儲婷婷
(中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所,成都 610036)
基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
儲婷婷
(中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所,成都 610036)
為解決電子裝備在研制生產(chǎn)過程中普遍存在的測試設(shè)備通用性差、測試過程管理缺失等共性問題,改變當(dāng)前單機(jī)測試孤立的測試作業(yè)模式,在進(jìn)行測試標(biāo)準(zhǔn)庫建設(shè)的基礎(chǔ)上,參照物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)思維,網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺基于B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn),將測試對象、測試儀器作為物聯(lián)網(wǎng)中的傳感節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行采集控制,結(jié)合可配置共性測試技術(shù)與信息集成技術(shù),在網(wǎng)頁上統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)了測試任務(wù)管理、測試文件配置、測試用例執(zhí)行、測試結(jié)果評估,實(shí)現(xiàn)了電子裝備的各個(gè)測試階段的聯(lián)網(wǎng)檢測與集成管理;測試平臺形成了基于測試知識積累的高效測試產(chǎn)出能力,可縮短測試開發(fā)周期,提高測試效率與儀器利用率,提高測試數(shù)據(jù)利用維度,加強(qiáng)計(jì)劃與質(zhì)量管理,為電子裝備的全生命周期管理提供重要支撐。
自動(dòng)通用測試; 網(wǎng)絡(luò)化測試XML技術(shù)B/S架構(gòu); 物聯(lián)網(wǎng)
測試是檢驗(yàn)測試對象的功能、性能是否滿足使用要求并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的重要而有效手段,由于目前電子裝備的組成越來越復(fù)雜,集成化程度越來越高,在研制生產(chǎn)過程中必將是集成、測試驗(yàn)證交叉進(jìn)行,需要對同一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行多階段測試,需要對多個(gè)測試過程進(jìn)行測試監(jiān)控,需要將計(jì)劃、質(zhì)量、資源管理與測試過程管理緊密結(jié)合,以便于進(jìn)行測試數(shù)據(jù)的追溯和質(zhì)量控制。
在互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代,通過物聯(lián)網(wǎng)思維重新進(jìn)行測試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化信息化構(gòu)建,才能滿足現(xiàn)今測試過程的管理需求,才可以對分布式的測試工位、測試階段進(jìn)行統(tǒng)一管理。采用B/S架構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺,可以解決電子裝備在研制、生產(chǎn)、使用過程中普遍存在的測試設(shè)備通用性差、品種龐雜、維護(hù)困難等共性問題,實(shí)現(xiàn)共性參數(shù)測試和測試系統(tǒng)的通用化,實(shí)現(xiàn)電子裝備的過程測試、系統(tǒng)檢測及環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)的聯(lián)網(wǎng)檢測,可以實(shí)現(xiàn)測試工序、測試數(shù)據(jù)與生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息的集成管理,可以實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)在不同平臺中的共享和利用,是實(shí)現(xiàn)電子裝備全流程管理的重要環(huán)節(jié)。
B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺以下簡稱測試平臺。
測試平臺的建設(shè)目標(biāo)是測試人員在網(wǎng)頁上可以直接根據(jù)測試任務(wù)進(jìn)行測試用例的關(guān)聯(lián)調(diào)用、測試執(zhí)行和反饋,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化分布式測試與遠(yuǎn)程測試,從而構(gòu)建集測試任務(wù)、測試用例配置、測試資源、測試執(zhí)行、測試評估為一體的測試運(yùn)行環(huán)境,實(shí)現(xiàn)測試過程的信息化管控,將傳統(tǒng)的基于測試軟件的測試用例執(zhí)行轉(zhuǎn)變?yōu)榛跇I(yè)務(wù)流程的測試用例執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試系統(tǒng)與測試信息管理平臺的無縫集成,可滿足用戶對電子裝備的相關(guān)測試內(nèi)容進(jìn)行全生命周期管理的需求,同時(shí)為了適應(yīng)測試需求的多樣性,通過可配置的測試手段實(shí)現(xiàn)通用測試。

圖1 測試平臺網(wǎng)絡(luò)集成示意圖
