ГОСТ Р 56234.1-2019/ИСО 17534-1:2015

Группа Т34

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Акустика

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ УРОВНЕЙ ШУМА НА МЕСТНОСТИ

Часть 1

Требования к качеству и его обеспечение

Acoustics. Software for the calculation of sound outdoor. Part 1. Quality requirements and quality assurance

ОКС 13.140

Дата введения 2020-04-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 358 "Акустика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 сентября 2019 г. N 632-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 17534-1:2015* "Акустика. Программное обеспечение для расчетов уровней шума на местности. Часть 1. Требования к качеству и его обеспечение" (ISO 17534-1:2015 "Acoustics. Software for the calculation of sound outdoor. Part 1. Quality requirements and quality assurance", IDT)

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВЗАМЕН ГОСТ P 56234-2014

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Методы акустических расчетов представляют собой процедуру обработки данных об излучении источников шума с учетом известных свойств пути его распространения от источников до некоторых точек на местности с целью определения уровней шума в этих точках. В некоторых случаях расчеты включают в себя определение параметров излучения звука, исходя из технических характеристик источника. Хотя результаты текущих исследований позволяют получать все больше информации о физических свойствах пути распространения звука, стандартизованные методы расчета не предполагают незамедлительного включения этой информации в модель, чтобы сохранить некоторую стабильность в планировании с использованием результатов таких расчетов. Если существующие знания и применяемые физические модели не позволяют с достаточной точностью описать характеристики излучения шума и путей его распространения, то на временной основе допустимо прийти к соглашению о применении эмпирических математических моделей. Такое компромиссное решение нуждается в тщательном учете всех доводов за и против и подлежит периодическому пересмотру заинтересованными сторонами.

В некоторых случаях для применения определенного документируемого метода проектируют и разрабатывают специальные программные продукты. Программные продукты, позволяющие реализовать несколько альтернативных методов расчета, представляют собой программные платформы, выполняющие, как правило, ряд других важных функций, таких как ввод и вывод данных, предоставление данных пользователям, контроль и корректировка входных данных, представление и анализ конечной информации.

На рисунке 1 показана структура серии стандартов ИСО 17534. Необходимость разработки настоящего руководящего документа и ряда технических отчетов диктуется тем, что во многих случаях действующие стандарты или иные документы на методы расчета неполны и не охватывают в достаточной степени все возможные сценарии. Зачастую они устанавливают неоднозначные требования, допускающие разные интерпретации. В этой связи представляется целесообразным несколько уменьшить свободу выбора за счет составления согласованного руководства, которое можно рассматривать как наилучшее промежуточное решение на данный момент времени.

Рисунок 1 - Структура серии стандартов ИСО 17534

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к качеству программных продуктов с установленными методами расчетов, а также способам демонстрации и подтверждения их соответствия. Эти требования позволяют получать одинаковые результаты расчетов (в пределах допустимых отклонений) на одинаковых входных данных при использовании разных программных продуктов с подтвержденным качеством.

Применение настоящего стандарта позволяет разработчикам программных средств заявлять и подтверждать правильность выполняемых этими средствами расчетов, а пользователям программных средств проверять их качество, не прибегая к услугам третьей стороны. При этом предполагается, что разработчики и пользователи программных средств являются членами одного научно-технического сообщества, что дает возможности и средства для открытой коммуникации между ними.

Настоящий стандарт не распространяется на методы подтверждения корректности применяемых методов расчета и соответствия расчетных результатов тем, что могут быть получены посредством измерений.

     2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

2.1 точность (accuracy): Соответствие результатов, полученных с применением данного программного средства, тем, что следуют из прямых расчетов по установленной и документированной процедуре (нормативному документу).

2.2 бета-версия (программного продукта) (beta version): Версия программного продукта, еще не готовая к выпуску, но рассылаемая определенным группам пользователей для тестирования и комментариев.

2.3 метод расчета (calculation method): Полный набор алгоритмов, имитационных моделей и других средств, необходимых для получения результатов в соответствии с заданной целью и областью применения на основе полного набора входных данных.

Примечание 1 - Набор входных данных дает численное описание местоположения источников, производимого ими шума, геометрические и акустические характеристики пространства, влияющие на распространение звука, а также положение точек (далее - приемников), в которых должен быть измерен уровень шума.

