JP3193340B2 - Train position detection device - Google Patents

Train position detection device

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JP3193340B2
JP3193340B2 JP9902698A JP9902698A JP3193340B2 JP 3193340 B2 JP3193340 B2 JP 3193340B2 JP 9902698 A JP9902698 A JP 9902698A JP 9902698 A JP9902698 A JP 9902698A JP 3193340 B2 JP3193340 B2 JP 3193340B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軌道回路を利用し
て列車位置を検知する列車位置検知装置に係り、特に、
検知信号としてスペクトラム拡散信号を用いるものに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a train position detecting device for detecting a train position using a track circuit.
The present invention relates to a method using a spread spectrum signal as a detection signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、軌道回路を利用した列車位置検知
装置において、耐雑音特性を高めるために、検知信号と
してスペクトラム拡散信号を用いることが提案されてい
る(例えば、本出願人に係る特開平5−254431号
公報等)。
2. Description of the Related Art Hitherto, in a train position detecting device using a track circuit, it has been proposed to use a spread spectrum signal as a detection signal in order to improve noise resistance (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-214,972). No. 5-254431).

【0003】このスペクトラム拡散信号を用いた列車位
置検知装置の送信器は、所定の周波数を有する搬送波を
所定のPN符号で拡散処理し、その拡散処理された信号
(スペクトラム拡散信号)を軌道回路を形成するレール
の始端側に印加するように構成されている。
A transmitter of a train position detecting apparatus using a spread spectrum signal spreads a carrier having a predetermined frequency with a predetermined PN code, and transmits the spread signal (spread spectrum signal) to a track circuit. The voltage is applied to the starting end of the rail to be formed.

【0004】また、この列車位置検知装置の受信器は、
上記レールの終端側から受信された信号を上述のPN符
号と同一のPN符号を用いて逆拡散処理して搬送波を抽
出し、その抽出された搬送波のレベルから軌道回路上の
列車の有無を検知するように構成されている。
[0004] The receiver of the train position detecting device is
A signal received from the end of the rail is despread using the same PN code as described above to extract a carrier, and the presence or absence of a train on the track circuit is detected from the level of the extracted carrier. It is configured to be.

【0005】この列車位置検知装置において、レールが
列車の車軸で短絡されていないときは、そのレールの始
端側に印加された搬送波が受信器により抽出されるの
で、このときは、そのレール(軌道回路)に列車が在線
していないと判定され、レールが列車の車軸で短絡され
ているときは、受信器により搬送波が抽出されないの
で、そのレール(軌道回路)に列車が在線していると判
定される。
[0005] In this train position detecting device, when the rail is not short-circuited on the axle of the train, the carrier wave applied to the starting end of the rail is extracted by the receiver. If the rail is shorted on the axle of the train when it is determined that the train is not on the circuit), the carrier is not extracted by the receiver, so it is determined that the train is on the rail (track circuit) Is done.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】しかしながら、上記従来
のスペクトラム拡散信号を用いた列車位置検知装置を構
成する送受信器等の機器類を一つの機器室に設置する機
器集中方式を採用した場合は、各軌道回路毎に送信器と
受信器とを対にして設置しなければならず、一つの機器
室に係る軌道回路数が増加すれば、その分だけ機器類が
増加して設備コストがかさむだけでなく、大きな容積の
機器室を必要とする欠点があった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, in the case of adopting a centralized system in which devices such as a transceiver constituting the train position detecting device using the conventional spread spectrum signal are installed in one device room, Transmitters and receivers must be installed in pairs for each track circuit, and if the number of track circuits per equipment room increases, the number of equipment increases and equipment costs increase. In addition, there is a disadvantage that a large-sized equipment room is required.

