Усі методи біологічного захисту від електромагнітного випромінювання (ЕМВ) поділяються на організаційні та технічні, а засоби захисту на колективні, локальні та індивідуальні.

            В основу більшості технічних методів захисту покладено принцип відбиття (метод екранування) та поглинання радіохвиль. При цьому на ділянці надвисоких частот (НВЧ) переважно використовують поглинаючі матеріали, а на високих частотах (ВЧ) - відбиваючі (екрануючі) матеріали.

            У діапазоні НВЧ об'екти захисту звичайно знаходяться від впливом полів дальньої зони, а на високих чаcтотах - під впливом полів ближньої зони. Переважно домінуючим об'єктом досліджень є плоскі електромагнітні хвилі (поля у дальній зоні), а як захисний матеріал досліджуються або метали, або широко відомі конструкції поглиначів електромагнітних хвиль. Комплексне дослідження проблеми, у якому б розглядались технічні методи і засоби захисту, стосовно ВЧ- та НВЧ-електромагнітного випромінювання для дальньої та ближньої зон залишається маловивченим.

            У високочастотному діапазоні найбільшу небезпеку для виробничого середовища становлять антенні поля радіолокаційних станцій (РЛС). У більшості випадків, їх ЕМВ складають амплітудно-модульовані коливання. Зараз  у практику впроваджуються нові види РЛС та системи зв'язку, що випромінюють у простір нетрадиційний тип електромагнітних хвиль - несинусоїдальні хвилі, але питання захисту від таких ЕМВ також не розглядалися.

            В області захисту виробничого середовища від електромагнітного випромінювання можна виділити перспективний напрямок досліджень: захист біологічних та  технічних об'єктів від високочастотних полів у ближній зоні та надвисокочастотних полів у дальній зоні антен за допомогою надпровідникових матеріалів.

            Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у Харківському технічному університеті будівництва та архітектури з 1997 р. по 2000 р. за темою "Розробка теорії та моделей системного аналізу складних соціально-економічних та екологічних міських систем на основі впровадження  інформаційних технологій "(№ ДР 0194U38225) у відповідності з підрозділом 6.2.2. "Перспективні інформаційні технології" Плану держбюджетних робіт Міністерства освіти та науки України. Автор був виконавцем.

            Метою роботи є підвищення безпеки праці за умов впливу високочастотних та надвисокочастотних випромінювань за рахунок екрануючих та поглинаючих огороджуючих конструкцій.

            Для досягнення поставленої мети вирішувались такі задачі дослідження:

1.     Дослідження екрануючих властивостей напівпровідникових матеріалів.

2.     Умов впливу ЕМВ магнітного та електричного диполів.

3.     Дослідження особливостей екранування амплітудно-модульованих та несинусоїдальних ЕМВ.

4.     Теоретичне дослідження поглинаючих властивостей комбінованих поглиначів електромагнітних хвиль (ПЕХ).

5.     Експериментальні дослідження поглинаючих властивостей комбінованих ПЕХ з метою створення нових огороджуючих конструкцій при проектуванні приміщень.

Об'єктом дослідження в роботі є ближні, амплітудно-модульовані та несинусоїдальні високо- та надвисокочастотні випромінювання.

При розв'язанні задачі ідентифікації в умовах недостатньої апріорної інформації про об'єкт та помилки вимірювань застосування поширених методів є малоефективним, бо ці методи передбачають наявність певних відомостей стосовно особливостей вихідних даних, зокрема щодо закону розподілу випадкової помилки вимірювань. Тому актуальним є розвинення підходів до ідентифікації, мало чутливих до рівня апріорного опису властивостей вихідних даних, зокрема вільних від необхідності використання параметризованих моделей розподілу випадкових помилок даних.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Напрямок досліджень дисертаційної роботи зв'язан з НДР №2158 "Побудова математичних моделей функціонування та надійностей у прикладних задачах гідромеханіки, хімічних технологій, механічних та вимірювальних систем" № держ. реєстрації 0197U009686, наказ КПІ №2-36 від 17.03.97р.; НДР №629.ГА-95  "Розробка апаратно-програмного комплексу напівнатурного моделювання динаміки повітряних суден", КМУЦА (1.04.95р.-31.12.98р.); НДР "Розвиток автоматизованої системи обліку нормативної документації у галузі охорони державної таємниці та технічного захисту інформації" ("Фонд-98") за контрактом №13 між НТЦ "Євроконтакт" та Держкомсекретів України від 24.03.1998р., де автором виконувались розділи роботи, пов'язані з розв'язанням задач ідентифікації.

