CN116339561B - 一种锅炉监测三维可视化方法及***、设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锅炉监测三维可视化方法及***、设备,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据;在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据。本发明有效解决了锅炉三维视图结构复杂,需要的计算和存储资源多,导致数据更新不及时以及***反应慢的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉温度监测领域,尤其涉及锅炉温度可视化方法及***、设备。
背景技术
目前我国发电主要有火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发电以及核电站发电等,其中火力发电占到总发电量的一半以上,是当前主要的发电方式。锅炉、汽轮机、发电机是火力发电的三大主要设备,其中,锅炉将煤或者天然气等的化学能通过燃烧产生的热能加热产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机运转,汽轮机带动发电机发电。锅炉机组包括锅炉本身和辅助设备,而锅炉本身是由锅和炉组成,炉构成了锅炉的燃烧***,锅构成了汽水***,燃烧***由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道、炉墙等组成,汽水***由省煤器、汽水分离器、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等组成。可以看出,在火力发电的三个主要设备中,锅炉***结构复杂,再加上辅助的设备例如脱硫***、除尘除灰***等,对锅炉***的运维十分关键,锅炉***的正常运转是整个火电厂正常发电的保障。
信息化技术的发展有效降低了火电厂工作人员的工作负担,通过一些监测技术,工作人员可以随时查看火电厂各个***的运转情况。以锅炉的监测为例,通过传感器获取过热器出口处蒸汽的温度和压力能够获取蒸汽相关参数,通过与额定蒸发量以及最大连续蒸发量的比较即可判断锅炉的运转情况。三维可视化技术能够更为立体的展现锅炉的情况,但是三维可视化会占用过多的资源,尤其是锅炉结构比较复杂时,这就会导致在查看锅炉三维立体图时,出现卡顿,此外,还会影响监测数据的实时显示。
发明内容
针对上述问题,一方面本发明提供了一种锅炉监测三维可视化方法,锅炉三维可视化应用程序至少包括三维结构可视化进程、监测数据更新进程,所述方法包括以下步骤:
从配置文件中得到对锅炉监测的项目以及每个项目更新频率,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;;
在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程每次都从所述固定位置读取数据并在三维可视化视图中显示;
在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
优选地,所述第一因素还包括Cache命中率;
所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取静态条件下Cache的命中率;所述静态条件下是指不旋转或者缩放查看锅炉三维视图;
将更新频率不小于第一数值的项目作为第一类监测项目,其他的监测项目作为第二类监测项目,所述第一数值为项目的平均更新频率与Cache的命中率的乘积。
优选地,所述方法还包括:
监测是否旋转或者缩放查看锅炉三维视图,如果是,则取消数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系,将所述预设位置交还给Cache管理机构,并在内存中设置第二预设区域,所述监测数据更新进程采用主动装进所述第二预设区域的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述第二预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
优选地,在旋转或者缩放查看所述锅炉三维视图后,恢复数据Cache中预设位置与所述第一监测项目的对应关系。
优选地,所述锅炉监测的项目是指在锅炉三维视图中显示的每个监测点的每个监测项目。
另外一方面,本发明还提供了一种锅炉监测三维可视化***,所述***包括以下模块:
监测项目划分模块,用于从配置文件中得到对锅炉监测的项目以及每个项目更新频率,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;
第一监测项目更新模块,用于在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程每次都从所述固定位置读取数据并在三维可视化视图中显示;
第二监测项目更新模块,用于在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
优选地,所述第一因素还包括Cache命中率;
所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取静态条件下Cache的命中率;所述静态条件下是指不旋转或者缩放查看锅炉三维视图;
将更新频率不小于第一数值的项目作为第一类监测项目,其他的监测项目作为第二类监测项目,所述第一数值为项目的平均更新频率与Cache的命中率的乘积。
优选地,所述***还包括监测模块;