測試平臺的獨(dú)創(chuàng)性在于采用B/S的架構(gòu),在網(wǎng)頁上實(shí)現(xiàn)了儀器驅(qū)動(dòng)和測試方法的在線添加、測試程序集的在線配置、測試過程的在線測試,測試數(shù)據(jù)的在線存儲與檢驗(yàn),并結(jié)合測試任務(wù)的信息接口管理,測試平臺除了完成測試任務(wù)的功能外,同時(shí)還是一個(gè)能與產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)等過程數(shù)據(jù)進(jìn)行集成的信息化管理系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)測試能力的快速實(shí)現(xiàn),方便測試過程的構(gòu)建和測試結(jié)果的管理,有利于測試平臺和研制、生產(chǎn)、質(zhì)量管理等平臺的信息交互,需從測試平臺的硬件與軟件構(gòu)成這兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì),具體實(shí)現(xiàn)方案如下所述。
測試平臺的硬件主要由局域網(wǎng)、測控機(jī)、測試儀器、服務(wù)器、應(yīng)用PC機(jī)組成。測控機(jī)主要通過GPIB、網(wǎng)口、串口等總線與測試儀器或測試對象連接,利用VISA總線的硬件接口無關(guān)性,將GPIB、PXI 、LXI、USB、 LAN、RS232 、RS485等接口的測試儀器,統(tǒng)一采用虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA的通用接口或?qū)S媒涌谶M(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)測試平臺的測試儀器可互換性。
測試平臺包括若干個(gè)測試節(jié)點(diǎn),測試節(jié)點(diǎn)由測控計(jì)算機(jī)組成,測控計(jì)算機(jī)通過GPIB、串口、網(wǎng)絡(luò)等總線采集控制儀器與被測單元連接,測試人員直接通過測控機(jī)訪問服務(wù)器上的網(wǎng)頁,在網(wǎng)頁上根據(jù)測試任務(wù)加載測試配置文件,并在網(wǎng)頁上啟動(dòng)并完成測試,完成測試數(shù)據(jù)記錄、被測單元合格判別與測試任務(wù)狀態(tài)標(biāo)識。測試平臺的硬件組成與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。
綜合考慮平臺需適應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)原則,本平臺軟件重點(diǎn)需解決基于網(wǎng)頁WEB應(yīng)用與底層的硬件驅(qū)動(dòng)層之間的數(shù)據(jù)傳輸,屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的典型應(yīng)用,按照物聯(lián)網(wǎng)的層次架構(gòu)并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,本平臺軟件根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層分為3個(gè)層次:采集控制、數(shù)據(jù)傳輸、應(yīng)用層。
4.1 采集控制
測試對象與測試儀器是測試平臺中的傳感節(jié)點(diǎn),測控機(jī)通過GPIB、串口、網(wǎng)口、1553B接口等和測試對象與測試儀器進(jìn)行連接,通過測試協(xié)議下發(fā)程控命令給儀器,并采集儀器的測試數(shù)據(jù),常規(guī)情況下,采集控制軟件運(yùn)行于測控機(jī)上,本測試平臺通過自主開發(fā)的ActiveX測試插件,將采集控制軟件運(yùn)行于網(wǎng)頁上。
ActiveX技術(shù)是微軟推出的解決桌面程序與Web程序交互應(yīng)用的程序組件技術(shù),ActiveX插件是以小程序下載裝入網(wǎng)頁,然后可在計(jì)算機(jī)本地進(jìn)行應(yīng)用的服務(wù)容器,測試插件采用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)頁對測控機(jī)本地的GPIB等控制接口的采集控制。
在網(wǎng)頁上運(yùn)行測試插件后,測試插件工作于服務(wù)端模式,用WINSOCT進(jìn)行多線程偵聽,等待測控機(jī)連接并保持連接,接收測控機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包,根據(jù)不同的總線協(xié)議,對硬件進(jìn)行初始化、控制、讀取操作,并將讀取到的測試數(shù)據(jù)通過插件傳遞給網(wǎng)頁,網(wǎng)頁將收到的采集數(shù)據(jù)打包后上傳回服務(wù)器,如圖3所示。

圖3 基于測試插件的采集控制
Socket連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前,TCP 連接都將被一直保持下去,通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容,直到雙方連接斷開。為保證連接一直有效,測控機(jī)網(wǎng)頁和插件可以定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)使該連接一直處于活躍狀態(tài),一個(gè)測控機(jī)只運(yùn)行一個(gè)測試插件進(jìn)行硬件的采集控制。
4.2 數(shù)據(jù)傳輸
