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文檔簡介

高速鐵路調(diào)度集中 劉玉芝 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 分散自律原理 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 第五節(jié) 車次號技術(shù) 第六節(jié) 列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃 主要內(nèi)容 2014/7/22 2 調(diào)度集中系統(tǒng)的核心技術(shù)是程序化進(jìn)路控制 (Programming Route Control.簡稱PRC) ,其功能是根據(jù)列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃,自動生成列車進(jìn)路指令。 自動確定進(jìn)路的始端和終端按鈕 (包括變通按鈕 ),并根據(jù)車次號追蹤結(jié)果適時(shí)地將進(jìn)路操作命令下達(dá)到聯(lián)鎖設(shè)備,以排列進(jìn)路 。 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 3 一、基本概念 信息集中 : 列車計(jì)劃運(yùn)行圖的集中 在控制中心集中編制列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃 列車運(yùn)行實(shí)時(shí)信息的集中 所轄各站的列車運(yùn)行信息被實(shí)時(shí)地傳送至控制中心 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 4 控制集中式 :在控制中心設(shè)臵 PRC 機(jī),集中對所轄車站的進(jìn)路進(jìn)行控制。 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 列 車 運(yùn) 行調(diào) 整 計(jì) 劃控 制 中 心 P R C聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)分 機(jī)控 制 中 心車 站聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)分 機(jī)聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)分 機(jī)2014/7/22 5 控制分散式 :指列車進(jìn)路控制由各個車站 PRC機(jī)完成,站間協(xié)調(diào)的依據(jù)就是列車計(jì)劃運(yùn)行圖 . 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 列 車 運(yùn) 行調(diào) 整 計(jì) 劃聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)車 站 P R C控 制 中 心車 站聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)車 站 P R C聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)車 站 P R C2014/7/22 6 二、調(diào)度集中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類 1. 中心集中式 2. 中心分散式 3. 區(qū)域分散式 4. 車站分散式 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 7 1.中心集中式 在控制中心設(shè)臵PRC 機(jī),負(fù)責(zé)整個調(diào)度區(qū)段所管轄的所有車站的指令生成和進(jìn)路控制 . 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 8 站 間 網(wǎng) 絡(luò)控 制 中 心控 制 中 心 P R C控 制 中 心 1 - 4車 站 1 車 站 2 車 站 3 車 站 42.中心分散式 在控制中心設(shè)臵多臺 PRC機(jī),分工負(fù)責(zé)調(diào)度區(qū)段內(nèi)不同車站的指令生成利進(jìn)路控制 . 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 9 站 間 網(wǎng) 絡(luò)控 制 中 心控 制 中 心 P R C控 制 中 心 3 - 4車 站 1 車 站 2 車 站 3 車 站 4控 制 中 心 P R C控 制 中 心 1 - 23.區(qū)域分散式 在定點(diǎn)車站設(shè)臵車站 PRC 機(jī),由該 PRC 機(jī)負(fù)責(zé)一個區(qū)域內(nèi) (本站及其鄰站 )的指令生成和進(jìn)路控制。 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 10 站 間 網(wǎng) 絡(luò)控 制 中 心車 站 1 、 2P R C車 站 1 車 站 2 車 站 3 車 站 4車 站 3 、 4P R C4.車站分散式 在各個車站設(shè)臵車站 PRC機(jī),由該 PRC機(jī)負(fù)責(zé)該站的進(jìn)路自動排列和控制。 