JP4637549B2 - Communications system - Google Patents
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Description
本発明は、親局と複数の子局との間で共通の通信路を用いて情報のやりとりを行うマルチドロップ方式の通信システムに関する。 The present invention relates to a multi-drop communication system in which information is exchanged using a common communication path between a master station and a plurality of slave stations.
配電線遠方監視制御システム(配電線遠制システム)では、配電線経路上に設けられた複数の子局と電力会社の営業所等に設けられた親局との間で種々の監視制御情報のやりとりが行われている。配電線遠制システムにおいて各子局は、配電線の状態を監視し、異常を検知したときにはコンテンション方式で親局に通知を行う。 In the distribution line remote monitoring and control system (distribution line remote control system), various monitoring control information is transmitted between a plurality of slave stations provided on the distribution line route and a master station provided in a sales office of the power company. Exchanges are taking place. In the distribution line distance control system, each slave station monitors the state of the distribution line, and notifies the master station by a contention method when an abnormality is detected.
一対の通信ケーブルの上に親局と複数の子局を配置し情報の交換を行うマルチドロップ方式は伝送路がシンプルでイニシャルおよび運用コストが安価であるため、配電線遠制システムにおいても親局−複数の子局間の通信をマルチドロップ方式で行っている場合がある。
マルチドロップ方式の配電線遠制システムでは、配電線に広範囲の停電が発生した場合、その範囲の子局が一斉に親局へ停電の通知を行うという状況が起こりうる。このような状況においては回線使用権の競合が子局間で生じその結果情報の衝突が発生する。これにより情報収集に時間的遅れが生じたり、さらには情報の欠如が生じたりしてシステムの有効活用に支障が生じるおそれがある。 In a multi-drop type distribution line remote control system, when a wide-range power failure occurs in the distribution line, a situation can occur in which slave stations in that range simultaneously notify the master station of a power failure. In such a situation, contention for line usage rights occurs between slave stations, resulting in information collision. This may cause a time delay in information collection, or may cause a lack of information, which may hinder the effective use of the system.
本発明の目的は、マルチドロップ方式の通信システムにおける通信の競合を回避することである。 An object of the present invention is to avoid communication contention in a multi-drop communication system.
本発明による通信システムは、親局と複数の子局とが共通の通信路を介して情報のやりとりを行うマルチドロップ方式の通信システムである。親局は、通信路上で通信が行われていない状態が第1の時間継続するたびに複数の子局の各々にポーリング信号を送信する。複数の子局の各々は、親局からのポーリング信号を受信するたびこれに基づいて同期を確立する。また複数の子局は、監視対象の異常を検知したときには、通信路上で通信が行われていない状態が第2の時間(第2の時間は第1の時間よりも短い)継続した後に異常検知信号を親局に送信する。 The communication system according to the present invention is a multi-drop communication system in which a master station and a plurality of slave stations exchange information via a common communication path. The master station transmits a polling signal to each of the plurality of slave stations each time the communication is not performed on the communication path for the first time. Each of the plurality of slave stations establishes synchronization based on the polling signal received from the master station. In addition, when a plurality of slave stations detect an abnormality to be monitored, an abnormality is detected after a state in which communication is not performed on the communication path continues for a second time (the second time is shorter than the first time). Send the signal to the master station.
上記通信システムにおいて、複数の子局には、異常検知信号の送信に関する優先順位が定められており、第2の時間は、この優先順位に応じて子局ごとに異なることが好ましい。 In the communication system, a priority order regarding transmission of an abnormality detection signal is determined for a plurality of slave stations, and the second time is preferably different for each slave station according to the priority order.
上記通信システムにおいて、複数の子局の各々は、異常検知信号の送信ができなかったときには、通信路上で通信が行われていない状態が第3の時間(第3の時間は第2の時間よりも長く第1の時間よりも短い)継続した後に異常検知信号を親局に再送信することが好ましい。 In the communication system, when each of the plurality of slave stations cannot transmit the abnormality detection signal, the state where communication is not performed on the communication path is the third time (the third time is higher than the second time). It is preferable that the abnormality detection signal is retransmitted to the master station after being continued (longer than the first time).
