JP6446342B2 - 運行管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、運行管理装置及び運行管理システムに関する。

鉄道システムでは、各列車の運行は、列車ダイヤにより管理されている。ただし、乗客の混み具合や天候などの影響により列車の運行に遅延が生じてしまい、計画された列車ダイヤからずれが生じる場合がある。列車の運行をダイヤ通りに修正する技術として、特開２０１４−２２０８５９号公報（特許文献１）がある。この公報には「列車運転制御装置１０は、これら自列車ブレーキパターン情報、次停車駅情報及び乗客流入速度情報に基づいて、次停車駅における乗客の混雑状況を推定すると共に、この推定結果に基づいて乗客が自列車に乗降するために必要な時間（以下、これを必要乗降時間と呼ぶ）を推定し、自列車の計画ダイヤ上の次停車駅の出発時刻よりも上述の必要乗降時間分だけ前の時刻を自列車の次停車駅の到着時刻として算出する。また列車運転制御装置１０は、算出した到着時刻を目標到着時刻として速度パターン計画部１１に通知する。」という記載がある。

特開２０１４−２２０８５９号公報

駅間には、安全を担保するための制限速度が定められているため、遅延列車が遅延を回復する場合にも限度があり、すぐには運行ダイヤ通りに戻すことは困難である。また、１つの列車が遅延すると、後続の列車にも影響を与えてしまうため、複数の列車が団子状態に連なってしまい、輸送効率が低下する問題がある。

特許文献１では、複数の列車が運行している場合の、列車の運行全体としての乗客の輸送効率について考慮されていない。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の運行管理装置の一つは、複数の列車と無線により通信を行うＩ／Ｏ部と、Ｉ／Ｏ部を介して複数の列車の位置情報を取得する列車位置情報取得部と、複数の列車の運行ダイヤ情報を保持するデータベースと、Ｉ／Ｏ部と通信を行う列車のそれぞれを制御対象列車とし、位置情報と運行ダイヤとに基づいて複数の制御対象列車の遅延を算出し、制御対象列車の先行列車の遅延と、制御対象列車の後続列車の遅延が異なる場合は大きい方を、同じ場合はどちらか一方を他列車の遅延とし、制御対象列車の遅延が他列車の遅延より大きいときは、制御対象列車の遅延と他列車の遅延の差を相対遅延時分とし、それ以外のときは相対遅延時分を０として出力する遅延算出部と、相対遅延時分を抑止時分として出力する仮抑止時分出力部と、抑止時分を制御対象列車に通知して走行を抑止させる列車抑止指示部と、を備え、抑止率を持ち、前記仮抑止時分出力部が出力する前記抑止時分に前記抑止率を乗じた値を出力する抑止時分抑止部を備え、前記列車抑止指示部は前記抑止時分抑止部の出力を前記抑止時分として使用し、
許容遅れ時分を持ち、前記抑止時分抑止部の出力の時分と前記制御対象列車の遅延時分の合計が前記許容遅れ時分を超えない場合は前記抑止時分抑止部の出力の時分を出力し、それ以外の場合は前記許容遅れ時分と前記制御対象列車の遅延時分の差を出力する抑止時分制限部を備え、前記列車抑止指示部は前記抑止時分制限部の出力を前記抑止時分として使用することを特徴とする。

本発明によれば、遅延が発生した場合に、乗客の輸送効率の低下を抑制することができる。

実施例１の運行管理装置を含む全体構成の例である。 実施例１の運行管理装置の構成の例である。 実施例１の位置情報、および、速度情報を受信したときの処理のフローを示す図である。 実施例１の制御情報算出処理のフローを示す図である。 実施例１の抑止時分の算出方法を説明する図である。 実施例２の抑止時分の算出方法を説明する図である。 実施例３の制御情報算出処理のフローを示す図である。 実施例３の抑止時分の算出方法を説明する図である。 実施例１の走行曲線の例を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