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2014/7/22 11 站 間 網(wǎng) 絡(luò)控 制 中 心車 站 1P R C車 站 1 車 站 2 車 站 3 車 站 4車 站 3P R C車 站 4P R C車 站 2P R C 三、調(diào)度集中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的比較 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 比較 控制集中式 控制分散式 中心集中式 中心分散式 區(qū)域分散式 車站分散式 構(gòu)成情況 集中控制 車站不設(shè) PRC機(jī) 集中控制 , 控制中心進(jìn)行分工; 車站不設(shè) PRC機(jī) 區(qū)域分散控制; 定點(diǎn)車站設(shè) PRC機(jī);站間互傳信息 車站分散控制; 車站設(shè) PRC機(jī); 站間互傳信息 PRC機(jī)位置 在控制中心設(shè)置一臺 PRC機(jī) , 負(fù)責(zé)全線所有車站的指令生成與進(jìn)路控制 在控制中心設(shè)置數(shù)臺 PRC機(jī) , 將全線分為幾個區(qū)域 , 分別負(fù)責(zé)所轄車站的指令生成和進(jìn)路控制 在定點(diǎn)車站設(shè)置 PRC機(jī) , 負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)數(shù)個車站指令生成和進(jìn)路控制 在各個車站分別設(shè)置 PRC機(jī) , 負(fù)責(zé)本站的指令生成和進(jìn)路控制 控制中心設(shè)備故障時(shí)影響 功能停止 功能停止 所有車站都能根據(jù)運(yùn)行圖控制 所有車站都能根據(jù)運(yùn)行圖控制 硬件價(jià)格 低 低 高 高 響應(yīng)性 功能增加時(shí) , 負(fù)荷加大 , 響應(yīng)性降低 功能增加時(shí) , 負(fù)荷加大 , 響應(yīng)性降低 功能由定點(diǎn)車站完成 , 響應(yīng)性較好 功能由車站完成 ,響應(yīng)性好 擴(kuò)展性 低 低 高 高 2014/7/22 12 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 分散自律原理 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 第五節(jié) 車次號技術(shù) 第六節(jié) 列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃 內(nèi)容 2014/7/22 13 第二節(jié) 自律分散原理 自律分散系統(tǒng)( Autonomous Decentralized System,簡稱 ADS)是近年來才逐漸發(fā)展起來的一個新的系統(tǒng)概念。 它突破了原來傳統(tǒng)集中式分布式的 C/S模型,建立了全新的系統(tǒng)模型。 在這一系統(tǒng)中所有的單元(子系統(tǒng))都是獨(dú)立平等的,它們之間不存在任何隸屬關(guān)系。各個單元都能獨(dú)立完成各自的任務(wù)而不受其他單元的干預(yù)。同時(shí)各個單元之間也能協(xié)調(diào)工作來實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的運(yùn)行。 2014/7/22 14 第二節(jié) 自律分散原理 定義自律分散系統(tǒng)的兩個 前提 是: 系統(tǒng)中的故障是正常現(xiàn)象。 系統(tǒng)是由子系統(tǒng)組成。 首先必須存在子系統(tǒng)。整體系統(tǒng)是不能事先定義的,只能定義為子系統(tǒng)的集成。其中某些子系統(tǒng)可能處于故障狀態(tài)、正在進(jìn)行改進(jìn)或維修。 2014/7/22 15 第二節(jié) 自律分散原理 自律分散系統(tǒng)的 兩大特性 : 自律可控性和自律可協(xié)調(diào)性。 自律可控性。 即系統(tǒng)中有任何子系統(tǒng)出現(xiàn)故障,正在維修或剛剛加入,這都不能影響其他子系統(tǒng)的自我管理及功能的運(yùn)行。 自律可協(xié)調(diào)性 。即系統(tǒng)中有任何子系統(tǒng)出現(xiàn)故障,正在維修或剛剛加入,其他子系統(tǒng)之間能夠協(xié)調(diào)各自的任務(wù)并以協(xié)作方式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)各自功能。 2014/7/22 16 最基本的自律分散系統(tǒng) ADS系統(tǒng)是由 原子節(jié)點(diǎn)( Atom)和數(shù)據(jù)域( Data Field) 組成。 原子節(jié)點(diǎn)可對應(yīng)的物理實(shí)體為計(jì)算機(jī)、智能設(shè)備或其他硬件。 數(shù)據(jù)域是 ADS中信息傳播的空間。從物理概念上講,它相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)或存儲器。 