本発明の通信システムでは、親局からのポーリング信号を受信するたびに複数の子局の各々はこれに基づいて同期を確立するため、監視対象の異常を検知した場合の異常検知信号の送信タイミングの精度が向上し、これにより、複数の子局が一斉に異常検出信号を送信する場合に通信の競合を回避することができる。 In the communication system of the present invention, each time a polling signal is received from the master station, each of the plurality of slave stations establishes synchronization based on the polling signal. Therefore, the transmission timing of the abnormality detection signal when an abnormality to be monitored is detected As a result, it is possible to avoid communication contention when a plurality of slave stations transmit abnormality detection signals all at once.
本発明の実施形態による配電線遠方監視制御システム(配電線遠制システム)の概略構成を図1に示す。このシステムでは、配電線経路上に設けられた複数の子局300,400,500,600と電力会社の営業所等に設けられた親局200との間で種々の監視制御情報のやりとりが行われる。各子局300,400,500,600は、配電線の状態(電圧値等)を監視し、停電等による異常を検知したときにはコンテンション方式で親局200に通知を行う。このシステムでは、一つの共通の通信路100の上に親局200と複数の子局300,400,500,600を配置し情報の交換を行うマルチドロップ方式により親局−複数の子局間の通信を行っている。通信路100としては、たとえば架空地線、メタル通信ケーブル、光通信ケーブル等が用いられる。なお、図には示されていないが親局200−子局300〜600間には中継器が適宜設けられている。
A schematic configuration of a distribution line remote monitoring control system (distribution line remote control system) according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. In this system, various monitoring control information is exchanged between a plurality of
次に、親局200−子局300〜600間で行われる通信について説明する。
Next, communication performed between the
親局200、子局300〜600によって通信路100上に送信されるデータ(パケット)の前後にはそれぞれ先行キャリア、後方キャリアが付加されており、親局200、子局300〜600はこの先行キャリア、後方キャリアを検出することにより通信路100が空き状態か否かを判定する。
A preceding carrier and a rear carrier are respectively added before and after data (packets) transmitted on the
親局200は、図2に示すように、通信路100上にキャリアが検出されない状態が時間T1(たとえば220ms)継続されるたびに、子局300〜600に対して順番にポーリング信号を送信する。子局300〜600は、親局200からのポーリング信号のキャリアを利用して、キャリア監視時間計測用のタイマを更新(リフレッシュ)し、同時にキャリア検出用のモデムの感度を自動調整する。そして子局300〜600は、通信路100上にキャリアが検出されない状態が時間T2(たとえば210ms)継続されると、ポーリング応答(パケット)を親局200に送信する。このように、通常時(子局300〜600により異常が検出されない時)には、親局200−子局300〜600間において常時ポーリングが行われる。
As shown in FIG. 2, the
次に、子局300〜600により異常が検出された場合について説明する。ここでは図3に示すように、広範囲におよぶ停電が時刻t0において発生し、この停電による異常を各子局300〜600が検知した場合を想定する。
Next, a case where an abnormality is detected by the
広範囲の停電のように複数の子局が同時に異常を検知するような場合、コンテンション方式では複数の子局が同時に親局へ送信を行うことになる。これによる通信の競合を回避するため、子局300〜600には送信待ち時間が定められている。子局300〜600は、通信路100上にキャリアが検出されない状態がこの待ち時間継続されると、停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。
When a plurality of slave stations detect an abnormality at the same time as in a wide range of power outages, in the contention method, a plurality of slave stations simultaneously transmit to the master station. In order to avoid communication contention due to this, a transmission waiting time is defined for the
子局300〜600の送信待ち時間は次のように定められている。優先して送信を行うことができる子局(優先指定局:ここでは子局300とする。)に送信待ち時間T20(たとえば40ms)が設定される。現在送信した子局の次に送信可能な子局(次送信局)には送信待ち時間T21(たとえば20ms)が設定される。現在送信した子局の次の次に送信可能な子局(次々送信局)には送信待ち時間T22(たとえば30ms)が設定される。この送信待ち時間(T20,T21,T22,…)の差はモデムのキャリア監視の処理時間、つまり性能により規定される値であり限りなく“0”であることが望ましい。子局300〜600は管理番号等によりあらかじめ順位づけされている。ここでは子局300、子局400、子局500、子局600の順に順位づけされているものとする。この場合、子局300が現在送信したときには子局400が次送信局となり子局500が次々送信局となる。また、子局400が現在送信したときには子局500が次送信局となり子局600が次々送信局となる。その他の子局(優先指定局、次送信局、次々送信局のいずれにも当てはまらない子局)には送信待ち時間T30(たとえば120ms)が設定される。なお、上述の送信待ち時間の関係は、「T21<T22<T20<T30(<T1)」のようになっている。