Метою роботи є розробка методики структурно-параметричної ідентифікації (СПІ) апроксимативних моделей (АМ) за експериментальними даними в умовах неповної інформації про їх властивості, зокрема, про властивості помилки виміру.

Об'єкт дослідження - розв'язання задачі ідентифікації.

Предмет дослідження - проблема ідентифікації в умовах недостатньої інформації про об'єкт та помилки вимірювань.

Методи дослідження. Для розв'язання сформульованих задач в роботі використано методи варіювання даних, методи теорії ідентифікації, математичного та імітаційного моделювання, теорії імовірностей та математичної статистики.

Задачі дослідження:

• - дослідження можливостей застосування існуючих засобів СПІ АМ в умовах відсутності апріорної інформації про властивості помилки виміру;
• - аналіз можливості апостеріорного прийняття гіпотез про параметризовані моделі опису випадкових помилок вихідних даних, зокрема гіпотези нормальності помилки у випадку нормальності залишків;
• - дослідження впливу деяких факторів на розподіл значень залишків моделі об'єкту, що досліджується;
• - створення методики СПІ АМ, вільної від орієнтації на модель розподілу помилки виміру;
• - розробка, програмна реалізація та аналіз особливостей застосування алгоритмів варіювання даних, дослідження роботи розробленого програмно-алгоритмічного комплексу імітаційного моделювання;
• - дослідження і оцінювання методами варіювання даних якості параметричної ідентифікації (ПІ) та СПІ;
• - оптимізація якості розв'язку задачі СПІ за допомогою групових оцінок параметрів.

При розробці та експлуатації радіотехнічних засобів, що випромінюють елекромагнітні хвилі, слід враховувати дві важливі проблеми: електромагнітну сумісність радіоелектронних засобів; вирішення питань охорони праці.

            Найбільшу небезпеку з точки зору безпеки праці при впливі електромагнітного випромінювання (ЕМВ) складає випромінювання радіолокаційних станцій та інших антенних систем. Поряд з антенними системами високі рівні електромагнітного випромінювання у промислових центрах створюють ненавмисні випромінювачі, що генерують електромагнітну енергію, використовану локально, не стосовно радіозв'язку. До таких джерел належать електроустановки різного призначення, що експлуатуються у житлових помешканнях та підключені до побутової електричної мережі; електротранспорт (трамвай, тролейбус і т.і.); системи запалення двигунів внутрішнього згорання; пристрої, що містять джерела короткочасних перешкод; високочастотні установки промислового, наукового та медичного обладнання; лінії електропередачі та електричні підстанції; освітлювачі з газорозрядними лампами; електропристрої, що живляться від промислових енергосистем та експлуатуються зовні житлових приміщень; пристрої провідного зв'язку; телевізійні та радіо- приймальні пристрої; електропристрої, що експлуатуються поблизу службових радіоприймальних установок.

            Широко відомо, що захворюваність населення, що проживає в зонах розташування потужних джерел радіовипромінювання, є найбільш високою. При цьому, електромагнітні поля (ЕМП) високих та середніх частот сильніше впливають на нервову та серцево-судинну системи, а радіохвильове випромінювання у діапазоні надвисоких частот викликає гостре та хронічне ураження організму людини.       Гостре ураження спостерігається за високих рівнів щільності потоку енергіі (ЩПЕ) (більших 10 мВт/см2). В такому випадку в різній мірі уражаються практично усі системи організму, в першу чергу, нервова та ендокринна.