Примечание 2 - В целях настоящего стандарта слово "расчет" рассматривается как синоним "предсказанию" и "вычислению".

2.4 расчетная траектория (calculation ray): Ломаная линия, представляющая собой путь от точечного источника до приемника, по которому распространяется звук и вклад которого учитывают при расчете суммарного уровня шума в приемнике.

2.5 корректный результат (correct result): Результат расчета при базовой конфигурации (2.12) программного средства, совпадающий с опубликованным или находящийся в заданных пределах.

Примечание 1 - Результат считают корректным, если он получен при строгом применении расчетного метода согласно его документации.

Примечание 2 - Другие аспекты "правильности" (среди которых могут быть, например, накопление погрешностей из-за неопределенности входных данных, погрешности вследствие упрощения расчетной модели или применения неадекватной модели из-за неверного физического понимания/математического описания процесса излучения и распространения звука) в контексте данного термина не рассматриваются.

2.6 декларация о соответствии (declaration of conformity): Форма сопоставления результатам контрольных примеров (TRC-форма), устанавливающая, что результаты, полученные для контрольных примеров с применением программного средства, находятся в заданных пределах, и форма оценки реализации (Gol-форма), устанавливающая степень соответствия реализации метода расчета нормативному документу (2.9).

2.7 модифицированная конфигурация (modified configuration): Конфигурация программного средства, при которой для получения результата в рамках области его применения на одном или нескольких этапах расчета, установленных в нормативном документе (2.9), используют приближения, пренебрежение какими-либо параметрами или иные упрощения.

Примечание - Причиной применения модифицированной конфигурации часто является необходимость ускорить расчеты и выполнить их в приемлемое время.

2.8 новая версия (программного продукта) (new release): Версия программного средства, доступная покупателям и пользователям и отличающаяся (по содержанию, номеру или дате версии) от предшествующей доступной версии.

Примечание - Бета-версия не считается новой версией программного продукта.

2.9 нормативный документ (на установленный метод расчета) (official documentation of а consistently implementable calculation method): Понятный и непротиворечивый документ, содержащий существенные и достаточные для применения положения о выполнении расчетов в соответствии с областью применения метода расчета (2.3).

2.10 поточечные вычисления (point to point calculation): Расчет коэффициента затухания или вклада в определяемый уровень шума для одной расчетной траектории при прямом или отраженном распространении звука от источника к приемнику.

2.11 обеспечение качества (quality assurance): Достижение согласованного приемлемого качества метода расчета (2.3), реализованного программным средством путем следования заданным требованиям и рекомендациям.

2.12 базовая конфигурация (reference configuration): Конфигурация программного средства, при которой для получения результата в рамках области его применения выполняют все этапы расчета, установленные в нормативном документе (2.9), и ни на одном из них не допускают приближений, пренебрежений какими-либо параметрами или иных упрощений.

2.13 программное средство (software): Программы, процедуры и правила, выполняемые системой обработки информации, основанные на стандартных компьютерных командах и применяемые для получения результата по заданным входным данным с использованием установленного метода расчета (2.3).

2.14 контрольный пример (test case): Точно сформулированное описание сценария с одним или несколькими источниками шума и одним или несколькими приемниками через полную совокупность входных данных, промежуточных и окончательных результатов с допустимыми отклонениями, которые должны быть получены при применении программного средства в базовой конфигурации (2.12).

Примечание 1 - В соответствии с определением контрольный пример всегда соответствует конкретному методу расчета.

Примечание 2 - См. 4.5 в отношении требований к контрольным примерам.

2.15 тестовый сценарий (test scenario): Полное описание комплексного сценария для контроля точности метода, реализованного разными программными продуктами в заданной конфигурации или для оценки неопределенности, связанной с применением модифицированной конфигурации (2.7) вместо базовой конфигурации (2.12).

2.16 комплексный тест (test suite): Набор контрольных примеров для проверки правильности реализации метода расчета (2.3) программным средством.

2.17 неопределенность (uncertainty): Возможные отклонения результатов от тех, что могли бы быть получены с максимально возможной точностью (2.1), вследствие нечеткости или неясности определения отдельных элементов метода расчета (2.3), применения программным средством ускоренных методов вычисления, основанных на упрощениях или других программных стратегиях пренебрежения вкладами отдельных источников или этапов расчета.