鉄道システムにとって、計画ダイヤ通りに列車が運行することが望ましいが、台風や、特別なイベントにより駅構内が非常に混雑する場合、踏切での事故や架線への異物付着などにより、列車の運行に遅延が発生してしまうことがある。遅延が発生してしまった場合、計画ダイヤに対して、前方在線列車とは間隔があいてしまい、後方在線列車とは逆に間隔が詰まってしまうため、通常よりも遅延列車に乗客が集中してしまい、後方在線列車は遅延列車に集中した乗客の分だけ乗客が少なくなり、列車運行の効率が低下し、一方乗客にとっても利便性が低下することになる。本発明では、遅延が発生した場合、前方在線列車と後方在線列車の両車との関係を考慮して、複数の列車間で遅延時間を分散させることで、輸送効率の低下を防ぐことがポイントである。

図１は、本実施例の運行管理装置を含む全体の概要図の例である。本実施例では、自動運転を行う列車を想定し、列車は運行管理装置からの指示により自動的に発車することができる。

列車１０１は、軌道１０９を走行する車両である。本発明においては、編成数は複数である必要はなく、１両の車両であってもよい。列車１０１は、軌道１０９の地理データを持っており、地理データには駅の位置、および駅間走行距離のデータが格納されている。

地上子１０５、地上子１０６は、駅間の軌道（第三軌条でもよい）上、もしくは近辺に設置され、列車１０１が通過時に通信を行う。列車１０１は、図示しない速度発電機などの走行距離を測定する手段を備えており、地上子１０５や地上子１０６から得られる絶対位置情報と、速度発電機から得られる地上子からの相対距離情報により、自列車の位置を認識することができる。

運行管理装置１０８は、列車１０１をはじめとする制御対象とする複数の列車からの列車位置情報を取得する。各列車から位置情報と速度情報を受信して停車した位置を取得し、ダイヤ情報と比較することで、各列車の駅への到着時刻と各列車の遅延を算出することができる。そして、駅に停車しているとき、現在の停車駅（図１では駅１０３）と次の停車駅（図１では駅１０４）の駅間走行時分を列車１０１に送信する。さらに、必要に応じ、指定の時間だけ出発を抑止させる抑止時分を対象の列車に送信する。

列車１０１は、駅間走行距離を受信した駅間走行時分で走行するために最適な速度を計算し、その速度にしたがって走行を開始する。例えば、列車１０１は、現在の停車駅から次の停車駅の間を走行するときの時間と速度の関係を示す走行曲線であって、現在の停車駅から次の停車駅に到着するまでの時間を受信した駅間走行時分とし、この走行曲線の現在の停車駅から次の停車駅に到着するまでの時間の積分が駅間走行距離と等しくなる走行曲線を作成し、これに従って速度を制御する。また、抑止時分を受信したときは、抑止時分だけ出発を抑止する。図９に、走行曲線の例を示す。

無線機１０２、及び無線機１０７は、列車、及び地上側に備えられる無線手段であり、列車の位置情報や、駅間走行時分などを列車１０１と運行管理装置１０８間で通信することができる。ただし、本発明は当該手段に限定されるものではなく、軌道回路や地上子を介して情報のやりとりを行ってもよい。例えば、駅に到着したことを検知するのは、車上側で行っても良いし、駅付近に軌道回路や地上子を設置し、駅に列車が侵入したことを検知して地上装置に送信してもよい。

図２は、本実施例の運行管理装置１０８の構成の例である。

ダイヤ情報２０３は、停車駅の位置情報、および、予め計画されている計画ダイヤを保管するデータベースである。

列車位置情報取得部２０２は、ダイヤ情報２０３から取得する停車駅の位置情報と、無線機１０７を介して得られる各列車の位置情報と速度情報に基づき、各列車の到着した駅、及び到着時刻を検出する。

遅延算出部２０４は、各列車について、到着した駅及び実際の到着時刻を列車位置情報取得部２０２から取得し、ダイヤ情報２０３より取得する計画ダイヤから、列車が到着した駅に計画ダイヤ上到着する計画上の到着時刻を取得し、実際の到着時刻と計画上の到着時刻の差分を求め、これを各列車の遅延時分として算出する。また、列車間の相対遅延時分を算出する。
仮抑止時分出力部２０６は、遅延算出部２０４より取得する列車間の相対遅延時分を制御対象の列車の暫定抑止時分として出力する。

