CN102520840A - 列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸方法及系统，该系统包括：主控制单元、电机控制模块和机械手；所述主控制单元可以选择人工执行模式或自动执行模式；如果选择的模式为人工执行模式，则通过主控制单元的界面选择需要触摸的按键内容，从而启动电机控制模块控制机械手对列控设备人机界面进行操作；在操作过程中，将操作流程录制在主控制单元的信息录制模块中，并记录在场景数据中供后续自动操作时使用；如果选择的模式为自动执行模式，则通过主控制单元中的场景解析模块完成对场景数据的输入与自动分析，然后自动启动电机控制模块控制机械手对的列控设备人机界面进行自动操作。
Description
技术领域
本发明涉及铁路列控设备领域，特别是涉及一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸方法及系统。
背景技术
列控车载设备(ATP)是列车运行控制系统中设置在机车上的关键设备，它通过与地面设备的信息交互以及与司机的交互操作，实现对高速运行列车的控制，完成列车的安全运行任务。人机界面是ATP中的重要设备，通过该设备司机可以实时地获得列车状态、线路信息以及无线连接状态等信息，并且司机能够通过该设备对ATP发出命令和输入列车参数等信息，因此，人机界面是列控车载设备中的关键设备之一。
列控车载设备的安全可靠运营是列车及旅客生命财产安全的重要保证。因此，在列控车载设备的设计、实现以及工程应用等各个阶段都必须进行严格的测试，以保证上线后的可靠性和安全性。在这些测试中包括了实验室阶段的全功能测试和第三方测试。而且在列车正式运营后，列控车载软件每更新一版，同样的测试过程就必须在实验室再执行一次，在测试过程中对列控车载设备人机界面的操作是必须的。目前，人机界面的交互操作大部分是由测试执行人员手动完成的。
全功能测试以及第三方测试都是在实验室阶段完成，由于列控车载软件版本升级比较频繁，每升级一版软件，就需要对其进行一轮递归测试。但是每一轮测试所需执行的测试场景几乎都一样，在每次新的一轮列控车载设备测试时，测试执行人员必须一直值守和操作人机界面，这样的工作量非常大，而且除第一轮以外的几乎所有人机界面 操作内容都是重复进行的。
由于在测试过程中必须随时有测试执行人员值守和操作，因此，想在人员有限的情况下做到全天候的测试或者自动化测试是非常困难的。另外，由于人机界面中包含的子界面类型比较多，除非经过专门训练的测试执行人员，否则可能会操作错误，降低测试效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸方法及系统，可以应用于列控车载设备的实验室仿真和测试环境中。该系统可以协助测试执行人员通过一次简单便捷的交互式操作自动录制测试执行场景，并在后续每一轮新的递归测试中自动完成人机界面的触摸操作。并且测试人员可以根据需要进行人工模式和自动模式的切换，满足不同场合以及不同操作人员的需求，同时提高测试的自动化程度。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸系统，包括：主控制单元、电机控制模块和机械手；
所述主控制单元可以选择人工执行模式或自动执行模式；
如果选择的模式为人工执行模式，则通过主控制单元的界面选择需要触摸的按键内容，从而启动电机控制模块控制机械手对列控设备人机界面进行操作；在操作过程中，将操作流程录制在主控制单元的信息录制模块中，并记录在场景数据中供后续自动操作时使用；
如果选择的模式为自动执行模式，则通过主控制单元中的场景解析模块完成对场景数据的输入与自动分析，并归类到各个处理模块中执行，然后自动启动电机控制模块控制机械手对的列控设备人机界面进行自动操作。
优选地，所述场景数据的存储格式包括但不限于Access、SQL Server系列或XML文本格式。
优选地，如果列控设备人机界面不能反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和时间信息的处理方式。
优选地，如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；
如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块；
如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块+周期信息处理模块；
归类完毕后，各模块开始单独执行，并以预定的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块控制机械手完成对列控车载设备人机界面的动作。
优选地，如果列控设备人机界面能够反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和期望信息的处理方式。
优选地，如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+ 周期信息处理模块；
如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块；
如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块+周期信息处理模块；
归类完毕后，各模块开始单独执行，并以预定的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块控制机械手完成对列控车载设备人机界面的动作。
优选地，所述的系统还包括：信息反馈模块；在机械手执行移动和触摸人机界面的动作时，信息反馈模块实时将机械手的位置反馈给电机控制模块，电机控制模块如果检测到机械手的移动范围已经超出最大容许范围，则立即发出停止命令，保护机械手的安全。
