用于计算机支持地监控车辆服务的运行的方法和装置与流程

1.本发明涉及一种用于计算机支持地监控车辆服务的运行的方法和装置。


背景技术：

2.车辆服务包括车辆、中央计算系统和经由唯一的车辆标识与车辆相配设的数据宿的交互。交互是这样的：车辆的状态数据由于改变并且此外以周期性的时间间隔从车辆内部的通讯控制装置传输给中央计算系统，并且由中央计算系统存储最后传输的状态数据以用于通过数据宿进行后续的调用和处理。然后在数据宿上可以例如可视化和/或存储和/或处理所述状态数据。
3.这样的车辆服务对于分别不同类型的车辆而开发，其中在开发的范畴内由在车辆、中央计算系统和数据宿中已知的硬件组件和软件组件出发。硬件组件和/或软件组件相比于这个初始状态的每个改变、例如在中央计算系统中的硬件改变或软件改变、其他类型的数据宿或在数据宿上运行的程序的软件版本的改变都可能在相互配合方面干扰车辆服务的稳定运行。因为在数字化的范畴内存在对数据宿的持续的功能扩展、例如由于在中央计算系统或无线电组件中的调整而进行的功能扩展，故由于硬件和软件的新的组合而可能产生迄今未知的错误源。因此需要对能实现提供车辆服务的不同组件的相互配合进行验证和监控。
4.特别是需要尽可能快速地识别可能出现的错误，从而遇到错误的客户的数量能保持得尽可能少。典型地仅通过相应的客户抱怨才识别到错误，然而这仅能限制性地实现有针对性的分析和错误消除，因为仅针对中央计算系统存在日志文件，所述日志文件能实现对问题的分析。例如不能高效地分析车辆侧的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，给出一种用于计算机支持地监控车辆服务的运行的方法和装置，其在功能上改善并且特别是能实现快速地识别由车辆服务的变化引起的可能的错误。特别是应当能实现更准确地界限错误的位置或起因。
6.所述目的通过一种按照权利要求1的特征的方法和一种按照权利要求13的特征的装置来解决。有利的设计方案由从属权利要求得出。
7.按照第一方面提出一种用于计算机支持地监控车辆服务的运行的方法，所述车辆服务包括车辆、中央计算系统和经由唯一的车辆标识与车辆相配设的数据宿的交互。所述唯一的车辆标识例如并且优选是车辆识别码(vehicle identification number，vin)，然而所述唯一的车辆标识也可以是其他的唯一的标识。在交互的范畴内，车辆的状态数据由于改变并且此外以周期性的时间间隔从车辆内部的通讯控制装置传输给中央计算系统，并且由中央计算系统存储最后传输的状态数据以用于通过数据宿进行后续的调用和处理。通过数据宿进行的处理例如包括状态数据的可视化。数据宿可以例如是用户终端设备或(服务)数据库或计算机或计算系统。
8.为了实施计算机支持地监控车辆服务的运行，在步骤a)中在测试环境中提供如下类型的车辆的或确定的车辆类型的通讯控制装置，对于所述车辆或所述车辆类型应当监控车辆服务。通讯控制装置因此是“真实的”通讯控制装置，如所述通讯控制装置安装在确定的车辆或车辆类型中那样。步骤a)是按照本发明的方法的要实施或准备一次的步骤。
9.在步骤b)中，通过第一模拟单元模拟所述车辆，其方式为，通过第一模拟单元产生测试数据并且将所述测试数据作为状态数据在车辆总线上提供给通讯控制装置。车辆总线由其拓扑以及所使用的消息传输方案(协议)相应于在真实的车辆中安装的车辆总线。因为通讯控制装置以常规方式像所述通讯控制装置安装在真实的车辆中那样运转，故通讯控制装置将例如状态数据由于另外确定的发送触发器的改变而传输给中央计算系统或者以周期性的时间间隔传输给中央计算系统，所述中央计算系统随后提供状态数据以用于通过数据宿进行调用。
10.在步骤c)中，通过第二模拟单元模拟数据宿，其方式为，从中央计算系统调用对于模拟的车辆存储的状态数据。按照在实际中使用的消息协议来进行调用。如果在本说明书中言及对存储在中央计算系统中的状态数据的调用，则这一般包括从数据宿传输给中央计算系统的查询消息，以所述查询消息来通过数据宿请求状态数据。为了答复所述查询消息，中央计算系统传输响应消息，所述响应消息包含所请求的状态数据。所述响应消息然后可以通过数据宿以常规方式处理、特别是对用户可视化所述响应消息。在此，通过第二模拟单元模拟的数据宿经由唯一的测试车辆标识与通过第一模拟单元模拟的车辆相配设。测试车辆标识在构造和命名法方面相应于真实的车辆标识(vin)。
