CN118130957B - 一种电气设备自动化巡检*** - Google Patents

一种电气设备自动化巡检*** Download PDF

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Abstract

本发明属于电气设备巡检领域,公开了一种电气设备自动化巡检***,包括巡检间隔确定装置、控制装置和巡检装置;巡检间隔确定装置用于基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔;控制装置用于基于巡检间隔生成控制命令,并将控制命令发送至巡检装置;巡检装置用于基于控制命令对电气设备进行巡检。本发明没有采用固定的巡检间隔来对电气设备进行自动化巡检,而是通过前一个巡检间隔中获得的运行环境影响系数以及设备的累计运行时长来综合计算得到下一个巡检间隔,当设备的累计运行时长越长,运行环境影响系数越大时,巡检间隔越小,从而有效地提高了及时发现电气设备的异常情况的概率。

Description

一种电气设备自动化巡检***
技术领域
本发明涉及电气设备巡检领域,尤其涉及一种电气设备自动化巡检***。
背景技术
现有技术中,利用无人机、无人车等技术手段对电气设备进行自动化巡检是一种常见的技术。但是,现有技术在进行巡检时,通常仅设置固定的巡检间隔,并没有考虑到电气设备的老化速度的变化是非线性的,这样,在电气设备的累计运行时长距离设计服役时长越近时,固定的巡检间隔会导致相邻的两次巡检之间相隔的时长偏长的程度越大,从而越不利于及时地发现电气设备的异常情况。
发明内容
本发明的目的在于公开一种电气设备自动化巡检***,解决在对电气设备进行自动化巡检时,如何合理地确定两次巡检之间的巡检间隔,从而提高及时发现电气设备的异常情况的概率的问题。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种电气设备自动化巡检***,包括巡检间隔确定装置、控制装置和巡检装置;
巡检间隔确定装置用于基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔;
控制装置用于基于巡检间隔生成控制命令,并将控制命令发送至巡检装置;
巡检装置用于基于控制命令对电气设备进行巡检;
其中,基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔,包括:
对于电气设备b,用表示电气设备b的累计运行时长,则电气设备b所对应的第h个巡检间隔的计算公式为:
表示巡检间隔的初始值,表示电气设备b的设计服役时长,表示基于第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的运行环境数据计算得到的运行环境影响系数,表示预先设定的运行环境影响系数,表示预先设定的单位时间,表示预先设定的时间权重,表示预先设定的环境权重。
优选地,巡检间隔确定装置包括运行环境数据获取模块、环境影响系数计算模块和巡检间隔计算模块;
运行环境数据获取模块用于获取电气设备的运行环境数据,并将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块;
环境影响系数计算模块用于基于运行环境数据计算环境影响系数;
巡检间隔计算模块用于基于电气设备的累计运行时长以及环境影响系数计算电气设备的巡检间隔。
优选地,运行环境数据获取模块包括无线网关和传感器节点;
传感器节点用于获取运行环境数据,并将运行环境数据发送至无线网关;
无线网关用于将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块。
优选地,将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块,包括:
分别判断每个运行环境数据的准确性,将准确性符合要求的运行环境数据发送至环境影响系数计算模块。
优选地,运行环境数据包括环境湿度、电气设备的表面温度、电气设备的振动频率和电场强度。
优选地,运行环境影响系数的计算过程包括:
表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b所处环境的所有环境湿度的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的表面温度的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的振动频率的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b处环境的电场强度的集合;
分别对中的元素进行归一化处理,得到集合