列車抑止指示部２０５は、暫定抑止時分を抑止時分とし、駅間走行時分、抑止時分をＩ／Ｏ部２０１に転送し、制御対象列車に送信させる。

Ｉ／Ｏ部２０１は、無線機１０７を介して、各列車の位置情報、および、速度情報を受信し、列車位置情報取得部２０２に出力し、また、駅間走行時分、抑止時分を無線機１０７を介して制御対象列車に送信する。

図３は、本実施例の運行管理装置１０８が制御対象列車（以下、自列車）より位置情報、および、速度情報を受信したときの処理のフローを示す図である。

Ｓ３０１では、列車位置情報取得部２０２は、自列車から受信した速度情報に含まれる自列車の速度を調べる。自列車の速度が０であり停車を示すとき、Ｓ３０２へ移る。それ以外のときはＳ３０４へ移る。

Ｓ３０２では、列車位置情報取得部２０２は、自列車から受信した位置情報を元に、自列車が停車した位置が、ダイヤ情報２０３から取得するいずれかの停車駅の位置情報の範囲内にあるか調べる。自列車の停車位置がいずれかの停車駅の位置情報の範囲内にある場合は、Ｓ３０３へ移り、それ以外のときはＳ３０４へ移る。

Ｓ３０３では、運行管理装置１０８は、制御情報算出処理を実行し、その後、Ｓ３０４へ移る。

Ｓ３０４では、遅延算出部２０４は、自列車の位置情報を記憶し、Ｓ３０５へ移る。

Ｓ３０５では、運行管理装置１０８は、本処理を終了する。

図４は、本実施例の制御情報算出処理のフローを示す図である。

本処理では、駅停車時分と許容遅れ時分とを予め決めておく。例えば、駅停車時分は９０秒、許容遅れ時分はダイヤ上の列車の時間間隔で最短のものとする。

Ｓ４０１では、遅延算出部２０４は、自列車のダイヤ情報２０３から、現在の停車駅と次の停車駅の間の駅間走行時分を求める。求めた駅間走行時分と規定の駅停車時分を現在の停車駅への実際の到着時刻に加えて、通常の次駅着時刻を算出し、Ｓ４０２へ移る。

Ｓ４０２では、遅延算出部２０４は、現在の停車駅への実際の到着時刻と、ダイヤ情報による計画上の到着時刻の差を自列車の遅延時分として算出して記憶し、Ｓ４０３へ移る。

Ｓ４０３では、遅延算出部２０４は、自列車の遅延時分が規定の許容遅れ時分未満ならばＳ４０４へ移る。自列車の遅延時分が範囲外ならばＳ４０６へ移る。

Ｓ４０４では、遅延算出部２０４は、記憶している他の列車の位置情報があれば、その中で、自列車の前方で最も近くに在線している列車（以下、前方在線列車）と、自列車の後方で最も近くに在線している列車（以下、後方在線列車）を探す。前方在線列車が存在し、その遅延時分を記憶していれば、その遅延時分を前方在線列車の遅延時分とし、記憶していなければ前方在線列車の遅延時分を０とする。前方在線列車が存在していなければ、前方在線列車の遅延時分を０とする。後方在線列車が存在し、その遅延時分を記憶していれば、その遅延時分を後方在線列車の遅延時分とし、記憶していなければ後方在線列車の遅延時分を０とする。後方在線列車が存在していなければ、後方在線列車の遅延時分を０とする。

さらに、遅延算出部２０４は、自列車の遅延時分と前方在線列車の遅延時分と後方在線列車の遅延時分から、自列車の相対遅延時分を算出する。まず、前方在線列車の遅延時分と後方在線列車の遅延時分の内、大きい方を選択し、他列車の遅延時分とする。同じであるときは前方在線列車の遅延時分を他列車の遅延時分とする。自列車の相対遅延時分は、自列車の遅延時分より他列車の遅延時分が大きいときはこれらの遅延時分の差、それ以外は０とする。その後、Ｓ４０５へ移る。

