CN102693642A - 可变信息标志应用系统以及电子导航方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了可变信息标志(VMS)应用系统以及电子导航的方法和装置。电子导航方法包括:获取VMS信息以及VMS的标识号,其中VMS信息包含VMS动态信息内容和VMS车道信息分类编码;根据VMS的标识号和VMS信息分类编码,匹配查找对应的交通规制标识号;根据交通规制标识号,匹配查找对应的交通规制信息;根据交通规制信息进行导航应用。本发明实施例使得动态道路信息能实时被电子导航装置获取,使电子导航装置更有效的指导行车。
Description
技术领域
本发明涉及导航领域,尤其涉及可变信息标志应用系统以及电子导航的方法和装置。
背景技术
作为智能交通系统的一部分,可变信息标志(Variable Message Sign,VMS),有时亦简写为CMS(Changeable Message Sign)或DMS(DynamicMessage Sign),记录了多种与道路和行车相关的动态信息,比如天气预警信息、道路特殊时段信息、行车须知信息等,大多通过悬挂电子显示屏的方式将动态信息进行展示,通常安装在道路两侧或上方,具有固定的地理位置和看板朝向。
VMS应用系统结构如图1所示,VMS监控中心收集来自交警提供的信息,以及来自路政、道路施工养护、紧急电话、车辆检测器、摄像机等外场设备、以及服务区、收费站和公路管理部门提供的信息,并且通过远程监控方式,对其管理区域范围内的VMS进行信息发布和控制。现场交警通过分析道路现场的交通情况,现场操控动态信息内容,直接调整VMS,或者同时将这些动态信息提供给VMS监控中心。VMS接收来自监控中心或现场交警的交通指令,在电子显示屏上显示动态信息内容相应的文字、图形等信息,比如“前方500米路段外侧坍塌,请提前并线”。
现在多数车辆配备了电子导航装置,在地图软件的基础上,进行车辆定位、规划行车路线等。但是,由于电子导航装置中使用的电子地图软件,都是事先编制好并进行存储的,VMS通过看板展现的内容无法实时为电子导航装置所获悉并体现,增加了驾车者接收信息复杂程度,使驾车者在车辆驾驶过程中还需将VMS的信息和电子导航装置体现的信息进行综合考虑;并且使驾车者在近距离视角和远距离视角之间来回切换,一定程度上影响了驾驶安全性。
发明内容
为了使动态车道信息能实时被电子导航装置获取,本发明实施例提供了一种电子导航方法,包括:
获取VMS信息以及VMS的标识号,所述VMS信息包含VMS动态信息内容和VMS车道信息分类编码;
根据VMS的标识号和所述VMS车道信息分类编码,匹配查找对应的交通规制标识号;
根据所述交通规制标识号,匹配查找对应的交通规制信息;
根据所述交通规制信息进行导航应用。
进一步的,该电子导航方法包括:接收VMS的地理位置信息;
所述获取VMS信息以及VMS的标识号具体为,获取VMS信息,并根据所述VMS的地理位置信息,匹配查找VMS的标识号。
更进一步的,所述VMS车道信息分类编码,为车道指示信息或车道限制类信息分类编码;所述VMS动态信息内容,包含所述VMS车道信息分类编码对应的车道序号信息。
更进一步的,当路段所有车道序号都对应着VMS车道信息分类编码,且所述VMS车道信息分类编码的综合结果,限制了原规划行车路径中所述路段的通行方向,则根据所述交通规制信息进行导航应用包含,重新规划行车路径。
进一步的,所述获取VMS信息为,从VMS监控中心或VMS处获取所述VMS信息。
本发明实施例还提供了一种电子导航装置,包含:VMS接收模块、信息存储模块、VMS检索匹配模块和导航应用模块;其中,
所述VMS接收模块,用于通过无线方式接收VMS信息,所述VMS信息包含VMS车道信息分类编码;
信息存储模块,用于存储电子地图、VMS信息表VMS_INFO、交通规制表LANE_CONNEXITY和匹配表VMS_LANE_MATCHING,所述匹配表中存有VMS_INFO与LANE_CONNEXITY的匹配信息;
