CN102663894B - 一种基于物联网的道路交通状况预知系统及预知方法 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的道路交通状况预知系统及预知方法，所述的预知系统主要由数据服务中心服务器和车载终端软件两部分组成，所述的数据服务中心服务器主要包括用户管理模块、道路交通状况管理模块、发布策略管理模块和数据服务中心数据库，所述数据服务中心数据库分别连接与所述的用户管理模块、道路交通状况管理模块和发布策略管理模块相连；所述的车载终端软件包括GPS模块、车辆信息管理模块、道路交通状况采集模块、前方道路交通状况展示模块和车载终端数据内存，其中所述的车载终端数据内存分别与所述的GPS模块、车辆信息管理模块、道路交通状况采集模块、前方道路交通状况展示模块相连；它直接利用前方道路上行驶车辆采集的实时交通状况信息，不对道路的拥堵状况进行判断，从而避免误导机动车辆的出行人员。

Description

一种基于物联网的道路交通状况预知系统及预知方法

技术领域

    本发明涉及的是一种基于物联网的道路交通状况预知系统及预知方法。

背景技术

私家车越来越多，不少大中城市的很多路段都有不同程度的拥堵情况，目前的 GPS 导航系统还不能很好地提供实时路况信息，如果有一种导航产品，不仅能找寻出路线，而且可视化预知前方道路上实时的道路交通状况，并能及时地提醒司机更改行车路线避开拥堵路段，这样就能更有效地疏导交通，减少堵车时间更快捷地到达目的地。

对于机动车出行的人员来说，不仅希望了解当前行驶道路是否拥堵，更希望能预知前方道路的实时交通状况。因此，如果能通过利用物联网技术借助于在前方道路上行驶的机动车辆实时采集路况信息，使得机动车辆的出行人员能看到各个道路上其他车辆拍到的实时画面或视频，大家就能像交警一样，查看路况，如果车流排起长队或是有交通事故，就可以选择从其他道路通行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种通过在道路上行驶的机动车辆的车载终端摄像头采集的所行驶道路的实时交通状况信息，为后方行驶的车辆的出行人员提供前方道路上的实时交通状况信息，实现基于物联网的道路交通状况预知服务的于物联网的道路交通状况预知系统及预知方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由数据服务中心服务器和车载终端软件两部分组成，所述的数据服务中心服务器主要包括用户管理模块、道路交通状况管理模块、发布策略管理模块和数据服务中心数据库，所述数据服务中心数据库分别连接与所述的用户管理模块、道路交通状况管理模块和发布策略管理模块相连；所述的车载终端软件包括GPS模块、车辆信息管理模块、道路交通状况采集模块、前方道路交通状况展示模块和车载终端数据内存，其中所述的车载终端数据内存分别与所述的GPS模块、车辆信息管理模块、道路交通状况采集模块、前方道路交通状况展示模块相连。

本发明所述的用户管理模块具有提供前方道路交通状况预知服务系统的用户注册、基本信息修改、注销、帐户充值功能；

所述的道路交通状况管理模块主要负责接收和存储由各个道路上行驶的机动车辆车载终端上传的当前所在位置道路交通实况的图像或视频信息，以及根据车载终端的请求下发目标位置所在道路的交通实况信息；

所述的发布策略管理模块主要负责前方道路交通状况预知服务系统中交通实况信息的接收、存储和下发的策略。

所述的数据服务中心数据库用于存储前方道路交通状况预知服务所需要的地图数据、机动车位置信息、道路的交通实况信息、用户信息，并提供数据服务中心服务器软件运行所必需的内存资源空间；

所述的GPS模块主要负责读取机动车辆的实时GPS数据，并对数据进行有效性分析，然后提取出机动车辆所在当前位置的经纬度、运行速度、卫星信息；

所述的车辆信息管理模块主要是提供机动车的基本用户信息、帐户余额信息，以及适用于车载终端的实时路况上传与下载策略的管理和维护；

所述的前方道路交通状况展示模块是根据机动车辆的车载终端输入的目的地或路径规划中所获取的目标行驶路径信息，向数据服务中心服务器发送服务请求，并从数据服务中心服务器下载所需的前方道路交通状况服务信息，并在电子地图上进行绘制；

