CC BY
33
Экологический анализ факторов воздействия систем сотовой связи на
пользователя.
Environmental analysis of influencing factors of cellular communication
systems with the user.
Мясникова Ольга Сергеевна Аспирантка Саратовского социально-экономического
института РЭУ им. Г.В. Плеханова;
Ассистент кафедры менеджмента и общепрофессиональных дисциплин Балашовского филиала РАНХ и ГС;
aspirantura. [email protected]
Аннотация: Число активных абонентов сотовой связи во втором квартале 2013г составило 234,11 миллиона. Полемические дебаты относительно негативного воздействия электромагнитного излучения мобильных телефонов на пользователя остаются открытыми. В статье приведен экологический анализ факторов воздействия сотовой связи на пользователя сотовым телефоном. Указаны пути снижения факторов воздействия в зависимости от решений принятых пользователем.
Abstract: The number of active cellular subscribers in the second quarter of 2013 the number of mobile subscribers totaled 234.11 million. Polemical debate about the negative effects of electromagnetic radiation from mobile phones user remain open. The article gives an analysis of the environmental impacts on the cellular user. Ways to reduce the influence of factors depending on the decisions made by the user.
Ключевые слова: сотовая связь, активные абоненты, негативное воздействие, электромагнитное излучение, уровень SAR, поколение сотовой связи, модель мобильного телефона, безопасность использования.
Keywords: cellular, active subscribers, the negative impact of electromagnetic radiation, the level of SAR, generation cellular mobile phone model, safety of use.
Введение.
Системы сотовой связи (ССС), являются одной из самых динамичных отраслей информационных технологий, которые занимают в настоящее время, по заявлению министра связи и массовых коммуникаций Игоря Щеголева [6], 4% внутреннего валового продукта России. Число активных абонентов сотовой связи
во втором квартале 2013г составило 234,11 миллиона. Полемические дебаты относительно негативного воздействия электромагнитного излучения мобильных телефонов на пользователя остаются открытыми, чем обуславливается актуальность выбранной темы исследования.
В статье приведен экологический анализ факторов воздействия сотовой связи на пользователя сотовым телефоном. Объектом исследования выступает пользователь или абонент сотовой связи. Предметом исследования выбрано изменение состояния здоровья абонента сотовой связи в зависимости от определенных условий. Цель исследования - выявить закономерности изменения инертного состояния организма под воздействием систем сотовой связи и выработка рекомендаций для устранения негативного воздействия систем сотовой связи на абонентов. Для решения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
• провести анализ воздействия ССС на пользователя данного вида услуг в разрезе выбранного «поколения» услуг сотовой связи или в зависимости от выбранного стандарта сотовой связи;
• провести анализ и сделать вывод по степени изменения интенсивности воздействия электромагнитного излучения сотового телефона в зависимости от изменения расстояния от сотового телефона до базовой станции;
• проанализировать интенсивность воздействия электромагнитного излучения сотового телефона на абонента сотовой связи в зависимости от марки сотового телефона и производителя.
Научная новизна исследуемого вопроса в данной статье обусловлена математическим подтверждением предполагаемых зависимостей с высоким уровнем достоверности аппроксимации.
1. Емкость рынка сотовой связи России.
Анализ емкости российского рынка услуг сотовой связи по числу SIM-карт 1991-2013гг показал логистическую функциональную зависимость динамики развития во времени, описываемая уравнением (1), имеющую S - образную (сигмоидную) форму графика (рис. 1).
Y ф = 216,362 / (1 + 1,375 * 10Л5 * е л (-0,796 * ф (1)
где, t - время, в годах; Y - численность пользователей сотовой
связи в России по SIM-картам, млн. Величина достоверности аппроксимации данной зависимости R21=0,9977.