所述监测模块用于监测是否旋转或者缩放查看锅炉三维视图,如果是,则取消数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系,将所述预设位置交还给Cache管理机构,并在内存中设置第二预设区域,所述监测数据更新进程采用主动装进所述第二预设区域的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述第二预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
优选地,在旋转或者缩放查看所述锅炉三维视图后,恢复数据Cache中预设位置与所述第一监测项目的对应关系。
优选地,所述锅炉监测的项目是指在锅炉三维视图中显示的每个监测点的每个监测项目。
此外,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的方法。
最后,本发明还提供了一种计算机设备,所述计算机设备至少包括CPU、内存,所述CPU包括数据Cache和指令Cache,在所述计算机设备上运行如上所述的***。
针对锅炉监测三维视图应用程序在运行中卡顿以及监测数据更新不及时的问题,本发明提出了一种锅炉监测三维可视化方法及***、设备,根据监测数据的更新频率,将采集到的监测数据主动存入Cache或者内存中,对于更新频繁的数据,CPU可以直接从Cache获取监测数据;对于更新不频繁的数据,CPU直接从内存中查找数据,避免了先去Cache中查找;提供了数据访问速度。在本发明中对于第一类监测项目和第二类监测项目的划分进行了改进,根据计算机的性能,能够自适应调整监测项目所属的类别,使得锅炉监测三维视图应用程序和运行该程序的计算机相匹配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
图1为本发明第一实施例的流程图;
图2为现有技术中CPU读取数据流程图;
图3为本发明数据存储位置图;
图4为本发明第二实施例的结构图。
具体实施方式
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
第一个实施例
本发明提供了一种锅炉监测三维可视化方法,如图1所示,锅炉三维可视化应用程序至少包括三维结构可视化进程、监测数据更新进程,所述方法包括以下步骤:
S1,从配置文件中得到对锅炉监测的项目以及每个项目更新频率,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;
在锅炉的三维可视化应用程序中可以设置每个监测项目的更新频率,锅炉上的传感器会根据更新频率将数据发送给主机。主机是指运行锅炉三维可视化应用程序的计算机或者服务器。在一个具体实施例中,传感器将数据发送给数据采集集中器,所述主机从数据采集集中器获取数据,所述数据采集集中器为一***立的计算机或者主机中的一个模块。
在对锅炉进行监测中,会有很多监测内容,例如温度、蒸汽压力等,而且不同监测内容又包括了多个部位的监测项目,蒸汽压力有锅炉出口处蒸汽压力、再热器进口蒸汽压力、再热器出口蒸汽压力等。在锅炉的三维视图中可以查看每个位置传感器的值,在本发明中,如无特殊说明,监测的项目是指在锅炉的三维视图中显示的每个监测点的值。不同的监测项目,数据更新的频率不同,有些数据会一分钟更新一次,有些会一分钟更新几次,更新频率也反映了监测项目在锅炉监测中的重要性。
Cache(高速缓冲存储器)是位于CPU和内存之间的存储设备,其访问速度比内存的访问速度更快,CPU会先查询数据是否存在于Cache中,如果存在则从Cache中读取,否则从内存中读取,并更新到Cache中,其原理如图2所示。Cache分为指令Cache和数据Cache,其命中率体现了数据访问的局部性,如果CPU仅仅访问一个数据,这个数据存在于Cache,每次都会命中Cache,而不用去内存中查找该数据,此时Cache的命中率为100%。在进行锅炉监测中,CPU会频繁的获取监测项目的数据,如果监测项目的数据都存在于Cache,则CPU可以直接读取该数据。如果监测项目的数据更新频率不高,就没有必要将数据存储到Cache中,这样会浪费Cache的存储空间,而且其他数据不存在于Cache,将使得Cache的命中率降低。在一个具体实施例中,Cache命中率是指数据Cache的命中率。
S2,在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程每次都从所述固定位置读取数据并在三维可视化视图中显示;
第一类监测项目的数据更新频率大于第二类监测项目的数据更新频率,在采集的数据到达数据采集集中器后,第一类监测项目的数据会由监测数据更新进程主动更新到Cache中预设位置,这样CPU直接读取该位置的数据即可在三维视图中显示,第一类监测项目的数据的Cache命中率为100%,以此提高锅炉三维可视化应用程序的反应速度,而且第一类监测项目的数据主动更新到Cache中,避免了***缓存导致更新数据在三维视图中更新不及时的问题。
S3,在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
对于第二类监测项目,其更新速度较慢,由于数据Cache的大小优先,如果还存放在Cache中,势必会影响其他数据的Cache命中率,导致***反应速度变慢。因此,在本发明中,将第二类监测项目主动装进内存中的预设区域,如图3所示。当在三维视图中要显示第二类监测项目的数据时,不再查询是否存在与Cache中,直接从内存的预设区域读取数据。步骤S2和步骤S3并非固定不可调节的先后关系,也可以先执行S3后执行S2。