The transmission waiting time of the
時刻t0(図3)において停電が発生した後、ポーリング信号の後方キャリアが親局200および子局300〜600において検出され、時刻t1から親局200および子局300〜600は送信待ち時間のカウントを開始する。親局200は次のポーリングのための待ち時間T1のカウントを開始する。優先指定局である子局300は、待ち時間T20のカウントを開始する。この時点では子局400〜600は優先指定局、次送信局、次々送信局のいずれにも当てはまらないため、送信待ち時間T30のカウントを開始する。この状況においては子局300の送信待ち時間T20が一番短いため、時刻t1から時間T20経過後に子局300は停電状変信号(異常検知信号)を親局200に送信する。親局200、子局400〜600は、この異常検知信号の先行キャリアを検知すると待ち時間のカウントを停止(クリア)する。
After a power failure occurs at time t0 (FIG. 3), the backward carrier of the polling signal is detected at the
子局300により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200、子局400〜600において検出され、時刻t2から親局200および子局400〜600は送信待ち時間のカウントを開始する。ここでは親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3(たとえば130ms)のカウントを開始する。次送信局である子局400は、待ち時間T21のカウントを開始する。次々送信局である子局500は、待ち時間T22のカウントを開始する。子局600は、優先指定局、次送信局、次々送信局のいずれにも当てはまらないため、送信待ち時間T30のカウントを開始する。この状況においては子局400の送信待ち時間T21が一番短いため、時刻t2から時間T21経過後に子局400は停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。親局200、子局500〜600は、この異常検知信号の先行キャリアを検知すると待ち時間のカウントをクリアする。
The rear carrier of the power failure status change signal transmitted by the
子局400により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200、子局500〜600において検出され、時刻t3から親局200および子局500〜600は送信待ち時間のカウントを開始する。親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3のカウントを開始する。次送信局である子局500は、待ち時間T21のカウントを開始する。次々送信局である子局600は、待ち時間T22のカウントを開始する。この状況においては子局500の送信待ち時間T21が一番短いため、時刻t3から時間T21経過後に子局500は停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。親局200、子局600は、この異常検知信号の先行キャリアを検知すると待ち時間のカウントをクリアする。
The rear carrier of the power failure status change signal transmitted by the
子局500により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200、子局600において検出され、時刻t4から親局200および子局600は送信待ち時間のカウントを開始する。親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3のカウントを開始する。次送信局である子局600は、待ち時間T21のカウントを開始する。この状況においては子局600の送信待ち時間T21が一番短いため、時刻t4から時間T21経過後に子局600は停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。親局200は、この異常検知信号の先行キャリアを検知すると待ち時間のカウントをクリアする。
The rear carrier of the power failure status change signal transmitted by the
子局600により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200において検出され、時刻t5から親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3のカウントを開始する。時刻t5から時間T3経過後に親局200は状変クリア信号を送信する。
The rear carrier of the power failure status change signal transmitted by the
次に、子局300〜600が何らかの理由により停電状変信号を送信できなかった場合の処理について説明する。ここでは図4に示すように、時刻t2〜t3の区間において子局400が停電状変信号を送信できなかった場合を想定する。この場合、時刻t2から時間T22経過後に子局500が停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。
Next, processing when the