2.18 документация пользователя (user documentation): Сведения о применении программного средства, его особенностях, интерфейсах, методах расчетов (2.3) и получаемых результатах.

Примечание - Документация пользователя может также включать в себя способы решения проблем, связанных с работой программного средства. Она может быть представлена в текстовом или цифровом виде. Примерами такой документации могут быть руководство пользователя, краткий справочник пользователя, онлайновая консультация или информационный интернет-сайт.

2.19 проверка корректности (verification): Выполнение комплексного теста (2.16) и сопоставление полученных расчетных результатов с опубликованными корректными результатами (2.5).

     3 Обеспечение качества программного средства для установленных методов расчета

Обеспечение качества в соответствии с настоящим стандартом основано на четком разделении программной платформы в смысле некоторого лицензированного продукта с одной стороны и применяемых методов расчета с другой. Существует ряд программных средств и операций, поддерживающих математическое моделирование, анализ и представление результатов, которые не зависят от реализуемого метода расчета. В последние десятилетия наблюдается быстрое развитие как методов расчета, так и информационных технологий, и это привело к тому, что сейчас практически все прогнозы строятся на основе компьютерных моделей. Практика показывает, что зачастую недостатки или даже ошибки методов расчета могут быть обнаружены на ранней стадии, если этот метод реализован с применением соответствующих программных средств и опробован на реалистичных входных данных в рамках реалистичного сценария. При таких обстоятельствах следует избегать ситуаций, когда каждый разработчик создает свой программный продукт прежде, чем проблемы метода не разрешены и это не отражено в нормативном документе. Если же это невозможно, то в качестве промежуточного варианта в специально публикуемом документе в виде технического отчета к данному методу расчета (далее - технический отчет) должны быть описаны некоторые согласованные решения в форме "дополнительных рекомендаций".

Методы расчета должны соответствовать области их применения и сопровождаться ясной и непротиворечивой документацией. С точки зрения обеспечения качества недопустимо, чтобы в этой документации применялась неустановленная терминология и чтобы интерпретация процедур происходила в процессе применения метода с неизбежным большим разбросом возможных решений. Разработчик программного продукта для применяемого метода расчета должен опираться на имеющиеся контрольные примеры с корректными результатами, причем предпочтительно, чтобы эти результаты были получены в форме пошаговых расчетов. Наличие соответствующей документации, комплексного теста с корректными результатами и заполненной стандартизованной формы декларации соответствия для конкретной реализации метода расчета представляют собой минимальный набор предъявляемых к разработчику требований.

Программный продукт, соответствующий требованиям настоящего стандарта, должен также сопровождаться документацией, где в стандартизованной форме заявлено соответствие применяемым методам расчета и приведены свидетельства этого соответствия. Он должен предоставлять возможность пользователю оценить неопределенность построения карт шума и линий равного уровня шума, связанную с возможными приближениями и интерполяциями. Он должен обеспечивать возможность обмена данных в заданном формате.

При составлении документации для программного продукта должны быть рассмотрены шесть основных моментов:

1) общие требования к методам расчета, обязательные к применению;

2) контрольные примеры в контексте установленных требований с указанием интервалов допустимых значений;

3) общие требования к программной платформе, обеспечивающие качество реализации методов расчета;

4) методология нахождения неопределенности при составлении карт шума и линий равного уровня шума, связанной с применением модифицированных конфигураций программного средства;

5) определение формата данных, позволяющих обмениваться информацией о геометрических характеристиках и акустических параметрах;

6) форма заявления о соответствии реализованного метода расчета нормативному документу.

Организации, группе лиц или отдельному лицу, ответственному за официальную публикацию установленного метода расчета, следует учитывать, что в этой публикации должны в качестве отдельных частей быть рассмотрены вопросы, указанные в перечислениях 1, 2, 5 и 6. В противном случае указанные вопросы должны быть рассмотрены в техническом отчете, посвященном этому методу.

Требования к программным средствам и всем методам расчета рассмотрены преимущественно в настоящем стандарте. Все вопросы, связанные со специальными методами расчета, рассматриваются в соответствующем техническом отчете.

     4 Требования к установленным методам расчета