【0007】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、機器類を減少
させることのできるスペクトラム拡散信号を用いた列車
位置検知装置を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a train position detecting device using a spread spectrum signal capable of reducing the number of devices. is there.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明に係る列車位置
検知装置は、上記目的を達成するために、複数の軌道回
路数に対応した複数の送信信号を所定の基準となるPN
符号に所定の位相差を付けて生成する送信信号生成手段
と、生成された前記複数の送信信号を前記複数の各軌道
回路にそれぞれ印加する印加手段と、前記複数の各軌道
回路から信号をそれぞれ受信する受信手段と、受信信号
の内の一つを基準として他の受信信号にそれぞれ異なる
間隔の遅延処理を行う遅延処理手段と、基準となる受信
信号及び遅延処理された受信信号を復調処理して送信信
号を抽出し、その抽出された送信信号の相関値を検出す
る検出手段と、検出された相関値を前記軌道回路に対応
させて識別する識別手段と、識別された相関値の有無に
よりその相関値に対応する軌道回路上の列車有無を判定
する判定手段と、からなることを特徴としている。ま
た、前記受信手段が受信した信号に所定の基準となるP
N符号を付加する付加手段を設けたことを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a train position detecting device according to the present invention uses a plurality of transmission signals corresponding to a plurality of track circuits as a predetermined reference PN.
Transmission signal generating means for generating a code with a predetermined phase difference; applying means for applying the plurality of generated transmission signals to each of the plurality of track circuits; and signals from the plurality of track circuits respectively. Receiving means for receiving, delay processing means for performing delay processing at different intervals on each of the other received signals based on one of the received signals, demodulating the reference received signal and the delayed received signal; Detecting means for extracting a correlation value of the extracted transmission signal, identification means for identifying the detected correlation value in association with the track circuit, and presence / absence of the identified correlation value. Determining means for determining the presence or absence of a train on the track circuit corresponding to the correlation value. In addition, the signal received by the receiving means has a predetermined reference P
An additional means for adding an N code is provided.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、一実施の形態に係る列車
位置検知装置の概略構成図、図2は送信及び受信の状態
を示すタイムフローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a train position detecting device according to an embodiment, and FIG. 2 is a time flowchart showing a state of transmission and reception.

【0010】複数(ここでは説明の便宜上3個)の軌道
回路1T〜3Tは、列車イの走行するレールrを所定長
さにそれぞれ区分して形成され、その区分されたレール
rを電気回路の一部として構成されている。なお、ここ
では、列車イは、軌道回路1Tから3T方向に進行する
ように示されている。
A plurality (three in this case, for convenience of explanation) of track circuits 1T to 3T are formed by dividing the rails r on which the train A travels into predetermined lengths, respectively. It is configured as a part. Here, the train A is shown to travel in the 3T direction from the track circuit 1T.

【0011】機器室Rには、送信器aと受信器bとが設
けられている。送信器aから説明すると、所定の周波数
からなる搬送波(f0 )を発生させる搬送波発生器1
と、所定のPN符号を発生させるPN符号発生器(PN
G)2と、このPN符号発生器2からのPN符号を用い
て搬送波(f0 )を拡散処理して基準の拡散信号(PN
(0) )(以下、「基準PN符号」という)を生成する拡
散回路3と、基準PN符号(PN0))を3個の遅延回路
s1 〜d3 を用いて所定の位相差(θ1 ,θ2 ,θ3 )
を有する3種類の拡散信号(以下、「PN符号(PN(
θ1),PN( θ2),PN( θ3))」という)を生成する
送信信号生成器4と、生成された3種類のPN符号(P
N( θ1),PN( θ2),PN( θ3))を増幅処理して送
信する送信回路5a〜5cとから構成されている。そし
て、この送信回路5a〜5cからの出力信号は、各軌道
回路1T〜3Tのレールrの中央部に図示しない接続ト
ランスを介してそれぞれ印加できるように構成されてい
る(図1のS1 〜S3 参照)。図2の(a)は、送信器
aから各軌道回路1T〜3Tに印加される3種類のPN
符号(PN( θ1),PN( θ2),PN( θ3))と基準P
N符号(PN( θ1)の関係を示している。なお、図1に
おいて、各軌道回路1T〜3Tの中央部がそれぞれ高
く、両側に行くに従って低くなる矢印は、各軌道回路1
T〜3Tにそれぞれ印加された送信信号のレベルを表し
ている。
The equipment room R is provided with a transmitter a and a receiver b. To explain from the transmitter a, a carrier generator 1 for generating a carrier (f0) having a predetermined frequency.
And a PN code generator (PN) for generating a predetermined PN code.
G) 2 and the PN code from the PN code generator 2 to spread the carrier (f0) to generate a reference spread signal (PN).
(0)) (hereinafter, referred to as a "reference PN code") and a reference PN code (PN0) by using three delay circuits s1 to d3 for a predetermined phase difference (.theta.1, .theta.2,...). θ3)
PN code (PN (PN (
θ1), PN (θ2), PN (θ3)) ”) and three types of generated PN codes (P
N (.theta.1), PN (.theta.2), and PN (.theta.3)), and comprises transmitting circuits 5a to 5c. The output signals from the transmission circuits 5a to 5c are configured to be applied to the center portions of the rails r of the track circuits 1T to 3T via connection transformers (not shown) (S1 to S3 in FIG. 1). reference). FIG. 2A shows three types of PNs applied from the transmitter a to each of the track circuits 1T to 3T.
Signs (PN (θ1), PN (θ2), PN (θ3)) and reference P
1 shows the relationship of the N code (PN (θ1). In FIG. 1, the center of each of the track circuits 1T to 3T is high, and the arrow that decreases toward both sides is the arrow of each track circuit 1T.
The level of the transmission signal applied to each of T to 3T is shown.

