Вопросы СИ АВАК (специальные исследования в области акустики и вибраций) - Форум по вопросам информационной безопасности

К сожалению, именно так. Вечный бич акустических измерений.
Первый раз я лично столкнулся и серьёзно задумался над количественной оценкой роли этого эффекта в 2002, когда проектировали наш первый "Шёпот". А потом в 2003, когда в г. Юбилейном (в ЦБИ) сертифицировали его. Тогда ещё вместе с Сергеем Владимировичем Чижовым мучились.
Ну а с тех пор столько раз, что и не упомнить :)
Когда-то, в самом начале, ещё в 70-х, тоже не очень задумывался. Только, порою, недоумевал, откуда такой разброс результатов? Ведь тогда, по временным методикам что МПСС, что МРП СССР начинали-то именно на тоновых сигналах, аналоговыми Robotron-ами (производства ГДР).
А основные эксперименты делал как раз при подготовке отзывов на некоторые изделия и проекты НМД. Благо есть с чем сравнить измерения "в натуре" и в идеализированных условиях, камеру-то заглушенную мы построили уже в 2006.
Да и анализ серии стандартов и методик измерений по строительной акустике приводит к тем же результатам. Просто эксперименты нагляднее :)
Кстати, был один ГОСТ (ноне выведенный из применения), в котором допускалось применение тонального тест-сигнала. НО! В плоскости дверного полотна предписывалось сделать 15 измерений (точки распределялись равномерно по площади полотна), каждое на 30 частотах. После чего всё по определённому "закону" усреднить и тогда получалась оценка звукоизоляции дверного проёма. Вот и посчитайте, насколько должна возрасти трудоёмкость самих измерений. Думаю, именно поэтому этот метод и предали забвению.
А на ВЧ - вполне реализуемо, хотя и гиммора больше по обработке. Но это решаемо.
Удачи :)
Чак

1. То что значение звукоизоляции ограждающей конструкции (в 1/1 или 1/3 октавы) прямо связано с получаемым значением разборчивости W, то это не вызывает вопросов. Если бы были заданы такие исходные значения, как звукоизоляция ограждаюшей конструкции и нормированные шумы по акустике (почему то их не хотят вводить, а измеряем реальные, стационарность которых ???), то расчитать W можно было без реальных измерений. Кстати, в предыдущих версиях оценки защищённости помещений (в эпоху Гостехкомиссии) показателем защищённости являлось значение звукоизоляции ограждающих конструкций.
2. Вопрос к Chechaco, MASCOM. Что касается тестового акустического сигнала. А насколько возможен компромисс между шумовым тестовым сигналом и цифровым шумоподобным (коэффициент качества шума порядка 0,8-0,9 нам ведь в данном случае не нужен) тестовым сигналом, который мы можем (при соответствующем оборудовании и матобработке)принимать оптимальным фильтром (корреляция между исходным тестовым сигналом и принятым).. Или это тоже тупиковый вариант развития?

Для LED-II, ЗАО | 55616:
Ответ на Ваш вопрос естественен и единственен :) И, как всегда, больше, чем наполовину содержится в правильно сформулированном вопросе.
Абсолютно возможен!
Поскольку оценка делается только и исключительно по энергетике тест-сигнала, то никакая его "тонкая структура" не имеет значения. Он же не используется для защиты...! Посему, например, в САИС "Шёпот" можно использовать как источник тестового сигнала (шума) не только генерирующую часть генератора-усилителя "Шёрох-2МИ", но и звуковую карту ноутбука. Всё это в ПО предусмотрено и вполне успешно работает. Никаких вопросов при сертификации и эксплуатации не вызывало и не вызывает. А в последних разработках от аналогового аппаратного источника и вовсе отказались. Зачем лишнее "железо"? Если нужно сформировать некую заданную огибающую спектра, то звуковая карта справляется с этим куда проще, чем набор аналоговых фильтров.
Так что мысль здравая, просто уже сформулированная где-то году в 2004-5, примерно, и уже реализованная. И не только в наших изделиях.
Чак

Для Chechaco, MASCOM | 55618
Под термином "цифрового шумоподобного сигнала" я имел в виду не просто программно реализованный шум с некой заданной огибающей спектра (с низким коэффициентом качества шума, который в данном случае не актуален), а в т.ч. и сам "портрет" шумоподобного сигнала, который мы можем применить на входе приёмного тракта - что то типа "оптимальной фильтрации" для повышения значения "сигнал/шум" в приёмном тракте + возможность накопления.... усреднения.... и т.п. Если мы имеет "математический образ" тест-сигнала от источника, то можно организовать "оптимальный приём" в приёмнике. Что то пипа данного подхода???