11.在步骤d)中，通过比较来评估由第一模拟单元产生的测试数据和由第二模拟单元调用的状态数据。
12.因此，所提出的方法基于固定的系统，所述系统模拟与用于实时运行的中央计算系统相互配合的真实车辆的功能，所述中央计算系统在车辆的环境中典型地称为后端。为了符合现实地模拟车辆或车辆类型，为此使用真实的通讯控制装置，其中，经由第一模拟单元为通讯控制装置以通常的形式提供所有必要的输入参量。因为第一模拟单元产生测试数据，故能够覆盖大的事件空间，从而不仅能够在中央计算系统方面而且能够在数据宿方面确定对错误(无论是由硬件故障、错误的传输路线还是错误地运转的软件组件引起的错误)的发现。所述方法因此能实现硬件在环测试台(hardware-in-the-loop，hil)，所述硬件在环测试台可以例如在对任意组件在硬件范围或软件范围内进行了改变之后使用，以便测试功能性。
13.因为测试数据经过在真实运行中使用的通信连接并且作为状态数据存储在中央计算系统中(其中，所述中央计算系统不能识别所述状态数据是仅模拟的车辆的测试数据)，所以相应的真正处于运行中的技术子系统都被经过，所述技术子系统也被客户所使用。随后经由数据宿的接口(所述接口相应于实际的客户接口)调用包括测试数据的状态数据并且将所述状态数据与通过第一模拟装置产生的测试数据匹配。在此存在如下可行方案：在多个测量点处截取状态数据，由此能够在错误的情况下界限错误位置。此外可行的是，分析具体的错误时刻并且由此分析错误后果，以便推断出例如确定的与白天有关的干扰，所述干扰例如可能由于中央计算系统的过大的负载而出现。
14.一种有利的设计方案规定，对步骤b)和c)的实施形成测试运行。优选地，在多个测
试运行之后通过在步骤d)中的比较来进行评估。例如可以借助于时间戳或成对的彼此相继的步骤b)和c)来找到相配属的所发送的测试数据和通过数据宿所调用的状态数据。
15.还有利的是，在评估中仅处理如下测试运行，在所述测试运行中，对相应的测试运行的测试数据与调用的状态数据的比较具有区别。例如在如下情况下存在区别：在测试数据中的确定的数据源的状态不相应于在状态数据中的相应的数据源的状态。
16.此外有利的是，在对具有区别的测试运行的评估中由错误类型的频率推断出位置或引起错误的错误组件。
17.所述测试数据包括一组数据源的相应的状态，所述一组数据源特别是车辆传感器、例如翻转传感器(如门、行李舱、发动机罩、活动车顶等)、窗传感器、轮胎压力传感器、水平传感器(如贮箱、发动机油、牵引电池的充电状态、牵引电池的电池电压等)、故障存储器记录等。一组数据源包括哪些具体的数据源基本上与由车辆服务提供的功能以及在相应的车辆中安装的传感器有关。车辆服务可以包括全部所提及的数据源，然而车辆服务也可以包括所提及的数据源的任意的部分选择。
18.按照另一种有利的设计方案，测试数据、特别是该组数据源的相应的状态通过第一模拟单元随机地产生。如果数据源例如是翻转传感器，则传输例如“打开”或“关闭”的状态信息或传输相应于该状态信息的数字信息(“1”或“0”或者“高(h)”或“低(l)”)。水平信息以数字的形式传输、例如剩余的贮箱含量。随着每个测试运行，通过第一模拟单元随机地重新产生测试数据并且因此随机地重新产生该组数据源的相应的状态。
19.此外有利的是，周期性地产生测试数据并且将所述测试数据作为状态数据提供给通讯控制装置，所述通讯控制装置然后直接将所述状态数据传输给中央计算系统以用于存储。周期性的产生例如可以遵循状态数据传输给中央计算系统的周期或与所述周期有偏差。
20.此外有利的是，将所述测试数据作为状态数据连同时间戳和测试车辆标识(作为一般的车辆标识)存储在中央计算系统的数据库中，其中，状态数据、时间戳和测试车辆标识形成测试数据组。所述测试数据组可以在数据库中可选地包括错误消息，所述错误消息说明：在中央计算系统内的处理中是否已查明错误和已查明哪种错误。这例如在多个测试运行中简化：特别是在中央计算系统内由错误类型或错误消息的频率来推断出位置或引起错误的组件。
21.另一种有利的设计方案规定，将由第一模拟单元产生的测试数据和由第二模拟单元调用的状态数据以相配设的形式(例如相关地)写入到在数据库中的共同的测试运行表格中。如果在本说明书中言及调用的状态数据，那么对此应理解为对所有的包括状态数据的测试数据组的调用。虽然对于查明错误而言足够的是，仅比较测试数据和调用的状态数据，但在测试数据组中附加地包含的信息简化对错误时刻和/或错误位置的推断。