數(shù)據(jù)傳輸層分為上層、底層這兩層,上層是服務(wù)器和測控機(jī)網(wǎng)頁間的數(shù)據(jù)傳輸,這部分遵守通用的HTTP協(xié)議與SOAP協(xié)議,底層是測控機(jī)以TCP/IP作傳輸協(xié)議層將數(shù)據(jù)包在網(wǎng)頁與測試插件間的雙向傳遞,將控制方法、控制命令等封裝成數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送,并將采集數(shù)據(jù)的打包回傳。上層與底層這兩層數(shù)據(jù)傳輸層協(xié)同運(yùn)作,完成服務(wù)器對測試節(jié)點(diǎn)的采集控制與數(shù)據(jù)的雙向傳遞。
4.3 應(yīng)用層
解決信息處理與人機(jī)界面的問題,通過傳輸層而來的數(shù)據(jù)在這里進(jìn)行顯示與處理,并通過傳輸層對底層的硬件設(shè)備進(jìn)行采集控制,為各類業(yè)務(wù)提供信息資源支撐,并負(fù)責(zé)與平臺內(nèi)部與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息接口設(shè)計(jì),構(gòu)成各種應(yīng)用,測試平臺的各類軟件功能在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。
軟件是網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺的靈魂,該軟件系統(tǒng)采用自主研發(fā)的基于XML技術(shù)的通用測試軟件框架,利用該軟件框架實(shí)現(xiàn)測試平臺的可配置測試功能,克服了傳統(tǒng)測試軟件的局限性,具有良好的通用性和可擴(kuò)展性,同時(shí)由于在網(wǎng)頁上就能執(zhí)行測試任務(wù)的特點(diǎn),可以通過軟件功能方便地進(jìn)行測試任務(wù)的管理和測試信息的集成,圍繞平臺的建設(shè)目標(biāo),平臺的功能劃分為系統(tǒng)管理、儀器管理、測試任務(wù)、測試開發(fā)、測試運(yùn)行、測試評估共六個(gè)功能模塊,如圖4所示。

圖4 平臺軟件功能框圖
圍繞平臺軟件功能實(shí)現(xiàn),平臺具體實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)和方法如下所述。
5.1 系統(tǒng)管理
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,平臺可提供不同應(yīng)用節(jié)點(diǎn),根據(jù)系統(tǒng)用戶角色的不同,提供不同的軟件功能,計(jì)劃人員可進(jìn)行測試任務(wù)的導(dǎo)入及管理,質(zhì)量人員可對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行在線檢測,管理人員可對任務(wù)態(tài)勢及成品率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,其中技術(shù)人員可根據(jù)測試任務(wù),根據(jù)測試方法、測試指標(biāo)、測試參數(shù)的具體要求,提前進(jìn)行測試文件的配置。
除了用戶與權(quán)限的管理外,系統(tǒng)管理很重要的一個(gè)功能在于對儀器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理,在這些儀器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建設(shè)基礎(chǔ)上,才能進(jìn)行測試用例的配置。
儀器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理重點(diǎn)是對儀器進(jìn)行分類信息管理,同時(shí)對該類儀器能提供的功能方法進(jìn)行管理,例如微波信號源這類儀器,雖然儀器廠家及型號眾多,但都具備頻率、功率設(shè)置這些同樣的功能,這些相同的功能可以派生出基本的測試方法、參數(shù)屬性,同時(shí)可以根據(jù)不同的型號進(jìn)行不同儀器驅(qū)動(dòng)的映射,據(jù)此進(jìn)行基礎(chǔ)的測試儀器驅(qū)動(dòng)庫、測試方法庫的建設(shè),并生成XML文件。
5.2 測試任務(wù)管理
在導(dǎo)入測試任務(wù)后,計(jì)劃人員須進(jìn)行測試工序的詳細(xì)分解,測試開發(fā)人員須根據(jù)課題代號、產(chǎn)品圖號、測試工序的測試需求進(jìn)行測試文件的配置,并在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理,測試任務(wù)按照測試工序分配給相應(yīng)的任務(wù)承擔(dān)人員,由此實(shí)現(xiàn)任務(wù)信息與測試信息的融合和共享,測試人員可以根據(jù)測試任務(wù)直接進(jìn)行測試用例文件的調(diào)用與執(zhí)行,同時(shí)生成的測試數(shù)據(jù)也集成了測試任務(wù)信息。
5.3 測試開發(fā)
測試平臺采用可配置共性測試技術(shù)進(jìn)行測試用例的開發(fā),由于測試方法是按照儀器的功能來管理,實(shí)現(xiàn)了與儀器型號的無關(guān)性,在測試用例配置過程中,根據(jù)具體的測試項(xiàng)目,通過XML文件來描述對測試方法的引用,配置具體的測試參數(shù)與合格判據(jù),并按照測試流程對測試方法進(jìn)行測試順序的組織,一個(gè)測試配置文件由一個(gè)或多個(gè)測試項(xiàng)目組成,測試配置文件和產(chǎn)品測試工序的對應(yīng)關(guān)系通過數(shù)據(jù)庫來管理。