Для воздействия ССС на пользователя необходимо анализировать динамику роста активных абонентов. Произведем прогноз развития рынка сотовой связи по активным абонентам: возьмем промежуток времени, характеризующийся насыщением рынка ССС и затуханием темпов роста 2006-2013гг, тогда, функциональная зависимость роста рынка будет иметь гиперболический вид (формула 2) с величиной достоверности аппроксимации R22=0,99.
Yак ф = -28, 2457761Л + 102, 6989044 (2)
где, t - время, в годах; Yак - количество активных абонентов сотовой связи, млн. При среднегодовом темпе прироста 5,64% и среднегодовой эластичности 0,02% достижение 100% проникновения активных абонентов в России можно прогнозировать к 2016 году, т.е. воздействию ССС будет подвержено все население РФ.
0
к<г ,<г ^
¿V -о5Ь ор)
СЧ4 -С^ Л
^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^
год
численность
населения,
млн
численность абонентов ССС по SIM-картам, млн
численность активных абонентов ССС,млн
Рисунок 1. Динамика изменения численности населения и абонентских баз
сотовой связи в РФ за 1991-2011гг, млн. чел.
Следовательно, для исследуемой категории найден придел насыщения, верхняя асимптота графика рынка сотовой связи по активным абонентам будет соответствовать численности населения страны.
В результате социально-экономического анализа установлено, что достижение реального проникновения услуг сотовой связи 100%-го уровня невозможно, т.к. ряд «потенциальных пользователей» выпадают из
сегментированного рынка услуг сотовой связи, можно выделить
следующие группы:
1) на основании возрастной градации: дети в возрасте от 0 до 4 лет не могут пользоваться сотовым телефоном по причине малолетства и неполной физической развитости1;
2) социально и материально неблагополучная категория потенциальных пользователей;
3) группа социально одиноких людей исключает использование МТ по причине отсутствия оппонентов;
4) находящиеся в заключениях, тюрьмах и лагерях выпадают из сегмента пользователей ССС по причине запрета пользованиями донным видом услуг;
5) люди, не пользующиеся сотовым телефоном по религиозным соображениям;
6) на территориях не обеспеченных средствами телекоммуникаций сотовой связи.
Полемические дебаты в научной литературе относительно проявления негативных биологических эффектов от воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) мобильных телефонов (МТ) и базовых станций (БС) у пользователя сотовой связью, а также проявления отдаленных последствий с течением времени остаются открытыми. Неизменным остается факт электромагнитного излучения основных элементов систем сотовой связи: МТ и БС, которые поддерживают непрерывную связь между собой, следовательно, пользователь сотового телефона подвергается воздействию ЭМИ как и человек, не использующий МТ, но находящийся в зоне действия систем сотовой связи.
Анализ факторов, негативного воздействия на пользователя CCC, а, следовательно, приводящих к изменению состояния здоровья и влекущих за собой заболеваемость согласно мировому законодательству и законодательству РФ показал следующее:
2. Фактор воздействия - «поколение» сотовой связи.
Для анализа рассматривались три первых «поколения» сотовой связи: 1) к первому поколению (1G) относят аналоговые стандарты сотовой связи AMPS и
1 Прим. автора: в результате проведения исследования возрастная градация была снижена от первоначально принятой - 6 лет, т.к. на опыте было установлено, что дети старших и подготовительных групп детских садов пользуются МТ.
NMT-450i; 2) ко второму поколению мобильных телекоммуникаций (2G)
относят федеральный стандарт GSM 900/1800, DAMPS и CDMA 800; 3) к мобильным телекоммуникациям третьего поколения (3G) относится стандарт IMT-МС, реализованный по технологии CDMA. Проектировалась диаграмма динамики изменения долей трех поколений сотовой связи 1G, 2G, 3G во времени, (рис.2) на основании данных [4], [5].
