CN108205265A - 一种电梯场景模拟的方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯场景模拟的方法、装置、计算机设备和存储介质，所述方法包括：根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。本发明实施例在能够模拟电梯场景的各种情形及负载情况，对电梯调度算法进行准确验证，降低调度算法验证的成本，提高调度算法验证效率，增大调度算法验证覆盖面和适应度，使模拟效果更接近于现实情况。

Description

一种电梯场景模拟的方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及电梯控制技术，尤其涉及一种电梯场景模拟的方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
电梯系统在多种建筑内提供多种类型的乘客服务。随着科技的发展和生活水平的提高，人们对电梯系统的性能提出了越来越高的要求。
电梯调度是指电梯主控或群控控制电梯的运作以减少电梯的运行距离，减少电梯运行的能耗，提高电梯的利用率，从而实现高效快捷、省时省电的目的。电梯调度算法需要依据最贴近日常生活场景的情况的数据进行验证才能实现电梯系统性能的最优化。然而，目前在实际作业过程中，采用采集到的数据进行模拟验证模拟不到其他随机突发的情况，电梯调度算法可能在验证阶段效果非常好，而在实际运行过程中效果却不如人意；或者采用随机数据进行验证，往往不符合真实的使用情景，导致在实际运行环境中进行验证时需要时间较长，且因不符合真实的使用情景而使得电梯在使用过程中具有一定的危险性，无法最贴近日常生活的场景和覆盖不同的情境进行调度算法的验证。
发明内容
本发明提供一种电梯模拟的方法、装置、计算机设备和存储介质，模拟电梯场景的各种情形及负载情况，对电梯调度算法进行准确验证，降低算法验证成本，提高算法验证效率，增大算法验证覆盖面和适应度，使模拟效果更接近于现实情况。
第一方面，本发明实施例提供了一种电梯场景模拟的方法，包括：根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；
向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；
基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电梯场景模拟的装置，包括：
场景模拟模块，用于根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；
调度响应模块，用于向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；
调度评估模块，用于基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述电梯场景模拟方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述电梯场景模拟方法。
本发明实施例提供了一种电梯场景模拟的方法、装置、计算机设备和存储介质，模拟电梯中各种场景及负载情况，对电梯调度算法进行准确验证，降低算法验证成本，提高算法验证效率，增大算法验证覆盖面和适应度，使得模拟效果更接近于现实情况。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种电梯场景模拟的方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种电梯场景模拟的装置的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种电梯场景模拟的装置的另一结构示意图；
图4是本发明实施例三提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种电梯场景模拟方法的流程图，本实施例可适用于对电梯场景进行模拟的情况，该方法可以由电梯场景模拟系统来执行，具体包括如下步骤：
S110、根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景。
其中，模拟参数包括模拟人数、人群比例、随机出行概率、模拟时间段、模拟速度、天气和随机异常因素等。模拟人数，即生成多少个虚拟人物对象进行模拟；人群比例，即学生、上班族、老年人、随机访客等不同类型人物的比例结构；随机出行概率指人物对象随机出行的概率；模拟时间段是指模拟的开始与结束的时间；模拟速度是指进行模拟时的时钟速度；天气是指模拟时段的天气因素。随机异常是根据一定的概率进行异常模拟，如恶意召梯、召梯按钮异常、堵门、超载等。所有的模拟参数可以在模拟过程中进行动态调整，电梯模拟场景可以实时做出相应的改变。
具体的，首先获取模拟参数，根据模拟参数初始化模拟场景，所述模拟参数包括：场景人物、各类人群比例、随机出行概率、模拟时间段、模拟负载、模拟速度、模拟天气等。
具体的，在获取模拟参数，根据模拟参数初始化模拟场景之后，根据各类人群比例生成虚拟人物对象，其中每个人物对象都具备相应的属性，具体可分为：静态属性，如人物类型、性别、身高、体重、作息时间、居住楼层等，动态属性，如身体状态、携重等，其中动态属性可以进行随机扰动。
S120、向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令。
其中，待测电梯控制器接收电梯仿真操作信号，对电梯模拟场景状态的变化进行仿真操作，输出反馈数据，并输出对电梯仿真操作信号的反馈指令。电梯模拟场景根据反馈数据进行场景状态的更新。
具体的，待测电梯控制器是电梯主控或群控。当电梯模拟场景状态发生变化时，发送仿真操作信号至电梯主控或群控，主控或群控接收此仿真操作信号后对电梯场景进行模拟仿真，输出反馈数据，并发出此次电梯场景模拟仿真结果的反馈指令，根据反馈指令再次更新电梯场景内各虚拟人物对象的状态。其中，根据虚拟人物对象的属性、时间、天气、电梯信号、随机扰动等因素确定人物对象当前的状态，人物对象状态包括以下几种：室内状态、外召状态、内召状态、乘梯状态、出梯状态、室外状态。