【0012】受信器bは、軌道回路1T及び3Tの両
側及び互いに接する軌道回路1T,2T、2T,3Tの
接合個所(図1の〜参照)から、図示しない接続ト
ランスを介して抽出された信号(以下、「受信信号
のように説明する。)をバンドパスフィルタ10a〜1
0dでそれぞれフィルタ処理した後に、加算回路11a
〜11dで基準PN符号(PN(0) )がそれぞれ加算さ
れるように構成されている。
[0012] In the receiver b is the track circuit 1T and 3T both sides and track circuit adjacent to each other 1T, 2T, 2T, from the junction point of 3T (see ~ in Figure 1), was extracted via the connecting transformer (not shown) Signal (hereinafter, "received signal "
It is explained as follows. ) To the band-pass filters 10a-1
0d after each filtering process, the addition circuit 11a
11d, the reference PN code (PN (0)) is added.

【0013】すなわち、受信器bには、上記送信器aと
同様に、搬送波(f0 )を発生させる搬送波発生器12
からの信号(f0 )をPN符号発生器13からのPN符
号を用いて拡散回路14により基準PN符号(PN(0)
)を発生できるように構成されている。もちろん、こ
の受信器bで用いられる基準PN符号(PN(0) )は、
送信器aで発生したものを用いて、受信器b側の基準P
N符号発生手段を省略することができる。
That is, similarly to the transmitter a, the receiver b has a carrier generator 12 for generating a carrier (f0).
The signal (f0) from the PN code generator 13 uses the PN code from the PN code generator 13 to generate a reference PN code (PN (0)
) Can be generated. Of course, the reference PN code (PN (0)) used in this receiver b is
Using the signal generated at the transmitter a, the reference P at the receiver b is used.
The N code generation means can be omitted.

【0014】基準PN符号(PN(0) )の加算された各
受信信号〜は、受信信号を基準にして遅延回路D
1 〜D3 でそれぞれ遅延処理された後、加算回路15で
加算されるように構成されている。この遅延回路D1 〜
D3 で遅延される割合は、図2に遅延時間D1 〜D3 で
示されるように、使用されるPN符号の1周期内で、か
つ、互いに所定の間隔を保てるように、D1 <D2 <D
3 に決められている。
Each of the received signals to which the reference PN code (PN (0)) is added is a delay circuit D based on the received signal.
After the delay processing in each of 1 to D3, the addition circuit 15 adds the delay processing. The delay circuits D1 to D1
As shown by delay times D1 to D3 in FIG. 2, the rate of delay at D3 is such that D1 <D2 <D2 within one period of the PN code used and at a predetermined interval from each other.
3 is determined.