22.另一种有利的设计方案规定，第一模拟单元将状态数据经由无线的通信连接传输给中央计算系统。为此使用通讯控制装置的如下组件，所述组件经由移动无线电连接、例如3g、4g(umts)、5g等来将数据传输给中央计算系统。由此，在这里使用以一般方式设置的移动无线电接口。
23.有利的是，第二模拟单元经由无线的或有线的通信连接从中央计算系统调用状态数据。无线的通信连接可以例如相应于由用户使用的相应的移动无线电连接。然而因为第
二模拟单元也可以经由网络连接与中央计算系统连接，故以这种方式进行的调用也是可行的。
24.按照本发明的第二方面，提出一种用于计算机支持地监控车辆服务的运行的装置，所述车辆服务如上所述构成。所述装置包括：如下类型的车辆的或如下车辆类型的通讯控制装置，对于所述车辆或所述车辆类型应当监控车辆服务；以及测试计算单元，所述测试计算单元构造为用于如在此所述地实施根据一个或多个设计型式的按照本发明的方法。按照本发明的装置具有与在上文中结合按照本发明的方法所描述的相同的优点。
25.按照另一个方面提出一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序代码，所述程序代码存储在非易失性的机器可读的载体上，并且所述程序代码用于实施根据本发明的一个或多个实施方式的方法。
附图说明
26.下面借助于附图中的实施例来更详细地阐述本发明。图中：
27.图1示出按照本发明的用于计算机支持地监控车辆服务的运行的装置的示意图；
28.图2示出数据库表格dbt，所述数据库表格设置在中央计算系统中并且包括对于相应的车辆最后存储的状态数据；以及
29.图3示出测试运行表格trt，为了评估和监控车辆服务的运行而处理所述测试运行表格。
具体实施方式
30.用于计算机支持地监控车辆服务的运行的装置是固定的系统，所述系统在测试环境中模拟与中央计算系统40相互配合的真实车辆的功能。车辆服务包括车辆、中央计算系统40和与车辆明确配设的数据宿的交互，所述数据宿如例如是用户终端设备(移动无线电话或移动设备)、数据库或计算机或计算系统。在下面的描述中不限制一般性地为简单起见涉及用户终端设备作为数据宿。
31.车辆的功能在测试环境中通过第一模拟单元11和与测试计算单元10耦联的真实的通讯控制装置30来实现，所述第一模拟单元实施在测试计算单元10上。在此，通讯控制装置30是如下类型的车辆的通讯控制装置或者是如下车辆类型的通讯控制装置，对于所述车辆或所述车辆类型应当监控车辆服务。换言之，通讯控制装置30是真实的通讯控制装置30，如所述通讯控制装置安装在确定的车辆类型中那样。
32.用户终端设备、例如智能电话的功能通过第二模拟单元15模拟，所述第二模拟单元例如也实施在测试计算单元10上。然而所述第一和第二模拟单元11、15也可以相互分离，那么构造设置为用于数据交换的测试计算单元。
33.模拟车辆的第一模拟单元构造为用于产生测试数据td并且将测试数据借助于车辆总线12提供给通讯控制装置30。测试数据td包括一组数据源i(i＝1
…
n)的相应的状态szi，其中这n个数据源可以是任意的车辆传感器、特别是翻转传感器(例如门、行李舱、发动机罩、活动车顶等的翻转传感器)、窗传感器、轮胎压力传感器、水平传感器(例如贮箱、发动机油箱、牵引电池等的水平传感器)、故障存储器记录等。翻转传感器的状态例如包括二进制信息、例如“打开”或“关闭”(或者其数字等同“1”或“0”或者逻辑“高(h)”或逻辑“低
(l)”)。轮胎压力传感器和水平传感器作为数字值给出例如相应的轮胎的压力信息、贮箱的液位、发动机油量、牵引电池的能量含量等。故障存储器记录例如包括错误代码，其中所述错误代码可以以任意标记法存在。测试数据td、特别是该组数据源的相应的状态szi通过第一模拟单元11随机产生。
34.车辆总线12与通讯控制装置30的计算单元31连接。车辆总线12由其拓扑以及所使用的消息传输方案(协议)相应于在真实的而在此是模拟的车辆中安装的车辆总线。测试数据td(所述测试数据包括一组数据源的相应的状态szi)由通讯控制装置30的计算单元31解读为状态数据sd。计算单元31构造为用于接收在车辆总线12上存在的测试数据并且将所述测试数据作为状态数据sd(所述状态数据与测试数据td相对应)经由通讯控制装置30的发送/接收单元32借助于无线的通信连接33传输给中央计算系统40。无线的通信连接33基于由通讯控制装置30所使用的技术、例如按照4g或5g的移动无线电网络。
