CN115979891B - 高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法 - Google Patents
高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于数据处理及优化领域,本发明提供了高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,在所述待检测区域的数学模型上进行采样得到多个采样点,获取各采样点的应力值和密度值,根据各采样点的应力值和密度值对各采样点进行数值分离处理得到分离数,根据分离数计算各采样点的分离函数组,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固,实现了快速检查固化粘性土并提高施工安全性的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于数据处理及优化领域,具体涉及高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法。
背景技术
在现有技术中经常通过对固化后的土体进行基于声呐、红外扫描等的探测数据进行三维化建模,得到土体三维数据模型,在土体三维数据模型上使用类图像卷积的算法进行搜索,检测出固化后土体的各处是否合格,或者由此反向推演出混合流体喷射破碎的压力值是否达标,不仅耗时,检测还不透彻,给后续的施工安全留下隐患。而且在现有的固化土体的检测方法中,例如公开号为CN114034839A的专利文献中提供的一种土壤粘合固化剂及土壤检测方法,尽管可以根据工作曲线的拟合公式计算得到待测土样的实际参数指标,但是其检测手段精确度欠佳且对大范围土体的检测难度大,仍难以在大范围土体的检测上以更高效的形式提高精确度。
发明内容
本发明的目的在于提出高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明提供了高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,在所述待检测区域的数学模型上进行采样得到多个采样点,获取各采样点的应力值和密度值,根据各采样点的应力值和密度值对各采样点进行数值分离处理得到分离数,根据分离数计算各采样点的分离函数组,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,所述方法包括以下步骤:
S100,选取固化后粘性土的区域作为待检测区域,在待检测区域上进行采样得到多个采样点;
S200,分别于各采样点进行土体的采样获取其应力值和密度值;
S300,根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数;
S400,根据分离数,计算各采样点的分离函数组;
S500,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固。
进一步地,在S100中,选取固化后粘性土的区域作为待检测区域,在待检测区域上进行采样得到多个采样点的方法为:在待检测区域上,使用蒙特卡洛算法或者随机采样算法进行采样,得到多个不同的采样点,可优选地,采样点的数量大于3。
进一步地,在S200中,分别于各采样点进行土体的采样获取其应力值和密度值的方法为:分别于各采样点上,进行土体的采样,再分别获取采样的土体的应力值和密度值,其中,通过原位土体水平应力测试仪获取采样的土体的水平应力值的数值作为其应力值,通过获取土的密度及含水率计算得土的干密度的数值作为其密度值。
进一步地,在S300中,根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数的方法为:
破碎再固化的粘性土如果存在不均匀的部分是很难用常规机器去察觉到的,然而通过实践观查,发现这种情况下其应力值和密度值的分布会很有特点,在完成高压粉碎再固化的土地上,要检测土地的情况到底稳固到何种程度了,应力值和密度值是重要的衡量指标,应力值和密度值的共同的概率分布可以有效体现土地的实时的稳固情况及其变化,故需要计算采样分离系数,记录各采样点在二维平面上的坐标,令全部采样点的集合为集合Sampset,集合Sampset中元素的数量为n,Sampset中元素的序号为i,i∈[1,n],Sampset中序号为i的元素为采样点Samp(i),采样点Samp(i)对应的应力值记为str(i),采样点Samp(i)对应的密度值记为dns(i),计算采样点Samp(i)对应的采样分离系数Ifus(i),采样分离系数的计算公式为:
计算采样分离系数可以通过计算应力值和密度值相对于作为个体的各采样点在总体的待检测区域上的共同的概率分布,其中通过指数化求比值的方式可以有效抽取出各采样点应力值、密度值在总体的待检测区域上的数值分布,从而更好地检测土地的情况到底稳固到何种程度;
在所述二维平面上,选出采样分离系数数值最大的s个采样点作为s个分离定点,其中,s表示分离定点的数量,s的具体取值可取决于所述待检测区域的面积大小,面积越大s取值可越大,s应不小于3,s的取值可优选地等于3或4;将s个分离定点中各分离定点间分别进行两两连直线,获取分离定点间连直线所形成的面积最大的区域作为分离区域,其中,各分离定点间分别进行两两连直线,这样就产生了多条不同的连线,连线将分离定点包括进去作为内部的点或者边角的点,由此构出不同的几何形状的区域,选取其中占据面积最大的一个几何形状的区域作为分离区域;获取集合Sampset中落入所述分离区域的元素来组成集合Lapset,获取Lapset中元素的数量作为分离数记作m(基于三点共面的原理,s个分离定点在不小于3的情况下,可以快速抽取出在待检测区域的范围内采样分离系数最具突出特征的区域,从中得出的分离数可以有效作为后续的分离函数组的维度的特征的数目,提高对所述待检测区域的抽检的速度)。
进一步地,在S400,根据分离数,计算各采样点的分离函数组的方法为:
Lapset中元素的序号为j,j∈[1,m],(这里是根据分离数m的具体数值来决定具体有多少个维度的,就是有个上限值,然后再对得到的m个里头分序号j)其中序号j可以是对Lapset中元素不同于上述序号i地重新来编排分配的号码,Lapset中序号为j的元素为Lap(j),将Lap(j)对应的采样分离系数的数值记为ifus(j),再将各Lap(j)对应的ifus(j)组成一个m维数组作为Lapvec,数组Lapvec即为分离函数组。