【0015】加算回路15で加算された信号は、2分さ
れ、一方は送信器aで用いたのと同じ搬送波を発生させ
る信号発生器16からの信号(f0 )を用いて復調器1
7aで復調処理されてPN符号を含む信号が抽出される
と共に、他方は、信号発生器16からの信号(f0 )を
位相シフト回路18でπ/2位相シフトした信号を用い
て復調器17bで復調処理されてPN符号を含む信号が
抽出されるように構成されている。
The signal added by the adding circuit 15 is divided into two parts, one of which is a demodulator 1 using a signal (f0) from a signal generator 16 for generating the same carrier wave used in the transmitter a.
The signal including the PN code is extracted by the demodulation process at 7a, and the other is demodulated at the demodulator 17b by using the signal obtained by shifting the signal (f0) from the signal generator 16 by π / 2 phase by the phase shift circuit 18. The signal including the PN code is extracted by demodulation processing.

【0016】各復調器17a,17bからの信号は、ロ
ーパスフィルタ19a,19bでそれぞれフィルタ処理
されたのち、アナログディジタル(A/D)変換器20
a,20bでディジタル信号にそれぞれ変換されるよう
に構成されている。そして、相関器21a,21bでそ
れぞれ求められた相関値は、2乗回路22a,22bで
それぞれ処理されたのち、加算回路23を介して相関値
識別器24に入力されるように構成されている。
The signals from the demodulators 17a and 17b are filtered by low-pass filters 19a and 19b, respectively, and then converted to analog-to-digital (A / D) converters 20.
a and 20b are converted into digital signals, respectively. The correlation values obtained by the correlators 21a and 21b are processed by the squaring circuits 22a and 22b, respectively, and then input to the correlation value discriminator 24 via the addition circuit 23. .

【0017】図2の(b)〜(e)は、受信信号〜
の受信状態を示すとともに、相関値識別器24の識別状
態を表している。すなわち、受信信号は、遅延処理さ
れていないので、送信信号とほぼ同様にあらわれるが、
他の受信信号〜は、遅延回路D1 〜D3 により遅延
処理された分だけ遅れて表れる。
FIGS. 2 (b) to 2 (e) show received signals 信号
, And the identification state of the correlation value identifier 24. That is, since the received signal has not been delayed, it appears almost the same as the transmitted signal,
The other received signals 〜 appear delayed by an amount delayed by the delay circuits D1 to D3.

【0018】なお、図2の(b)〜(e)におい受信
信号のレベルに高低差があるのは、送信信号の印加点か
ら受信点までの距離の違いによるものであり、またΔt
1 〜Δt3 は、その距離による受信遅れ及びケーブルの
長さの違いによる受信遅れを表している。また、図2の
(b)〜(e)に矢印で示された「1AT」〜「3B
T」は、各軌道回路1T〜3Tを送信信号の印加点を中
心にそれぞれ2分した範囲の受信信号であることを示し
ており、この様な受信信号の時間的位置関係は既知であ
り、従って、相関値識別器24には、このような時間的
位置関係を基にした窓(図2(b)〜(e)の網掛け部
分参照)が予め記憶されている。
[0018] Incidentally, there is a height difference in the level of (b) ~ (e) odor Te received signal of FIG. 2, is due to differences in distance to the received point from the application point of the transmission signal, Δt
1 to .DELTA.t3 represent a reception delay due to the distance and a reception delay due to a difference in cable length. Also, “1AT” to “3B” indicated by arrows in (b) to (e) of FIG.
T "indicates that each of the track circuits 1T to 3T is a received signal in a range obtained by dividing the track signal 1T to 3T into two around the transmission signal application point, and the temporal positional relationship of such a received signal is known. Therefore, a window based on such a temporal positional relationship (see the shaded portions in FIGS. 2B to 2E) is stored in the correlation value discriminator 24 in advance.