Ｓ４０５では、仮抑止時分出力部２０６は、遅延算出部２０４から取得した自列車の相対遅延時分を暫定抑止時分として出力し、Ｓ４０６へ移る。

Ｓ４０６では、列車抑止指示部２０５は、抑止時分が確定していない場合は、抑止時分を０とする。さらに、遅延算出部２０４から現在の停車駅と次の停車駅の間の駅間走行時分を取得する。その後、駅間走行時分、本処理により求めた抑止時分をＩ／Ｏ部２０１へ転送し、Ｉ／Ｏ部２０１はこれらを列車へ通知し、Ｓ４０７へ移る。

Ｓ４０７では、制御情報算出処理を終了する。
図５は、図４で説明した抑止時分の算出方法を具体的に説明する図であり、本発明のポイントとなる部分である。

図５の上部は、駅と列車を模式的に示したものである。ある区間内において、駅５１１〜５１５の５つの駅があり、当該区間内を列車５０１〜５０４が運行中の場合を示す。

図５の中部は、各列車の遅延状況を示すものであり、列車５０１は遅延なし（図５の下部の表のＡ列１行）、列車５０２は４分の遅延（図５の下部の表のＢ列１行）、列車５０３は３分の遅延（図５の下部の表のＣ列１行）、列車５０４は１分の遅延（図５の下部の表のＤ列１行）であるものとする。また、許容遅れ時分を５分と予め定め、当該許容遅れ時分より超えないように制御することが望まれるものとする。

列車５０１は、前方在線列車不在のため、前方在線列車の遅延を０分とする（図５の下部の表のＡ列２行）。後方在線列車は列車５０２であるため、後方在線列車の遅延は列車５０２の遅延４分とする（図５の下部の表のＡ列３行）。これらの前方在線列車の遅延と後方在線列車の遅延の内、大きいのは後方在線列車の遅延であり、自列車の遅延より大きいため、後方在線列車の遅延と自列車の遅延の差４分を相対遅延時分とする（図５の下部の表のＡ列４行）。

列車５０１から列車５０４についても同様に相対遅延時分を求める（図５の下部の表のＢ列４行からＤ列４行）。これらの相対遅延時分を抑止時分とする。

以上のように各列車に抑止時分を設定し相対遅延時分を分散させることにより、遅延により列車が密集している先頭の列車のみに乗客が集中するのを防ぎ、列車運行全体としての輸送効率の低下を低減させることができる。

実施例２では、実施例１における相対遅延時分の算出方法を変更する。それ以外は実施例１と同じである。

実施例１では、図４のＳ４０４において、遅延算出部２０４が自列車の相対遅延時分を算出するとき、前方在線列車の遅延時分と後方在線列車の遅延時分の内、大きい方を選択し、他列車の遅延時分とした。それに対し、実施例２では、図４のＳ４０４において、遅延算出部２０４が自列車の相対遅延時分を算出するとき、前方在線列車の遅延時分と後方在線列車の遅延時分の平均を他列車の遅延時分とする。
図６は、本実施例における抑止時分の算出方法を具体的に説明する図であり、本発明のポイントとなる部分である。駅の位置、列車の位置、各列車の遅延状況は図５と同じとする。

列車５０１は、前方在線列車不在のため、前方在線列車の遅延を０分とする（図６の下部の表のＡ列２行）。後方在線列車は列車５０２であるため、後方在線列車の遅延は列車５０２の遅延４分とする（図６の下部の表のＡ列３行）。この前方在線列車の遅延と後方在線列車の遅延の平均である２分と自列車の遅延０分の差である２分を列車５０１の相対遅延時分とする（図６の下部の表のＡ列４行）。

列車５０１から列車５０４についても同様に相対遅延時分を求める（図６の下部の表のＢ列４行からＤ列４行）。これらの相対遅延時分を抑止時分とする。

以上のように各列車に抑止時分を設定し相対遅延時分を分散させることにより、遅延により列車が密集している先頭の列車のみに乗客が集中するのを防ぎ、列車運行全体としての輸送効率の低下を低減させることができ、かつ、実施例１に比べ列車の遅延を抑制することができる。