子局500により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200、子局400,600において検出され、時刻t13から親局200および子局400,600は送信待ち時間のカウントを開始する。親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3のカウントを開始する。次送信局である子局600は、待ち時間T21のカウントを開始する。子局400は、優先指定局、次送信局、次々送信局のいずれにも当てはまらなくなるため、送信待ち時間T30のカウントを開始する。この状況においては子局600の送信待ち時間T21が一番短いため、時刻t13から時間T21経過後に子局600は停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。親局200、子局400は、この異常検知信号の先行キャリアを検知すると待ち時間のカウントをクリアする。
The rear carrier of the power failure state change signal transmitted by the
子局600により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200、子局400において検出され、時刻t14から親局200および子局400は送信待ち時間のカウントを開始する。親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3のカウントを開始する。子局400は、ここでも優先指定局、次送信局、次々送信局のいずれにも当てはまらないため、送信待ち時間T30のカウントを開始する。この状況においては子局400の送信待ち時間T30が一番短いため、時刻t14から時間T30経過後に子局400は停電状変(異常検知信号)を親局200に送信する。親局200は、この異常検知信号の先行キャリアを検知すると待ち時間のカウントをクリアする。子局400により送信された停電状変信号の後方キャリアが親局200において検出され、時刻t15から親局200は、状変クリア信号のための待ち時間T3のカウントを開始する。時刻t15から時間T3経過後に親局200は状変クリア信号を送信する。
The backward carrier of the power failure state change signal transmitted by the
このように、何らかの理由により停電状変信号を送信できなかった子局400は、他の子局300,500,600による一連の送信処理が終了した後に再送信を行うことになる。
As described above, the
上述のように子局300〜600の送信待ち時間を設定することにより、複数の子局300〜600が同時に親局200へ送信を行う必要がある場合の通信の競合を回避することが理論的には可能である。ところが実際には、各子局300〜600におけるタイマの誤差やモデム感度の誤差等により通信の競合が生じてしまうことがある。たとえば、図3の時刻t1〜t2の区間において、タイマの誤差により子局300による待ち時間T20のカウント終了と子局400による待ち時間T30のカウント終了とがほぼ同時刻になってしまい、子局300と子局400とからほぼ同時に停電状変信号が送信されてしまったり、時刻t1から時間T20経過後に子局300により送信された異常検知信号の先行キャリアがモデム感度の誤差により子局400において検知されず、時刻t1から時間T30経過後に子局400により異常検知信号が送信されたりして通信の競合が生じてしまうことがある。しかし本実施形態では、通常時(子局300〜600により異常が検出されない時)には、親局200−子局300〜600間において常時ポーリングが行われ、これにより子局300〜600において時間計測用のタイマの更新(リフレッシュ)およびキャリア検出用のモデムの感度の調整が行われているため、上述の理由による通信の競合を回避することができる。
It is theoretically possible to avoid contention for communication when a plurality of
本システムを構成する親局および子局は回線上の通信状況(回線の使用中/不使用中)を個々に常時監視し、通知内容に応じて自局の通知のタイミングを1/1000秒単位で管理する。このタイミング管理を成立させるため、本システムを構成する局すべてが定周期通信(ポーリング)の送受信処理にて回線監視ロジックの同期をとることをソフト手法にて実現する。これにより、ハード的には非同期運用でしかない回線をソフト手法により同期運用として扱えるようになる。 The master and slave stations that make up this system constantly monitor the communication status on the line (whether the line is in use or not in use), and the notification timing of the local station is in units of 1/1000 second according to the notification content. Manage with. In order to establish this timing management, it is realized by a software method that all the stations constituting this system synchronize the line monitoring logic in the transmission / reception processing of the periodic communication (polling). As a result, a line that can only be operated asynchronously in hardware can be handled as a synchronous operation by a software method.
この運用のもとでは、同一回線上に設置された子局が複数のグループに分けられ、各グループについて1つの優先子局が指定される。つまり、優先子局に指定されたリーダ−子局のもとでソフト的にグループ化され集団を形成する。 Under this operation, the slave stations installed on the same line are divided into a plurality of groups, and one priority slave station is designated for each group. That is, software is grouped under the leader slave station designated as the priority slave station to form a group.