【0019】今、列車イが図1の状態にあるときは、各
軌道回路1T〜3Tのレールrは、車軸で短絡されるこ
とがないので、図2の(b)〜(e)に示されるように
全ての信号が表れる。すなわち、各軌道回路1AT〜3
BT用の窓にそれぞれ相関値が表れる。
When the train A is in the state shown in FIG. 1, the rails r of the track circuits 1T to 3T are not short-circuited by the axle, and are shown in FIGS. 2B to 2E. All signals appear as shown. That is, each track circuit 1AT-3
A correlation value appears in each of the BT windows.

【0020】列車イが軌道回路1Tの前半部分1ATに
進入すると、受信信号は、列車イの車軸により短絡さ
れて消失する。すなわち、図2(b)は、基準信号(P
N(0) )を除いて消失するので軌道回路1AT用の窓の
相関値も消失する。したがって、列車検知器25は、そ
の消失をもって、軌道回路1Tの前半部分1ATに列車
が在線していると判定し、その旨を出力する。列車の在
線の有無にかかわらず、基準信号(PN(0) )が検出さ
れるように構成されているので、この基準信号(PN
(0) )が検出されているときは、列車検知が正常に行わ
れていると判定される。
When the train A enters the first half 1AT of the track circuit 1T, the received signal is short-circuited by the axle of the train A and disappears. That is, FIG. 2B shows the case where the reference signal (P
N (0)), so that the correlation value of the window for the track circuit 1AT also disappears. Accordingly, the train detector 25 determines that the train is present in the first half 1AT of the track circuit 1T based on the disappearance, and outputs the fact. Since the reference signal (PN (0)) is configured to be detected regardless of the presence or absence of the train, the reference signal (PN (0)) is detected.
When (0)) is detected, it is determined that the train detection is normally performed.

【0021】同様にして列車イの進行に従って各軌道回
路1AT〜3BT用の窓の相関値が変化するので、列車
検知器25はその変化に基づいて列車位置の状態を出力
することができる。
Similarly, the correlation value of the window for each of the track circuits 1AT to 3BT changes as the train A advances, so that the train detector 25 can output the state of the train position based on the change.

【0022】以上のように、機器室R内に設けられた1
個の受信器bにより、複数の軌道回路1T〜3T(1A
T〜3BT)の列車位置を検出することができ、設備コ
ストを低減することができる。
As described above, the 1 provided in the equipment room R
The plurality of track circuits 1T to 3T (1A)
T-3BT) can be detected, and equipment costs can be reduced.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明に係る列車位置検知装置は、複数
の軌道回路数に対応した複数の送信信号を所定の基準と
なるPN符号に所定の位相差を付けて生成する送信信号
生成手段と、生成された前記複数の送信信号を前記複数
の各軌道回路にそれぞれ印加する印加手段と、前記複数
の各軌道回路から信号をそれぞれ受信する受信手段と、
受信信号の内の一つを基準として他の受信信号にそれぞ
れ異なる間隔の遅延処理を行う遅延処理手段と、基準と
なる受信信号及び遅延処理された受信信号を復調処理し
て送信信号を抽出し、その抽出された送信信号の相関値
を検出する検出手段と、検出された相関値を前記軌道回
路に対応させて識別する識別手段と、識別された相関値
の有無によりその相関値に対応する軌道回路上の列車有
無を判定する判定手段と、からなるので、1個の受信器
により、複数の軌道回路の列車位置を検出することがで
き、設備コストを低減することができる。
According to the present invention, there is provided a train position detecting device comprising: a transmission signal generating means for generating a plurality of transmission signals corresponding to a plurality of track circuits by adding a predetermined phase difference to a predetermined reference PN code; Applying means for applying the plurality of generated transmission signals to each of the plurality of track circuits, and receiving means for receiving signals from each of the plurality of track circuits,
A delay processing means for performing delay processing at different intervals on each of the other received signals with reference to one of the received signals; and extracting a transmission signal by demodulating the reference received signal and the delayed received signal. Detecting means for detecting a correlation value of the extracted transmission signal, identification means for identifying the detected correlation value in correspondence with the track circuit, and corresponding to the correlation value by the presence or absence of the identified correlation value. Since it comprises a determination means for determining the presence or absence of a train on the track circuit, the train position of a plurality of track circuits can be detected by one receiver, and equipment costs can be reduced.