Поряд з несприятливим впливом на здоров'я людини, ЕМП може істотно змінювати також і характеристики радіоелектронної апаратури, призводити до зворотних та незворотних порушень її працездатності. Найбільш чутливими до впливу ЕМП є напівпровідникові прилади. ЕМП може не тільки істотно змінювати характеристики цих приладів, але й викликати їх пошкодження.

            Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася у Харківському технічному університеті будівництва та архітектури з 1997 по 2000 рр. за темою "Розробка теорії та моделей системного аналізу складних соціально-економічних та екологічних  міських

систем на основі впровадження інформаційних технологій" (№ДР 0194U38225) у відповідності з підрозділом 6.2.2 "Перспективні інформаційні технології"  Плану держбюджетних робіт Міністерства освіти та науки України. Автор роботи був виконавцем.

            Метою роботи є забезпечення безпеки праці в робочих зонах з джерелами високочастотних та надвисокочастотних випромінювань та розробка рекомендацій щодо створення комфортних умов при проектуванні будівель та приміщень.

            У відповідності з поставленою метою в дисертації необхідно вирішити такі основні завдання:

1.   Розробити інформаційну технологію оцінки безпеки праці у робочих зонах за ЕМВ з обгрунтуванням її основних етапів, моделей багатокритеріальної оцінки при різному ступені визначенності початкової інформації, а також знаходження зон комфорту та дискомфорту за ЕМВ та їх показників.

2.   Провести теоретичні дослідження щодо оцінки безпеки праці у робочих зонах для різних джерел ЕМВ шляхом оцінки розподілення ЕМВ у приміщенні та по фасаду будівлі, потенціальної небезпеки джерел ЕМВ з різними несучими частотами.

3.   Провести обчислювальний експеримент на ПЕОМ з оцінки безпеки праці у робочих зонах щодо ЕМВ та розробити на цій основі рекомендації стосовно забезпечення комфортних умов у приміщеннях будівель та на прилеглих до них територіях.

Об'єктом дослідження є робоча зона в приміщеннях та поблизу фасаду будівель з внутрішніми та зовнішніми джерелами ЕМВ.

Предмет дослідження  - оцінка безпеки праці в робочих зонах стосовно ЕМВ з розробкою на цій основі рекомендацій з забезпечення комфортних умов.

Методи дослідження. В роботі використовано методи теорії системного аналізу, інформації, багатокритеріальної оцінки (для постановки завдання та розробки багатокритеріальної технології оцінки безпеки праці в робочих зонах з джерелами ЕМВ), математичного та геометричного моделювання, електродинаміки (для теоретичних досліджень оцінки безпеки праці стосовно ЕМВ) .

Наукова новизна дисертаційної роботи полягає у наступному:

1.   Методи багатокритеріальної оцінки розвинуто та поширено на нову предметну область - оцінку безпеки праці в робочих зонах з джерелами ЕМВ.

2.   Отримано нові, більш загальні рішення задачі визначення зон небезпечного випромінювання у виробничих приміщеннях, а також по фасаду будівель при різних місцях розташування внутрішніх та зовнішніх джерел ЕМВ.

3.   Виявлено нові ефекти, що являють потенціальну небезпеку для людини в

      режимі опромінення багаточастотними амплітудно-модульованими ЕМВ.

4.   На основі обчислювального експерименту на ПЕОМ з оцінки безпеки праці у робочих зонах щодо ЕМІ вперше розроблено та обгрунтовано рекомендації з забезпечення комфортних умов при проектуванні будівель та приміщень.

