообъектами под воздействием естественных или искусственных источников электромагнитных полей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Применительно к экологическому мониторингу большого города для оценки загрязнений окружающей среды электромагнитными и акустическими сигналами ТРВ и мобильной радиосвязи, наряду с энергетическими характеристиками, необходимо исследовать информационные параметры этих сигналов, связанные со скрытым негативным воздействием на человека.

2. Существует ряд дополнительных ненормированных модуляционных параметров (ДНМП), такие как крутизна атак и спадов, инфранизкие частоты в огибающей, наличие периодических и ритмических структур, в акустических сигналах и в низкочастотных модулирующих функциях электромагнитных сигналов, способных оказывать скрытое, неосознаваемое негативное воздействие на человека.

3. Контроль ДНМП и низкочастотных модулирующих функций высокочастотных электромагнитных сигналов путем выделения их из аналитической огибающей и мгновенной частоты позволяет выявлять скрытые, неосознаваемые негативные воздействия этих сигналов на человека и создавать экологически чистые программы ТРВ в отношении содержания в них скрытой негативной информации.

4. Контроль излучений в ИК и СВЧ диапазонах на основе пироэлектриков позволяет оценивать излучения от аппаратуры вещания и связи.

Материалы и результаты диссертации апробированы на Межрегиональных и Международных конференциях и применяются в научных исследованиях и учебном процессе МТУСИ, в деятельности Госучреждения «Оперативно-производственный Центр информационных технологий» Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Итак, в диссертации обсуждаются два принципиально важных взаимосвязанных аспекта экологии: информационно-акустические шумы и сопутствующие СВЧ загрязнения.

Во введении сформулирована тема диссертации и цели работы, аргументированы актуальность и важность проблемы. Дана аннотация результатов работы.

В первой главе рассмотрены особенности создания энергетических и информационных загрязнений системами телерадиовещания. Сделана попытка расширить представления об общности между электромагнитными и акустическими полями и сигналами при их негативном воздействии на человека. Показано, что объединяющим началом между полями и сигналами различной физической природы в отношении человека являются их энергия и информационное содержание.

Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на человека имеет различный, многообразный характер: непрерывное облучение и периодическое, суммированное от множества передатчиков разной мощности и частоты излучения, а также комбинированное с другими загрязняющими факторами (акустические сигналы и шум, радиация, химические загрязнения).

Особенность передачи информации на основе сигналов различной физической природы состоит в том, что передаваемая информация связана с модуляцией -амплитудной, частотной, фазовой, импульсной и т. д. Поэтому любая модуляция технического или природного характера акустических, электромагнитных, световых, тепловых и других колебаний содержит в себе ту или иную информацию - осознаваемую или скрытую (неосознаваемую), на которую могут реагировать помимо желания либо сознание человека, либо его эмоции, либо психофизиология, клеточные и молекулярные структуры тела. Это связано с тем, что диапазон сознательного восприятия человеком, например, ТРВ сигналов достаточно ограничен.

В этой же главе диссертации приводятся энергетические параметры электромагнитных и акустических сигналов, подлежащих контролю: плотность электромагнитной энергии; уровни звукового давления; эквивалентные уровня звука и др. Обсуждаются особенности контроля характеристик акустических сигналов и шумов и оценок параметров ЭМП современными приборами. Здесь основные трудности связаны с регистрацией инфранизкочастотных модуляционных процессов , совпадающими с биоритмами человека.

Во второй главе дается анализ дополнительных ненормированных параметров информационно-акустических сигналов и шумов, связанные с их негативным воздействием на человека. Рассмотрены особенности модуляционных функций источника (МФИ).

В последнее время обращается внимание не только на энергетическую, но и на информационную сторону воздействия ТРВ электромагнитных, световых и акустических полей, при котором определяющим параметром является модуляция и особенно низкочастотная и инфранизкочастотная модуляция. Эта неосознаваемая человеком модуляция способна оказывать негативное воздействие на естественные биоритмы человека и особенно на биоритмы мозга, находящиеся в области инфра-низких и низких частот. Особенно сильное негативное воздействие на психофизиологию человека оказывает одновременное низкочастотное воздействие на зрительный и слуховой каналы восприятия, что имеет место в телевидении .

Что касается информационных акустических сигналов, то они содержат в себе два отличных друг от друга вида информации: первый вид воспринимается сознанием человека, а второй вид скрытно воспринимается и воздействует на психофизиологию человека.