【0024】また、受信手段が受信した信号に所定の基
準となるPN符号を付加する付加手段を設けたときは、
列車位置状態の正当性を判定することができる。
In addition, when the receiving means is provided with an adding means for adding a PN code serving as a predetermined reference to the signal received,
The validity of the train position state can be determined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る列車位置検知装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a train position detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】送信及び受信状態を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 2 is a time chart showing transmission and reception states.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R 機器室 a 送信器 1 搬送波発生器 2 PN符号発生器 3 拡散回路 4 送信信号生成器 5a〜5b 送信回路 b 受信器 10a〜10d バンドパスフィルタ 11a〜11d 加算回路 12 信号発生器 13 PN符号発生器 14 拡散回路 D1 〜D3 遅延回路 15a 加算回路 16 信号発生器 17a,17b 復調器 18 位相シフト回路 19a,19b ローパスフィルタ 20a,20b A/D変換回路 21a,21b 相関器 22a,22b 2乗回路 23 加算回路 24 相関値識別器 25 列車検知器 イ 列車 r レール 1T〜3T,1AT〜3BT 軌道回路 R equipment room a transmitter 1 carrier generator 2 PN code generator 3 spreading circuit 4 transmission signal generator 5a-5b transmission circuit b receiver 10a-10d bandpass filter 11a-11d addition circuit 12 signal generator 13 PN code generation Device 14 Diffusion circuit D1 to D3 Delay circuit 15a Addition circuit 16 Signal generator 17a, 17b Demodulator 18 Phase shift circuit 19a, 19b Low-pass filter 20a, 20b A / D conversion circuit 21a, 21b Correlator 22a, 22b Square circuit 23 Addition circuit 24 Correlation value discriminator 25 Train detector A Train r Rail 1T-3T, 1AT-3BT Track circuit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の軌道回路数に対応した複数の送信
信号を所定の基準となるPN符号に所定の位相差を付け
て生成する送信信号生成手段と、 生成された前記複数の送信信号を前記複数の各軌道回路
にそれぞれ印加する印加手段と、 前記複数の各軌道回路から信号をそれぞれ受信する受信
手段と、 受信信号の内の一つを基準として他の受信信号にそれぞ
れ異なる間隔の遅延処理を行う遅延処理手段と、 基準となる受信信号及び遅延処理された受信信号を復調
処理して送信信号を抽出し、その抽出された送信信号の
相関値を検出する検出手段と、 検出された相関値を前記軌道回路に対応させて識別する
識別手段と、 識別された相関値の有無によりその相関値に対応する軌
道回路上の列車有無を判定する判定手段と、 からなることを特徴とする列車位置検知装置。
1. A transmission signal generating means for generating a plurality of transmission signals corresponding to a plurality of track circuits by adding a predetermined phase difference to a predetermined reference PN code, and transmitting the plurality of transmission signals to the plurality of transmission signals. Application means for applying the signals to each of the plurality of track circuits; receiving means for receiving signals from the plurality of track circuits respectively; delays at different intervals from one another of the received signals to other received signals. Delay processing means for performing processing; detection means for demodulating a reference reception signal and a delayed reception signal to extract a transmission signal and detecting a correlation value of the extracted transmission signal; Identification means for identifying a correlation value in association with the track circuit; and determination means for determining the presence or absence of a train on the track circuit corresponding to the correlation value based on the presence or absence of the identified correlation value. That train position sensing device.
【請求項2】 受信手段が受信した信号に所定の基準と
なるPN符号を付加する付加手段を設けたことを特徴と
する請求項1記載の列車位置検知装置。
2. The train position detecting device according to claim 1, further comprising an adding means for adding a PN code serving as a predetermined reference to the signal received by the receiving means.
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