5.4 測試運(yùn)行
測試人員在網(wǎng)頁上根據(jù)測試任務(wù)啟動(dòng)測試用例前,需先在網(wǎng)頁上運(yùn)行測試插件并建立ServerSocket的監(jiān)聽端口,然后根據(jù)測試工位的儀器型號進(jìn)行儀器的初始化。
在執(zhí)行測試任務(wù)時(shí),測試任務(wù)執(zhí)行界面工作在ClientSocket模式,根據(jù)課題號、產(chǎn)品圖號和測試工序加載測試用例配置文件,按照預(yù)先定義好的標(biāo)記,進(jìn)行測試配置文件的解析,根據(jù)已初始化的儀器型號進(jìn)行測試指令的解析與打包,并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送給正在監(jiān)聽的測試插件,同時(shí)測試插件也將采集到的測量數(shù)據(jù)返回給ClientSocket的連接端口供ClientSocket讀取,從而完成基于網(wǎng)頁的測試過程執(zhí)行。
由于ServerSocket與ClientSocket可以在本機(jī)或同一網(wǎng)段內(nèi)的任意兩臺計(jì)算機(jī)間建立連接,所以測試執(zhí)行網(wǎng)頁即可以程控本機(jī)的測試工位,也可以遙控遠(yuǎn)程的測試工位,在實(shí)現(xiàn)測試用例配置與基于網(wǎng)頁的測試執(zhí)行的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程測試,實(shí)現(xiàn)了分布式測試工位的網(wǎng)絡(luò)化集成管理,這也是基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)測控技術(shù)的先進(jìn)之處。
5.5 測試評估
測試平臺包含測試數(shù)據(jù)的在線質(zhì)量檢驗(yàn)、查詢與統(tǒng)計(jì)分析等測試數(shù)據(jù)的評估功能,
測試平臺能夠方便地實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的多維度利用,是在于建立了測試數(shù)據(jù)的存儲模型,測試數(shù)據(jù)不僅僅包含測試結(jié)果信息,更集成了任務(wù)、人員、計(jì)劃、質(zhì)量、過程狀態(tài)等信息,同時(shí)使用XML技術(shù)進(jìn)行測試數(shù)據(jù)模型的存儲,利用XML文件結(jié)構(gòu)化與可交換性的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的集中管理、分析和運(yùn)用,使得測試數(shù)據(jù)可以進(jìn)行追蹤和挖掘。
測試平臺適用于各型號電子裝備的研制生產(chǎn)保障任務(wù),有效實(shí)現(xiàn)數(shù)字、模擬、射頻電性能技術(shù)指標(biāo)的共性參數(shù)測試和測試系統(tǒng)的通用化,適用于研制生產(chǎn)準(zhǔn)備期間的測試任務(wù)管理及分解、測試過程中的現(xiàn)場測試任務(wù)啟動(dòng)和執(zhí)行、測試數(shù)據(jù)提交和檢驗(yàn)、生產(chǎn)全程監(jiān)控的人員工作統(tǒng)計(jì)及資源管理等各個(gè)業(yè)務(wù)過程。
測試平臺根據(jù)測試任務(wù)啟動(dòng)測試執(zhí)行頁面及在線質(zhì)量檢驗(yàn)頁面分別如圖5、圖6所示。

圖5 測試執(zhí)行頁面

圖6 在線檢驗(yàn)頁面
目前測試平臺首期可選擇的可程控測試儀器如表1所示。

表1 可程控儀器列表
基于目前測試平臺可程控切換的測試儀器種類與底層驅(qū)動(dòng),測試平臺提供的部分基本測試方法如表2所示。

表2 可程控儀器列表
基于這些基本的測試方法,測試平臺可進(jìn)行測試方法的組合與派生,并可根據(jù)電子裝備的測試流程按照測試步驟進(jìn)行測試文件的配置。
某型裝備采用測試平臺進(jìn)行了等效輻射功率、靈敏度、脈寬適應(yīng)性、頻率精度、用電測試共5個(gè)測試項(xiàng)目的配置,并進(jìn)行了網(wǎng)頁執(zhí)行測試與原單機(jī)軟件的測試時(shí)間對比如表3 所示。

表3 測試時(shí)間對比表
從表3可以看出,網(wǎng)頁測試比單機(jī)測試的速度慢,這是由于每條測試指令都需要由經(jīng)過網(wǎng)頁下發(fā)并與測試插件通信,并通過測試插件完成對底層測試設(shè)備的控制采集,從表3還可以看出,由于不同的測試項(xiàng)目包含的測試指令條數(shù)是不一樣的,所以引起的測試延時(shí)也是不一樣的。網(wǎng)絡(luò)傳輸引起的測試延時(shí)時(shí)間是平臺不能避免的,但是可以通過優(yōu)化測試方法,將單機(jī)測試中原本需要在測試步驟間預(yù)留的延時(shí)取消,直接利用網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)來代替,從而將測試速度控制在合理的范圍內(nèi)。
測試平臺基于測試方法進(jìn)行配置開發(fā),會(huì)隨著測試項(xiàng)目的不斷實(shí)施,儀器驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展,測試方法的積累,使得測試平臺的測試覆蓋率越來越廣泛。使得測試軟件開發(fā)效率越來越高,測試平臺只是一個(gè)軟件框架,需要在實(shí)際的應(yīng)用中逐步完善。