进一步地,在S500中,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固的方法为:在待检测区域上,再次进行采样得到多个不同的采样点作为再次采样点,其中,所述再次采样点与在S100中所述的多个采样点不相同,即一个采样点如果在S100中已经被采样过了则在所述再次进行采样不能被采用,可优选地,再次采样点的数量应不多于集合Sampset中元素的数量,例如可取数量为12-15;记再次采样点的数量为k,其中各再次采样点的序号为d,d∈[1,k],其中序号为d的再次采样点为Rsamp(d),Rsamp(d)对应的应力值记为rstr(d),Rsamp(d)对应的密度值记为rdns(d);
其中,对于单位不同的物理量之间的数值上的计算,为了统一不同物理量在数值上的相关性,需要进行无量纲化处理;
进而计算再次采样点的应力密度分离度,应力密度分离度需要分别将每个再次采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度进行计算,然后统计每个再次采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度的计算结果以此作为所述应力密度分离度的数值,
可优选地,记应力密度分离度为β,应力密度分离度的计算公式为:
或者,在无异常的情况下密度值不得为零,为更好测量并统计应力与密度之间的数值关系,应力密度分离度的计算公式可为:
由于单一的一次性采样不足以全面地对所述待检测区域上的土体进行透彻的检测,而一旦检测存在遗漏,则会对后续的建筑施工的安全性造成严重的隐患,所以需要所述再次采样点,有利于提高准确率和安全性,而应力密度分离度是在再次采样的基础上对再次采样点的应力值和密度值结合分离函数组的维度的特征进行数值特征分布的计算和抽取,如此计算应力密度分离度有利于充分利用应力值和密度值相对于作为个体的各采样点在总体的待检测区域上的共同的概率分布,与后续的标准应力密度分离度进行比较,可以快速对破碎固化后的粘性土进行全面而彻底的计算测量,加快土地上工程开始的进度,更好保证后续工程的安全性;
然后,分别将集合Sampset中每个采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度进行计算,然后统计其中每个采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度的计算结果以此作为标准应力密度分离度的数值,可优选地,记标准应力密度分离度为a,标准应力密度分离度的计算公式可为:
或者,对应所述应力密度分离度的计算公式,同样在为更好测量并统计应力与密度之间的数值关系的条件下,还可以为:
把所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度进行数值对比,若所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值,则判断土体不牢固,其中,判断所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值的方法可以是计算间数值之差的绝对值、计算比值或者计算概率分布的距离值的任意一种或多种来与预设的、输入的或根据规则计算得到的阈值进行比较,可优选地,判断所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值,具体可为:计算a与β之差的绝对值为c,以a的三分之一的数值为所述阈值,如果c数值大于等于所述阈值则判断土体不牢固,以此有利于加快土体上开展施工的速度和安全性。
本发明的有益效果为:本发明提供了高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,在所述待检测区域的数学模型上进行采样得到多个采样点,获取各采样点的应力值和密度值,根据各采样点的应力值和密度值对各采样点进行数值分离处理得到分离数,根据分离数计算各采样点的分离函数组,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固,实现了快速检查固化粘性土并提高施工安全性的有益效果。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明,本发明的上述以及其他特征将更加明显,本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,在附图中:
图1所示为高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法的流程图;
图2所示为一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***的***结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
如图1所示为根据本发明的高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法的流程图,下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法。
本发明提出高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,所述方法具体包括以下步骤:
S100,选取固化后粘性土的区域作为待检测区域,在待检测区域上进行采样得到多个采样点;
S200,分别于各采样点进行土体的采样获取其应力值和密度值;
S300,根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数;
S400,根据分离数,计算各采样点的分离函数组;
S500,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固。
进一步地,在S100中,选取固化后粘性土的区域作为待检测区域,在待检测区域上进行采样得到多个采样点的方法为:在待检测区域上,使用蒙特卡洛算法或者随机采样算法进行采样,得到多个不同的采样点,可优选地,采样点的数量大于3。
进一步地,在S200中,分别于各采样点进行土体的采样获取其应力值和密度值的方法为:分别于各采样点上,进行土体的采样,再分别获取采样的土体的应力值和密度值,其中,通过原位土体水平应力测试仪获取采样的土体的水平应力值的数值作为其应力值,通过获取土的密度及含水率计算得土的干密度的数值作为其密度值。
进一步地,在S300中,根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数的方法为:
记录各采样点在二维平面上的坐标,令全部采样点的集合为集合Sampset,集合Sampset中元素的数量为n,Sampset中元素的序号为i,i∈[1,n],Sampset中序号为i的元素为采样点Samp(i),采样点Samp(i)对应的应力值记为str(i),采样点Samp(i)对应的密度值记为dns(i),计算采样点Samp(i)对应的采样分离系数Ifus(i),采样分离系数的计算公式为:
在所述二维平面上,选出采样分离系数数值最大的s个采样点作为s个分离定点,其中,s表示分离定点的数量,s的具体取值可取决于所述待检测区域的面积大小,面积越大s取值可越大,s应不小于3,s的取值可优选地等于3或4;将s个分离定点中各分离定点间分别进行两两连直线,获取分离定点间连直线所形成的面积最大的区域作为分离区域,其中,各分离定点间分别进行两两连直线,这样就产生了多条不同的连线,连线将分离定点包括进去作为内部的点或者边角的点,由此构出不同的几何形状的区域,选取其中占据面积最大的一个几何形状的区域作为分离区域;获取集合Sampset中落入所述分离区域的元素来组成集合Lapset,获取Lapset中元素的数量作为分离数记作m。
进一步地,在S400,根据分离数,计算各采样点的分离函数组的方法为:
Lapset中元素的序号为j,j∈[1,m],Lapset中序号为j的元素为Lap(j),将Lap(j)对应的采样分离系数的数值记为ifus(j),再将各Lap(j)对应的ifus(j)组成一个m维数组作为Lapvec,数组Lapvec即为分离函数组。
进一步地,在S500中,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固的方法为:在待检测区域上,再次进行采样得到多个不同的采样点作为再次采样点,其中,所述再次采样点与在S100中所述的多个采样点不相同,即一个采样点如果在S100中已经被采样过了则在所述再次进行采样不能被采用,可优选地,再次采样点的数量应不多于集合Sampset中元素的数量,例如可取数量为12-15;记再次采样点的数量为k,其中各再次采样点的序号为d,d∈[1,k],其中序号为d的再次采样点为Rsamp(d),Rsamp(d)对应的应力值记为rstr(d),Rsamp(d)对应的密度值记为rdns(d);
对各项数值可进行无量纲化处理,进而计算再次采样点的应力密度分离度,应力密度分离度需要分别将每个再次采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度进行计算,然后统计每个再次采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度的计算结果以此作为所述应力密度分离度的数值,
可优选地,记应力密度分离度为β,应力密度分离度的计算公式为:
或者,在无异常的情况下密度值不得为零,为更好测量并统计应力与密度之间的数值关系,应力密度分离度的计算公式可为:
然后,分别将集合Sampset中每个采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度进行计算,然后统计其中每个采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度的计算结果以此作为标准应力密度分离度的数值,可优选地,记标准应力密度分离度为a,标准应力密度分离度的计算公式可为:
或者,还可以为:
把所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度进行数值对比,若所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值,则判断土体不牢固,其中,判断所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值的方法可以是计算间数值之差的绝对值、计算比值或者计算概率分布的距离值的任意一种或多种来与预设的、输入的或根据规则计算得到的阈值进行比较,可优选地,判断所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值,具体可为:计算a与β之差的绝对值为c,以a的三分之一的数值为所述阈值,如果c数值大于等于所述阈值则判断土体不牢固。
所述一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑或云端数据中心的任一计算设备中,所述计算设备包括:处理器、存储器及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法中的步骤,可运行的***可包括,但不仅限于,处理器、存储器、服务器集群等。
本发明的实施例提供的一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***,如图2所示,该实施例的一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***包括:处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法实施例中的步骤,所述处理器执行所述计算机程序可以运行在以下***的单元中:
采样单元,用于在所述待检测区域的数学模型上进行采样得到多个采样点;
数值获取单元,用于获取各采样点的应力值和密度值;
数值分离处理单元,用于根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数;
分离函数组计算单元,用于根据分离数,计算各采样点的分离函数组;
检测单元,用于使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固。
其中,优选地,本发明中所有未定义的变量,若未有明确定义,均可为人工设置的阈值。