VMS检索匹配模块,用于将VMS标识信息,与所述信息存储模块中的LANE_CONNEXITY检索匹配,得到交通规制标识号,再将所述交通规制标识号,与所述信息存储模块中的VMS_LANE_MATCHING检索匹配,得到对应的交通规制信息,根据电子地图将所述交通规制信息识别为地图信息,;
所述导航应用模块,用于根据所述地图信息,进行导航应用。
进一步的,所述VMS标识信息,所述VMS接收模块接收;或者,
由所述VMS检索匹配模块,将所述VMS接收模块接收到的VMS地理位置信息,与存储在所述信息存储模块中的VMS信息表VMS_INFO匹配获得。
更进一步的,所述VMS车道信息分类编码,为车道指示信息或车道限制类信息分类编码;所述VMS动态信息内容,包含所述VMS车道信息分类编码对应的车道序号信息。
更进一步的,所述导航应用模块具体用于,当从所述地图信息中判断出一路段所有车道序号都对应着VMS车道信息分类编码,且所述交通规制信息的综合结果,限制了原规划行车路径中对应位置的通行方向,则重新规划行车路径,并通知行车者。
进一步的,所述VMS接收模块具体用于,从VMS监控中心或VMS处接收所述VMS信息。
本发明同时还提供了一种VMS应用系统,包含VMS监控中心和至少一个VMS,所述VMS在所述VMS监控中心管理范围内;所述VMS监控中心对所述VMS发布的动态信息进行控制;
所述VMS监控中心将向所述VMS发送的VMS信息,发送给电子导航装置,并携带所述VMS的地理位置信息,使得所述电子导航装置利用收到的信息进行导航应用。
本发明还提供了另一种VMS应用系统,包括VMS监控中心和至少一个VMS,所述VMS在所述VMS监控中心管理范围内;所述VMS监控中心对所述VMS发布的动态信息进行控制;
所述VMS将来自所述VMS监控中心的VMS信息,发送给一定距离范围内的电子导航装置,并携带所述VMS自身的地理位置信息,使得所述电子导航装置利用收到的信息进行导航应用。~
本发明提供的VMS应用系统、以及电子导航装置和电子导航方法的实施例,利用智能交通系统以及可变信息标志,将VMS和道路元素相结合,将与导航密切相关的VMS信息及时为电子导航装置所获取,从而更有效的指导行车,减少了交通拥堵和延迟,有效降低二次事故的发生,提高道路运营安全性。
附图说明
图1表示现有技术中可变信息标志(VMS)应用系统结构。
图2表示本发明电子导航装置应用VMS信息的一方法实施例。
图3表示本发明电子导航装置应用VMS信息的一方法实施例。
图4表示本发明一电子导航装置实施例的结构。
图5表示本发明一VMS应用系统实施例。
图6表示本发明另一VMS应用系统实施例。
具体实施方式
电子导航装置使用的地图数据基于可供车辆行驶的道路网络。道路网络是由道路元素构成的。道路元素是道路线段(Link)和道路节点(Node)的统称,道路线段是指在道路网络拓扑中,两个道路节点之间的道路段,是用来描述道路拓扑关系的重要元素。道路元素之间相互连通构成基础的道路网络。
交通规制即行车所遵循的交通规则,实际较为常见的就是交通标志标线,如左转,直行等指示信息,或禁止通行、禁止掉头等限制信息。这些信息在导航地图中表现为道路元素之间的关系,即通过道路Link和道路Node来反映不同的交通规制信息。
对指示信息而言,通常需要表达“哪条道路的哪个车道可以通过左转或直行等方式到达另一条道路”。对限制信息而言,需要表达“哪条道路的哪个车道不能通过左转方式到达另一条道路”或“哪条道路的哪个车道禁止通行”。道路可能出现不同的状况,使得一些车道的指示信息和限制信息因时而变,所以用VMS进行展示。比如某时段左传方向车流量大而将普通时段的一条左转道调整为两条左转道,又比如为限制主路的车流量而将主路进口方向的三条道路改为两条道路通行,这些都可使用VMS体现为交通标志图示,对道路的通行状况进行实时控制。
本发明提供的实施例将交通规制信息用规制代码(比如规制ID号)进行记录,每条规制ID号对应通达方向(如左转、直行、右转等)、进入道路Link,进入车道序号,进入道路Node,退出Link的信息,用交通规制表LANE_CONNEXITY(表1)来进行汇总:
规制ID号 | 通达方向 | 进入Link | 进入车道序号 | 进入Node | 退出Link |
表1 LANE_CONNEXITY
动态可变的指示信息与限制信息用以构建VMS信息表VMS_INFO(表2),表中包含:
VMS ID号码 | VMS位置 | 车道总数 | 车道序号 | 车道信息分类编码 |
表2 VMS_INFO
表2中,车道信息分类编码可以自行设置。为了合乎通行标准从而易于使用,可根据我国交通部发布的行业标准《高速公路可变信息标志信息的显示和管理》的编号规则相通的方式进行设置。同理,在其他国家或地区可遵循当地适用的标准进行分类编码,此处仅为举例。在上述行业标准中,VMS信息分类编码由一位字母型代码、两位数字型信息分库代码,和三位数字型具体信息代码组成。字母型代码体现行车须知信息、特殊时段信息、道路状况信息、天气预警信息和其他信息在内的五个信息大类中的某一类信息,分别用A、B、C、E、D表示。此处增设F类导航信息,并用信息分库代码61表示指示信息,62表示限制信息。综合了具体信息代码的车道信息分类编码,见下表3和表4:
代码 | 名称 | 代码 | 名称 |
F61001 | 直行 | F61009 | 调头+直行+右转 |
F61002 | 左转 | F61010 | 调头+左转+直行 |
F61003 | 右转 | F61011 | 左转+右转 |
F61004 | 调头 | F61012 | 调头+左转 |
F61005 | 直行+调头 | F61013 | 调头+左转+右转 |
F61006 | 直行+右转 | F61014 | 调头+右转 |
F61007 | 直行+左转 | F61015 | 空 |
F61008 | 左转+直行+右转 |
表3 指示类车道信息分类编码
代码 | 名称 | 代码 | 名称 |
F62001 | 禁止直行,只准左右转 | F62006 | 禁止直行和右转,只准左转 |
F62002 | 禁止左转,只准直行和右转 | F62007 | 禁止直行和左转,只准右转 |
F62003 | 禁止右转,只准左转和直行 | F62008 | 禁止通行 |
F62004 | 禁止调头 | F62009 | 禁止驶入 |
F62005 | 禁止左转和右转,只准直行 | F62010 | 禁止机动车通行 |
表4 限制类车道信息分类编码
当然,上述编码内容只是按目前可能出现的情况进行举例且并非穷举,出现其他情况可继续在表中添加。其他分类方式和编码方式,只要能实现将与导航密切相关的VMS信息进行分类的目的,以便后续识别亦可。
还需构建VMS信息与交通规制之间的匹配表VMS_LANE_MATCHING,将表1(交通规制表)和表2(VMS信息表)关联起来,匹配表的结构如下表5所示,将VMS信息与规制ID号挂钩:
VMS号码 | 车道序号 | VMS车道信息分类编码 | 规制ID号码 |
表5 VMS_LANE_MATCHING
本发明提供一种电子导航装置应用VMS信息的方法实施例,如图2所示。
首先,接收到VMS信息、VMS地理位置的电子导航装置根据VMS地理位置,在VMS信息表VMS_INFO查找到VMS的ID号。VMS信息包含VMS动态信息内容和VMS信息分类编码。因指示信息和限制信息与车道序号密切相关,比如指示信息指示“哪条道路的哪个车道可以通过左转或直行等方式到达另一条道路”,限制信息指示“哪条道路的哪个车道不能通过某方式到达另一条道路”,所以,动态信息内容中包含车道序号信息(全路段禁行则为所有车道序号)。
然后,根据上一步骤获取的VMS的ID号,以及车道序号和车道信息分类编码,在匹配表中查找上述信息对应的规制ID号。
接着,根据上一步骤获得的规制ID号,在交通规制表LANE_CONNEXITY中获取退出Link的信息,这些信息即为电子导航装置可识别的地图信息。
最后,根据这些信息进行导航应用。导航应用包括将地图信息以图像和/或语音方式通知行车用户。当车道信息的综合结果影响了原规划的行车路径时,还需对行车路径重新进行规划,并通知行车用户。
本发明提供的一个具体实施例如图3所示。