基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺突破了以往測試軟件只能運(yùn)行在計(jì)算機(jī)客戶端的局限性,除了了必要的硬件驅(qū)動(dòng)與測試插件外,不需在測控計(jì)算機(jī)上安裝測試軟件,網(wǎng)頁軟件在后臺統(tǒng)一管理更新,同時(shí)保證了測試程序集版本的唯一性。
平臺的先進(jìn)性還體現(xiàn)在平臺的可擴(kuò)展性,可在軟件平臺的框架上,直接進(jìn)行儀器驅(qū)動(dòng)、測試方法等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充,結(jié)合被測對象的個(gè)性要求進(jìn)行測試流程的配置,在實(shí)現(xiàn)針對不同被測對象的測試過程中,能夠逐漸完善、積累大量的功能模塊庫,使測試能力的建設(shè)效率越來越高。
基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化可配置綜合測試平臺即減少了自動(dòng)測試系統(tǒng)的低水平重復(fù)建設(shè),采用信息化管理技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)化技術(shù)的融合,實(shí)現(xiàn)了電子裝備的過程測試、系統(tǒng)檢測及環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證等各個(gè)研制生產(chǎn)環(huán)節(jié)的聯(lián)網(wǎng)檢測,可以實(shí)現(xiàn)測試工序、測試數(shù)據(jù)與研制生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息等的集成管理,是實(shí)現(xiàn)電子裝備全流程管理的重要環(huán)節(jié),是實(shí)現(xiàn)電子裝備全生命周期測試、維護(hù)、維修保障管理的行之有效的全新的技術(shù)手段,是進(jìn)行電子裝備測試能力的發(fā)展和整體提高的有力途徑。
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Realization and Application of Network Configurable Integrated Test Platform Based on B/S Architecture
Chu Tingting
(Southwest China Research Institute of Electronic Equipment,Chengdu 610036,China)
In order to solve the common problems in the development and production of electronic equipment, such as the poor universality and the lack of test process management, change the current single isolated testing operation mode, based on the construction of test standard library, reference IOT design thinking, the network configurable integrated test platform based on the B/S architecture is proposed, the test object, test instruments as sensor nodes in IOT to collection control, combined with the technology of universal testing and information integration,unified management on Web page for test task , test development, test execution and test evaluation, realize online detection and distributed integrated management of each test stage of the electronic equipment. The test platform forms an efficient test output capability based on knowledge accumulation, can shorten the development period, improve the testing efficiency and utilization efficiency of the instruments and the test data, strengthen the plan and quality management, to provide important support for the whole life cycle management for electronic equipment.
automatic generic test; networked test; XML technology; B/S architecture; Internet of things
2016-12-18;
2017-02-13。
儲婷婷(1970-),女,江蘇海安人,高工,主要從事自動(dòng)測試技術(shù)及信息化技術(shù)方向的研究。
1671-4598(2017)07-0032-04
10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.008
TP3
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