本发明还提供一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸方法，包括步骤：
S1：选择人工执行模式或自动执行模式；
如果选择的模式为人工执行模式，则通过主控制单元的界面选择需要触摸的按键内容，从而启动电机控制模块控制机械手对列控设备人机界面进行操作；在操作过程中，将操作流程录制在主控制单元的信息录制模块中，并记录在场景数据中供后续自动操作时使用；
如果选择的模式为自动执行模式，则通过主控制单元中的场景解析模块完成对场景数据的输入与自动分析，并归类到各个处理模块中执行，然后自动启动电机控制模块控制机械手对的列控设备人机界面进行自动操作；
S2：判断列控设备人机界面是否能够反馈信息，并将场景数据信息归类；
如果不能反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和时间信息的处理方式；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块；如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块+周期信息处理模块；
如果能反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和期望信息的处理方式；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块；如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块+周期信息处理模块；
S3：归类完毕后，各模块开始单独执行，并以预定的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块控制机械手完成对列控车载设备人机界面的动作；
S4：在机械手执行移动和触摸人机界面的动作时，信息反馈模块 实时将机械手的位置反馈给电机控制模块，电机控制模块如果检测到机械手的移动范围已经超出最大容许范围，则立即发出停止命令，保护机械手的安全；
S5：一直重复S3-S4的动作，直到完成对某个场景所有机械手动作的操作，使机械手回到原位。
优选地，所述场景数据信息录制的方法包括步骤：
S11、在主控制单元界面上选择场景数据的存储格式，可以选择的存储格式包括但不限于Access、SQL Server系列或XML文本格式；
S12、运行列控车载设备所需测试的某个场景，待人机界面设备在某时刻需要按压某个按钮时，测试人员在主控制单元的界面中点击相应的按钮；
S13、点击完按钮后，主控制单元启动电机控制模块，使其控制机械手移动到人机界面相应的位置，同时触摸人机界面上的相应按钮，完成对人机界面的一次操作；
S14、在操作人员按压主控制单元界面上按钮的同时，主控制单元将按压按钮的信息以所需的格式存入特定格式的数据库中；
S15、重复S12-S14的步骤，直到整个测试场景执行完毕，场景数据也录制完毕。
(三)有益效果
(1)操作人员可通过手动完成某个场景的执行，并在执行过程中将操作信息录制和分类后记录为场景数据，极大的提高了场景数据的编制速度和准确度；
(2)场景数据一旦编制完毕，在后续的执行中无需任何人员参与，可完成长时间不间断的自动触摸操作，实现了无人值守的自动化测试；
(3)无论人机界面是否能够提供反馈信息，本系统都能够完成自动操作；
(4)整个系统通过快速建模的方式实现，使得结构模块化，与所需场景数据的接口可采用数据库或者XML格式的文本文件，因此能够方便的进行修改和移植，扩展性好。
附图说明
图1为本发明列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸系统总体结构图；
图2为本发明无反馈信息的系统结构图；
图3为本发明有反馈信息的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是限制本发明的范围。
本发明列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸系统具有两种工作模式：人工执行模式和自动执行模式。其基本原理为，如果选择的模式为人工模式，则一方面可以通过主控制单元100的界面选择需要触摸的按键内容，从而启动电机控制模块200完成对机械手300的操作；另外一方面在整个操作过程中，可以将操作流程录制下来并记录在场景数据中，供后续自动操作时使用。如果选择的模式为自动执行模式，则可以通过主控制单元100中的场景解析模块完成对场景数据的输入与自动分析，并将场景的处理分成依据位置信息、周期信息、期望信息(或时间信息)的处理方式，自动完成对电机控制模块200的启动和机械手300的操作。该系统对应的结构示意图如图1所示。
操作信息录制：
操作信息的录制主要是在人工模式下完成的，通过测试执行人员在主控制单元界面上的操作，可以模拟操作人员直接对人机界面设备的操作，并在操作过程中自动录制操作人员的行为形成场景数据，用于后续的自动化测试。其主要过程如下所述：
(1)在主控制单元界面上选择场景数据的存储格式，可以选择的存储格式为Access、SQL Server系列以及XML文本格式；
(2)运行列控车载设备所需测试的某个场景，待人机界面设备在某时刻需要按压某个按钮时，测试人员在主控制单元的界面中点击相应的按钮；
(3)点击完按钮后，主控制单元启动电机控制模块，使其控制机械手移动到人机界面相应的位置，同时触摸人机界面上的相应按钮，完成对人机界面的一次操作；
(4)在操作人员按压主控制单元界面上按钮的同时，主控制单元将按压按钮的信息以所需的格式存入特定格式的数据库中；
(5)重复(2)-(4)的步骤，直到整个测试场景执行完毕，场景数据也录制完毕。
人机界面自动触摸：