Параметры сигналов, которые являются носителями неосознаваемой человеком информации (например, эмоциональной) необходимо искать не в характеристиках исходного информационного сигнала, а в его модуляционных функциях -аналитической огибающей и мгновенной частоте. Если имеет место модуляция в источнике при формировании ТРВ сигналов, то существуют и модулирующие функции источника, которые и являются объектом данного исследования. При этом параметры МФИ влияют на характер скрытого воздействия сигналов ТРВ на человека. Для выделения МФИ из исходного широкополосного сигнала может быть пригодным только метод на основе гильбертовского преобразования (ПГ) сигнала.

Удалось выделить несколько групп параметров, позволяющих формализовать объективную оценку воздействия акустических сигналов и шумов на человека, совместив ее результаты с результатами субъективно-статистических измерений.

В результате анализа восприятия человеком различных звуковых раздражителей обоснованы следующие нулевые дифференциальные пороги дополнительных ненормированных параметров шума:

1) Нулевой дифференциальный порог крутизны атаки акустического сигнала или шума;

2) Нулевой дифференциальный порог крутизны спада акустического сигнала или шума.

Третья глава посвящена развитию мониторинга ДНМП информационно-акустических сигналов и шумов. Приводятся варианты формирования спектральных оценок звуковых сигналов, дается оценка формирования огибающей и мгновенной частоты для последующего модуляционного и ритмического исследования шумового процесса.

Для осуществления мониторинга ДНМП акустических сигналов и шумов разработан алгоритм, и практически создан аппаратно-программный измерительный комплекс (АПИК). С помощью этого комплекса удалось оценить характеристики акустических сигналов и шумов звукового сопровождения телевидения (ритмические параметры, форма огибающей, спектральные параметры и др.).

Статистические оценки ДНМП шумовых сигналов подтвердили не только работоспособность аппаратно-программного комплекса, но и возможность изучения с его помощью воздействий на человека информационно-акустических сигналов и шумов. Зафиксированы существенная разница оценок даже однотипных сигналов, наличие связи статистических характеристик шумового процесса с эффектом воздействия на человека. Иными словами, показана возможность прогнозиро-вать воздействие шумового процесса на слушателя. Исследования показали, что акустические сигналы и шумы, которые имеют изрезанный текущий спектр с ярко выраженной крутизной нарастания и спада спектра, более негативно воздействуют на человека по сравнению с сигналами со сплошным спектром и равномерным приростом крутизны нарастания и спада спектра.

Исследования ДНМП акустических шумов и сигналов показали, что их условно можно разделить на раздражающие и нейтральные.

В четвертой главе приведены перспективные методы контроля за информационно-акустическими шумами и ЭМП, так как позволяет наиболее оперативно контролировать уровни сигналов и выбирать необходимое количество контрольных точек для измерений. Система акустического мониторинга города может быть реализована на основе использования радиоканалов, существующих проводных каналов сети передачи данных и телефонной сети, а также на базе слабо загруженных сетей проводного вещания и уличной звукофикации.

Одним из аспектов построения акустического мониторинга на базе сети уличной звукофикации является использование уличных громкоговорителей в качестве микрофонов, т.е. электродинамические громкоговорители, работающие на рупор, являются обратимыми электромеханическими преобразователями. В качестве контрольных точек сети акустического мониторинга предложено использовать устройства управления уличными громкоговорителями.

В этой главе также рассматриваются возможности применения пироэлектрического эффекта для регистрации широкополосных ЭМИ в ИК и СВЧ диапазонах.

Пятая глава диссертации посвящена предложениям по снижению энергоинформационного загрязнения мегаполиса от систем телерадиовещания и мобильной радиосвязи. Рассматриваются технические меры по созданию экологически чистых программ телерадиовещания и по ограничению воздействия электромагнитных полей радиодиапазона на сознание и организм человека. Предложены конструктивные меры защиты от негативного воздействия сигналов ТРВ, например, подача предупреждающего сигнала об опасном характере поступающей информации.

В заключении диссертации приводятся основные результаты работы.

В списке литературы приведены использованные источники и публикации соискателя.

В приложения вынесены:

• Техническое описание аппаратно-программного измерительного комплекса АПИК и результаты его испытаний.

• Результаты измерений ненормированных дополнительных параметров акустических сигналов

• Субъективно-статистические испытания и объективные статистические характеристики акустических сигналов и тестовых программ.

