ГОСТ Р 56234.1-2019/ИСО 17534-1:2015 Акустика. Программное обеспечение для расчетов уровней шума на местности. Часть 1. Требования к качеству и его обеспечение

     4.5 Контрольные примеры

4.5.1 Назначение контрольных примеров

Контрольные примеры являются важным средством проверки правильности реализации метода расчета в программном продукте. Оптимальный выбор набора контрольных примеров, охватывающих все существенные части применяемого метода, позволяет разработчику последовательно проверить все этапы процедуры расчета. Но контрольные примеры могут также эффективно применяться пользователем программного средства, чтобы подтвердить правильность расчетов выбранным методом. Контрольные примеры следует рассматривать не как инструмент контроля процедуры расчета, а как инструмент поддержки разработчика и пользователя. Качество программного средства не может быть гарантировано без успешного прохождения контрольных примеров в соответствии с настоящим стандартом. Разработчики метода расчета, а также лица, участвующие в разработке нормативного документа на данный метод, должны обеспечить публикацию контрольных примеров одновременно с публикацией нормативного документа. Если при публикации некоторые контрольные примеры были опущены, то они могут быть подготовлены и опубликованы в техническом отчете в рамках обеспечения качества программного средства на метод расчета согласно настоящему стандарту.

4.5.2 Разработка контрольных примеров и тестовых сценариев

Контрольные примеры разрабатывают для подтверждения правильности применения уравнений и процедур, относящихся к разным физическим аспектам распространения звука, таким как влияние земной поверхности, дифракция или отражения.

В таких примерах рассматриваются самые простые сценарии, необходимые только для доказательства правильности расчетов, связанных с рассматриваемым аспектом. Желательно, чтобы документ содержал последовательные результаты промежуточных расчетов - это позволит быстро обнаружить причину возможного отклонения. Полезно также проводить дублирование расчетов с использованием, например, электронных таблиц или отдельных компьютерных программ, позволяющих реализовать конкретный этап расчета для данного контрольного примера. Для каждого контрольного примера, в котором рассчитывают уровень шума, промежуточные и окончательный результат должны быть представлены в виде единственного значения с точностью до двух цифр после десятичной запятой или в виде интервала значений с точностью до одной цифры после десятичной запятой. При отсутствии выборки, позволяющей рассчитать нижнюю и верхнюю границы интервала, их значения определяются только округлением в меньшую и большую сторону полученного единственного значения величины (см. таблицу А.5). В любом случае, даже если результат может быть получен в соответствии с нормативным документом единственным образом, рассчитанный интервал должен охватывать диапазон возможных значений величины.

На практике часто не удается реализовать "идеальный" случай, когда каждой формуле или алгоритму соответствовал бы свой контрольный пример. Однако такие примеры должны быть подготовлены для каждого основного приложения и самых важных этапов метода расчета.

Тестовые сценарии представляют собой реальные сценарии, включающие в себя разные аспекты излучения и распространения звука, которые не могут быть определены так точно, как описано выше. В полномасштабных сценариях эффекты, рассмотренные по отдельности в контрольных примерах, проявляют себя в совокупности и, возможно, способом, не предусмотренным разработчиками метода расчета. Если метод расчета, реализованный в различных программных средствах, даст для таких полномасштабных сценариев сопоставимые результаты, то это будет хорошим основанием в рамках обеспечения качества исследовать его точность и возможный разброс результатов. Кроме того, такие тестовые сценарии могут быть использованы для улучшения метода расчета посредством выяснения причин, почему в тех или иных точках были получены недопустимые отклонения от заданных значений. Третьим назначением тестовых сценариев является сравнение результатов, полученных с применением базовой и модифицированных конфигураций программного средства, для определения неопределенностей, связанных с возможными модификациями.

Для определения возможного разброса результатов и точности метода при использовании контрольных примеров второго типа организуют круговые испытания с соблюдением требования настоящего стандарта с использованием представительного программного средства. Расчеты выполняют под наблюдением разработчиков программного средства. Для испытаний с участниками при измерениях в точках (приемниках) их результаты позволяют получить (см. С.4) квантиль для максимальных абсолютных разностей между рассчитанными уровнями и арифметическое среднее по уровням.

Примечание - При необходимости для анализа результатов круговых испытаний привлекают квалифицированного и независимого, но одобренного участниками специалиста, которому все участники направляют результаты своих расчетов. Этот специалист рассчитывает среднее значение и отклонение от этого значения для каждого присланного результата. Каждому участнику сообщаются на условиях анонимности среднее значение и все отклонения от этого среднего.

4.5.3 Набор контрольных примеров

В приложении А приведены образец контрольного примера (см. А.2) и тестового сценария (см. А.3). Контрольный пример (А.2) представляет собой пошаговые расчеты по ИСО 9613-2 для точно определенного сценария. Этот пример охватывает основные расчеты, описанные в нормативном документе на метод, включая дополнительные рекомендации технического отчета.

Тестовый сценарий (А.3) включает в себя комплексную модель, для которой нельзя получить детального представления пошаговых результатов. Посредством круговых испытаний с использованием разных программных средств с подтвержденным качеством для данного метода расчетов могут быть получены отклонения каждого расчетного результата от среднего значения для всех приемников. Это позволяет улучшить метод расчета и его применение программными средствами, а также оценить возможный разброс результатов. Контрольный пример с таким расширенным сценарием может быть также использован для расчетов с применением базовой и модифицированной конфигураций и определения ухудшения точности результатов, связанных с модификацией программного средства, согласно приложению С.

4.5.4 Модуль поточечных вычислений для одной траектории

При разработке нового метода расчета может быть предусмотрена дополнительная поддержка правильности его реализации различными программными средствами посредством опубликования исходного кода для модуля поточечных вычислений для одной расчетной траектории. Такой программный модуль не заменяет полное, понятное и однозначное описание метода. В ситуациях, когда опубликованный исходный код вступает в противоречие с нормативным документом, приоритет отдается нормативному документу.

Модуль соответствует требованиям настоящего стандарта при соблюдении следующих условий:

- модуль осуществляет расчеты коэффициентов ослабления звука при распространении по одной траектории от точечного источника до приемника. Входными данными являются положение источника и приемника и ломаная линия рельефа местности со всеми расположенными на ней объектами в вертикальном сечении, а также соответствующие характеристики акустических условий. Выходными данными являются коэффициенты ослабления звука вдоль траектории;