所述一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中。所述一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***包括,但不仅限于,处理器、存储器。本领域技术人员可以理解,所述例子仅仅是高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法的示例,并不构成对高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法的限定,可以包括比例子更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array,FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立元器件门电路或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,所述处理器是所述一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***的控制中心,利用各种接口和线路连接整个一种高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测***的各个分区域。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现所述高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card, SMC),安全数字(Secure Digital, SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明提供了高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,在所述待检测区域的数学模型上进行采样得到多个采样点,获取各采样点的应力值和密度值,根据各采样点的应力值和密度值对各采样点进行数值分离处理得到分离数,根据分离数计算各采样点的分离函数组,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固,实现了快速检查固化粘性土并提高施工安全性的有益效果。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述,但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例,从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外,上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述,其目的是为了提供有用的描述,而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
Claims (3)
1.高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S100,选取固化后粘性土的区域作为待检测区域,在待检测区域上进行采样得到多个采样点;
S200,分别于各采样点进行土体的采样获取其应力值和密度值;
S300,根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数;
S400,根据分离数,计算各采样点的分离函数组;
S500,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固;
其中,在S300中,根据各采样点的应力值和密度值,对各采样点进行数值分离处理,得到分离数的方法为:
记录各采样点在二维平面上的坐标,令全部采样点的集合为集合Sampset,集合Sampset中元素的数量为n,Sampset中元素的序号为i,i∈[1,n],Sampset中序号为i的元素为采样点Samp(i),采样点Samp(i)对应的应力值记为str(i),采样点Samp(i)对应的密度值记为dns(i),计算采样点Samp(i)对应的采样分离系数Ifus(i),采样分离系数的计算公式为:
在所述二维平面上,选出采样分离系数数值最大的s个采样点作为s个分离定点,将s个分离定点中各分离定点间分别进行两两连直线,获取分离定点间连直线所形成的面积最大的区域作为分离区域,获取集合Sampset中落入所述分离区域的元素来组成集合Lapset,获取Lapset中元素的数量作为分离数记作m;
在S400,根据分离数,计算各采样点的分离函数组的方法为:
Lapset中元素的序号为j,j∈[1,m],Lapset中序号为j的元素为Lap(j),将Lap(j)对应的采样分离系数的数值记为ifus(j),再将各Lap(j)对应的ifus(j)组成一个m维数组作为Lapvec,数组Lapvec即为分离函数组;
在S500中,使用各采样点的分离函数组进行土体的检测,判断土体是否牢固的方法为:在待检测区域上,再次进行采样得到多个不同的采样点作为再次采样点,记再次采样点的数量为k,其中各再次采样点的序号为d,d∈[1,k],其中序号为d的再次采样点为Rsamp(d),Rsamp(d)对应的应力值记为rstr(d),Rsamp(d)对应的密度值记为rdns(d);
进而计算再次采样点的应力密度分离度,应力密度分离度需要分别将每个再次采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度进行计算,然后统计每个再次采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度的计算结果以此作为所述应力密度分离度的数值,记应力密度分离度为β,应力密度分离度的计算公式为:
或者,应力密度分离度的计算公式为:
然后,分别将集合Sampset中每个采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度进行计算,然后统计其中每个采样点对应的应力值及密度值与所述分离函数组的各维度的计算结果以此作为标准应力密度分离度的数值;
把所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度进行数值对比,若所述应力密度分离度与所述标准应力密度分离度数值差距超过阈值,则判断土体不牢固。
2.根据权利要求1所述的高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,其特征在于,在S100中,选取固化后粘性土的区域作为待检测区域,在待检测区域上进行采样得到多个采样点的方法为:在待检测区域上,使用蒙特卡洛算法或者随机采样算法进行采样,得到多个不同的采样点。
3.根据权利要求1所述的高压液气混合流体喷射破碎及固化粘性土的检测方法,其特征在于,在S200中,分别于各采样点进行土体的采样获取其应力值和密度值的方法为:分别于各采样点上,进行土体的采样,再分别获取采样的土体的应力值和密度值,其中,通过原位土体水平应力测试仪获取采样的土体的水平应力值的数值作为其应力值,通过获取土的密度及含水率计算得土的干密度的数值作为其密度值。
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