• Анализ механизма воздействия ЭМП на организм человека.

• Принципы регистрации интенсивности ЭМИ на основе эффекта экранирования с использованием диэлектрическая матрица типа ЩГК на базе кристалла Ю.

1. ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ, СОЗДАВАЕМОГО ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЕМ И МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗЬЮ

Выводы по результатам измерений

1. По результатам исследований можно сделать следующие выводы шумовые процессы воспринимаются слушателем как наиболее неприятные при условиях:

• Распределение частоты появления ОСМс смещается вправо, средняя величина ОСМс возрастает;

• Распределение ДОСМк обостряется СКО уменьшается;

• Крутизна передних фронтов, как правило, увеличивается, крутизна заднего фронта влияния на вое

• приятие не оказывает, СКО негативного шума меньше;

• Спектральные характеристики шумов с негативным воздействием отличаются формантной выраженностью (большей широкополосностью и меньшей изрезан-ностью спектра), т.е. по свойствам ближе к естественным информационным сигналам;

• Кепстральные для данного типа шумов малоинформативны в силу отсутствия в составе интенсивных гармонических составляющих.

• Слушатели предпочитают шумовые сигналы с более низкочастотными ритмическими составляющими оказывающими тормозящее (успокаивающее) действие по шкале оценок психофизиологического состояния человека торможение-возбуждение. К шумам природного характера например, шум дождя, проточная вода человек относится благосклонно. Раздражают человека воздушный транспорт, ударные и импульсные звуки.

2. Сделанные выводы о связи статистических характеристик шумового процесса и восприятие его слушателем позволяют, в дальнейшем прогнозировать воздействие источника на слушателя.

3. Появляется возможность разработать рекомендации по изменению характеристик шума, что позволит даже при сохранении его уровня снизить негативное воздействие на слушателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Важным аспектом экологического мониторинга городских условий является оценка загрязнений среды электромагнитными и акустическими сигналами телерадиовещания и мобильной радиосвязи. Наряду с энергетическими характеристиками предложено использовать некоторые информационные характеристики этих сигналов, что позволяет оценить степень опасности для населения при воздействии скрытой, неосознаваемой негативной информации, содержащейся в модуляционных параметрах данных сигналов.

2. Выявлен ряд дополнительных ненормированных модуляционных параметров в акустических сигналах и шумах телерадиовещания и мобильной радиосвязи, что позволяет выявлять процесс возникновения и усиления скрытой, неосознаваемой негативной информации в модуляционных параметрах этих сигналов, в том числе, вследствие некоторых традиционных видов обработки и передачи.

3.Определены величины поправок к результирующим уровням акустических сигналов и шумов, измеренных по существующим методикам, что позволяет учитывать негативное влияние дополнительных ненормированных параметров данных сигналов и шумов на человека.

4. Разработаны метод и алгоритм контроля дополнительных ненормированных модуляционных параметров акустических сигналов и шумов на основе выделения их из аналитической огибающей и мгновенной частоты, позволяющий формировать экологически чистые программы телерадиовещания в отношение содержания в них скрытой, неосознаваемой негативной информации, что создает возможность для повышения экологической безопасности населения города в отношении электромагнитных и акустических сигналов телерадиовещания и мобильной радиосвязи.

5. Разработаны методика регистрации и метод контроля излучения в ИК и СВЧ диапазонах на основе использования пироэлектриков.

6. Разработаны основные предложения по обеспечению устойчивости населения к негативным воздействиям телерадиовещания и мобильной радиосвязи.

1. Абрамов В.А., Копылов A.M., Павлова Ю.А.Техногенные и психофизиологические аспекты экологии природной и информационной сред // Депонировано ЦНТИ «Информсвязь», 2002. № 2206 от 10.06.2002, с. 2 -11, МТУСИ.

2. Абрамов В.А., Копылов A.M., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Пути снижения электромагнитного загрязнения от телерадиовещания // 5-я Международная НТК "Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» ФРЭМЭ-2002 . Владимир: ВлГУ, 2002,- Доклады НТК, с. 270-273.

3. Абрамов В.А., Рысин Ю.С. Негативные инфранизкочастотные воздействия сигналов телерадиовещания II Тезисы докладов. НТК ППС и ИНС МТУСИ. 2002, с.186 187.