所述的道路交通状况采集模块是通过至少一个摄像头实时采集机动车所行驶道路交通状况的视频或图像信息，在车载终端中进行存储，并对采集的信息进行压缩后，上传到数据服务中心数据库。

所述的车载终端数据内存，它提供了车载终端的采集的路况信息的本地存储，以及车载终端软件运行所必需的内存资源空间。

    一种利用权利要求1或2所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，该预知方法包括如下步骤：

（1）车载终端实时采集车辆的GPS位置信息和道路交通实况信息，并上传到数据服务中心服务器；道路交通实况信息可以机动车辆当前行驶道路的图像、视频信息中的一种；

（2）数据服务中心服务器对各车载终端的上传的道路交通实况信息进行处理，并实时更新实时路况预知服务信息；

（3）由机动车辆车载终端的用户输入目标位置信息或行驶路径信息，并向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息；

（4）数据服务中心服务器根据用户请求，形成该用户的路况预知服务信息，并通过无线网络向机动车辆的车载终端发送路况预知服务信息；

（5）机动车辆的车载终端将接收到的路况预知服务信息，通过前方道路交通状况展示模块在电子地图上进行标注，并以视频或图像等方式进行展示。

本发明所述的第（1）步骤中，机动车辆的车载终端实时采集道路交通状况信息的具体方法如下：

首先，通过机动车辆的车载终端的GPS模块实时采集车辆的当前GPS位置信息，获取机动车辆当前位置的GPS数据，并对数据进行有效性分析，提取出机动车辆所在当前位置的经纬度、运行速度、卫星信息等；然后，道路交通状况采集模块通过至少一个摄像头实时采集机动车所行驶道路交通状况的视频或图像信息，并根据设定的存储策略，如保持最大的本地存储时长为一天、一周、一月或三月等，删除超过存储时长的路况信息，并保持当前采集的路况信息到车载终端中；然后，对采集的信息进行压缩，并根据设定的采集间隔，如1分钟、3分钟、5分钟等，将机动车辆当前所在位置的GPS位置信息和道路交通实况信息通过3G、GPRS等无线网络上传到数据服务中心数据库。

本发明所述的第（2）步骤中，基于物联网的实时路况预知服务信息更新的具体方法如下：

首先，服务器的发布策略管理模块确定前方道路交通状况预知服务系统中交通实况信息的接收、存储和下发的策略，具体包括：实时路况服务信息的接收或下发策略，如每1分钟、3分钟、5分钟更新一次；交通实况信息的在服务器中的存储策略，如保持最大的本地存储时长为一天、一周、一月或三月等，超过存储时长的路况信息将被删除；

其次，服务器的道路交通状况管理模块根据设定的接收和存储策略，接收由各个道路上行驶的机动车辆车载终端上传的当前所在位置的位置信息、道路交通实况的图像或视频信息，并进行存储；

最后，提取每一辆运行机动车辆的位置信息中的GPS经纬度数据，建立机动车辆的当前位置GPS标识点和机动车辆的采集路况图像或视频信息的位置映射关系，并将该机动车辆采集的道路交通实况信息添加到实时路况预知服务信息总图中。

本发明所述的第（3）步骤中，机动车辆车载终端的用户在向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息时，可以是通过手写、键盘或列表选取等方式输入目标位置的地名，或者通过电子地图直接选取，或直接利用车载终端的路径规划中所得到的行驶路径等方式中的一种，并通过无线网络向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息。

本发明所述的第（4）步骤中，形成该用户的路况预知服务信息的具体方法为：

首先，根据机动车辆车载终端的用户的服务请求信息的输入方式，提取出路况预知服务的请求信息；如果用户输入的是地名，则根据地名从电子地图中获取该地名对应的GPS位置信息；如果用户直接通过电子地图选取，则从电子地图中获取选择位置对应的GPS位置信息；如果用户利用车载终端的路径规划中所得到的行驶路径发布服务请求时，则根据行驶路径从电子地图中获取该路径对应的一系列的GPS位置信息；