自动触摸是自动执行场景数据的功能。它通过主控制单元的场景解析模块读取场景数据，然后通过对场景数据的解析和分类后，自动执行场景数据并启动电机控制模块完成对机械手的操作，从而完成自动触摸的操作。
依据人机界面是否能够反馈信息，可以将主控制单元的自动执行部分划分成两种不同的情况：
无反馈信息：
如果人机界面没有可用的反馈信息，则主控制单元的自动执行部分就无法启用期望信息处理模块，取而代之的是依靠时间先后顺序来处理相应信息的模块，其结构图2所示；该系统的主要实现机制为：
(1)场景解析模块自动读取外部存储的场景数据，并对场景数据依据如下规则将其划分到如下各个处理模块中执行：
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则可以将该触摸动作归类到位置信息处理模块；
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则可以将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；
如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则可以将该触摸动作归类到时间信息处理模块；
如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则可以将该触摸动作归类到时间信息处理模块+周期信息处理模块；
(2)归类完毕后，各模块开始单独执行，并以100ms的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块控制机械手完成自动触摸人机界面的动作；
(3)在机械手执行移动和触摸人机界面的动作时，信息反馈模块实时将机械手的位置反馈给电机控制模块，电机控制模块如果检测到机械手的移动范围已经超出最大容许范围，则立即发出停止命令，保护机械手的安全；
(4)一直重复(2)-(3)的动作，直到完成对某个场景所有机械手动作的操作，使机械手回到原位。
有反馈信息：
如果人机界面有可用的反馈信息，则主控制单元的自动执行部分就可以启用期望信息处理模块，而不使用时间信息执行模块，其结构如图3所示；该系统的主要实现机制为：
(1)场景解析模块自动读取外部存储的场景数据，并对场景数据依据如下规则将其划分到如下各个处理模块中执行：
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则可以将该触摸动作归类到位置信息处理模块；
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则可以将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；
如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则可以将该触摸动作归类到期望信息处理模块；
如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则可以将该触摸动作归类到期望信息处理模块+周期信息处理模块；
(2)归类完毕后，各模块开始单独执行，并以100ms的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块控制机械手完成自动触摸人机界面的动作；
(3)在机械手执行移动和触摸人机界面的动作时，信息反馈模块实时将机械手的位置反馈给电机控制模块，电机控制模块如果检测到机械手的移动范围已经超出最大容许范围，则立即发出停止命令，保护机械手的安全；
(4)一直重复(2)-(3)的动作，直到完成对某个场景所有机械手动作的操作，使机械手回到原位。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸系统，其特征在于，包括：主控制单元(100)、电机控制模块(200)和机械手(300)；
所述主控制单元(100)可以选择人工执行模式或自动执行模式；
如果选择的模式为人工执行模式，则通过主控制单元(100)的界面选择需要触摸的按键内容，从而启动电机控制模块(200)控制机械手(300)对列控设备人机界面进行操作；在操作过程中，将操作流程录制在主控制单元(100)的信息录制模块中，并记录在场景数据中供后续自动操作时使用；
如果选择的模式为自动执行模式，则通过主控制单元(100)中的场景解析模块完成对场景数据的输入与自动分析，并归类到各个处理模块中执行，然后自动启动电机控制模块(200)控制机械手(300)对的列控设备人机界面进行自动操作。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述场景数据的存储格式包括但不限于Access、SQL Server系列或XML文本格式。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，如果列控设备人机界面不能反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和时间信息的处理方式。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；
如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块；
如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块+周期信息处理模块；
归类完毕后，各模块开始单独执行，并以预定的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块(200)控制机械手(300)完成对列控车载设备人机界面的动作。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，如果列控设备人机界面能够反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和期望信息的处理方式。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；