優先子局は、回線監視にて状変通知の先導役を最重要事項として処理する。優先子局傘下の同一グループ子局では次のような処理が行われる。自グループのTop(優先子局)の送出電文内容を確認した次子局はスタンバイに入る。マルチドロップの優位性(すべてが通信内容を判読できる)を最大限生かし、次々子局は次子局が通知を出すのを待つ(監視Waitモード)処理に入る。これにより、優先子局が通知すれば傘下の子局は次々に情報の通知を完結できることを保証している。この処理のポイントは、停電状変通知時には決してグループ以外が通信権を取れないように回線空き時間を最小に保つことである。そのため、自分より前の子局が通知しなかった場合は自動的に理論的タイムアップにて通知するようソフト処理を施している。 The priority slave station handles the leading role of the status change notification as the most important matter in line monitoring. The following processing is performed in the same group slave station under the priority slave station. The next slave station that confirms the content of the message transmitted from the Top (priority slave station) of its own group enters standby. Taking full advantage of the multi-drop (all can read the communication contents), the slave station enters the process of waiting for the next slave station to give notification (monitoring wait mode). This guarantees that subordinate slave stations can complete notification of information one after another if the priority slave station notifies. The point of this process is to keep the line idle time to a minimum so that only the group can take the communication right at the time of power failure status change notification. For this reason, software processing is performed to automatically notify at the theoretical time-up when the slave station before itself does not notify.
たとえば一つの回線上に一変電所の6フィーダーエリアの配電線を監視している場合には、優先子局は6グループ分として6局指定され、フィーダー単位でグループが設定される。バンク停電(全フィーダー停電)のときは優先子局ナンバーがもっとも若いものが通知し、次グループ、次々グループと継続する。このグループ、優先指定は親局から遠隔設定にて書き換えが可能で配電線の運用形態の変更に対応可能になっている。 For example, when the distribution lines in the six feeder areas of one substation are monitored on one line, six priority slave stations are designated as six groups, and groups are set in units of feeders. In the event of a bank power outage (all feeder power outages), the one with the lowest priority slave station number will notify and continue with the next group. This group and priority designation can be rewritten by remote setting from the master station, and can respond to changes in the operation mode of the distribution line.
以上のように本実施形態では、ハードによる回線監視機能の強化・管理の充実およびシステムソフト的にグループ化処理の手順実行実現により競合回避が実現されている。 As described above, in the present embodiment, conflict avoidance is realized by strengthening and enhancing management of the line monitoring function by hardware, and by executing the procedure of grouping processing in a system software manner.
なお、上述のグループ化のシステム構成はマルチドロップの優位性を引き出すとともに有線ではないがマルチドロップ的に情報の有無の監視が可能な無線システムには有効である。グループ指定による通知コントロールはシステム機能上ポーリングシステムにコンテンション機能を追加したものであり、特別小電力無線を使用した監視システムにおいても電波法の連続通信時間規制の制約を回避したもので構築できる。 The grouping system configuration described above is effective for a wireless system that draws out the advantages of multidrop and is not wired but can monitor the presence of information in a multidrop manner. Notification control by group designation is a system function that adds a contention function to a polling system, and can be constructed even in a monitoring system using a special low-power radio system that avoids the restrictions on continuous communication time regulations of the Radio Law.
本発明はマルチドロップ方式の通信システムに有用であり、たとえば、配電線遠方監視制御システムにおける親局−子局間の通信等に適用可能である。 The present invention is useful for a multi-drop communication system, and can be applied to, for example, communication between a master station and a slave station in a distribution line remote monitoring and control system.