其次，根据路况预知服务的请求信息中提取的GPS位置信息，从最新的实时路况预知服务信息总图中查找与所述GPS位置信息距离最近的GPS标识点和路况图像或视频信息；

最后，通过无线网络向机动车辆车载终端发送路况预知服务信息，并按照设定的数据更新间隔，如1分钟、3分钟、5分钟等，及时更新实时路况预知服务信息总图中正在行驶的机动车辆的GPS标识点信息。

本发明所述的第（5）步骤中，前方道路交通状况信息可视化展示的具体方法为：

首先，机动车辆的车载终端的前方道路交通状况展示模块将接收到的路况预知服务信息在车载终端的地图上添加具有实时路况服务信息的GPS标识点信息；GPS标识点的标识可以是用小圆点、摄像机图标，或其他符号来表示；

其次，机动车辆的车载终端的用户选取在前方道路上需要预知道路交通状况信息的至少一个GPS标识点；

最后，机动车辆的车载终端的前方道路交通状况展示模块将根据选定的GPS标识点，按照设定的数据请求时间间隔，如0.5分钟、1分钟、3分钟等向数据服务中心服务器请求该GPS标识点的对应位置最新的路况图像或视频信息，并将从数据服务中心服务器获取的路况图像或视频信息进行展示。

本发明是一种基于物联网的道路交通状况预知系统及预知方法，它直接利用前方道路上行驶车辆采集的实时交通状况信息，不对道路的拥堵状况进行判断，从而避免误导机动车辆的出行人员。

附图说明

图1是本发明所述的基于物联网的道路交通状况预知系统构成框图。

图2是本发明所述的基于物联网的道路交通状况预知方法流程框图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的基于物联网的道路交通状况预知系统，主要是由数据服务中心服务器1和车载终端软件2两部分组成。

数据服务中心服务器1主要包括用户管理模块11、道路交通状况管理模块12、发布策略管理模块13和数据服务中心数据库14，其中：

用户管理模块11：提供前方道路交通状况预知服务系统的用户的注册、基本信息修改、注销、帐户充值等功能。

道路交通状况管理模块12：负责接收和存储由各个道路上行驶的机动车辆车载终端上传的当前所在位置道路交通实况的图像或视频信息，以及根据车载终端的请求下发目标位置所在道路的交通实况信息。

发布策略管理模块13：负责前方道路交通状况预知服务系统中交通实况信息的接收、存储和下发的策略。

数据服务中心数据库14用于存储前方道路交通状况预知服务所需要的地图数据、机动车位置信息、道路的交通实况信息、用户信息等，并提供数据服务中心服务器软件运行所必需的内存资源空间。

车载终端软件2包括GPS模块21、车辆信息管理模块22、道路交通状况采集模块23、前方道路交通状况展示模块24和车载终端的数据内存25。其中：

GPS模块21：负责读取机动车辆的实时GPS数据，并对数据进行有效性分析，然后提取出机动车辆所在当前位置的经纬度、运行速度、卫星信息等。

车辆信息管理模块22：提供机动车的基本用户信息、帐户余额信息，以及适用于车载终端的实时路况上传与下载策略的管理和维护。

前方道路交通状况展示模块24：根据机动车辆的车载终端输入的目的地或路径规划中所获取的目标行驶路径信息，向数据服务中心服务器发送服务请求，并从数据服务中心服务器下载所需的前方道路交通状况服务信息，并在电子地图上进行绘制。

道路交通状况采集模块23：通过至少一个摄像头实时采集机动车所行驶道路交通状况的视频或图像信息，在车载终端中进行存储，并对采集的信息进行压缩后，上传到数据服务中心数据库。