На LED-II, ЗАО | 55620:
Коллега, мысль, надеюсь, я воспринял.
Вы предлагаете корреляционный приём. Но не простейшего когерентного детерминированного сигнала, а шумоподобного.
Что ж, и эта мысль не нова...
Однако реальное синхронное накопление возможно тогда и только тогда, когда есть "опорный сигнал". То есть надо знать с точностью до фазы значение сигнала в точкен приёма. Для акустического сигнала, который претерпевает и амплитудные и фазовые изменения при излучении, многолучевом распространении в пространстве ВП до точки размещения микрофона это, увы, исключено. А если мы не знаем фазы, то коррелятор не даст никакого выигрыша в отношении сигнал/помеха по сравнению с простым приёмником. Мы просто перемножим один, случайный сигнал на другой, столь же случайный.
И если с детерминированым тональным сигналом можно (за счёт значительного увеличения времени) как-то "подобрать" фазу, то для сигнала типа "белый шум" с функцией автокорреляции вида "дельта-функции" это невозможно даже теоретически.
Помнится коллеги из Н'Новгорода мне показывали как "синус" вытаскивали из-под отношения сигнал/помеха в -60 дБ! И не только вытаскивали - измеряли с погрешностью не более 10%. Но это "синус"... Фазу предсказать проще простого.
Кстати, это прекрасно подтверждается работой коллег от другого регулятора (был доклад года 4 назад на их конференции). Речь шла о распознавании акустических образов неких сигналов. Так вот, пока первичный преобразователь приёмника находился в фиксированной точке - распознавалось. Сдвиг на 3-4 см и всё разваливалось, у тех же сигналов были уже совсем иные "портреты". Акустика и виброакустика - конечно суть волновые процессы. Но расстояния и скорости в среде влияют очень сильно. Это не скорость света, которую можно принять за константу.
Поэтому до сих пор ни у кого такое не получилось. Не огорчайтесь, ценно уже то, что Вы раздумываете. Это действительно ценно. Но и не обольщайтесь. Истинный путь познания всегда основывается на обязательном знании того, что сделали до тебя. Это рутина, но без этого слишком велик риск повтора, бесполезного. Чтобы решить куда идти, надо точно знать, что сделали до тебя и чётко представлять себе почему Вас это не устраивает и что именно и ПОЧЕМУ делали не так. Кто-то из великих в начале XIX века сказал: "Нет ничего практичнее хорошей теории". И это святая правда!!! Теорию НАДО ЗНАТЬ! Очень бережёт время (Ваше время!), силы и нервы ;)
Так что всяческой удачи!
Чак

Ещё маленький теоретический вопрос к Chechaco, MASCOM в развитие предыдущих постов.
А если в качестве тест-сигнала для АВАК применить не шумоподобный (аналоговый или цифровой) а программно сформированную цифровую сетку тонов. Ну, к примеру сразу тонов 300 или ... (+/-) по всем октавам., а в приёмном тракте соответствующий цифровой фильтр под данный тест. Имея "на руках" точный "образ" тест-сигнала можно также применить и различные варианты матобработки (накопление с усреднением, вейвлет-анализ, корреляции ....) для выделения сигнала на фоновых уровнях.
Или и здесь "тупик" и на текущем этапе развития оптимальным всё равно остаётся шумовой (аналоговый или цифровой) тест-сигнал с октавным (третьоктавным) приёмом в точке 1 и точке 2 для количественной оценки значения звуко-вибро-изоляции (затухание на трассе распространения сигнала). Тогда оптимальным инструментарием сейчас является типовой шумомер-анализатор спектра (с режимами 1/1, 1/3, 1/12 октавного анализа, БПФ-анализатора и т.д.), например Экофизика http://www.octava.info/news/belaya_ecophysica или т.п. с дистанционно-управляемым (радио ПДУ) источником - активным акустическим монитором с выбором режима "Шум" или "Тон 1 кГц" (иногда полезен для качественной оценки оператором). По цене получается оптимально (100-150 т.р.) + минимальные массо-габариты (если колонку выбрать с чувствительностью 94 дБ, чтобы раскачивать порядка 110дБ звукового давления на "обычном" встроенном в монитор усилителе мощности класса D, Вопросов с поверкой никаких, Анализ сразу во всех октавах (третьоктавах) по маскимому, минимому и среднеквадратичному значениям, вычисление процентилей ..... с записью результатов для дальнейшего расчёта "точки контроля" в Exele.
Т.е. если нет смысла в специализированных технологиях измерений и оценки, то какой смысл в специализированных ПАК???