4. Абрамов В.А., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Информация, телерадиовещание и человек// 12-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А.С.Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания». Пушкинские Горы - Москва: 2003

5. Абрамов В.А., Павлова Ю.А. Рысин Ю.С. Экологический мониторинг городских шумов // 5-я Международная НТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» ФРЭМЭ-2004»,- Владимир: ВлГУ, 2004,- Книга 2 с. 190-191.

6. Абрамов В.А., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С., Рогацкая Н.В., Василяускас A.A. Исследование и разработка метода контроля геопатогенного ЭМИ в области ИК- СВЧ диапазона на основе пироэлектриков // МТУСИ. Отчет по НИР.- 7.06.2004.

7. Абрамов В.А., Копылов А.М., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Варианты систем постоянного контроля городского шума // 6-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации»- Владимир: 2005,- Материалы, с. 268-269.

8. Абрамов В .А., Попов О.Б., Рысин Ю.С. Опасности, связанные с энергоинформационным воздействием сигналов телерадиовещания на население // 13-я Всероссийская НТК « Современное телевидение».- М.: ФГУП МКБ «Электрон» 2005.

9. Акустика. Справочник./ Под редакцией М.А. Сапожкова,- М.:Связь 1989.

10. Беспалько И.Г О некоторых аспектах теории установки проблемы бессознательного,-Тбилиси: 1978.

11. Бондаренко Е.Г. Датчик для регистрации энергоинформационных процессов // Парапсихология и психофизика № 2, 1994 - с 66-76

12. Бутенко 3. А., Фильчиков А. А. // Экспериментальная онкология, 2000, (декабрь), №22, с.239-245,

13. Буторина A.B., Цыганов Д.И. Павлова Ю.А. Новые медицинские технологии залог здоровья и красоты // Научно-практической конференция «Приоритетные направления развития городской науки на период до 2005 года»,-М.: 2001.-Материалы, с. 109-121.

14. Буторина A.B., Цыганов Д.И., Шафранов В.В., Архаров А.М.,Поляев Ю.А., Выгодин В.А., Морозов Ю.А. Павлова Ю.А Лечение сосудистых новообразований у детей: Методические рекомендации Комитет здравоохранения г. Москвы. - МКНТ, 2002.- 44 с.

15. Венедиктов М.Д.Павлова Ю.А. Тенденции развития услуг связи в России // 11-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А.С.Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания » Материалы, 2002, с.23-26.

16. Воробьев A.A. Ионные и электронные свойства щелочно-галоидных кристаллов,- Томск: ТГУ, 1968, 306 с.

17. Герлих Р. Регламентация шума воспринимаемого человеком. Справочник по технической акустике / Под редакцией М. Хекла и Х.А. Мюллера,- Ленинград: Судостроение, 1980.

18. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C., Григорьева O.A., Меркулов A.B. Электромагнитная безопасность населения,- М.: Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения. 1999, 148 с.

19. Горон И.Е. Радиовещание. М.: Связь, 1979, 368 с.

20. Гуляев Ю.В., Годик Э.Э. Кибернетика живого, биология и информатизация.-М.: Наука, 1984, с. 111-117.

21. ГОСТ 22260-76. Сигналы передач внутрисоюзного и внешнего вещания, подаваемые в междугородные каналы звукового вещания. Основные параметры. Методы контроля.

22. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Особенности медико-биологического применения миллиметровых волн. М.: ИРЭ РАН,1994.

23. Дистлер Г. Н. и др. Визуализация центров окраски в щелочногалоидных кристаллах//АН СССР Ф"ГТ .- т. 10 №11, 1968 с.3489-3491 .

24. Доктрина информационной безопасности Российской Федерации.- М.: Международное издательство " Информациология", 2000.

25. Донцова Г.А. Исследование и разработка методов анализа и обработки сигнала звукового вещания с использованием комплексного представления. -Автореферат кандидатской диссертации,- М.: МТУСИ, 2001. - 46 с.

26. Евдокимов Ю.М. и др. Стабилизация оптических свойств частиц // Биофизика, 1998, т.43, вып.2, с. 240 -252.

27. Ефимов А.П. Психофизиологические основы звукового вещания. Учебное пособие,- М.: МТУСИ, 2002.

28. Ефимов А.П. Психофизиология вещания. Учебное пособие М.: МТУСИ,2002.