如图3所示,F’点至路口Node 4之间的路段F从下往上的方向共有三条车道,除第1、3车道的静态信息外(规制ID分别为10和14),第2车道即中间车道的3种可变信息同时记录在如下表6的交通规制表LANE_CONNEXITY中,规制ID分别为11、12和13:
规制ID号 | 通达方向 | 进入Link | 进入车道序号 | 进入Node | 退出Link |
10 | 左转 | F | 1 | ④ | P |
11 | 直行 | F | 2 | ④ | L |
12 | 左转 | F | 2 | ④ | P |
13 | 右转 | F | 2 | ④ | M |
14 | 右转 | F | 3 | ④ | M |
表6
在VMS信息表中仅记录VMS相关的信息即可变信息,本例中2条车道中仅第2条车道具有可变的交通规制信息,所以VMS信息表中体现为,本VMS的地理位置坐标为(X0,Y0)、本VMS的ID号为100、本VMS所体现可变信息所对应的车道序号为2,本段link的车道总数为3、VMS车道信息分类编码序列代表指示直行、左转、右转,如下表7所示:
VMS ID | VMS位置 | 车道总数 | 车道序号 | VMS车道信息分类编码序列 |
100 | (X0,Y0) | 3 | 2 | F61001,F61002,F61003 |
表7
其中,车道总数信息是为了知晓车道序号后能正确定位车道,因为车道序号为全部车道从左至右或从右至左的排列序号;因体现动态信息,所以上表中的编码序列至少包含两个车道信息分类编码。
在匹配表中记录规制ID相对应的VMS信息(表8):
VMS号码 | 车道序号 | VMS车道信息代码 | 规制ID号 |
100 | 2 | F61001 | 11 |
100 | 2 | F61002 | 12 |
100 | 2 | F61003 | 13 |
表8
当车辆在图3中由下至上行驶至F’点时,电子导航终端接收到的信息为“位置(x0,y0)处VMS标志的2号车道,车道信息分类编码为F61003”时,处理过程如下:
(1)根据位置(x0,y0),从VMS_INFO表中计算出VMS的ID号码为100;
(2)根据VMS ID号和VMS信息中的车道序号以及车道信息分类编码,在匹配表VMS_LANE_MATCHING中检索到对应的规制ID号为13;
(3)根据规制ID号13、2号车道和进入Link点F这些信息,从LANE_CONNEXITY表中检索到匹配的退出Link为M。
(4)将信息编码“F61003”识别为“从F到M点的右转行车信息”。
(5)以可视化的图形信息、语音提示等方式通过电子导航装置通知行车用户。
在另一个具体实施例中,如果电子导航装置接收到的信息直接包含VMS ID号,则无需通过VMS_INFO表中计算出VMS的ID号,即可直接根据VMS ID号和VMS信息在匹配表中检索匹配规制ID号,即省去上述步骤(1),而直接进入步骤(2)。
在另一个具体实施例中,F’点到Node 4之间Link F的第1车道(最内车道)可变车道信息分类编码可以包含如下限制类信息:F62002“禁止左转,只准直行和右转”、F62006“禁止直行和右转,只准左转”、F62004“禁止调头”,存于VMS信息表的车道信息分类编码序列,并分别对应规制ID号存于匹配表中。当电子导航装置收到含有“F62002”的VMS信息时,信息编码“F62002”依据上例中的步骤被识别为“从F到P点的左转限制信息”,并将此信息进行语音和画面提示。
如果对应着一路段所有车道序号都对应着可变车道信息,且这些可变车道信息的综合结果,限制了原规划行车路径中对应位置的通行方向,则根据交通规制信息,重新规划行车路径。例如原行车规划路径为路口左转,行车方向共有三条车道,但根据三条车道的全部可变车道信息,此处行车皆不可左转,则需要重新规划路径,比如行至下一路口调头(需判断下一路口允许调头行驶),比如利用平面立交持续右转以达到左转的方向等。
本发明提供一电子导航装置的实施例如图4所示。电子导航装置包括如下模块:VMS接收模块、信息存储模块、VMS检索匹配模块和导航应用模块。