表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;分别表示预先设定的湿度、温度、振动频率和电场强度;分别表示湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数。
优选地,湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数的计算过程包括:
分别计算中的元素的方差,用表示最大的方差所对应的集合;
分别计算中的元素与之间的相关系数,得到
湿度计算系数的计算公式为:
温度计算系数的计算公式为:
振动频率计算系数的计算公式为:
电场强度计算系数的计算公式为:
表示预设的控制参数,大于1。
优选地,基于巡检间隔生成控制命令,包括:
判断当前的时刻与当前的巡检间隔的开始时刻之间的时间间隔是否等于当前的巡检间隔的时间长度,若是,则基于预设的生成策略生成控制命令。
优选地,基于预设的生成策略生成控制命令,包括:
分别计算每个巡检装置与电气设备之间的距离;
获取电气设备的巡检方案;
基于巡检方案和与电气设备之间的距离最小的巡检装置的设备编号生成控制命令。
优选地,将控制命令发送至巡检装置,包括:
将控制命令发送至与电气设备之间的距离最小的巡检装置。
与现有技术相比,本发明没有采用固定的巡检间隔来对电气设备进行自动化巡检,而是通过前一个巡检间隔中获得的运行环境影响系数以及设备的累计运行时长来综合计算得到下一个巡检间隔,当设备的累计运行时长越长,运行环境影响系数越大时,巡检间隔越小,从而有效地提高了及时发现电气设备的异常情况的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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。
图1为本发明的一种电气设备自动化巡检***的一种示意图。
图2为本发明的一种电气设备自动化巡检***的另一种示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围参数。
如图1所示的一种实施例,本发明提供了一种电气设备自动化巡检***,包括巡检间隔确定装置、控制装置和巡检装置;
巡检间隔确定装置用于基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔;
控制装置用于基于巡检间隔生成控制命令,并将控制命令发送至巡检装置;
巡检装置用于基于控制命令对电气设备进行巡检;
其中,基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔,包括:
对于电气设备b,用表示电气设备b的累计运行时长,则电气设备b所对应的第h个巡检间隔的计算公式为:
表示巡检间隔的初始值,表示电气设备b的设计服役时长,表示基于第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的运行环境数据计算得到的运行环境影响系数,表示预先设定的运行环境影响系数,表示预先设定的单位时间,表示预先设定的时间权重,表示预先设定的环境权重。
上述方案,通过前一个巡检间隔中获得的运行环境影响系数以及设备的累计运行时长来综合计算得到下一个巡检间隔,当设备的累计运行时长越长,运行环境影响系数越大时,巡检间隔越小,从而有效地提高了及时发现电气设备的异常情况的概率。
而且,本发明的巡检间隔并不是单纯地随着累计运行时长的增加而缩小,而是还考虑了环境影响系数,从而能够在巡检间隔的变化过程中,引入真实的客观变量,使得计算得到的巡检间隔能够与客观变量更加匹配,以提高及时发现电气设备的异常情况的概率。
在上述方案中,h为大于等于2的正整数,第一个巡检间隔的数值与的数值相同。
优选地,若小于设定的巡检间隔最小值,则将设定的巡检间隔最小值作为的值。
通过上述设置,能够避免巡检间隔过小,导致过于频繁地对电气设备进行巡检。
优选地,预先设定的运行环境影响系数为4。
优选地,巡检间隔的初始值为30天。
在实际应用时,巡检间隔的初始值可以基于电气设备的设计服役时长来进行设定,设计服役时长越长,则巡检间隔的初始值越大。
优选地,预先设定的单位时间为1天。
相应地,当巡检间隔越大时,单位时间也应当越大。
优选地,预先设定的时间权重为0.46,预先设定的环境权重为0.54。
这里的权重仅仅是一种优选值,可以根据实际的侧重方向来进行调整,例如,若电气设备受环境的影响比较小,则可以将环境权重设置为较小的数值。
优选地,如图2所示,巡检间隔确定装置包括运行环境数据获取模块、环境影响系数计算模块和巡检间隔计算模块;
运行环境数据获取模块用于获取电气设备的运行环境数据,并将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块;
环境影响系数计算模块用于基于运行环境数据计算环境影响系数;
巡检间隔计算模块用于基于电气设备的累计运行时长以及环境影响系数计算电气设备的巡检间隔。
优选地,运行环境数据获取模块包括无线网关和传感器节点;
