Моделі, методи та засоби дослідження та покращення акустичних властивостей закритих приміщень

Abstract

У дисертаційні роботі вирішено наукову проблему розроблення моделей, методів та апаратно-програмних засобів акустометрії з використанням концептуального (Conceptual Design) та предметно-орієнтованого (Domain Driven Design) проєктування. Запропоновано комплексний системний підхід, який інтегрує інноваційні методи векторного імпульсно-частотного зондування, оптимізації параметрів сигнального перетворення та синтезу електроакустичних макромоделей із застосуванням технологій цифрової обробки сигналів та систем автоматизованого проектування. В роботі розглянуто та вирішено протиріччя між потребою у високоточних, прецизійних вимірюваннях акустичних характеристик приміщень та вимогами до масового використання компактних, енергоефективних пристроїв для дослідницьких і проектних завдань. З одного боку, точність вимірювань забезпечується використанням методів детектування одночастотних імпульсів, кореляційних та автокореляційних алгоритмів, оптимізації ширини зондуючих імпульсів і розрахунку параметрів ехо-сигналів, з іншого – впровадженням принципів повсюдного комп’ютингу та Індустріального Інтернету Речей (IIoT) до систем акустометрії, що дає змогу забезпечити їх універсальність, адаптивність і масштабованість. Отримані результати мають високий практичний потенціал для застосування у різних галузях, зокрема в оптимізації акустичних характеристик концертних залів, театральних і конференц-залів, офісних та житлових будівель, а також у розробці мобільних пристроїв для швидких акустичних вимірювань. Розроблені методи сприяють удосконаленню процесів автоматизованого проектування акустичних систем, забезпечують надійність і достовірність вимірювань в умовах експлуатації та відкривають нові перспективи для впровадження інтелектуальних рішень у сфері акустометрії. Таким чином, дисертаційне дослідження спрямоване на комплексне вирішення проблеми оптимізації акустичних характеристик закритих приміщень через інтеграцію сучасних інформаційних технологій і методів автоматизації. In the dissertation, a scientific problem is addressed – namely, the development of models, methods, and hardware-software tools for acoustometry using Conceptual Design and Domain Driven Design approaches. A comprehensive systems approach is proposed, integrating innovative methods of vector pulsefrequency sounding, optimization of signal conversion parameters, and the synthesis of electroacoustic macromodels by employing digital signal processing technologies and automated design systems. The work examines and resolves the contradiction between the need for highly precise, accurate measurements of the acoustic characteristics of enclosed spaces and the requirements for the mass use of compact, energy-efficient devices for research and design tasks. On one hand, measurement accuracy is ensured by employing methods for detecting single-frequency pulses, correlation and autocorrelation algorithms, optimization of the probing pulse width, and calculation of echo signal parameters; on the other hand, the implementation of ubiquitous computing principles and the Industrial Internet of Things (IIoT) in acoustometry systems allows for ensuring their universality, adaptability, and scalability. The obtained results have high practical potential for application in various fields, including the optimization of acoustic characteristics of concert halls, theaters, conference rooms, office and residential buildings, as well as in the development of mobile devices for rapid acoustic measurements. The developed methods contribute to the improvement of the processes of automated design of acoustic systems, ensuring the reliability and accuracy of measurements under operational conditions and opening new prospects for the implementation of intelligent solutions in the field of acoustometry.