2014/7/22 17 第二節(jié) 自律分散原理 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 分散自律原理 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 第五節(jié) 車次號技術(shù) 第六節(jié) 列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃 內(nèi)容 2014/7/22 18 控制模式 分散自律控制模式 非常站控模式 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 19 一、分散自律控制模式 由 CTC中心以技術(shù)手段將列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃下達(dá)給所轄各站的自律機(jī)。 在分散自律控制模式下, CTC中心具備人工辦理列車、調(diào)車進(jìn)路,車站具備人工辦理調(diào)車進(jìn)路的功能。對于區(qū)段站和編組站等作業(yè)量大且復(fù)雜的車站,將列車進(jìn)路的辦理及操作權(quán)限也設(shè)臵在車站。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 聯(lián) 鎖 機(jī)聯(lián) 鎖 操 表 機(jī)車 站 自 律 機(jī)助 調(diào) 工 作 站 車 務(wù) 終 端分 散 自 律 模 式命 令 入 口 處分 散 自 律 模 式命 令 入 口 處表示信息表示信息表示信息表 示信 息分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散 自 律 模 式命 令 入 口 處命 令非 常 站 控 模 式命 令 入 口 處2014/7/22 20 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 分散自律控制模式下,在分散自律調(diào)度集中設(shè)備上輸入命令有效,在聯(lián)鎖操表機(jī)上操作無效,聯(lián)鎖系統(tǒng)無法輸入命令,此時(shí)只有一個“非常站控”按鈕是有效的,其他的按鈕全部失效。 分散自律調(diào)度集中命令入口一共有三處: 助調(diào)工作站、車站車務(wù)終端 和 車站自律機(jī) 。前兩者是人工輸入的命令,后者是自動生成的命令。這三處的命令全部下達(dá)到聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行。命令來源于CTC中心或車站,不存在 CTC中心與車站控制權(quán)的轉(zhuǎn)換問題。 2014/7/22 21 二、非常站控模式 所謂非常站控,就是在 非正常情況 發(fā)生時(shí),將分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的控制模式轉(zhuǎn)為在聯(lián)鎖操作臺上通過操作按鈕辦理進(jìn)路的控制方式。 相對于分散自律控制模式而言,此時(shí)聯(lián)鎖系統(tǒng)將不接收分散自律調(diào)度集中輸入的命令。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 22 在正常情況下,車站聯(lián)鎖系統(tǒng)處于分散自律控制模式。在發(fā)生某種故障 (如自律機(jī)失效 )、出現(xiàn)危險(xiǎn)情況或在維修施工條件下,利用 設(shè)臵在聯(lián)鎖操作臺上的“非常站控” 按鈕可將 CTC無條件地從分散自律控制模式轉(zhuǎn)為非常站控模式。 在 6502電氣集中車站,車站值班員可以按下 6502電氣集中控制臺上的非常站控按鈕,切斷分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)控制輸出繼電器的電源,直接通過 6502電氣集中控制臺按鈕的方式進(jìn)行控制。 在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站,則是在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的操作界面上,按下“非常站控”按鈕,將 CTC轉(zhuǎn)為非常站控模式。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 23 非常站控模式下,在聯(lián)鎖操表機(jī)上操作有效,在分散自律調(diào)度集中設(shè)備上輸入命令無效。 命令輸入只有一處,那就是聯(lián)鎖操表機(jī)了,此時(shí)CTC中心不具備直接控制權(quán),在分散自律調(diào)度集中設(shè)備上無法輸人命令,自律機(jī)本身也停止自動生成命令了。 當(dāng)車站與 CTC中心之間的通信完好時(shí),系統(tǒng)具備列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃和調(diào)度命令的下達(dá)、行車信息實(shí)時(shí)上傳至 CTC中心、行車日志的自動記錄等行車調(diào)度功能。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 24 三、模式轉(zhuǎn)換 分散自律控制模式轉(zhuǎn)為非常站控模式是 無條件 的。分散自律控制模式下,當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí),通過按下聯(lián)鎖操表機(jī)上“非常站控”按鈕,可以將 CTC的控制模式轉(zhuǎn)為非常站控模式。 非常站控模式下, 滿足一定條件 時(shí),通過再次按下聯(lián)鎖操表機(jī)上“非常站控”按鈕,可以將 CTC的控制模式轉(zhuǎn)為分散自律控制模式。