传感器节点用于获取运行环境数据,并将运行环境数据发送至无线网关;
无线网关用于将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块。
上述方案中,传感器节点具有多种类型的传感器,从而能够实现对不同类型的运行环境数据的采集。
优选地,传感器节点的数量为多个,每个传感器节点负责对一个电气设备进行运行环境数据的获取。
优选地,传感器节点用于采用预设的获取周期获取运行环境数据。
例如,将获取周期设置为1分钟,则表示每隔一分钟获取一次运行环境数据。
优选地,将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块,包括:
分别判断每个运行环境数据的准确性,将准确性符合要求的运行环境数据发送至环境影响系数计算模块。
由于传感器在获取运行环境数据的过程中可能会因为受到临时的干扰而导致得到错误的数据,因此,进行正确性判断能够避免对明显错误的数据进行传输,从而降低环境影响系数计算模块的计算量。
优选地,分别判断每个运行环境数据的准确性,包括:
分别判断每个运行环境数据是否超出设定的数值范围,若是,则表示运行环境数据不符合准确性要求;若否,则表示运行环境数据符合准确性要求。
优选地,运行环境数据包括环境湿度、电气设备的表面温度、电气设备的振动频率和电场强度。
每种类型的运行环境数据均有设定的数值范围,例如,环境湿度的数值范围为[10%,90%]当环境湿度超出这个数值范围时,表示其不符合准确性要求。
优选地,运行环境影响系数的计算过程包括:
表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b所处环境的所有环境湿度的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的表面温度的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的振动频率的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b处环境的电场强度的集合;
分别对中的元素进行归一化处理,得到集合
表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;分别表示预先设定的湿度、温度、振动频率和电场强度;分别表示湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数。
本发明在进行运行环境影响系数时,综合考虑了多个方面的因素,从而使得环境系数能够综合地对电气设备的运行环境情况充分地进行综合表示,有利于提高计算得到的巡检间隔与真实的运行环境情况之间的适应性,从而能够在电气设备发生异常时,及时地发现该异常。
优选地,预先设定的湿度、温度、振动频率和电场强度分别为环境湿度、电气设备的表面温度、电气设备的振动频率和电场强度所对应的数值范围的最大值。
例如,环境湿度的数值范围为[10%,90%],则预先设定的湿度为90%。
优选地,分别对中的元素进行归一化处理,得到集合,包括:
分别对中的元素进行修正计算,得到集合
分别对集合中的元素进行归一化处理,得到集合
由于传感器在采集数据的过程中可能会因为***的原因采集到不够准确的运行环境数据,因此,本发明对这些数据进行修正计算,从而提高了用于计算运行环境影响系数的数据的准确程度,有利于得到更加准确的运行环境数据。
通过对运行环境数据进行归一化处理,不仅能够有效地不同类型的运行环境数据的数值范围的差异对最终件计算的得到的运行环境影响系数的影响,而且还能够使得本发明计算出湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数对最终计算的得到的运行环境影响系数能够产生显著的影响,以提高运行环境影响系数对真实的运行环境的表示的准确程度。
优选地,对于集合,对中的元素进行修正计算的过程包括:
按照获取时间从早到晚的顺序对中的元素进行排序,得到集合
分别对中的每个元素进行如下处理:
对于中的第k个元素
若k的值大于等于6且小于M-5,则对进行修正计算的过程包括:
计算的修正判断值:
表示的修正判断值,H为预先设定的偶数,表示中的第j个元素;
若修正判断值大于设定的修正判断值阈值,则对进行修正计算的计算公式为:
若修正判断值小于等于设定的修正判断值阈值,则对进行修正计算的计算公式为:
表示对进行修正计算之后得到的结果;表示修正权重;大于0且小于1;表示中的元素的最大值;
若k的值小于等于5且大于等于1,则使用如下公式对进行修正计算:
若k的值大于等于M-5,则使用如下公式对进行修正计算:
M表示中的元素的总数。
本发明进行修正计算的过程中,分别对中不同位置的元素采用了不同的修正算法,能够避免对k值过小或过大的元素采用与k值较大的元素相同的修正算法进行修正,避免由于参考数量不足,无法进行有效修正的情况的出现。