在电梯模拟场景中，基于各种模拟参数，会产生电梯运行过程中的各种操作。例如，同一楼层有数部电梯可到达，有乘梯人员在一楼电梯间发起召梯，此时会向待测电梯控制器发送召梯请求(即仿真操作信号的一种)，待测电梯控制器会根据电梯当前所在的楼层以及发生召梯的楼层进行电梯调度，判断哪一部电梯去响应，输出反馈数据，并发出反馈指令，控制该部电梯运行至一楼。在电梯模拟场景中，乘梯人员进电梯之后会选择目的楼层(即仿真操作信号的一种)，待测电梯控制器接收到此仿真操作信号，输出反馈数据，发送反馈指令，控制电梯向上或者向下运行至目的楼层。
比如在天气因素的影响下或者在上下班高峰期间，可能会有乘梯人员比较集中的情况，有多个乘梯人员在不同的楼层发起召梯，此时会向待测电梯控制器发送多个召梯请求，或者多个乘梯人员选择不同的目的楼层(即有多个仿真操作信号)，待测电梯控制器会根据电梯当前所在的楼层、发生召梯的楼层、目的楼层、电梯内乘梯人员的数量和电梯内当前的承重情况等参数进行电梯调度，判断哪一部电梯去响应，电梯应先到达哪一楼层，电梯在上升或者下降过程中是否需要停靠等，输出反馈数据，并发出反馈指令，控制电梯的运行。又比如运货比较多的电梯，考虑到安全的因素，待测电梯控制器会根据电梯的承重能力来控制电梯的运行速度、停靠楼层和可达到的楼层等。
在测试过程中，需要统计每个乘梯人员的候梯时间、乘梯时间和电梯系统的能耗，进而计算出在整个测试过程中的每个乘梯人员的平均候梯时间、平均乘梯时间和电梯系统的平均能耗。
S130、基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
其中，电梯模拟场景的运行数据可以是人为输入的状态参数，也可以是根据待测电梯控制器输出的反馈数据修改后的状态参数。
具体的，针对人为输入的状态参数或根据待测电梯控制器输出的反馈数据修改后的状态参数对待测电梯控制器的调度进行评估，判断待测电梯控制器调度算法的适应度，以便进一步优化待测电梯控制器的性能。
本发明实施例提供的一种电梯场景模拟的方法，能够模拟电梯场景的各种情形及负载情况，对电梯调度算法进行准确验证，降低调度算法验证的成本，提高调度算法验证效率，增大调度算法验证覆盖面和适应度，使模拟效果更接近于现实情况。
在上述实施例的基础上，基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估，具体为：基于所述电梯模拟场景至少一个模拟周期内的平均候梯时间、平均乘梯时间和平均能耗，对所述待测电梯控制器在所述电梯模拟场景中调度的适应度进行评估。
适应度进行评估的公式为：
其中，We为平均候梯时间，Re为平均乘梯时间，Ee为平均能耗，A、B和C为权重因子。
通过改变A、B和C的权重可以改变调度的适应度评估公式的侧重点，例如，如果侧重于评估平均候梯时间，则可将A设置为1，B和C设置为0；同样的，如果侧重于评估平均乘梯时间，则可将B设置为1，A和C设置为0；侧重于评估平均能耗，则可将C设置为1，A和B设置为0。
其中，一个模拟周期为一个系统预设周期，或从生成电梯模拟场景到电梯模拟场景中所有电梯停止运行，可以是一天、一周或一个月。
在上述实施例的基础上，还可以设定所述电梯模拟场景中的虚拟系统时间和模拟强度。
其中，虚拟系统时间是指模拟时钟，时间递增值可以是实际系统时间递增值，即实际系统时间增加1秒，则模拟时钟增加1秒，也可以对系统时间递增值进行缩放，例如实际系统时间增加1秒，则模拟时钟增加2秒或者0.5秒，从而达到加快或减慢模拟速度的目的。模拟强度可以通过改变模拟参数和缩放虚拟系统时间来实现。虚拟系统时间的缩放可以验证电梯能否对负载异常的情况进行合理的处置。
本发明实施例提供的一种电梯场景模拟方法还可以实时展示所述电梯模拟场景中的电梯的状态和评估的结果。
其中，电梯的状态包括：楼层、开关门、称重、速度、电梯系统中各传感器的状态等，算法评估的结果包括：平均候梯时间、平均乘梯时间、平均能耗和适应度，电梯模拟场景中的电梯的状态和评估的结果可通过可视化展示，使得开发人员能够实时监测系统的运行状态。具体的，实时展示电梯的状态和算法评估结果可以是数据、二维动画或者三维动画等。
本发明实施例提供的一种电梯场景模拟的方法的工作原理可以为：读取电梯场景模拟参数，根据模拟参数初始化电梯模拟场景，并根据各类人群比例生成虚拟人物对象，当电梯模拟场景状态发生变化时，待测电梯控制器接收电梯仿真操作信号，并对电梯模拟场景进行仿真模拟操作，输出反馈数据并发出反馈指令，基于待测电梯控制器的反馈数据对待测电梯控制器的调度算法进行验证，通过不断地模拟和反馈，使得模拟效果更接近于现实情况，增大调度算法验证的覆盖面和适应度。
本实施例的技术方案，通过电梯场景模拟的方法，模拟电梯场景的各种情形及负载情况，对电梯调度算法进行准确验证，降低算法验证成本，提高算法验证效率，增大算法验证覆盖面和适应度，使模拟效果更接近于现实情况；动态调节模拟速度及模拟强度，可快速进行验证或慢速展示相关细节，更有效地进行相应的修改和调整；可视化展示，能够实时地直观展示电梯相应的状态，方便开发人员分析解决问题。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种电梯模拟场景的装置的结构示意图，该装置包括：
场景模拟模块210，用于根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；
调度响应模块220，用于向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；
调度评估模块230，用于基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