実施例３では、実施例１における抑止時分の算出方法を変更する。それ以外は実施例１と同じである。

図７は、本実施例の制御情報算出処理のフローを示す図である。以下この図を用いて説明する。図７のＳ４００、Ｓ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０６、Ｓ４０７は図４のものと同じである。

本処理では、抑止率を予め決めておく。例えば、抑止率は５０％とする。

Ｓ４０５では、仮抑止時分出力部２０６は、遅延算出部２０４から取得した自列車の相対遅延時分に抑止率を乗じて、暫定抑止時分を算出し、Ｓ４０８へ移る。

Ｓ４０８では、列車抑止指示部２０５は、遅延算出部２０４から取得した通常の次駅着時刻にＳ４０５で算出した暫定抑止時分を加えた時刻と、ダイヤ情報による計画上の次駅への到着時刻の差を、自列車の次駅予想着遅れ時分とし、Ｓ４０９へ移る。

Ｓ４０９では、列車抑止指示部２０５は、Ｓ４０８で求めた次駅予想着遅れ時分が許容遅れ時分未満ならばＳ４１０へ移る。それ以外の場合はＳ４１１へ移る。

Ｓ４１０では、列車抑止指示部２０５は、Ｓ４０５で求めた暫定抑止時分を、自列車に対する抑止時分として確定し、Ｓ４０６へ移る。

Ｓ４１１では、列車抑止指示部２０５は、遅延算出部２０４から自列車の遅延時分を取得し、許容遅れ時分から自列車の遅延時分を引いた値を、自列車に対する抑止時分として確定し、Ｓ４０６へ移る。
図８は、本実施例における抑止時分の算出方法を具体的に説明する図であり、本発明のポイントとなる部分である。駅の位置、列車の位置、各列車の遅延状況は図５と同じとする。

列車５０１は、前方在線列車不在のため、前方在線列車の遅延を０分とする（図８の下部の表のＡ列２行）。後方在線列車は列車５０２であるため、後方在線列車の遅延は列車５０２の遅延４分とする（図８の下部の表のＡ列３行）。これらの前方在線列車の遅延と後方在線列車の遅延の内、大きいのは後方在線列車の遅延であり、自列車の遅延より大きいため、後方在線列車車の遅延と自列車の遅延の差４分を相対遅延時分とする（図８の下部の表のＡ列４行）。この相対遅延時分に抑止率５０％を乗じた２分を暫定抑止時分とする（図８の下部の表のＡ列５行）。

通常の次駅着時刻は、駅間走行時分と規定の駅停車時分を現在の停車駅への実際の到着時刻に加えたものであり、ダイヤ情報による計画上の次駅への到着時刻に自列車の遅延を加えた時刻に等しい。次駅予想着遅れ時分は、通常の次駅着時刻に暫定抑止時分を加えた時刻と、ダイヤ情報による計画上の次駅への到着時刻の差であり、ダイヤ情報による計画上の次駅への到着時刻に自列車の遅延と暫定抑止時分を加えた時刻から、ダイヤ情報による計画上の次駅への到着時刻を引いたものに等しく、自列車の遅延と暫定抑止時分の和になる。図８の列車５０１においては、自列車の遅延は０分であり、暫定抑止時分は２分であるので、次駅予想着遅れ時分は２分となり、許容遅れ時分の５分未満となるので、抑止時分は暫定抑止時分と同じ２分になる。

列車５０２、列車５０３、列車５０４のいずれも、自列車の遅延と暫定抑止時分の和は許容遅れ時分未満となるので、暫定抑止時分がそのまま抑止時分になる（図８の下部の表のＢ列５行〜Ｄ列５行）。

以上のように各列車に抑止時分を設定し相対遅延時分を分散させることにより、遅延により列車が密集している先頭の列車のみに乗客が集中するのを防ぎ、列車運行全体としての輸送効率の低下を低減させることができ、かつ、実施例１に比べ列車の遅延を抑制することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明する為に詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換することも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、１両の車両や、複数の車両から成る編成列車のいずれに適用可能であり、またモノレール等軌道上を走行し、無線で制御を行う移動体システムに適用しても本発明の効果は得られる。また、各構成を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

