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(1.中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266000;2.北京航天測控技術有限公司，北京 100041)

0 引言

在動車組生產、定期檢修階段，整車電氣線纜導通測試及絕緣測試是車輛線路試驗的主要工序，是對整車接線正確性、線纜連接可靠性的全面把關。傳統(tǒng)的整車線纜測試采用手工檢測方式，存在著效率低、易漏查錯查等問題。隨著自動化測試的發(fā)展，國外率先在線纜自動測試領域研制出線纜測試產品，并廣泛應用于航天、航空、鐵路、汽車制造等行業(yè)。我國鐵路行業(yè)(包括株洲、長客等公司)也相繼引進國外電纜測試產品進行整車線纜自動導通絕緣測試[1]。

本文涉及的國外某型線纜測試儀采用模塊化設計，主要由上位機、1個主控單元、多個測試單元和轉接電纜等構成，其中每個測試單元有500個測試點，測試通道可擴展高達數(shù)十萬點。

該線纜測試儀雖然能提供自動化線纜測試，但在執(zhí)行測試前，測試人員需要手動完成三部分工作：1)建立連接器庫：根據(jù)被測線纜連接器數(shù)量，手動編輯生成連接器庫；2)地址分配文件制作：手動創(chuàng)建被測線纜與測試設備通道的映射關系文件；3)測試程序編輯：測試人員需根據(jù)測試指令，手動逐條編輯每一根線纜的測試程序[2]。

針對不同車型，測試軟件需要重新定義配置文件并編輯測試程序，給測試人員帶來很大的困難，無法滿足多型車輛快捷、高效編程的需要。另外，該線纜測試儀在執(zhí)行測試后，測試結果幾乎無報表格式，測試人員無法快速查找故障信息，給現(xiàn)場線纜排查帶來極大不便。

針對某型線纜測試儀在動車組線纜測試工程化應用中存在的問題，本文從某型線纜測試儀轉換軟件設計出發(fā)，先對測試軟件進行分析，然后提出轉換軟件設計思路及功能實現(xiàn)方法；最后介紹轉換軟件在動車線纜測試過程中的應用。

1 線纜測試儀轉件軟件設計

線纜測試儀轉換軟件基于某型纜測試儀上位機軟件開發(fā)具有統(tǒng)一Excel導通表導入、測試程序自動生成和統(tǒng)一數(shù)據(jù)報表管理功能。連接器庫建立、地址分配文件制作、測試程序編輯等工作均由轉換軟件自動完成。

1.1 技術分析

通過對線纜測試儀上位機軟件的操作流程分析，完成測試主要包括以下步驟：

1)利用 Component Library Manager 建立線束連接器數(shù)據(jù)庫，即建立元器件庫擴展名為“.pl”的文件，該文件是二進制格式，無法使用寫字板、記事本等常見的文本文件查看。元器件庫(.pl)的建立功能使用頻度不大，基本屬于一次建立，多次使用，而且元器件庫文件(.pl)并非測試程序執(zhí)行必需的。

2)利用 TestEdit 建立測點地址與線束插針地址對應表，建立的ACT文件擴展名為“.UI”的文件，該文件是二進制格式。嘗試采用反向工程生成地址對應表ACT文件(.UI)，反向成功后將提高軟件易用性。

圖2 測試程序生成流程圖

3)測試程序編輯，依據(jù)Test parameter (測試參數(shù))、Test instruction (測試指令)、Directives (進階控制指令)等設計線纜的測試程序，最終形成擴展名為“.RO”文件，該文件是文本格式，內容包括指令、注釋等，其格式遵循測試軟件自定義的指令規(guī)范。使得反向工程具有較大的可行性。

4)運行測試程序，TestExec程序讀取地址對應表(.UI)、測試程序文件(.RO)[3-4]等，控制硬件資源完成測試。

5)測試結果文件(.ER)為文本格式。文件內容是不同的測試數(shù)據(jù)列表，測試結果可視性差，幾乎無報表格式?？赏ㄟ^解析文件內容生成便于查看和管理的Excel、Word和PFD文件。

1.2 設計思路

通過對線纜測試軟件的測試步驟和結果文件分析，形成轉換軟件設計思路。轉換軟件設計思路如圖1所示。

圖1 轉換軟件設計圖

轉換軟件的導通表導入程序負責讀取并解析Excel導通表文件，再由.RO文件生成器按照.RO文件格式自動生成測試程序文件，.UI文件生成器按照.UI文件格式自動生成地址分配文件，線纜測試儀上位機軟件調用.RO文件和.UT文件，即可執(zhí)行相應的測試。