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 25 非常站控模式轉(zhuǎn)入分散自律控制模式的條件包括: 1分散自律調(diào)度集中設(shè)備正常; 2非常站控下沒有未完成的按鈕操作。 聯(lián)鎖系統(tǒng)初始上電時(shí),其操作模式進(jìn)入非常站控模式。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 26 四、分散自律控制模式的操作方式 中心操作方式 車站調(diào)車操作 車站操作方式 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 27 1中心操作方式 CTC中心負(fù)責(zé)該站的列車控制和調(diào)車控制,助理調(diào)度員負(fù)責(zé)該站所有的作業(yè)。 一般在無人站使用這種方式。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 聯(lián) 鎖 機(jī)聯(lián) 鎖 操 表 機(jī)車 站 自 律 機(jī)助 調(diào) 工 作 站 車 務(wù) 終 端表示信息表示信息表示信息表 示信 息分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散 自 律 模 式命 令 入 口 處命 令人 工 干 預(yù) 列 、 調(diào) 車 進(jìn) 路 指 令人 工 排 列 列 、 調(diào) 車 進(jìn) 路非 常 站 控 模 式命 令 入 口 處2014/7/22 28 2車站調(diào)車操作方式 CTC中心負(fù)責(zé)該站的列車控制,車站負(fù)責(zé)該站的調(diào)車控制。 調(diào)度員制定列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃,安排車站的股道運(yùn)用;車站制定調(diào)車計(jì)劃,辦理調(diào)車進(jìn)路。 一般在有人站使用這種方式。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 聯(lián) 鎖 機(jī)聯(lián) 鎖 操 表 機(jī)車 站 自 律 機(jī)助 調(diào) 工 作 站 車 務(wù) 終 端表示信息表示信息表示信息表 示信 息分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散 自 律 模 式命 令 入 口 處命 令非 常 站 控 模 式命 令 入 口 處人 工 干 預(yù) 列 車 進(jìn) 路 指 令人 工 排 列 列 車 進(jìn) 路人 工 干 預(yù) 調(diào) 車 進(jìn) 路 指 令人 工 排 列 調(diào) 車 進(jìn) 路2014/7/22 29 3車站操作方式 調(diào)度員負(fù)責(zé)列車運(yùn)行計(jì)劃的調(diào)整和下達(dá), 車站可以修改列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的內(nèi)容,包括接發(fā)車順序、到發(fā)線、進(jìn)路始終端按鈕、進(jìn)路被觸發(fā)的方式 (自動或人工 )等, 車站人員可以直接操作列車按鈕; 車站制定調(diào)車計(jì)劃,辦理調(diào)車進(jìn)路。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 30 第三種操作方式與前兩種操作方式的根本區(qū)別: 車站值班員是否能夠修改列車進(jìn)路指令信息 (含接發(fā)列車股道、進(jìn)路始終端按鈕等 ) 車站值班員是否具備人工直接操作列車按鈕的權(quán)利。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 31 控制中心 車站 現(xiàn)場作業(yè)人員的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式對實(shí)現(xiàn)我國鐵路系統(tǒng)高效協(xié)同運(yùn)行有重要的意義。 與 CTC中心修改接發(fā)車股道的效果一樣,車站修改的接發(fā)車股道經(jīng)過自律機(jī)的合法性檢查后,如果合格,會將修改結(jié)果反饋至 CTC中心和車站的進(jìn)路指令界面上,由自律機(jī)對修改后的進(jìn)路進(jìn)行自動控制。不管是CTC中心還是車站對列車進(jìn)路進(jìn)行干預(yù),都受到了分散自律的約束。 系統(tǒng)對 CTC中心和車站的進(jìn)路控制權(quán)都支持,只是根據(jù)不同的運(yùn)輸需求而設(shè)定不同的操作方式,從而決定不同的權(quán)限而已。 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 2014/7/22 32 車站當(dāng)前的操作方式為紅色表示,并且有呈選中狀態(tài),選擇需要轉(zhuǎn)換的目標(biāo)操作方式,點(diǎn)擊確定。如果轉(zhuǎn)換成功,則單站控制界面上部的相應(yīng)操作方式表示燈會亮綠色。 目的方式 源方式 中心操作方式 車站操作方式 車站調(diào)車操作方式 中心操作方式 需要車站同意 (車站控制表示燈綠色閃爍) 直接轉(zhuǎn)換 車站操作方式 需要車站同意 (中心控制表示燈綠色閃爍) 需要車站同意 (分散自律表示燈 綠色閃爍) 車站調(diào)車操作方式 直接轉(zhuǎn)換 需要車站同意 (車站控制表示燈綠色閃爍) 如果是調(diào)度中心提出模式申請,則有以下關(guān)系: 如果此時(shí)需要車站同意的話,目的操作方式表示燈呈現(xiàn)綠色閃爍,如下圖: 所申請的模式,對應(yīng)的指示燈會閃爍,提示用戶進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換認(rèn)可的操作。 