Доброго дня и хороших выходных :)
Ну-с, вначале об "узкополосном" варианте с "гребенчатым" фильтром. Вариант разработанный в измерительной технике и в обработке сигналов давным-давно. Что нам это может дать? Да, обработку (накопление) в каждом "зубце" гребёнки можно вести квазипарралельно. Последовательно, конечно, но в режиме разделения времени хороший DSP справится. Разумеется, придётся "заплатить" мощностью процессора, хотя сегодня это уже и не столь дорого. Однако шумомер придётся спроектировать заново, сейчас моделей с нужной вычислительной мощностью просто нет. И ни в одном ГОСТ на эти средства измерения нет требований к такому режиму анализа. То, что типовой шумомер так использовать не удастся - однозначно. Это год разработки (минимум, опыт уже есть) и почти столько же сертификации. Всё "ляжет" на стоимость изделия.
Но это всё преодолимо. Общее, возможное ускорение - раз в пять (сейчас мы измеряем в 5-и октавах последовательно, будет как бы на одной частоте).
Но вот увеличение времени за счёт сужения полосы будет обратно пропорционально ей. То есть при полосе в 1 Гц на всех "зубцах" придётся измерять как на самой низкой частоте. Например на частоте порядка 250 Гц минуты полторы, не меньше. То есть весь "выигрыш" по времени мы потеряем. Да бог с ним, зато резко снижаем неопределённость измерений и можно работать на гораздо более тихом тест-сигнале. Об остальном я уже писал.
Теперь о рынке :) Такая САИС будет на 40-60% дороже существующих (дорожает всё, и разработка, сертификация - тоже, ни один изготовитель сейчас не пойдёт на то, чтобы затраты на разработку возвращались 10 лет. Максимум год-два). Требований по погрешностям ни в одном НМД нет и, похоже, ближайшие 3-5 лет не будет. Так что для пользователей это весьма слабый аргумент, хотя должно бы быть наоборот! Тихий тест-сигнал? А кого это волнует? Уж Заказчика-то меньше всех.
Как Вы полагаете, много лицензиатов в таких условиях купят новинку? Без гарантированного рынка сбыта никто за разработку не возмётся, я эту идею и ещё парочку столь же "революционных" пробивал уже лет 6 - полный непротык...
Так что сама мысль правильная, но ... нереализуемая в настоящем. Вот когда начнут платить за снижение погрешностей при выполнении СИ... Но не доживу, полагаю ;)

Ну а смысл САИС вообще - снятие с оператора рутинной работы, исключение максимально возможно "человеческого фактора" и его характерных ошибок. Мозги никакой автомат не заменяет :)
Что же касается шумомера "Экофизики", то в традиционных режимах измерения он применим так же, как и любой другой шумомер. Автоматизации, естественно, никакой. Но измеряет. Изюминка САИС не в самом средстве измерения - оно (во всяком случае - пока) типовое. А во встраивании его в общий алгоритм измерения, включая генерацию тест-сигнала, управление им и расчёт результатов в соответствии с утверждённой методикой. Хотя наш "Тритон" уже не просто типовой шумомер, а и аппаратно и программно "заточен" для работы именно в составе САИС. Это не так сложно, но удобно :)
Чак

Для Chechaco, MASCOM | 55669
Спасибо за внимание к вопросу. Меня интересовал лишь "теоретический" подход - имеет ли данное направление возможность физической реализации, т.е. работает ли подход. Я понимаю, что постановка промпроизводства имеет смысл только при ясных показаниях спроса на рынке и рентабельности производства той или иной партии.
Учитывая, что на текущий момент исследования АВАК в наших приложениях основано на классических подходах применения шумомеров-анализаторов спектра (1/1, 1/3... октавный анализ) и шумовым (иногда тональный сигнал на среднегеорметрических частотах октав) тест-сигналов, то здесь уже выбор комплекта оборудования "под себя" - или делаешь комплект на базе типовых средств измерений (шумомер-анализатор спектра) + допоборудование, или приобретаешь специализированную САИС. На "вкус и цвет" так сказать...

Доброго дня.
Для ГОГА | 55677:
Есть ещё один аспект. Замена широкополосного тестового сигнала набором тональных частот ставит новую проблему - сколько частот нужно? Теория на эту тему молчит, да и не существует её, в принципе, как не существует модели мозга ;)
Экспериментальные исследования сложны и требуют много времени. Мы пробовали этим заняться, но... смысл? Финансировать НИР никто не собирается именно в таком плане. А за свои средства не потянем (нужно несколько миллионов). Так что вопрос "висит".
К сожалению многое сейчас пытаются оценить "рублём", забывая что это тоже не панацея.
Чак

Уважаемые коллеги может подскажете почему при пересчете виброускорения в дБ относительная величина выбрана 10^–6 м/с.кв., а не 3*10^–4 м/с.кв. которая используется для сравнения с гигиеническими нормами в санпин. И какой физический смысл имеет величина 10^–6 м/с.кв. В санпин вобрано 3*10^–4 м/с.кв. т.к. оно создает акустическое колебание с уровнем 2*10^-5 Па (относительная величина для акустики).
Спасибо.