線纜測試儀上位機軟件執(zhí)行完測試后，生成測試結果文件(.ER)由.ER文件解析器讀取并解析，將解析的測試數(shù)據(jù)傳入報表導出程序，生成統(tǒng)一格式的測試報告(支持Word、Excel、PDF格式)，并統(tǒng)計被測線纜的故障點數(shù)、故障的位置等信息。

轉換軟件采用模塊化設計思想，能根據(jù)約定格式的測試需求文件自動生成測試軟件可識別、可執(zhí)行的UT文件和RO文件，并能將測試生成的結果數(shù)據(jù)按類別導出生成測試報表。

1.3 功能實現(xiàn)

1.3.1 測試程序生成

測試流程生成功能實現(xiàn)將導通表文件(.xls)轉換生成線纜測試儀上位機軟件可讀取、可執(zhí)行的.RO文件和.UT文件。其實現(xiàn)流程圖如圖2所示。

線纜導通表是依據(jù)車上被測電纜導通關系編寫。導通表定義了三部分內容：測試信息、參數(shù)設定、測試內容。此三部分內容互為獨立段落，且以標題為識別記號供轉換軟件識別提取。導通表測試信息約定格式如表1所示，參數(shù)設定約定格式如表2所示，測試內容約定格式如表3所示。

表1 導通表測試信息約定格式

轉換軟件打開并讀取編輯好的導通表文件，根據(jù)約定格式及規(guī)則對文件內容做必要的檢驗。如果獲取到異常則顯示異常日志信息，并根據(jù)異常級別給予不同顏色高亮顯示。測試人員依據(jù)此日志內容可快速定位源文件錯誤位置并修正。

如果文件格式正確，轉換軟件進行測試內容的解析，采用虛擬映射技術，生成地址分配文件(.UT)。解析提取起始端測試內容主要流程有：1)獲取測試內容；2)遍歷測試內容列；3)獲取線號、起始端物理地址、起始端、起始端連接器；4)檢測物理地址是否重復編排；5)加入起始點映射關系。其核心實現(xiàn)代碼如下：

表2 導通表參數(shù)設定約定格式

表3 導通表測試內容約定格式

//獲取測試內容

list& lstData = pDataGroup->GetSourceData();

//遍歷測試內容列

for (list::iterator iter = lstData.begin(); iter != lstData.end(); ++iter)

{

CString strLine,strAddress,strUUTInitial,strUUTJunctor,strTip;

// 獲取線號

iter->FindItemValue(_T("線號"), strLine) ;

//獲取起始端物理地址

if (iter->FindItemValue(_T("起始端物理地址"), strAddress) && !strAddress.IsEmpty())

{ //獲取起始端

if (iter->FindItemValue(_T("起始端"), strUUTInitial) && !strUUTInitial.IsEmpty())

{ //獲取起始端連接器

if (iter->FindItemValue(_T("起始端連接器"), strUUTJunctor) && !strUUTJunctor.IsEmpty())

{

CStringA strUUTName = CreateUUTName(strUUTInitial, strUUTJunctor, strLine);

// 檢測物理地址是否重復編排

map::iterator iterUUTSet = m_mapAllUUTSet.find(_ttol(strAddress));

if (iterUUTSet != m_mapAllUUTSet.end() && iterUUTSet->second != strUUTName)

strTip.Format(_T("起始端物理地址%s被重復設置為不同名稱！上次配置行：%s"), strAddress, iter->FormatToLine());

else // 加入起點映射關系

m_mapAllUUTSet[_ttol(strAddress)] = strUUTName;

}

}

}

//獲取終點端信息并生成終點映射關系

... ...