如果是車務(wù)終端提出模式申請,則有以下關(guān)系: 目的方式 源方式 中心操作方式 車站操作方式 車站調(diào)車操作方式 中心操作方式 需要中心同意、 (車站控制表示燈黃色閃爍) 無權(quán)申請 車站操作方式 需要中心同意 (中心控制表示燈黃色閃爍) 需要中心同意 (分散自律表示燈 黃色閃爍) 車站調(diào)車操作方式 無權(quán)申請 需要中心同意 (車站控制表示燈 黃色閃爍) 此時(shí)如果需要中心同意的話,目的操作方式表示燈呈黃色閃爍,下圖中車務(wù)終端提出申請:車站操作方式 車站調(diào)車操作方式 所申請的模式,對應(yīng)的指示燈會閃爍,提示用戶進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換認(rèn)可的操作。 第一節(jié) 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 分散自律原理 第三節(jié) 系統(tǒng)控制模式 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 第五節(jié) 車次號技術(shù) 第六節(jié) 列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃 行車指揮自動化系統(tǒng)功能原理 2014/7/22 39 列 車 運(yùn) 行調(diào) 整 計(jì) 劃列 車 和 調(diào) 車 進(jìn) 路 命 令 生 成( 車 站 自 律 機(jī) )聯(lián) 鎖 系 統(tǒng)控 制 中 心調(diào) 車 作 業(yè) 計(jì) 劃( 無 人 站 )調(diào) 車 作 業(yè) 計(jì) 劃( 有 人 站 )分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)框圖 運(yùn)行在各個車站自律機(jī)上的自律控制軟件模塊 是分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的核心模塊。 它根據(jù)各列車的實(shí)際運(yùn)行情況,將調(diào)度員下達(dá)的列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃轉(zhuǎn)化為對車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制命令,從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸指揮的高效、智能控制。 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 2014/7/22 41 車站自律機(jī) 車站自律機(jī)具有 生成進(jìn)路操作指令 和 將指令變?yōu)槊畹墓δ?, 自律機(jī) 將列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃自動解析為列車進(jìn)路操作指令序列 , 即一組列車進(jìn)路操作指令 。 自律機(jī)對這些預(yù)存指令進(jìn)行自律運(yùn)算和自律檢查后, 適時(shí)的將指令變?yōu)槊钕逻_(dá)到聯(lián)鎖系統(tǒng) , 以辦理進(jìn)路 。 分散自律控制模式下的列車進(jìn)路控制雖交由計(jì)算機(jī)辦理,但具有一定的靈活性。 無論是緊急情況下為了保證安全,還是出于維修作業(yè)上的需要, 允許操作人員直接介入,即人工按鈕控制方式,而且人工按鈕控制方式優(yōu)先于自動控制方式。 確保在自動控制有問題時(shí),保證維持原有的控制水平即人工按鈕控制的方式。 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 2014/7/22 43 自律控制軟件模塊的主要功能包括: 1列車進(jìn)路的控制。 2調(diào)車進(jìn)路的控制。 3只要有列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃信息,車站自律機(jī)就可以實(shí)施進(jìn)路控制。 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 2014/7/22 44 正常情況下,由 CTC中心向車站自律機(jī)傳送列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃信息,而當(dāng)車站和 CTC中心通信中斷時(shí),車站無法收到 CTC中心的最新計(jì)劃時(shí),分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)針對 不同站型 采取如下處理措施: 第四節(jié) 進(jìn)路控制原理 2014/7/22 45 (1)雙線自動閉塞區(qū)段無人站 (2)自動站間閉塞區(qū)段無人站 , (3)有人站 , (1)雙線自動閉塞區(qū)段無人站 ,在未轉(zhuǎn)為非常站控模式前,不允許調(diào)度員改變該站在來車

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