29. Ефимов А.П., Рысин Ю.С., Свобода Д.Г. Акустические измерения, оценки, контроль. Учебное пособие- М.: МТУСИ, 2005.

30. Зильбер Л.А., Ирлин И.Р., Киселев Ф.Л. Эволюция вирусо-генетической теории возникновения опухоли. М.: Наука, 1975 г. - 343 с.

31. Звуковое вещание. Справочник/A.B. Выходец, П.М.Жмурин, И.Ф. Зорин и др./ Под ред. Ю.А.Ковалгина. М.: Радио и связь, 1993, 464 с.

32. Ишуткин Ю.М. Разработка теории модуляционного анализа-синтеза звуковых сигналов и ее практическое применение в технике записи звука кинофильмов.-Автореферат докторской диссертации,- М.: НИКФИ, 1985.-46 с.

33. Ишуткин Ю.М., Плющев В.М. Преобразование огибающей звуковых сигналов // Техника кино и телевидения. 1983. - № 4. - с. 3 - 6.

34. Кандыба В.М. Тайна психотронного оружия,- Санкт-Петербург: «Невский проспект» ,1998, 412 с.

35. Катунин Г.П., Оболонин И.А Результаты исследования сети 3-х программного вещания с целью организации цифровых каналов .// Электросвязь -1988, N9, с 27-31.

36. Конторов Д.С., Конторов М.Д., Слока В.К. Радиоинформатика / Под ред. В.К.Слоки.-М.: Радио и связь,1993,- с. 237-262.

37. Копылов A.M., Шамшин И.А. Что нарушает тишину. Городское хозяйство Москвы. 1976, №9.

38. Коробко В.И. и др. Золотая пропорция и человек,- Ставрополь: Кавказская библиотека, 1993, 174 с.

39. Ландау Л.Д., Лившиц Л.Н. Статистическая физика, М.: Гостехиздат, 1958,400 с.

40. Материалы Коллегии Минсвязи Российской Федерации по связи и информатизации и по программе развития проводного вещания, 2002.

41. Машанский В. Ф. и др. Топография щелевых контактов в коже человека и их возможная роль в безнервной передаче информации // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии, 1983, т. 84, № 3, с.53-59.

42. Мельник С.Г. Mass-Media : психологические процессы и эффекты,- СПб.:1996.

43. Мишенков С.Л. Исследование и развитие систем звукового вещания и оповещения. Автореферат докторской диссертации. М.: МТУСИ, 1996.

44. Мишенков С. Л., Копылов A.M., Ефимов А.П. Системы звукового вещания и оповещения. Учебное пособие по курсу «Радиовещание и Электроакустика». -М.: МТУСИ, 1995.-77 с.

45. Моль А. Теория информации и эстетическое восприятие,- М.: Мир, 1966,351 с.

46. Морозов В.П. Вычислительная техника и ее применение. М.: Знание 1989, N9.

47. Морозов В.Н, Пуолокайнен Л. А., Хохлов А. Д. Инфразвуки, генерируемые голосовым аппаратом человека в процессе речи и пения // Акустический журнал. 1972, т. 17 ,N 1, с.144-146.

48. Лебедева H.H. Реакция центральной нервной системы на электромагнитные поля с различными биотропными параметрами // Биомедицинская радиоэлектроника, 1998, № 1, с.24-36.

49. Немцова С.Р. Исследование основных характеристик аудиовизуальных систем с позиции экологической защиты потребителя информации. Докторская диссертация. М.: ВНИИТР. 2001.

50. Новик В.Е., Гаврилова Н.Д., Фельдман Н.Б. Пироэлектрические преобразователи. М.: Советское радио, 1979, 176 с.

51. Нюренберг В.А. Параметры вещательных сигналов в каналах передачи. -М.: ВЗЭИС, 1969.

52. О концепции развития проводного вещания в Российской Федерации на период 2005 2010 г.г. Постановление коллегии Министерства Российской Федерации по связи и информатизации № 5 - 2 от 28.03.2000.

53. Осташевский E.H., Нечаев И.К., Ишуткин Ю.М. Чувствительность слуха к изменению параметров атаки музыкальных инструментов // Труды Ленинградского института киноинженеров. 1989. - № 1. - с. 24.

54. Павлов А.Н. Воздействие электромагнитных излучений на жизнедеятельность. М.: Гелиос АРВ, 2002, 224 с.66. . Павлов А.Н. Электромагнитные поля и жизнедеятельность М.: МНЕПУ, 1998 - 148 с.