车载终端的数据内存25：提供了车载终端的采集的路况信息的本地存储，以及车载终端软件运行所必需的内存资源空间。图1中所示的内容即为本说明书实施例的内容。

    图2所示，本发明基于物联网的道路交通状况预知方法包括如下步骤：

（1）车载终端实时采集车辆的GPS位置信息和道路交通实况信息，并上传到数据服务中心服务器；道路交通实况信息可以机动车辆当前行驶道路的图像、视频信息中的一种；

机动车辆的车载终端实时采集道路交通状况信息的具体方法如下：

首先，通过机动车辆的车载终端的GPS模块实时采集车辆的当前GPS位置信息，获取机动车辆当前位置的GPS数据，并对数据进行有效性分析，提取出机动车辆所在当前位置的经纬度、运行速度、卫星信息等；然后，道路交通状况采集模块通过至少一个摄像头实时采集机动车所行驶道路交通状况的视频或图像信息，并根据设定的存储策略，如保持最大的本地存储时长为一天、一周、一月或三月等，删除超过存储时长的路况信息，并保持当前采集的路况信息到车载终端中；然后，对采集的信息进行压缩，并根据设定的采集间隔，如1分钟、3分钟、5分钟等，将机动车辆当前所在位置的GPS位置信息和道路交通实况信息通过3G、GPRS等无线网络上传到数据服务中心数据库；

（2）数据服务中心服务器对各车载终端的上传的道路交通实况信息进行处理，并实时更新实时路况预知服务信息；

基于物联网的实时路况预知服务信息更新的具体方法如下：

首先，服务器的发布策略管理模块确定前方道路交通状况预知服务系统中交通实况信息的接收、存储和下发的策略，具体包括：实时路况服务信息的接收或下发策略，如每1分钟、3分钟、5分钟更新一次；交通实况信息的在服务器中的存储策略，如保持最大的本地存储时长为一天、一周、一月或三月等，超过存储时长的路况信息将被删除；

其次，服务器的道路交通状况管理模块根据设定的接收和存储策略，接收由各个道路上行驶的机动车辆车载终端上传的当前所在位置的位置信息、道路交通实况的图像或视频信息，并进行存储；

最后，提取每一辆运行机动车辆的位置信息中的GPS经纬度数据，建立机动车辆的当前位置GPS标识点和机动车辆的采集路况图像或视频信息的位置映射关系，并将该机动车辆采集的道路交通实况信息添加到实时路况预知服务信息总图中。

（3）由机动车辆车载终端的用户输入目标位置信息或行驶路径信息，并向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息；

机动车辆车载终端的用户在向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息时，可以是通过手写、键盘或列表选取等方式输入目标位置的地名，或者通过电子地图直接选取，或直接利用车载终端的路径规划中所得到的行驶路径等方式中的一种，并通过无线网络向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息。

（4）数据服务中心服务器根据用户请求，形成该用户的路况预知服务信息，并通过无线网络向机动车辆的车载终端发送路况预知服务信息；

形成该用户的路况预知服务信息的具体方法为：

首先，根据机动车辆车载终端的用户的服务请求信息的输入方式，提取出路况预知服务的请求信息；如果用户输入的是地名，则根据地名从电子地图中获取该地名对应的GPS位置信息；如果用户直接通过电子地图选取，则从电子地图中获取选择位置对应的GPS位置信息；如果用户利用车载终端的路径规划中所得到的行驶路径发布服务请求时，则根据行驶路径从电子地图中获取该路径对应的一系列的GPS位置信息；

其次，根据路况预知服务的请求信息中提取的GPS位置信息，从最新的实时路况预知服务信息总图中查找与所述GPS位置信息距离最近的GPS标识点和路况图像或视频信息；

最后，通过无线网络向机动车辆车载终端发送路况预知服务信息，并按照设定的数据更新间隔，如1分钟、3分钟、5分钟等，及时更新实时路况预知服务信息总图中正在行驶的机动车辆的GPS标识点信息。

（5）机动车辆的车载终端将接收到的路况预知服务信息，通过前方道路交通状况展示模块在电子地图上进行标注，并以视频或图像等方式进行展示。

前方道路交通状况信息可视化展示的具体方法为：

首先，机动车辆的车载终端的前方道路交通状况展示模块将接收到的路况预知服务信息在车载终端的地图上添加具有实时路况服务信息的GPS标识点信息；GPS标识点的标识可以是用小圆点、摄像机图标，或其他符号来表示；