列車１０１
無線機１０２
駅１０３
駅１０４
地上子１０５
地上子１０６
無線機１０７
運行管理装置１０８
軌道１０９
Ｉ／Ｏ部２０１
列車位置情報取得部２０２
ダイヤ情報２０３
遅延算出部２０４
列車抑止指示部２０５
仮抑止時分出力部２０６
列車５０１
列車５０２
列車５０３
列車５０４
駅５１１
駅５１２
駅５１３
駅５１４
駅５１５

Claims (2)

1. 複数の列車と無線により通信を行うＩ／Ｏ部と、
   前記Ｉ／Ｏ部を介して前記複数の列車の位置情報を取得する列車位置情報取得部と、
   前記複数の列車の運行ダイヤ情報を保持するデータベースと、
   前記Ｉ／Ｏ部と通信を行う前記列車のそれぞれを制御対象列車とし、前記位置情報と前記運行ダイヤとに基づいて前記複数の制御対象列車の遅延を算出し、前記制御対象列車の先行列車の遅延と、前記制御対象列車の後続列車の遅延が異なる場合は大きい方を、同じ場合はどちらか一方を他列車の遅延とし、前記他列車の遅延が前記制御対象列車の遅延より大きいときは、前記制御対象列車の遅延と前記他列車の遅延の差を相対遅延時分とし、それ以外のときは前記相対遅延時分を０として出力する遅延算出部と、
   前記相対遅延時分を抑止時分として出力する仮抑止時分出力部と、
   前記抑止時分を前記制御対象列車に通知して走行を抑止させる列車抑止指示部と、
   を備え、
   抑止率を持ち、
   前記仮抑止時分出力部が出力する前記抑止時分に前記抑止率を乗じた値を出力する抑止時分抑止部を備え、
   前記列車抑止指示部は前記抑止時分抑止部の出力を前記抑止時分として使用し、
   許容遅れ時分を持ち、
   前記抑止時分抑止部の出力の時分と前記制御対象列車の遅延時分の合計が前記許容遅れ時分を超えない場合は前記抑止時分抑止部の出力の時分を出力し、それ以外の場合は前記許容遅れ時分と前記制御対象列車の遅延時分の差を出力する抑止時分制限部を備え、
   前記列車抑止指示部は前記抑止時分制限部の出力を前記抑止時分として使用する運行管理装置。
2. 複数の列車と無線により通信を行うＩ／Ｏ部と、
   前記Ｉ／Ｏ部を介して前記複数の列車の位置情報を取得する列車位置情報取得部と、
   前記複数の列車の運行ダイヤ情報を保持するデータベースと、
   前記Ｉ／Ｏ部と通信を行う前記列車のそれぞれを制御対象列車とし、前記位置情報と前記運行ダイヤとに基づいて前記複数の制御対象列車の遅延を算出し、前記制御対象列車の先行列車の遅延と、前記制御対象列車の後続列車の遅延の平均を他列車の遅延とし、前記他列車の遅延が前記制御対象列車の遅延より大きいときは、前記制御対象列車の遅延と前記他列車の遅延の差を相対遅延時分とし、それ以外のときは前記相対遅延時分を０として出力する遅延算出部と、
   前記相対遅延時分を抑止時分として出力する仮抑止時分出力部と、
   前記抑止時分を前記制御対象列車に通知して走行を抑止させる列車抑止指示部と、
   を備え、
   抑止率を持ち、
   前記仮抑止時分出力部が出力する前記抑止時分に前記抑止率を乗じた値を出力する抑止時分抑止部を備え、
   前記列車抑止指示部は前記抑止時分抑止部の出力を前記抑止時分として使用し、
   許容遅れ時分を持ち、
   前記抑止時分抑止部の出力の時分と前記制御対象列車の遅延時分の合計が前記許容遅れ時分を超えない場合は前記抑止時分抑止部の出力の時分を出力し、それ以外の場合は前記許容遅れ時分と前記制御対象列車の遅延時分の差を出力する抑止時分制限部を備え、
   前記列車抑止指示部は前記抑止時分制限部の出力を前記抑止時分として使用する運行管理装置。

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