55. Павлов А.Н., Павлова Ю.А. Дозиметрия электромагнитных излучений радиодиапазона // 5-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации» Владимир: ВлГУ.- 2003, Материалы, с 39 40.

56. Павлов А.Н., Павлова Ю.А. Физическое моделирование на щелочно-галоидном кристалле молекулярной стадии вирусно-генетического онкогенеза // Медицинская физика. 2003, № 1 (17), с. 40- 49.

57. Павлов А.Н., Сороколетова Е.И., Курбатов В.А., Седов В.В. Механизм действия УФИ на кристаллы йодистого калия // Прикладная спектроскопия, 1990, т 53, № 5 с.859-862 .

58. Павлова Ю.А Акустические загрязнения мегаполиса. Специфика их воздействия на население // 1-й Московский Форум. МКНТ- Материалы, книга 2,-с. 332-338

59. Павлова Ю.А. Проблемы минимизации дозы облучения пациентов // 2-я Международная научно-практическая конференция «Московская наука проблемы и перспективы» Москва, Правительство Москвы, РАН, МКНТ,2002, Материалы, с. 232 - 235

60. Павлова Ю.А.Энергоинформационное воздействие телерадиовещания // 4-я Международная конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» ИНТЕРМАТИК-2005,- М.: МИРЭА, 2005.

61. Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. О необходимости создания единой экологической карты Москвы // Международный Форум Информатизации. МФИ-2005, НТК «Телекоммуникационные и вычислительные системы» . М.: МТУСИ, 2005.-Труды, 138- 139.

62. Полонников Р.И. Техногенные электромагнитные поля и механизмы их информационного воздействия на человека // 3-я Международная НТК "Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии ФРЭМБ-98". Владимир: 1998, с.312-315.

63. Попов О.Б., Рихтер С.Г. О возможных подходах к измерению качества передачи в адаптивных вещательных каналах // Метрология и измерительная техника. 1998, № 5, с. 24-27.

64. Проблемы информационно-психологической безопасности / Под ред. А.В .Брушлинского и В.Е.Ленского .- М.: Институт психологии РАН, 1996,- 100 с.

65. Расторгуев С.П. Информационная война. М.: Радио и связь, 1999,416 с:

66. Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов. /Под ред. Ю. А. Ковалгина.- М.: Радио и связь, 1998.-792 с.

67. Разработка опытного образца устройства контроля за городскими шумами с учетом специфики их воздействия на население. По договору №2 М/ 04 -1 от 01.06.2004.- МТУСИ, 2005.

68. Рихтер С.Г., Петрова Г.А., Попов О.Б. Вопросы измерений эмоциональной информативности сигналов в трактах звукового вещания // Метрология и измерения в технике связи, 2000, N 1, с. 39 40.

69. Рысин Ю.С. О дозной оценке шума. Сборник научных трудов "Теория современных средств связи" РНТК "Техника телевидения и современность". Ташкент, 1988.

70. Рысин Ю.С. О некоторых аспектах социально-психологического и экологического мониторинга на предприятиях связи.// ТУИС, Ленинград: 1991.

71. Рысин Ю.С. Разработка алгоритма исследования энергоинформационной опасности // Международный форум информатизации. М.: Международная академия информатизации (МАИ) МТУСИ , 2001.

72. Сальников В. Негативное воздействие информации на сознание человека,- М.: Защита и безопасность, 1999, № 1.

73. Сердюк А.М. Взаимодействие организма с электромагнитными полями, как фактор окружающей среды,-Киев: Наукова Думка,1977.-226 с.

74. Систер В.Г., Цыганов Д.И., Латышев А.Ю., Морозов Ю.А., Сасин Г.Г., Новичкин В.Е., Блинов В.Е., Светлаков В.М., Павлова Ю.А. Итоговые отчеты о проведении НИР. НТО № 02.20.0302266, Москва: 2002.

75. Смирнов И., Безносюк Е ., Журавлев А . Психотехнологии: Компьютерный психосемантический анализ и психокоррекция на неосознаваемом уровне,-М.: Прогресс- Культура, 1995. 216 с.

76. Соколов С.А. Воздействие электромагнитных полей на человека // 7-я Международная НТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии»-Владимиро-Суздаль: ВлГУ, 2006, с. 149.