所述主动装进也称为主动更新,是指当传感器采集数据后,发送到节点或者数据采集集中器后,有监测数据更新进程将数据存入Cache的所述预设位置或者内存的所述预设区域。这样CPU只要访问对应位置数据即可,无需再判断数据是否是最新。
所述略过Cache直接读取所述预设区域是指CPU根据数据地址直接访问内存的所述预设区域,而无需判断Cache中是否存储有对应的数据,如图3所示,当在三维视图中显示第二类监测项目的数据时,直接从内存的预设区域读取数据。
锅炉的结构复杂,尤其是大型锅炉,每个部分都要紧密配合,如果有其中一个数据异常都会影响锅炉的正常运行,甚至造成生产事故。对于更新频率高的数据,希望能尽快更新到三维视图中,而且预警等信息也会用到这些数据,但是由于Cache的大小有限,不可能将所有的项目的数据都存入Cache中。
在一个具体实施例中,所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取用户设置的监测项目的重要程度以及更新频率,利用所述重要程度和所述更新频率将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;
具体地,根据重要程度设置权重,根据权重和所述更新频率计算得到第一值,计算所有监测项目的第一值的平均值,将第一值大于平均值的监测项目作为第一类监测项目,其他的作为第二类监测项目。
在另外一个具体实施例中,所述第一因素还包括Cache命中率;所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取静态条件下Cache的命中率;所述静态条件下是指不旋转或者缩放查看锅炉三维视图;
将更新频率不小于第一数值的项目作为第一类监测项目,其他的监测项目作为第二类监测项目,所述第一数值为项目的平均更新频率与Cache的命中率的乘积。
当处于静态条件下,CPU主要读取的数据为监测项目数据,此时Cache的命中率低表明CPU需要的监测项目数据大多数需要从内存中读取,这就需要将尽可能多的监测项目的数据存入到Cache中,避免监测项目的数据频繁被替换出Cache,具体地,假设静态条件下Cache的命中率为70%,监测是项目也即在三维视图中显示的监测点有4个,对应的更新频率分别为每分钟1次、0.25次、2次、5次,则平均更新频率为每分钟2.0625,平均更新频率与命中率的乘积为1.44375,则更新频率为每分钟2次和5次的作为第一类监测项目,更新频率为每分钟1次和0.25次的作为第二类监测项目。
在另外一个实施例中,在根据Cache命中率和所述更新频率将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目后,还包括,根据用户设置的监测项目的优先级或者重要程度,对所述第一类监测项目和所述第二类监测项目进行调整,具体地,若第二类监测项目中存在优先级或者重要程度大于所述第一类监测项目的项目,则将第二类监测项目中优先级或者重要程度大于所述第一类监测项目的项目,调整为第一类监测项目。
在静态条件下,监测项目的数据更新占据主要地位,但是在旋转或者缩放锅炉三维视图时,三维视图本身的数据会频繁的被访问,这就需要将三维视图本身的数据尽量缓存到Cache中。在一个具体实施例中,所述方法还包括:
监测是否旋转或者缩放查看锅炉三维视图,如果是,则取消数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系,将所述预设位置交还给Cache管理机构,并在内存中设置第二预设区域,所述监测数据更新进程采用主动装进所述第二预设区域的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述第二预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
在旋转或者缩放查看所述锅炉三维视图后,恢复数据Cache中预设位置与所述第一监测项目的对应关系。
在一个具体实施例中,所述锅炉监测的项目是指在锅炉三维视图中显示的每个监测点的每个监测项目。例如在三维视图中的一个监测点同时有温度和蒸汽压两个监测项目,则该监测点的温度和蒸汽压为两个锅炉监测的项目,而且这两个监测项目的数据更新频率可以不同。如果三维视图中有两个监测点,分别为过热器出口和再热器出口,过热器出口这一监测点只监测温度,再热器出口同时监测温度和蒸汽压,则锅炉监测的项目总共为3个。
第二个实施例
本发明还提供了一种锅炉监测三维可视化***,如图4所示,所述***包括以下模块:
监测项目划分模块201,用于从配置文件中得到对锅炉监测的项目以及每个项目更新频率,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;
第一监测项目更新模块202,用于在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程每次都从所述固定位置读取数据并在三维可视化视图中显示;
第二监测项目更新模块203,用于在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
优选地,所述第一因素还包括Cache命中率;所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取静态条件下Cache的命中率;所述静态条件下是指不旋转或者缩放查看锅炉三维视图;
将更新频率不小于第一数值的项目作为第一类监测项目,其他的监测项目作为第二类监测项目,所述第一数值为项目的平均更新频率与Cache的命中率的乘积。
优选地,所述***还包括监测模块;