35.状态数据sd连同唯一的测试车辆标识vin(所述测试车辆标识在其标记法方面相应于一般的车辆标识)从通讯控制装置30传输给中央计算系统40并且在那里由中央计算系统40的发送/接收单元43接收。
36.中央计算系统40(所述中央计算系统是车辆制造商的后端)还包括计算单元41以及数据库42。计算单元41构造为用于接受在发送/接收单元43上接收到的数据(状态数据sd连同测试车辆标识vin)、处理所述数据并且将所述数据作为测试数据组存储在数据库42中。在此，将测试数据组存储在数据库表格dbt中，所述测试数据组包括状态数据sd、测试车辆标识vin和时间戳ts。测试数据组与实际车辆的真实数据组的区别仅在于：作为车辆标识包含有测试车辆标识vin，或者可以基于另一个标识来区分测试数据组与真实客户的数据组。
37.在图2中示例性地示出数据库表格dbt的一部分，所述数据库表格具有测试数据组(在vin列中从示例性的测试车辆标识“q19x39d3”可见)以及多个真实车辆的数据组(在vin列中从示例性的车辆标识“r360789”、“e43p23t”、“s23j2k4”和“wa134p3”可见)。在实际中，数据库表格对于每个车辆(所述车辆相应于所模拟的车辆的类型)都包括一个数据组、即行记录。在此，对于每个车辆、即对于相应的车辆标识包含如下数据组，所述数据组包括当前有效的(即，最后由中央计算系统40接收的)状态数据sd。
38.数据库表格dbt包括例如用于时间戳ts的列(所述时间戳给出产生或发出或接收状态数据sd的时刻，例如以日：月：年时：分：秒的格式给出)、用于车辆标识vin的列、用于所述n个数据源的状态szi的n个列(所述n个数据源的状态总体代表状态数据sd)以及(可选的)用于错误消息fm的列(其中“null”代表没有错误，而“fm1”或“fm2”代表确定的错误)。每个行记录对应于一个数据组或测试数据组。因此，在数据库表格dbt中不仅存储对于本方法而言感兴趣的测试数据组(所述测试数据组通过按照本发明的装置的运行产生)而且也存储如下所有的数据组，所述数据组通过车辆制造商的真实车辆产生状态数据sd。因为为了计算机支持地监控车辆服务的运行，相应的测试数据组包括相同的测试车辆标识vin，所以可以将这些测试数据组逐步地(例如在由通讯控制装置30进行每次传输之后)从数据库表格dbt以简单的方式提取以用于进一步的分析。
39.从中央计算系统40的角度，实施第一和第二模拟单元11、15的测试计算单元10在结果方面表现与真实的车辆或真实的用户终端设备没有区别。
40.中央计算系统40示例性地具有另一个发送/接收单元44以用于与第二模拟单元15通信，所述另一个发送/接收单元可以是无线的或有线的性质。可选地，为了实现按照本发明的方法也可以仅设有唯一一个发送/接收单元43。在本实施例中，经由发送/接收单元44可以由模拟用户终端设备的第二模拟单元15调用状态数据sd或整个测试数据组。
41.在第二模拟单元15与发送/接收单元44之间的通信连接可以是任意类型的。在本实施例中由此出发：在第二模拟单元15与发送/接收单元44之间的通信经由有线的或无线的网络连接16、任意的网络50和无线的或有线的通信连接51来实现。
42.为了调用在数据库表格dbt中针对模拟的车辆存储的状态数据sd，从第二模拟单元15方面向中央计算系统40传输查询消息af。在查询消息af中例如包含唯一的测试车辆标识vin和鉴权aut。在查询消息af中包含的信息由发送/接收单元44接收、通过计算单元41处理且在肯定的鉴权的情况下将响应消息aw从中央计算系统40传输给第二模拟单元15。在响应消息aw中至少包含状态数据sd(所述状态数据包括该组数据源的相应的状态szi)以及时间戳ts。如所阐述的，也可以传输错误消息fm的信息。
43.测试数据td的随机产生、向中央计算系统40的传输以及通过第二模拟单元15的调用构成测试运行，所述测试运行优选以周期性的或不规则的时间间隔重复，从而有大量的数据供评估使用。