}

完成地址分配文件生成后，轉件軟件依次進行測試信息、參數(shù)設定、測試內容的解析，生成測試程序文件(.RO)[3-4]。測試程序文件作為線纜測試儀上位機軟件執(zhí)行的核心程序，包括的三部分信息：基本配置、參數(shù)設定、測試操作。該三部分信息分別由測試信息、參數(shù)設定、測試內容解析生成。

由于測試內容有數(shù)千條測試，在執(zhí)行轉換過程中需要完成大量的數(shù)據(jù)計算、交換、傳遞，因此轉換軟件采用多任務并發(fā)機制，大大提高轉換效率。

1.3.2 結果報表生成

線纜測試儀上位機軟件完成測試后自動將測試結果以.ER格式存儲在指定路徑，打開測試結果文件可以看到，測試數(shù)據(jù)基本無報表格式，測試人員難以快速查找故障線纜信息。測試結果文件內容格式如下所示：

測試結果文件內容格式

; C SMU 0.500A 2.500 00.100S 00.050T: CC 06324 EJCR{-R1|151/151D2}: 06627 PASS 1.779 OHM 組配下部{CN1-28|151/151D2}: CC 06229 EJCR{-L9|172}: XS 01906 右后柜{CN5-7|262B}: 01124 WIRED 2.642 OHM Shielding: 01407 WIRED 2.684 OHM Shielding: 01408 WIRED 2.693 OHM Shielding: XT 09611 總配盤{CN7-12|435A}: ISOLATED >30.00M OHM 總配盤{CN7-12|435A}

結果報表生成的主要功能是讀取、解析.ER文件內容并轉換成統(tǒng)一格式數(shù)據(jù)報表。結果報表生成流程如圖3所示。

圖3 結果報表生成流程圖

首先打開測試結果文件(.ER)，轉換軟件自動提取測試基本信息。然后選定導出報表的類型及格式。報表類型包括生成全部信息報表和生成故障信息報表兩種類型，報表格式支持Word、Excel、PDF三種格式[5]。

生成全部信息報表：轉換軟件讀取.ER文件內全部測試結果數(shù)據(jù)，解析每一條數(shù)據(jù)的格式，根據(jù)測試類型代號分為導通測試、絕緣測試和二極管測試。根據(jù)不同測試類型，解析提取起始端物理地址、終點端物理地址、起始端連接器、終點端連接器、線號、測試值及測試結果等信息，并按照全部信息報表格式寫入報表文件。

生成故障信息報表：轉換軟件只提取故障線纜數(shù)據(jù)，通過解析數(shù)據(jù)格式得到線纜故障類型，并按照故障信息報表格式寫入報表文件，故障報表為測試人員現(xiàn)場排查錯誤提供指導。

結果報表生成功能的核心實現(xiàn)代碼如下：

// 將數(shù)據(jù)模糊分解

bool bResult = Split(lpszResultFile, pObserver);

// 更新導出類型，導出類型分為生成全部信息報表和生成故障信息報表

CExportObject::SetAllOutMode(bAllOut);

// 解析每組數(shù)據(jù)，提取有效信息

for (list >::iterator iter = m_lstDataGroupList.begin(); iter != m_lstDataGroupList.end(); ++iter)

{ // 每組頭一個數(shù)據(jù)用來確認本組屬性

const LineDataType lineType = Analyze(iter->front());

if (lineType != LDT_Ignorable)

{ // 繼續(xù)分解

if (!Extract(lineType, *iter))

{

pObserver->OnNotifyInformation(_T("結果數(shù)據(jù)解析異常！"), 7);

}

}

}

// 導出數(shù)據(jù)到文件

switch (pObserver->GetExportFileType())

{

case CEventObserver::ET_EXCEL : bResult = CMSOfficeOper::ExportToExcel(this);

break;

case CEventObserver::ET_WORD : bResult = CMSOfficeOper::ExportToWord(this);

break;

case CEventObserver::ET_PDF : bResult = CMSOfficeOper::ExportToPDF(this);

break;

}

在生成過程中轉換軟件會實時更新工作信息日志，并將讀取到的異常內容以警告的形式打印在界面上。

2 動車組線纜測試

為驗證轉換軟件自動轉換的便捷性、測試程序文件的可執(zhí)行性和結果報表的正確性，以標準動車組檢修車頭車為被測對象完成部分線纜的導通測試、絕緣測試。動車組線纜測試主要分以下幾步驟：