г а
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1997
1999
Рисунок 2. Изменение долей мобильных телекоммуникаций на российском
рынке по поколениям, %
Львиная доля рынка приходится на поколение 2G, в основном - это стандарт GSM, составляющий в среднем на всем временном промежутке 78% рынка сотовой связи. С 2007 года активность рынка сотовой связи поколения 3G стала приобретать значимую долю. Поколение сотовой связи 1G с 2003 года стало занимать незначительную позицию в рынке услуг сотовой связи, но совершенно исключать этих пользователей из анализа влияния ССС нельзя, т.к. это тоже граждане РФ.
Аппроксимация данных развития рынка ССС поколения 3G позволяет построить линию тренда степенной зависимости, описываемую уравнением (3).
Y3(t) = 0,375tA2,2579 (3)
где, t - время, год; Y3 - доля рынка сотовой связи поколения 3G. Величина достоверности аппроксимации функциональной зависимости (3) R23=0,9983. Аналитико-экономический анализ функциональной зависимости показал увеличение доли сетей сотовой связи поколения 3G в среднем на 4,3% за один год. Прогноз позволяет определить, что рынок сотовой связи полностью будет охвачен
поколением 3G к 2016 году. Достоверность прогноза
подтверждают данные, представленные аналитиком Деевым Д. [5], что во втором квартале 2011г проникновение 3G сотовых телефонов среди абонентской базы составило 28,1%.
В Научно-исследовательском институте механики и физики (НИИМФ) при Саратовском государственном университете (СГУ) были проведены исследования, в результате которых удалось определить средний уровень воздействия МТ на абонента в зависимости от стандарта [7]. Харитонов А., аналитическое агентство «Сотел - Ульяновск», в статье «Краткий обзор сотовых технологий, реализованных в России» [9] дает характеристику сотовых телефонов стандарта 1МТ-МС (3G). Согласно гигиеническим нормативам СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 [1] максимальный уровень ЭМИ, создаваемого МТ, на расстоянии расположения головы человека, подвергающегося облучению, не должен превышать 100 мкВт/см2. На основании этих данных можно представить график изменения ЭМИ МТ в зависимости от поколения ССС (рис. 3).
1=1 уровень ЭМИ
граница безопасного уровеня ЭМИ
Рисунок 3. Уровень ППЭ радиотелефонов в зависимости от поколения
сотовой связи
ВЫВОД: Для поколения 1G (стандарт AMPS, NMT-450i), по установленным в РФ СанПиН, уровень ЭМИ МТ превышает безопасное значение, следовательно, дальнейшее использование данного вида связи приведет к нарушению здоровья пользователя; уровень ЭМИ МТ поколения 2G (стандарт GSM 900/1800, DAMPS и CDMA 800), превышает безопасное значение с вероятностью 0,14; ЭМИ МТ стандарта 3G (стандарта IMT-МС CDMA) безопасно для пользователя. Для контроля мощности излучения МТ необходимо следить за показаниями мощности
приема (значок антенны) на дисплее телефона - чем больше единиц
антенны, тем безопаснее использование МТ.
3. Фактор воздействия - расстояние от пользователя до БС.
В Саратовском государственном университете были проведены исследования зависимостей плотности потока энергии (ППЭ) МТ различных стандартов от расстояния до базовой станции [8]. На основании предложенных данных можно вывести функциональную зависимость изменения ППЭ от расстояния МТ до БС для каждого из поколений ССС, построить график (рис. 3).
Анализ данных увеличения ППЭ МТ поколения 2G в зависимости от расстояния до БС показывает логистическую функциональную зависимость, выражаемую уравнением (6). Величина достоверности аппроксимации R26 = 0,959.
Y1(X) = 450/ (1+16,004еЛ (-0,339х)) (6)
где, х - расстояние от МТ до БС, км; Y1 - уровень ППЭ МТ поколения 2G, мкВт/см2. Аналитико-экономический анализ функциональной зависимости динамики ППЭ МТ поколения 2G от расстояния до БС показал увеличение ППЭ МТ на 11,1 мкВт/см2 на каждый километр удаления от БС.