其次，机动车辆的车载终端的用户选取在前方道路上需要预知道路交通状况信息的至少一个GPS标识点；

最后，机动车辆的车载终端的前方道路交通状况展示模块将根据选定的GPS标识点，按照设定的数据请求时间间隔，如0.5分钟、1分钟、3分钟等向数据服务中心服务器请求该GPS标识点的对应位置最新的路况图像或视频信息，并将从数据服务中心服务器获取的路况图像或视频信息进行展示。

图2中所示的也属于本说明书实施例的内容之一。

本发明以有限的实施例进行了必要的描述，但其他实施例及实施例变种对本领域的技术人员来说是显而易见的，并且把这些意图包含在权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种基于物联网的道路交通状况预知系统，它主要由数据服务中心服务器和车载终端软件两部分组成，其特征在于所述的数据服务中心服务器主要包括用户管理模块、道路交通状况管理模块、发布策略管理模块和数据服务中心数据库，所述数据服务中心数据库分别连接与所述的用户管理模块、道路交通状况管理模块和发布策略管理模块相连；所述的车载终端软件包括GPS模块、车辆信息管理模块、道路交通状况采集模块、前方道路交通状况展示模块和车载终端数据内存，其中所述的车载终端数据内存分别与所述的GPS模块、车辆信息管理模块、道路交通状况采集模块、前方道路交通状况展示模块相连；

所述的用户管理模块具有提供前方道路交通状况预知服务系统的用户注册、基本信息修改、注销、帐户充值功能；

所述的道路交通状况管理模块主要负责接收和存储由各个道路上行驶的机动车辆车载终端上传的当前所在位置道路交通实况的图像或视频信息，以及根据车载终端的请求下发目标位置所在道路的交通实况信息；

所述的发布策略管理模块主要负责前方道路交通状况预知服务系统中交通实况信息的接收、存储和下发的策略；

所述的数据服务中心数据库用于存储前方道路交通状况预知服务所需要的地图数据、机动车位置信息、道路的交通实况信息、用户信息，并提供数据服务中心服务器软件运行所必需的内存资源空间；

所述的GPS模块主要负责读取机动车辆的实时GPS数据，并对数据进行有效性分析，然后提取出机动车辆所在当前位置的经纬度、运行速度、卫星信息；

所述的车辆信息管理模块主要是提供机动车的基本用户信息、帐户余额信息，以及适用于车载终端的实时路况上传与下载策略的管理和维护；

所述的前方道路交通状况展示模块是根据机动车辆的车载终端输入的目的地或路径规划中所获取的目标行驶路径信息，向数据服务中心服务器发送服务请求，并从数据服务中心服务器下载所需的前方道路交通状况服务信息，并在电子地图上进行绘制；

所述的道路交通状况采集模块是通过至少一个摄像头实时采集机动车所行驶道路交通状况的视频或图像信息，在车载终端中进行存储，并对采集的信息进行压缩后，上传到数据服务中心数据库；

所述的车载终端数据内存，它提供了车载终端的采集的路况信息的本地存储，以及车载终端软件运行所必需的内存资源空间。

2.一种利用权利要求1所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，该预知方法包括如下步骤：

（1）车载终端实时采集车辆的GPS位置信息和道路交通实况信息，并上传到数据服务中心服务器；道路交通实况信息可以机动车辆当前行驶道路的图像、视频信息中的一种；

（2）数据服务中心服务器对各车载终端的上传的道路交通实况信息进行处理，并实时更新实时路况预知服务信息；

（3）由机动车辆车载终端的用户输入目标位置信息或行驶路径信息，并向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息；

（4）数据服务中心服务器根据用户请求，形成该用户的路况预知服务信息，并通过无线网络向机动车辆的车载终端发送路况预知服务信息；

（5）机动车辆的车载终端将接收到的路况预知服务信息，通过前方道路交通状况展示模块在电子地图上进行标注，并以视频或图像等方式进行展示。

3.根据权利要求2所述的利用所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，其特征在于所述的第（1）步骤中，机动车辆的车载终端实时采集道路交通状况信息的具体方法如下：