77. Строительные нормы и правила. СНиП 11-12-77. Защита от шума. Постановление Госстроя СССР от 14.06.77 № 72. СНиП от 14.06.77 № 11-12-77.

78. Финк Л.М. Сигналы, помехи, ошибки. (Заметки о некоторых неожиданностях, парадоксах и заблуждениях в теории связи). — М.: Связь, 1978. —272 с.

79. Филиппова Т.М., Алексеев С.И. Влияние электромагнитного излучения радиочастотного диапазона на хеморецепторные структуры ПБиофизика, 1995, т.40 вып 3-624-638 с.

80. Фомин Г.В. Энергетическая и информационная концепции воздействия электромагнитных полей // 2-я Международная конференция "Проблемы электромагнитной безопасности человека" -М.: 1999. Тезисы, с.44.

81. Цыганов Д.И., Буторина A.B., Павлова Ю.А. Биомедицинские технологии в лечении детских сосудистых новообразований // 5-я Международная НТК "Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» ФРЭМЭ-2002 ". -Владимир: ВлГУ, 2002 Доклады , с. 71-73

82. Шиллер Г. Манипуляторы сознанием: Перевод с англ. -М.: Мысль, 1980,326 с.

83. Электрические нормы на тракты звукового вещания сетей проводного вещания. М.: Радио и связь, 1984, 64 с.

84. Электромагнитные поля в биосфере / под редакцией Н.В. Красногорской М.: Наука, 1984. Т.1 С.375; Т.2. С.236

85. Яффе Б., Кук У., Яффе Г., Пьезоэлектрическая керамика -М. Мир. 1974.

86. Cabot R. С. Audio Measurements, J. Audio Eng. Soc., vol. 35 p. 476-499 (1987, June).

87. Katz P.P. Tactical PSYOP in Support of Combat Operations // Military Propaganda Psychological Warfare and Operations.-New Y ork, 1982,-p. 42.

88. Lang S.V. Sourcebook of pyraeelectricity, Gordon and Breach, New York.1974.

89. Paillard В., Mabilleau P., Morissette S. PERCEVAL: Perceptual Evaluation of the Quality of Audio Signals. J. Audio Eng. Soc. Vol. 40. No. 1/2, 1992, p.21

90. Pavlov A.N, Smirnov I. S. Thermally activated Change of the Point Defect State in KBr Crystals. Phys. Stat. Sol. (b) 130, 1985 163-167 p.

91. Schuvartan W. An Introduction Warfare // War in the Information Age.-New Challenges for U.S. Security Policy-Washington London, 1997.

92. Taylor P.V. War and the Media.Propaganda and Persuasion in the Gulf War.- Manchester New York, 1992.

93. Zook J.D., Lin S.T. Ferroelektriks, 11, 371, 1976.

94. Zwicker E. Psychoakustik. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg - New York,1982.

95. Роль амплитудной модуляции в реакции центральной нервной системы на микроволновое облучение низкой интенсивности. In abstract book: 8th MCM and Workshop on: Biomedical Effects Relevant to Amplitude Modulated RF Fields, sept. 1995, p. 8.

96. Абрамов B.A., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Об информационном воздействии акустических сигналов телерадиовещания на человека И Электросвязь, 2007, № 2, с.56 -58.

97. Копылов A.M., Павлова Ю.А., Рысин Ю.С. Анализ возможности использования сети уличной звукофикации для построения системы эколого-акустического мониторинга в мегаполисе// Электросвязь, 2007, №2, с. 49-51.---у-'

98. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ1. ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

99. Государственное учреждение

100. ОПЕРАТИВНО- ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР. ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

101. Московская обл., Подольский р-н, п/о Михайловское, пос. Голохвастово, ГУ ОПЦ ИНФОТЕХ РОСГИДРОМЕТА1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

102. Начальник ГУ ОПЦИИ ;ОТЕХ Росгидромета1. В.И. Никифоров1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Ю.А. Павловой на тему

103. Энергоинформационный мониторинг телерадиовещания и мобильной радиосвязи" в учебном процессе кафедры РВ и ЭА МТУСИ

104. Материалы диссертации и пакет прикладных программ используются прикурсовом и дипломном проектировании.

105. Простота и доступность использования программ позволяет заинтересовывать и привлекать студентов к научно-исследовательской работе, проводимой на кафедре РВ и ЭА. Студенты на практике знакомятся с последними разработками