Анализ данных увеличения ППЭ МТ поколения 3G от расстояния до БС показывает полиноминальную функциональную зависимость второй степени, выражаемую уравнением (1). Величина достоверности аппроксимации R21 = 0,982. Y2(X) = 0,2158661х2 - 0,3925898х + 2,9919829 (1)
где, х - расстояние от МТ до БС, км; Y2 - уровень ППЭ МТ поколения 3G, мкВт/см2. Аналитико-экономический анализ функциональной зависимости динамики ППЭ МТ поколения 3G от расстояния до БС показал увеличение ППЭ МТ на 4,49 мкВт/см2 на каждый километр удаления от БС.
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
СУ
Л лр Ф <£> ф
расстояние МТ до БС, км
2G
3G
Граница безопасного уровня ППЭ МТ
Рисунок 4. Зависимость уровня ЭМИ МТ от удаленности от БС
ВЫВОД: используя МТ поколения 2G на расстоянии более чем 4,5 км от БС, пользователь будет подвергаться уровню излучения выше допустимого уровня согласно СанПиН, более того, уровень ППЭ будет увеличиваться на 17,1 мкВт/см2 с каждым километром удаления от БС; используя МТ поколения 3G, на расстоянии 22,5 км от БС пользователь будет подвергаться уровню излучения выше допустимого уровня, уровень ППЭ будет увеличиваться на 4,49 мкВт/см2 с каждым километром удаления. Использование МТ в таком режиме приведет к негативному воздействию МТ на здоровье пользователя.
4. Фактор воздействия - марка телефона.
По данным на 2010 год более 50% рынка МТ занимает тройка крупнейших производителей (рис. 5): Nokia с долей рынка 28,9% занимает первое место среди ритейлеров МТ, на втором месте - Samsung, доля рынка 17,6% и LG имеет долю в 7,1%, занимая третье место [2].
□ Nokia
□ Samsyng
□ RIM
□ Apple
□ Sony Ericsson
□ Motorola ■ ZTE
S HTC
□ Huawei
□ Прочие
Рисунок 5. Долевое распределение рынка МТ на 2013г, %
По международным требованиям излучающую мощность МТ измеряют в единицах SAR, в отличие от законодательства РФ, где нормируемым параметром плотность потока электромагнитного излучения. SAR (Specific Adsorption Rate) [3] -удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела или ткани. В единицах СИ SAR определяется в ваттах на 1 кг (Вт/кг). Нормы СанПиН нельзя перевести в единицы SAR расчетным путем, но эксперты подчеркивают более жесткие ограничения на мощность МТ российских требований, чем рекомендуют нормы Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ). Показатель SAR отличен от номинальной мощности МТ, которая обычно указывается в паспорте аппарата. Общепринятая градация величин SAR для мобильных телефонов в настоящее время представлена в таблице.
Таблица. Градация уровня SAR МТ по группам
Группа Облучающая способность МТ Величина SAR МТ, Вт/кг
1 Очень низкая облучающая способность SAR < 0.2
2 Низкая облучающая способность 0.2< SAR < 0.5
3 Средняя облучающая способность 0.5< SAR < 1.0
4 Высокая облучающая способность SAR > 1.0
Распределение модификаций МТ тройки крупнейших производителей по облучающей способности в долях приведены на рис.7. Наибольшее количество моделей МТ у тройки лидеров компаний - производителей со средней облучающей
способностью 53,3%, доля модификаций МТ с высокой
облучающей способностью - 34,6% и только 1,3% моделей МТ имеют низкую, безопасную облучающую способность SAR<0,2. Интересно отметить, что из всех моделей МТ компании LG более 50% с уровнем SAR > 1,0.