Ортогональні перетворення (ОП) - Фур'є, Хартлі, Гільберта, Лапласа, Френеля, косинусного, синусного тощо, широко застосовуються в теорії та практиці цифрової обробки сигналів. На їх основі будують процедури спектрально-кореляційного аналізу, фільтрації, кепстрального аналізу, кодування сигналів та зображень, а також ідентифікації лінійних та нелінійних систем, відтворення зображень за проекціями, аналізу та синтезу цифрових голограм тощо. При цьому на виконання ОП припадає значна частина загальної кількості обчислень і необхідних для цього ресурсів, тому ефективність їх виконання суттєво впливає на покращення  характеристик цілого ряду технічних систем.

Для виконання ОП в реальному масштабі часу створюються  спеціалізовані апаратно-орієнтовані на виконувані алгоритми процесори. Звичайно коли розробляється спеціалізований процесор, то його орієнтують на реалізацію заданого алгоритму з заданими параметрами. Тому завдяки різноманітності задач в різних областях використання ОП постає задача створення великої кількості апаратно-орієнтованих процесорів ОП та їх об'єднання, що є досить складним, а часто і неможливим.

Сучасні тенденції в створенні методів та засобів проектування спеціалізованих надвеликих інтегрованих схем (НВІС) направлені на скорочення термінів проектування апаратно-орієнтованих процесорів, зменшення складності проектування, зниження вартості спеціалізованої НВІС та надання  широких можливостей по її модернізації в процесі розробки та ескплуатації. Базовою технологією сучасного проектування НВІС є core-технологія (core - ядро), яка передбачає створення ядер (програмних макромоделей та конструкторської документації на їх використання)  широкого спектру функціональних елементів комп'ютерів, які можуть використовуватись при виготовленні спеціалізованих НВІС.

У зв'язку з цим актуальним як з практичної так і з теоретичної точки зору є створення ядер апаратно-орієнтованих процесорів ОП з придатною до нарощування архітектурою з метою спрощення процесу їх проектування та надання користувачу широких можливостей по їх модернізації. Придатність до нарощування передбачає створення багаторівневої архітектури, яка  дозволяє шляхом переходу з більш низького рівня на вищий підняти продуктивність або розширити функціональні можливості. Перехід з рівня на рівень передбачає надання процесору властивості добавлення або виключення відповідної частини апаратних та програмних засобів: кількості та потужності трактів обробки даних, об'ємів постійної пам'яті та пам'яті з довільною вибіркою, інших ресурсів. Нарощуваність повинна забезпечуватись архітектурою процесора та відповідними засобами її опису. Для забезпечення можливості нарощування необхідно вибрати базовий алгоритм та синтезувати архітектуру процесора з мінімальними значеннями параметрів, на основі якої можуть бути синтезовані всі інші її варіанти для різних параметрів процесора, та всі інші алгоритми. При цьому необхідно забезпечити можливість програмного задання наступних параметрів архітектури процесора: кількості каналів поступлення та видачі даних, кількості трактів обробки даних, глибини конвеєра кожного тракту, склад системи виконуваних алгоритмів, схему з'єднання функціональних вузлів, розрядність шин даних та констант, об'єми постійної пам'яті та пам'яті з довільною вибіркою. 

Запропонований підхід можливий при наявності спільної бази у всіх алгоритмів, якою для алгоритмів ОП є  синусно-косинусні тригонометричні функції. Створення ядер апаратно-орієнтованих процесорів з можливістю нарощення дозволяє розробнику спеціалізованої НВІС, в яку включаються ці процесори, досягти максимальної продуктивності на кристалах заданого ступеня інтеграції, самостійно вибирати параметри процесора, оптимізувати структуру процесора з метою зменшення об'єму кристалу та споживаної потужності шляхом скорочення переліку виконуваних операцій. При цьому суттєво спрощується використання ядра при проектуванні спеціалізованої НВІС, оскільки розробник повинен знати тільки його інтерфейсні параметри.

Таким чином, розробка та дослідження нарощуваних процесорних ядер ОП є актуальною задачею, вирішення якої дозволить суттєво прискорити та спростити процес проектування засобів цифрової обробки сигналів та покращити їх технічні параметри.