所述监测模块用于监测是否旋转或者缩放查看锅炉三维视图,如果是,则取消数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系,将所述预设位置交还给Cache管理机构,并在内存中设置第二预设区域,所述监测数据更新进程采用主动装进所述第二预设区域的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述第二预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
优选地,在旋转或者缩放查看所述锅炉三维视图后,恢复数据Cache中预设位置与所述第一监测项目的对应关系。
优选地,所述锅炉监测的项目是指在锅炉三维视图中显示的每个监测点的每个监测项目。
第三个实施例
本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如实施例一所述的方法。
第四个实施例
本发明还提供了一种计算机设备,所述计算机设备至少包括CPU、内存,所述CPU包括数据Cache和指令Cache,在所述计算机设备上运行实施例二所述的***。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种锅炉监测三维可视化方法,锅炉三维可视化应用程序至少包括三维结构可视化进程、监测数据更新进程,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
从配置文件中得到对锅炉监测的项目以及每个项目更新频率,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;
在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程每次都从所述预设位置读取数据并在三维可视化视图中显示;
在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述预设区域的数据并在三维可视化视图中显示;
所述第一因素还包括Cache命中率;
所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取静态条件下Cache的命中率;所述静态条件下是指不旋转或者缩放查看锅炉三维视图;
将更新频率不小于第一数值的项目作为第一类监测项目,其他的监测项目作为第二类监测项目,所述第一数值为项目的平均更新频率与Cache的命中率的乘积。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
监测是否旋转或者缩放查看锅炉三维视图,如果是,则取消数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系,将所述预设位置交还给Cache管理机构,并在内存中设置第二预设区域,所述监测数据更新进程采用主动装进所述第二预设区域的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述第二预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在旋转查看所述锅炉三维视图后,恢复数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述锅炉监测的项目是指在锅炉三维视图中显示的每个监测点的每个监测项目。
5.一种锅炉监测三维可视化***,其特征在于,所述***包括以下模块:
监测项目划分模块,用于从配置文件中得到对锅炉监测的项目以及每个项目更新频率,根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目;所示第一因素至少包括所述更新频率;
第一监测项目更新模块,用于在主机的数据Cache中设置预设位置存储第一类监测项目对应的采集数据,监测数据更新进程采用主动装进所述预设位置的方式更新第一类监测项目的数据,三维结构可视化进程每次都从所述预设位置读取数据并在三维可视化视图中显示;
第二监测项目更新模块,用于在主机的内存中设置预设区域存储第二类监测项目对应的采集数据,所述监测数据更新进程采用主动装进所述预设区域的方式更新第二类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述预设区域的数据并在三维可视化视图中显示;
所述第一因素还包括Cache命中率;
所述根据第一因素将监测的项目分为第一类监测项目和第二类监测项目,具体为:
获取静态条件下Cache的命中率;所述静态条件下是指不旋转或者缩放查看锅炉三维视图;
将更新频率不小于第一数值的项目作为第一类监测项目,其他的监测项目作为第二类监测项目,所述第一数值为项目的平均更新频率与Cache的命中率的乘积。
6.如权利要求5所述的***,其特征在于,所述***还包括监测模块;
所述监测模块用于监测是否旋转或者缩放查看锅炉三维视图,如果是,则取消数据Cache中预设位置与所述第一类监测项目的对应关系,将所述预设位置交还给Cache管理机构,并在内存中设置第二预设区域,所述监测数据更新进程采用主动装进所述第二预设区域的方式更新第一类监测项目的数据,所述三维结构可视化进程略过Cache直接读取所述第二预设区域的数据并在三维可视化视图中显示。
7.如权利要求6所述的***,其特征在于,在旋转查看所述锅炉三维视图后,恢复数据Cache中预设位置与所述第一监测项目的对应关系。
8.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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