如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；
如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块；
如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块+周期信息处理模块；
归类完毕后，各模块开始单独执行，并以预定的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块(200)控制机械手(300)完成对列控车载设备人机界面的动作。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的系统，其特征在于，还包括：信息反馈模块(400)；在机械手(300)执行移动和触摸人机界面的动作时，信息反馈模块(400)实时将机械手(300)的位置反馈给电机控制模块(200)，电机控制模块(200)如果检测到机械手(300)的移动范围已经超出最大容许范围，则立即发出停止命令，保护机械手(300)的安全。
8.一种列控车载设备人机界面场景录制和自动触摸方法，其特征在于，包括步骤：
S1：选择人工执行模式或自动执行模式；
如果选择的模式为人工执行模式，则通过主控制单元(100)的界面选择需要触摸的按键内容，从而启动电机控制模块(200)控制机械手(300)对列控设备人机界面进行操作；在操作过程中，将操作流程录制在主控制单元(100)的信息录制模块中，并记录在场景数据中供后续自动操作时使用；
如果选择的模式为自动执行模式，则通过主控制单元(100)中的场景解析模块完成对场景数据的输入与自动分析，并归类到各个处理模块中执行，然后自动启动电机控制模块(200)控制机械手(300)对的列控设备人机界面进行自动操作；
S2：判断列控设备人机界面是否能够反馈信息，并将场景数据信息归类；
如果不能反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和时间信息的处理方式；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块；如果某个触摸动作的发生位置与前一个触摸动作的发生位置相同，同时是在前一个触摸动作后延迟几秒触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到时间信息处理模块+周期信息处理模块；
如果能反馈信息，则场景解析模块将场景数据的处理分成依据位置信息、周期信息和期望信息的处理方式；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块；如果某个触摸动作在某个特定的地点触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到位置信息处理模块+周期信息处理模块；如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续没有对该动作的重复执行，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块；如果某个触摸动作依据人机界面上出现某个信息时才触发，而且后续经过一段时间后又重复执行该动作，则将该触摸动作归类到期望信息处理模块+周期信息处理模块；
S3：归类完毕后，各模块开始单独执行，并以预定的周期实时查询是否有满足相应条件的触摸动作，如果有，则启动电机控制模块(200)控制机械手(300)完成对列控车载设备人机界面的动作；
S4：在机械手(300)执行移动和触摸人机界面的动作时，信息反馈模块(400)实时将机械手(300)的位置反馈给电机控制模块(200)，电机控制模块(200)如果检测到机械手(300)的移动范围已经超出最大容许范围，则立即发出停止命令，保护机械手(300)的安全；
S5：一直重复S3-S4的动作，直到完成对某个场景所有机械手(300)动作的操作，使机械手(300)回到原位。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述场景数据信息录制的方法包括步骤：
S11、在主控制单元(100)界面上选择场景数据的存储格式，可以选择的存储格式包括但不限于Access、SQL Server系列或XML文本格式；
S12、运行列控车载设备所需测试的某个场景，待人机界面设备在某时刻需要按压某个按钮时，测试人员在主控制单元(100)的界面中点击相应的按钮；
S13、点击完按钮后，主控制单元(100)启动电机控制模块(200)，使其控制机械手(300)移动到人机界面相应的位置，同时触摸人机界面上的相应按钮，完成对人机界面的一次操作；
S14、在操作人员按压主控制单元(100)界面上按钮的同时，主控制单元(100)将按压按钮的信息以所需的格式存入特定格式的数据库中；
S15、重复S12-S14的步骤，直到整个测试场景执行完毕，场景数据也录制完毕。
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2011
- 2011-11-14 CN CN201110360122.8A patent/CN102520840B/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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