另外,本发明在进行修正计算时,利用了附近的元素对进行修正,从而提高了计算得到的结果的准确性。当k的值大于等于M-5或k的值小于等于5且大于等于1时,本发明采用的是计算附近的元素的均值的方式来对进行修正。
而在k的值大于等于6且小于M-5时,由于前后都具有足够的元素作为参考,因此,本发明利用k-H到k+H这个范围内的元素来作为修正计算的参考数据,然后计算修正判断值,修正判断值大于设定的修正判断值阈值时,采用较大的参考范围来计算修正结果,由于参考数据的量较多,从而使得可以得到更加准确的修正结果;而在修正判断值小于等于设定的修正判断值阈值时,表示元素的变化较为平缓,此时,本发明采用较小的参考范围来计算参考结果,从而提高修正处理过程的计算效率。
因此,本发明的修正处理过程能够基于元素的变化情况来自适应地选择对应的修正方式,能够在修正的结果的准确程度和修正过程在计算效率之间进行平衡,实现了更好的综合修正效果。
在进行修正时,对于大部分的元素而言,若参考数据的获取时间与该元素的获取时间之间的差距越小,参考数据与该元素之间的数值差距越小,则该参数数据对最终计算得到修正结果的影响程度越大,从而避免了所有的参考数据对最终计算得到修正结果具有相同的影响程度,这样,便能使得修正的结果具有更高的灵敏度,能够准确地对电力设备的运行环境情况进行及时表示。
优选地,预先设定的偶数为6。
优选地,设定的修正判断值阈值为中的元素所对应的数值范围的中间值的平方。
例如,若中的元素为环境湿度,对应的数值范围为[10%,90%],则中间值为50%。
优选地,分别对集合中的元素进行归一化处理,得到集合,包括:
采用Min-Max Normalization算法分别对集合中的元素进行归一化处理,得到集合
采用Min-Max Normalization算法进行处理之后,集合中的元素的取值范围为[0,1]。
优选地,湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数的计算过程包括:
分别计算中的元素的方差,用表示最大的方差所对应的集合;
分别计算中的元素与之间的相关系数,得到
湿度计算系数的计算公式为:
温度计算系数的计算公式为:
振动频率计算系数的计算公式为:
电场强度计算系数的计算公式为:
表示预设的控制参数,大于1。
本发明的计算系数并不是提前指定的,而是能够随着不同类型的运行环境数据的变化幅度的变化而变化的,使得在每次计算运行环境影响系数时,都能够引入更多的真实环境情况,从而得到与真实环境更加密切相关的运行环境影响系数。
上述方案先获取4个集合的方差,然后将方差最大的集合作为比较的基准,分别计算中的元素与之间的相关系数,从而使得:当一种类型的运行环境数据与作为比较的基准的集合的元素之间的相关程度越低时,其对应的计算系数的值越大,这样,便能够避免相关程度高的运行环境数据对运行环境影响系数的影响程度过大,造成相关程度低的运行环境数据对运行环境影响系数的影响程度过小,使得运行环境影响系数的不能够准确地对电气设备的运行环境进行表示。
优选地,预设的控制参数为1.1。
优选地,基于巡检间隔生成控制命令,包括:
判断当前的时刻与当前的巡检间隔的开始时刻之间的时间间隔是否等于当前的巡检间隔的时间长度,若是,则基于预设的生成策略生成控制命令。
优选地,基于预设的生成策略生成控制命令,包括:
分别计算每个巡检装置与电气设备之间的距离;
获取电气设备的巡检方案;
基于巡检方案和与电气设备之间的距离最小的巡检装置的设备编号生成控制命令。
优选地,巡检方案包括巡检项目以及每种巡检项目的操作步骤。
例如,巡检项目包括电气设备的外观是否破损,内部接线是否出现松动等。
优选地,基于巡检方案和与电气设备之间的距离最小的巡检装置的设备编号生成控制命令,包括:
将巡检方案和与电气设备之间的距离最小的巡检装置的设备编号填入到预先设定的控制命令模板中对应的位置,得到控制命令。
通过提前设置命令模板,能够提高生成控制命令的效率。
优选地,将控制命令发送至巡检装置,包括:
将控制命令发送至与电气设备之间的距离最小的巡检装置。
本发明的巡检装置具有多个,对不同位置的电气设备进行巡检时可以就近选择对应巡检装置,以减少巡检装置的移动路程,提高巡检的效率。
巡检装置包括无人巡检机器人。
优选地,基于控制命令对电气设备进行巡检,包括:
根据控制命令中的巡检方案对电气设备进行巡检。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和方框图中的每一流程和方框、以及流程图和方框图中的流程和方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,包括巡检间隔确定装置、控制装置和巡检装置;
巡检间隔确定装置用于基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔;
控制装置用于基于巡检间隔生成控制命令,并将控制命令发送至巡检装置;