2.1 地址分配

為電氣設備的被測線纜分配物理地址，地址分配遵照電氣設備位置先后及連接器芯數(shù)多少完成。頭車被測設備部分地址分配如表4所示。

表4 頭車被測設備部分地址分配表

2.2 導通表編輯

依據(jù)車上線纜導通關系及被測設備線纜地址分配表，按照導通表約定格式，完成線纜導通表的編輯。

2.3 測試程序自動轉換

打開轉化軟件，點擊“選擇源文件”按鈕，選擇導通表文件(.xls)，點擊“生成測試TP”按鈕，測試軟件開始自動轉化生成地址分配文件(.UT)和測試程序文件(.RO)。測試程序生成運行界面如圖4所示。

圖4 測試程序生成運行界面

2.4 測試設備與被測線纜連接

1)將測試設備分別放在三個機柜內，1號機柜內放4個開關箱和主控箱、2號機柜內放4個開關箱、3號機柜內放4個開關箱，組成測試通道為6000路的測試系統(tǒng)。1號機柜位于二位側車門，2號機柜位于一位車門，3機柜位于二位端。

2)連接好上位機與測試設備主機的控制線及數(shù)據(jù)線。連接轉接工裝，實現(xiàn)測試設備與被測電氣設備的連通。

3)按照開關單元的連接先后順序，開關單元前面板的撥碼開關依次置為00～12。

2.5 測試設備自檢

打開測試設備主機電源開關，在測試設備空載時，打開測試設備上位機軟件，選擇自檢選項，在彈出的界面上設定相應參數(shù)，通過給模塊測試點之間施加DC500V電壓完成絕緣測試，檢驗測試設備跑合是否正常。

2.6 執(zhí)行測試

點擊“運行測試”按鈕，在彈出的列表中選擇轉換完成的測試程序文件，測試儀執(zhí)行測試。完成測試后自動將測試結果以.ER格式存儲在指定路徑。

2.7 報表生成

打開轉換軟件，點擊“選擇結果文件”按鈕，選擇測試結果文件(.ER)，勾選“導出EXCLE”項，點擊“生成全部信息報表”或“生成故障信息報表”按鈕，轉換軟件自動生成Excel報表文件。結果報表生成運行界面如圖5所示。

圖5 結果報表生成運行界面

3 轉換結果與分析

3.1 測試程序文件

轉換軟件自動生成的地址分配文件(.UT)和測試程序文件(.RO)用線纜測試儀上位機軟件可以正常打開、查看、編輯和保存，在執(zhí)行測試過程中，線纜測試儀上位機軟件加載測試程序文件正確，測試儀運行正常，表明生成的地址分配文件和測試程序文件格式完全正確、可執(zhí)行。轉換生成的可執(zhí)行文件如圖6所示。

圖6 轉換生成的可執(zhí)行文件

相比手工逐條編輯地址分配文件和測試程序文件，自動轉換軟件只需要測試人員完成導通表文件的編輯，其余工作由轉換軟件自動完成，大大節(jié)約流程編輯時間，減少編輯測試流程出錯率。

3.2 結果報表文件

自動轉換軟件生成的全部信息報表如圖7所示，生成的故障信息報表如圖8所示。

相比測試結果文件(.ER)，全部信息報表清晰的顯示每條被測線纜的起始端和終點端信息，同時給出實測值和測試結論，測試人員可以方便快捷的查看、打印測試數(shù)據(jù)。

圖7 全部信息報表

圖8 故障信息報表

故障信息報表顯示測試不合格線纜的詳細信息，包括錯誤連接點地址，錯誤連接點車上信息，檢測值和錯誤連接關系。如圖8所示的故障信息報表，左開關盤CN1-16(物理地址00105)與右后柜CN5-7(物理地址01906)的導通電阻實測值大于30.00 MΩ，測試結果不合格。故障信息報表顯示故障點(物理地址01906)與左后柜CN2-25(物理地址1124)存在短接關系，與右前柜CN2-8(物理地址1407)存在短接關系。測試人員可以根據(jù)該信息快速定位線纜的故障位置，從而進行現(xiàn)場故障排查。

4 結語

通過與實車對接測試，驗證了某線纜測試儀轉換軟件測試流程生成和結果報表生成功能的可行性。該轉換軟件能自動生成測試程序，省去了手動編寫測試程序文件、制作地址分配文件等繁瑣流程，大大節(jié)約了流程編輯時間，減少了編輯測試流程出錯率。同時，轉換軟件可生成全部信息報表和故障信息報表，極大方便測試人員查找、打印測試結果，為現(xiàn)場排查故障線纜提供指導，提高現(xiàn)場檢錯效率。