Ш SAR<0,2 □ 0,2<SAR<0,5 ^0,5<SAR<1,0 SSAR>1
Рисунок 6. Распределение модификаций МТ тройки крупнейших производителей по облучающей способности SAR, %
Анализ моделей МТ с самым высоким уровнем SAR позволяет выявить закономерность: модели высокофункциональны, имеют высокое разрешение цветного экрана, камеру с разрешением 2-5 МП, поддержка Bluetooth, карты памяти microSD (TransFlash), а так же радиоприемник, Wi-Fi, 3G, GPS и пр. МТ с низкой облучающей способностью отличаются простотой, черно-белым экраном и отсутствием вышеперечисленных функций - этим, в частности объясняется их непопулярность.
ВЫВОД: Если уровень SAR МТ равен или превышает единицу (по паспорту аппарата), то МТ имеет высокую облучающую способность, пользование таким аппаратом принесет вред здоровью пользователя. Произведенный анализ безопасного уровня SAR в разрезе марок сотовых телефонов показал, что более 50% выпущенных марок моделей компании LG превышают безопасный уровень.
Заключение.
Проведенный автором анализ анкетных данных среди пользователей сотовой связью показал, что более 80% абонентов сотовой связи уведомлены об опасности использования сотового телефона и 90% из них не принимают ни каких мер для предотвращения его отрицательного воздействия, что говорит о приоритете ценностей комфорта в современном обществе над экологическими рисками.
Уменьшить риск ослабления иммунной системы, вызванный
использованием сотовой связи, с последующими заболеваниями, позволят ряд методов не вызывающих затруднения в исполнении:
- по возможность выбирайте «последнее» поколение сотовой связи, а именно: 3G или даже 4G (уже запущенное лидерами рынка услуг сотовой связи). Это снизит риск возникновения заболеваний, вызванных воздействием электромагнитного излучения систем сотовой связи;
- пользуясь выводом автора о том, что чем больше расстояние сотового телефона от, тем больше пользователь будет подвергаться уровню излучения выше допустимого уровня согласно СанПиН, старайтесь меньше пользоваться сотовым телефоном на удаленном расстоянии от базовой станции (чем меньше единиц «антенны приема» на экране сотового телефона, тем выше риск приобретения заболевания от воздействия электромагнитного излучения сотового телефона);
- не поленитесь при покупке сотового телефона (смартфона, айфона, айпада) поинтересоваться уровнем SAR (в паспорте сотового телефона), если уровень SAR МТ равен или превышает единицу (по паспорту аппарата), то МТ имеет высокую облучающую способность, чем ниже значение SAR, тем меньшему риску воздействия ЭМИ ССС вы будете подвергаться.
Берегите здоровье, оно у нас одно!
Список литературы.
1. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. Санитарно-эпидимиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. М.: ФЦ ГСЭН Минздрава России, 2003.
2. Gartner Says Worldwide Mobile Device Sales to End Users Reached 1.6 Billion Units in 2010; Smartphone Sales Grew 72 Percent in 2010 — Gartner
3. http://www.vrednost.ru/sarvalue.php
4. Аверин С. «Обзор сотовых операторов стандарта DAMPS / AMPS в РФ. Часть 1» // http://www.sotovik.ru
5. Деев Д. «Итоги 2010. Проникновение 3G сотовых телефонов в РФ превысило 23%» //27.01.2011, MForum.ru//http://www.mforum.ru
6. Капустина Т. «Объем отрасли информационно-коммуникационных технологий России в 2010 г. вырос на 2,1%»// Источник: http://www.comnews.ru
7. Сомов А.Ю., «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» http://aprt.ssau.ra/index.php/2009-04-21-12-41-31/48-2009-04-30-05-11-41/58-2009-04-30-05-13-22
8. Сомов А.Ю., Мореханова М.Ю. и др. «Эколого-технические проблемы развития систем сотовой связи»// Ежегодник Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений: сб. тр. М.: РУДН, 2007. С. 106-116.
9. Харитонов А.,// «Краткий обзор сотовых технологий, реализованных в России» http://suntechnic.ru/library/technical/mobile/standarts/G1 -G2-G3.html