さらに、無線を伝送媒体にしたシステムにおいても伝送路と親局・子局の関連性から本発明は最適である。本発明によれば伝送路として空中線伝送方式を採用し且つ周波数割り当てが限定された条件(1ch割り当でも可)で複数(多数)の子機を親/子の従属性を持つシステムに展開が有効である。優先指定を複数設定することにより子機グループを優先子機数分構築でき、同一エリア内の子機すべてに対しシステム的位置づけを割り当てられ高効率的伝送路運用が実現できる。無線の場合は、この方式の採用により優先子機のグループ展開をソフト的に定義し実施する事で有線方式のケーブル敷設の物理的制約を回避できる事から優先子機をブランチ起点とした伝送路のツリー構築が実現され事実上伝送路長(運用管理エリア)を広げることが付帯的に実現される。 Further, the present invention is optimal in a system using a radio as a transmission medium because of the relationship between the transmission path and the master station / slave station. According to the present invention, an antenna transmission system is adopted as a transmission line, and a plurality of (many) slave units can be expanded to a system having parent / child dependency under conditions where frequency allocation is limited (1ch allocation is also possible). It is valid. By setting a plurality of priority designations, it is possible to construct as many slave units as the number of priority slave units, assigning system positions to all the slave units in the same area, and realizing highly efficient transmission line operation. In the case of wireless, by adopting this method and defining and implementing group expansion of priority slave units in software, the physical restrictions of wired cable installation can be avoided. As a result, the tree construction is effectively realized and the transmission line length (operation management area) is effectively increased.
100 通信路
200 親局
300,400,500,600 子局
100
Claims (3)
前記親局および前記複数の子局の各々によって前記通信路上に送信された信号の前後には、先行キャリアおよび後方キャリアがそれぞれ付加されており、
前記親局は、前記通信路上に送信された信号の前後に付加された先行キャリアおよび後方キャリアを検出することによって前記通信路上で通信が行われていない状態である否かを判定し、前記通信路上で通信が行われていない状態が第1の時間継続するたびに前記複数の子局の各々にポーリング信号を送信するものであり、
前記複数の子局の各々は、前記親局からのポーリング信号を受信するたびに当該ポーリング信号に付加された先行キャリアおよび後方キャリアを利用してキャリア監視時間計測用のタイマを更新するとともにキャリア検出用のモデムの感度を調整することによって同期を確立し、前記通信路上に送信された信号の前後に付加された先行キャリアおよび後方キャリアを検出することによって前記通信路上で通信が行われていない状態である否かを判定し、監視対象の異常を検知したときには、前記通信路上で通信が行われていない状態が第2の時間継続した後に異常検知信号を前記親局に送信するものであり、
前記第2の時間は前記第1の時間よりも短い
ことを特徴とする通信システム。 A multi-drop communication system in which a master station and a plurality of slave stations exchange information via a common communication path,
Before and after the signal transmitted on the communication path by each of the master station and the plurality of slave stations, a preceding carrier and a rear carrier are respectively added,
The master station determines whether or not communication is being performed on the communication path by detecting a preceding carrier and a back carrier added before and after a signal transmitted on the communication path, and the communication A polling signal is transmitted to each of the plurality of slave stations each time a state in which communication is not performed on the road continues for a first time,
Each time the plurality of slave stations receive a polling signal from the master station, they update the carrier monitoring time measurement timer using the preceding carrier and the rear carrier added to the polling signal and detect the carrier. A state in which communication is not performed on the communication path by establishing synchronization by adjusting the sensitivity of the modem for use and detecting preceding and rear carriers added before and after the signal transmitted on the communication path When an abnormality to be monitored is detected and an abnormality to be monitored is detected, an abnormality detection signal is transmitted to the master station after a state in which communication is not performed on the communication path continues for a second time,
The communication system, wherein the second time is shorter than the first time.
前記複数の子局には、前記異常検知信号の送信に関する優先順位が定められており、
前記第2の時間は、前記優先順位に応じて子局ごとに異なる
ことを特徴とする通信システム。 In claim 1,
In the plurality of slave stations, a priority order regarding transmission of the abnormality detection signal is determined,
The communication system characterized in that the second time is different for each slave station according to the priority.
前記複数の子局の各々は、前記異常検知信号の送信ができなかったときには、前記通信路上で通信が行われていない状態が第3の時間継続した後に前記異常検知信号を前記親局に再送信するものであり、
前記第3の時間は、前記第2の時間よりも長く前記第1の時間よりも短い
ことを特徴とする通信システム。 In claim 1,
When each of the plurality of slave stations cannot transmit the abnormality detection signal, the abnormality detection signal is retransmitted to the parent station after a state in which communication is not performed on the communication path continues for a third time. Is to send,
The communication system, wherein the third time is longer than the second time and shorter than the first time.
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