图3是本发明实施例二提供的一种电梯模拟场景的装置的另一个结构示意图，其中，场景模拟模块210还包括：初始化单元211，用于获取场景模拟参数，根据场景模拟参数初始化电梯模拟场景，所述场景模拟参数包括：场景人物、各类人群比例、随机出行概率、模拟时间段、模拟负载、模拟速度、模拟天气；
场景模拟模块210还包括：属性生成单元212，用于根据各类人群比例生成虚拟人物对象，初始化虚拟人物对象的属性，所述属性包括：性别、身高、体重、作息时间、居住楼层。
其中，调度响应模块220还可以包括：输入输出单元221，用于适配通信接口，对场景模拟模块输出的状态参数和待测电梯控制器输出的反馈数据进行数据传输和协议转换。具体的，输入输出单元221负责与电梯主控或群控进行通信，根据主控或群控的通信接口进行适配，可以支持硬件通信接口如232接口、485接口、CAN口、蓝牙等，也能支持协议接口，如TCP、UDP、MODBUS等。输入输出单元221同时负责对主控或群控协议进行适配，将输入的主控或群控的数据协议转换为系统数据协议，将输出的系统数据协议转换为主控或群控数据协议。
数据处理单元222，用于获取所述反馈数据，根据反馈数据更新场景内对象的状态，输出状态参数，具体用于：根据每个虚拟人物的作息时间、随机性扰动及电梯信号确定人物的具体状态，更新电梯场景内对象的状态，所述状态包括：室内状态、外召状态、内召状态、乘梯状态、出梯状态和室外状态。数据处理单元222负责处理输入输出单元221接收到的数据，对数据进行相应的处理后发送给场景模拟模块210、调度评估模块230和状态展示模块250。
本发明实施例提供的一种电梯模拟场景的装置，还包括：
模拟时钟模块240，用于缩放模拟时间，动态调节电梯模拟场景时的模拟速度和模拟强度，具体的，当缩短模拟时间时，电梯模拟场景时的模拟速度加快，模拟强度增强；当延长模拟时间时，电梯模拟场景时的模拟速度减慢，模拟强度减弱。
状态展示模块250，用于实时展示电梯的状态及算法评估结果，具体的，实时展示电梯的状态和算法评估结果可以是数据、二维动画或者三维动画等。
上述电梯场景模拟装置可执行本发明任意实施例所提供的电梯场景模拟方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备12的框图。图4显示的设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，设备12以通用计算机设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。系统存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如系统存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的方法。
设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信，和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算机设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种电梯场景模拟的方法：
也即，所述处理单元执行所述程序时实现：根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
实施例四
本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的一种电梯场景模拟的方法：
也即，该程序被处理器执行时实现：根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电梯场景模拟的方法，其特征在于，包括：
根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；
向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；
基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估，具体为：
基于所述电梯模拟场景至少一个模拟周期内的平均候梯时间、平均乘梯时间和平均能耗，对所述待测电梯控制器在所述电梯模拟场景中调度的适应度进行评估。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述适应度进行评估的公式为：
其中，We为平均候梯时间，Re为平均乘梯时间，Ee为平均能耗，A、B和C为权重因子。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一个模拟周期为一个系统预设周期，或从生成电梯模拟场景到电梯模拟场景中所有电梯停止运行。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设定所述电梯模拟场景中的虚拟系统时间和模拟强度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时展示所述电梯模拟场景中的电梯的状态和评估的结果。
7.一种电梯场景模拟的装置，其特征在于，包括：
场景模拟模块，用于根据设定的场景模拟参数生成电梯模拟场景；
调度响应模块，用于向所述待测电梯控制器发送所述电梯模拟场景状态变化时产生的电梯仿真操作信号，并响应所述待测电梯控制器对所述电梯仿真操作信号的反馈指令；
调度评估模块，用于基于所述电梯模拟场景的运行数据对所述待测电梯控制器的调度进行评估。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调度评估模块，具体用于：
基于所述电梯模拟场景至少一个模拟周期内的平均候梯时间、平均乘梯时间和平均能耗，对所述待测电梯控制器在所述电梯模拟场景中调度的适应度进行评估。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
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