巡检装置用于基于控制命令对电气设备进行巡检;
其中,基于电气设备的累计运行时长以及电气设备的运行环境数据计算电气设备的巡检间隔,包括:
对于电气设备b,用表示电气设备b的累计运行时长,则电气设备b所对应的第h个巡检间隔的计算公式为:
表示巡检间隔的初始值,表示电气设备b的设计服役时长,表示基于第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的运行环境数据计算得到的运行环境影响系数,表示预先设定的运行环境影响系数,表示预先设定的单位时间,表示预先设定的时间权重,表示预先设定的环境权重。
2.根据权利要求1所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,巡检间隔确定装置包括运行环境数据获取模块、环境影响系数计算模块和巡检间隔计算模块;
运行环境数据获取模块用于获取电气设备的运行环境数据,并将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块;
环境影响系数计算模块用于基于运行环境数据计算环境影响系数;
巡检间隔计算模块用于基于电气设备的累计运行时长以及环境影响系数计算电气设备的巡检间隔。
3.根据权利要求2所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,运行环境数据获取模块包括无线网关和传感器节点;
传感器节点用于获取运行环境数据,并将运行环境数据发送至无线网关;
无线网关用于将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块。
4.根据权利要求3所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,将运行环境数据发送至环境影响系数计算模块,包括:
分别判断每个运行环境数据的准确性,将准确性符合要求的运行环境数据发送至环境影响系数计算模块。
5.根据权利要求1所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,运行环境数据包括环境湿度、电气设备的表面温度、电气设备的振动频率和电场强度。
6.根据权利要求5所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,运行环境影响系数的计算过程包括:
表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b所处环境的所有环境湿度的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的表面温度的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b的振动频率的集合;用表示第h-1个巡检间隔内获得的电气设备b处环境的电场强度的集合;
分别对中的元素进行归一化处理,得到集合
表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;表示中的元素的平均值;分别表示预先设定的湿度、温度、振动频率和电场强度;分别表示湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数。
7.根据权利要求6所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,湿度计算系数、温度计算系数、振动频率计算系数和电场强度计算系数的计算过程包括:
分别计算中的元素的方差,用表示最大的方差所对应的集合;
分别计算中的元素与之间的相关系数,得到
湿度计算系数的计算公式为:
温度计算系数的计算公式为:
振动频率计算系数的计算公式为:
电场强度计算系数的计算公式为:
表示预设的控制参数,大于1。
8.根据权利要求1所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,基于巡检间隔生成控制命令,包括:
判断当前的时刻与当前的巡检间隔的开始时刻之间的时间间隔是否等于当前的巡检间隔的时间长度,若是,则基于预设的生成策略生成控制命令。
9.根据权利要求8所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,基于预设的生成策略生成控制命令,包括:
分别计算每个巡检装置与电气设备之间的距离;
获取电气设备的巡检方案;
基于巡检方案和与电气设备之间的距离最小的巡检装置的设备编号生成控制命令。
10.根据权利要求9所述的一种电气设备自动化巡检***,其特征在于,将控制命令发送至巡检装置,包括:
将控制命令发送至与电气设备之间的距离最小的巡检装置。
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