其中,VMS接收模块用于通过移动终端或车载无线接收设备,如WIFI接入访问点、FM调频或无线Internet网络接收来自VMS或VMS监控中心发送的VMS相关信息,包括VMS信息以及VMS的地理位置信息。VMS信息包含代表车道指示信息、限制信息的动态车道信息分类编码、以及车道序号等。
信息存储模块中用于存储电子地图、VMS信息表(VMS_INFO)、交通规制表(LANE_CONNEXITY)和匹配表(VMS_LANE_MATCHING)等。这些数据可在装入电子地图时附带,将VMS作为独立的导航要素,即一个导航实体,同时记录对应VMS的空间地理位置及其与道路元素之间的关系,连同VMS信息表的数据进行保存。或者,将与VMS相关的数据包括VMS_INFO,LANE_CONNEXITY和VMS_LANE_MATCHING等的数据信息,保存于远程数据库而非导航终端,这样,通过无线导航地图服务网络,可实现用户按需定制VMS服务,以及VMS推送服务,从而减少导航终端的数据量,提高VMS信息的使用效率。
VMS检索匹配模块用于将从VMS接收模块接收到的信息,与信息存储模块中存储的信息进行检索匹配。具体的,根据VMS地理位置信息,在VMS信息表中检索匹配获得VMS ID号;根据VMS ID号,车道序号和车道信息分类编码,在匹配表中检索匹配上述信息对应的规制ID号;再根据规制ID号从交通规制表中获取交通规制信息,即得到退出link的信息,实现对车道信息分类编码的识别,从而实现交通规制信息到地图信息的转换。如果从VMS接收模块直接接收到VMS ID号,则无需以依据VMS地理位置信息,在VMS信息表中检索匹配的方式获得VMS ID号。
导航应用模块用于根据VMS检索匹配得到的电子导航装置可识别的地图信息,在电子导航装置实现地图显示、路径计算、以及语音提示等导航应用。
导航应用模块可以用于,当根据地图信息判断出,路段上所有车道序号都对应着VMS车道信息分类编码,且所述交通规制信息的综合结果,限制了原规划行车路径中对应路段的通行方向,则根据地图信息,重新规划行车路径,并通知电子导航装置的使用者。
本发明提供VMS应用系统的实施例如图5所示。VMS监控中心通过远程监控方式,对VMS监控中心管理范围内的VMS的信息发布进行控制。亦可由现场交警根据掌握的道路现场交通状况,现场操控VMS发布的信息内容(比如将内侧车道由左转改为禁止左转),VMS监控中心处可体现此修改操作。VMS向一定区域范围内的电子导航装置发送VMS相关信息,包括VMS信息,以及该VMS的地理位置信息等。该VMS的地理位置信息可以为该VMS的地理坐标信息,也可以为该VMS的标识号,如果为该VMS的标识号,电子导航装置即可根据该标识号合VMS信息,在存储的匹配表中获取交通规制的标识信息,从而获取可识别的交通规制的地图信息。
本发明提供VMS应用系统的另一实施例如图6所示。VMS监控中心通过远程监控方式,对VMS监控中心管理范围内的VMS的信息发布进行控制。亦可由现场交警根据掌握的道路现场交通状况,现场操控VMS发布的信息内容(比如将内侧车道由左转改为禁止左转),VMS监控中心处可体现此修改操作。VMS监控中心向电子导航装置提供监控中心向VMS推送的动态信息内容、VMS车道信息分类编码以及VMS的地理位置信息以及交警对VMS可变车道信息的现场控制。同理,VMS的地理位置信息可以为该VMS的地理坐标信息,也可以为该VMS的标识号。
本发明提供的VMS应用系统、以及电子导航装置和电子导航方法的实施例,利用智能交通系统以及可变信息标志,将VMS和道路元素相结合,将与导航密切相关的VMS信息及时为电子导航装置所获取,从而更有效的指导行车,减少了交通拥堵和延迟,有效降低二次事故的发生,提高道路运营安全性。同时,由于自定义的车道信息分类编码与现有行业标准的编码模式一致,可直接为现行VMS应用系统所用,无需更改VMS监控中心和VMS的任何硬件设施,简单易行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种电子导航方法,其特征在于,所述方法包括:
获取可变信息标志VMS信息以及VMS的标识号,所述VMS信息包含VMS动态信息内容和VMS车道信息分类编码;
根据VMS的标识号和所述VMS车道信息分类编码,匹配查找对应的交通规制标识号;
根据所述交通规制标识号,匹配查找对应的交通规制信息;
根据所述交通规制信息进行导航应用。
2.如权利要求1所述的电子导航方法,其特征在于,所述方法进一步包括:接收VMS的地理位置信息;
所述获取VMS信息以及VMS的标识号具体为,获取VMS信息,并根据所述VMS的地理位置信息,匹配查找VMS的标识号。
3.如权利要求1或2所述的电子导航方法,其特征在于,
所述VMS车道信息分类编码,为车道指示信息或车道限制类信息分类编码;所述VMS动态信息内容,包含所述VMS车道信息分类编码对应的车道序号信息。
4.如权利要求3所述的电子导航方法,其特征在于,当路段所有车道序号都对应着VMS车道信息分类编码,且所述VMS车道信息分类编码的综合结果,限制了原规划行车路径中所述路段的通行方向,则根据所述交通规制信息进行导航应用包含,重新规划行车路径。
5.如权利要求1或2所述的电子导航方法,其特征在于,所述获取VMS信息为,从VMS监控中心或VMS处获取所述VMS信息。
6.一种电子导航装置,其特征在于,包含:可变信息标志VMS接收模块、信息存储模块、VMS检索匹配模块和导航应用模块;其中,
所述VMS接收模块,用于通过无线方式接收VMS信息,所述VMS信息包含VMS车道信息分类编码;
信息存储模块,用于存储电子地图、VMS信息表VMS_INFO、交通规制表LANE_CONNEXITY和匹配表VMS_LANE_MATCHING,所述匹配表中存有VMS_INFO与LANE_CONNEXITY的匹配信息;
VMS检索匹配模块,用于将VMS标识信息,与所述信息存储模块中的LANE_CONNEXITY检索匹配,得到交通规制标识号,再将所述交通规制标识号,与所述信息存储模块中的VMS_LANE_MATCHING检索匹配,得到对应的交通规制信息,根据电子地图将所述交通规制信息识别为地图信息,;
所述导航应用模块,用于根据所述地图信息,进行导航应用。
7.如权利要求6所述的电子导航装置,其特征在于,所述VMS标识信息,所述VMS接收模块接收;或者,
由所述VMS检索匹配模块,将所述VMS接收模块接收到的VMS地理位置信息,与存储在所述信息存储模块中的VMS信息表VMS_INFO匹配获得。
8.如权利要求6或7所述的电子导航装置,其特征在于,所述VMS车道信息分类编码,为车道指示信息或车道限制类信息分类编码;所述VMS动态信息内容,包含所述VMS车道信息分类编码对应的车道序号信息。
9.如权利要求8所述的电子导航装置,其特征在于,所述导航应用模块具体用于,当从所述地图信息中判断出一路段所有车道序号都对应着VMS车道信息分类编码,且所述交通规制信息的综合结果,限制了原规划行车路径中对应位置的通行方向,则重新规划行车路径,并通知行车者。
10.如权利要求6或7所述的电子导航装置,其特征在于,所述VMS接收模块具体用于,从VMS监控中心或VMS处接收所述VMS信息。
11.一种可变信息标志VMS应用系统,包含VMS监控中心和至少一个VMS,所述VMS在所述VMS监控中心管理范围内;所述VMS监控中心对所述VMS发布的动态信息进行控制;其特征在于,
所述VMS监控中心将向所述VMS发送的VMS信息,发送给电子导航装置,并携带所述VMS的地理位置信息,使得所述电子导航装置利用所述VMS信息和所述VMS的地理位置信息进行导航应用。
12.一种可变信息标志VMS应用系统,包括VMS监控中心和至少一个VMS,所述VMS在所述VMS监控中心管理范围内;所述VMS监控中心对所述VMS发布的动态信息进行控制;其特征在于,
所述VMS将来自所述VMS监控中心的VMS信息,发送给一定距离范围内的电子导航装置,并携带所述VMS自身的地理位置信息,使得所述电子导航装置利用所述VMS信息和所述VMS的地理位置信息进行导航应用。
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