44.通过对由第一模拟单元11产生的测试数据td和由第二模拟单元15调用的状态数据sd的比较性的评估来确定，车辆服务是否按照常规运转。为此，测试计算单元10具有数据库20或所述测试计算单元与外部的数据库20连接。在数据库20中将测试运行的由第一模拟单元11产生的测试数据td以及所调用的状态数据sd存储在数据库20的测试运行表格trt中。这例如在图3中示出。
45.测试运行表格trt对于每个测试运行(所述测试运行包括产生和发出测试数据td和调用相应的状态数据sd)包括：所产生的时间戳ts、以测试车辆标识vin的形式的车辆标识、测试数据td(所述测试数据包括该组数据源的相应的开关状态szi)、所调用的状态数据sd(所述状态数据包括对应的该组数据源的相应的状态szi)、cons列(其包括关于在所发送与所接收的数据之间的一致性的信息)、用于可能由中央计算系统40产生的错误消息的fm列以及用于错误类型的ftp列，所述错误类型可以由错误消息和/或由可能不一致的测试数据td和状态数据sd来确定。在测试运行表格trt中的每行都包括一个测试运行的数据。在本示例中示出四个测试运行的数据，其中在实践中为了评估而在测试运行表格中包含几百个或几千个测试运行。
46.因此，在数据库表格dbt(图2)中包含测试数据组和真实车辆的数据组，而测试运行表格trt仅包含测试数据组、亦即具有唯一的测试车辆标识(在本实施例中为“q19x39d3”)的数据组。
47.在测试运行表格trt中，在cons列和ftp列中包含的信息已经具有评估性的性质。cons列给出：在所发送的数据td与所接收的状态数据sd之间是否存在一致性。针对本实施例，这仅对于在具有cons＝“y”的第一行中的数据组为是。与此相应，通过中央的数据库系统40也没有查明错误，从而作为错误消息fm包含值“null”。与此相对，在行2至4中的数据组在测试数据与状态数据sd之间具有偏差，因此在cons列中分别包含值“n”。在所有情况下例如通过中央计算系统40在中央计算系统40中进行处理时已查明错误，其中，相应的错误原
因通过错误fm＝“fm1”或“fm2”表示。由错误消息fm可以查明错误类型ftp、例如在错误消息“fm1”的情况下为“1”而在错误消息fm2的情况下为“fm2”。
48.为了查明车辆服务的按照常规的功能性，优选周期性地产生测试数据td并且将所述测试数据作为状态数据sd提供给通讯控制装置30以用于进一步的如上所述的处理。相应的测试数据td的产生连续地形成测试数据组，所述测试数据组连同状态数据sd形成在测试运行表格trt中的行记录。所述方法优选不间断地运行。在多个测试数据组的情况下例如可以查明：是否经常出现确定的错误类型ftp。由错误类型例如可以查明：在中央计算系统40中在什么位置处出现错误。
49.如果在中央计算系统中不存在错误，然而仍能查明在所发送的测试数据与所调用的状态数据sd之间的不一致性，则可以例如在经常出现在一天的确定时刻的情况下推断出无线的通信连接33或用于供第二模拟单元15调用状态数据sd的通信连接的过载。
50.如果在现场不能明确地定位错误，则还可以动用在中央计算系统中存储的日志文件，以便查明：错误在通过发送/接收单元43进行接收之前出现还是在所述发送/接收单元进行接收之后出现。由此，在结果方面可以关于车辆服务的可用性、可靠性、响应时间和内容准确性方面做出具体的结论。
51.计算机支持地监控车辆服务的运行基于硬件在环系统(所述硬件在环系统使用一种类型的车辆的或一种车辆类型的真实的通讯控制装置)以及基于通过中央计算系统进行的处理，所述中央计算系统也用于生产性的运行。仅车辆以及数据宿通过在一个或多个测试计算单元中的模拟单元来模仿。
52.通过周期性地在车辆侧生成随机数据，将测试数据经由真实的无线的通信连接发送给中央计算系统。然后可以在限定的点上截取所产生的并且被作为状态数据处理的测试数据并且将所述测试数据与所产生的或所发出的测试数据进行比较。对中央计算系统的访问经由真实的接口实现，车辆的客户也经由所述真实的接口访问中央计算系统40。
53.附图标记列表
54.10
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测试计算单元
55.11
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用于模拟一组车辆数据源的第一模拟单元
56.12
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车辆总线
57.15
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用于模拟数据宿的第二模拟单元
58.16
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网络连接(有线或无线)
59.20
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数据库
60.30
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通讯控制装置
61.31
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计算单元
62.32
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发送/接收单元(天线、放大器)
63.33
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无线的通信连接
64.40
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中央计算系统(后端)
65.41
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计算单元
66.42
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数据库
67.43
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发送/接收单元(天线、放大器)
68.44
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发送/接收单元(天线或接口、放大器)
69.50
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网络
70.51
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无线的或有线的通信连接
71.sd
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状态数据
72.vin
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唯一的测试车辆标识(车辆识别码)
73.td
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测试数据
74.dbt
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数据库表格
75.ts
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时间戳
76.szi
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第i个数据源的状态(i＝1
…
n，其中n≥1)
77.fm
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错误消息
78.trt
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测试运行表格
79.cons
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在所发送与所接收的数据之间的一致性
80.ftp
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错误类型
81.af
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查询消息
82.aw
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响应消息