首先，通过机动车辆的车载终端的GPS模块实时采集车辆的当前GPS位置信息，获取机动车辆当前位置的GPS数据，并对数据进行有效性分析，提取出机动车辆所在当前位置的经纬度、运行速度、卫星信息等；然后，道路交通状况采集模块通过至少一个摄像头实时采集机动车所行驶道路交通状况的视频或图像信息，并根据设定的存储策略，如保持最大的本地存储时长为一天、一周、一月或三月等，删除超过存储时长的路况信息，并保持当前采集的路况信息到车载终端中；然后，对采集的信息进行压缩，并根据设定的采集间隔，如1分钟、3分钟、5分钟等，将机动车辆当前所在位置的GPS位置信息和道路交通实况信息通过3G、GPRS等无线网络上传到数据服务中心数据库。

4.根据权利要求2所述的利用所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，其特征在于所述的第（2）步骤中，基于物联网的实时路况预知服务信息更新的具体方法如下：

首先，服务器的发布策略管理模块确定前方道路交通状况预知服务系统中交通实况信息的接收、存储和下发的策略，具体包括：实时路况服务信息的接收或下发策略，如每1分钟、3分钟、5分钟更新一次；交通实况信息的在服务器中的存储策略，如保持最大的本地存储时长为一天、一周、一月或三月等，超过存储时长的路况信息将被删除；

其次，服务器的道路交通状况管理模块根据设定的接收和存储策略，接收由各个道路上行驶的机动车辆车载终端上传的当前所在位置的位置信息、道路交通实况的图像或视频信息，并进行存储；

最后，提取每一辆运行机动车辆的位置信息中的GPS经纬度数据，建立机动车辆的当前位置GPS标识点和机动车辆的采集路况图像或视频信息的位置映射关系，并将该机动车辆采集的道路交通实况信息添加到实时路况预知服务信息总图中。

5.根据权利要求2所述的利用所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，其特征在于所述的第（3）步骤中，机动车辆车载终端的用户在向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息时，可以是通过手写、键盘或列表选取等方式输入目标位置的地名，或者通过电子地图直接选取，或直接利用车载终端的路径规划中所得到的行驶路径等方式中的一种，并通过无线网络向数据服务中心服务器发送路况预知服务请求信息。

6.根据权利要求2所述的利用所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，其特征在于所述的第（4）步骤中，形成该用户的路况预知服务信息的具体方法为：

首先，根据机动车辆车载终端的用户的服务请求信息的输入方式，提取出路况预知服务的请求信息；如果用户输入的是地名，则根据地名从电子地图中获取该地名对应的GPS位置信息；如果用户直接通过电子地图选取，则从电子地图中获取选择位置对应的GPS位置信息；如果用户利用车载终端的路径规划中所得到的行驶路径发布服务请求时，则根据行驶路径从电子地图中获取该路径对应的一系列的GPS位置信息；

其次，根据路况预知服务的请求信息中提取的GPS位置信息，从最新的实时路况预知服务信息总图中查找与所述GPS位置信息距离最近的GPS标识点和路况图像或视频信息；

最后，通过无线网络向机动车辆车载终端发送路况预知服务信息，并按照设定的数据更新间隔，如1分钟、3分钟、5分钟等，及时更新实时路况预知服务信息总图中正在行驶的机动车辆的GPS标识点信息。

7.根据权利要求2所述的利用所述的基于物联网的道路交通状况预知系统的预知方法，其特征在于所述的第（5）步骤中，前方道路交通状况信息可视化展示的具体方法为：

首先，机动车辆的车载终端的前方道路交通状况展示模块将接收到的路况预知服务信息在车载终端的地图上添加具有实时路况服务信息的GPS标识点信息；GPS标识点的标识可以是用小圆点、摄像机图标，或其他符号来表示；

其次，机动车辆的车载终端的用户选取在前方道路上需要预知道路交通状况信息的至少一个GPS标识点；

最后，机动车辆的车载终端的前方道路交通状况展示模块将根据选定的GPS标识点，按照设定的数据请求时间间隔，如0.5分钟、1分钟、3分钟等向数据服务中心服务器请求该GPS标识点的对应位置最新的路况图像或视频信息，并将从数据服务中心服务器获取的路况图像或视频信息进行展示。

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