CN112039202A - 一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统，包括指定电网设备就近的信息采集显示装置和摄像装置，以及指定电网设备远端的信息处理服务器；信息采集显示装置周期性检测指定电网设备输出的故障信息，并在未检测到时休眠显示性能，在检测到时唤醒显示性能并显示；摄像装置在信息采集显示装置的显示性能休眠时关闭摄像采集性能，在信息采集显示装置的显示性能唤醒时开启摄像采集性能进行拍摄采集，并实时输出；信息处理服务器对拍摄采集的图像或/及视频存储，并进行查询归类处理。实施本发明，减少人工干预，将电网故障信息实现自动远传功能，不仅解决现有电网故障信息采集方法所存在的问题，还提高了供电可靠性。

Description

一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统故障检测技术领域，尤其涉及一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统及方法。
背景技术
随着电力系统的发展，用电负荷中心和发电中心往往不能在同一个地方，然而为了统筹经济性和安全性，就需要通过输电线路连接较远的变电站或电厂进行电能输送。因此，一旦电网故障存在时，故障分析往往比较棘手，尤其是远端故障。
在分析电网故障时，需尽快了解故障前及故障时的全过程来判断事故类型，从而通过故障类型快速判断故障的严重性，也有利于分析和快速找故障点，加快电网快速恢复供电能力支撑依据。
目前，各电网公司采集电网故障信息的方法有多种，却都存在不足之处。例如，通过人工到变电站或电厂现场打印后，再进行详细汇总汇报给相关管理人员的方法，但该方法耽误时间较长，特别是边远的无人值班变电站，可能需要长达数小时，甚至更长时间，对提高快速复电率、供电可靠性极其不利，并浪费大量人力物力；又如，采用纸质打印电网故障信息的方法，但该方法不环保，无法进行电子化存档、传输等，不仅浪费大量纸张、墨等耗材，还造成打印机维护成本高，工作量大；又如，目前一些高校、科研机构开发的故障信息采集及传输技术，在网络传输时涉及到采集规约的转换，需要采集每个厂家保护规约转换协议，但很难实现真正的采集，还因与电网系统存在直接连接关系而无明显隔离点，存在网络安全问题，导致推广应用极为困难。
随着信息化、网络化、数据传输、摄像技术的快速发展，亟需一种更有效实现电网故障信息采集并获取关键故障信息的方法，能够减少人工干预，将电网故障信息实现自动远传功能，使其远方技术人员及时了解电网故障情况，从而解决现有电网故障信息采集方法所存在的问题，提高了供电可靠性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统及方法，能够减少人工干预，将电网故障信息实现自动远传功能，使其远方技术人员及时了解电网故障情况，不仅解决现有电网故障信息采集方法所存在的问题，还提高了供电可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其与指定电网设备相配合，包括均设置于所述指定电网设备就近的信息采集显示装置和摄像装置，以及设置于所述指定电网设备远端的信息处理服务器；其中，
所述信息采集显示装置与所述指定电网设备相连，用于周期性检测所述指定电网设备输出的故障信息，并在未检测到所述指定电网设备输出的故障信息时休眠显示性能，或在检测到所述指定电网设备输出的故障信息时唤醒显示性能来实现显示所述指定电网设备输出的故障信息；
所述摄像装置对准所述信息采集显示装置，还通过公共无线方式与所述信息处理服务器进行远程连接，用于在所述信息采集显示装置的显示性能休眠时，关闭摄像采集性能；或在所述信息采集显示装置的显示性能唤醒时，开启摄像采集性能，对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集，并将拍摄采集的图像或/及视频实时输出给所述信息处理服务器；
所述信息处理服务器，用于对所述摄像装置拍摄采集的图像或/及视频进行存储，并进一步进行查询归类处理。
其中，所述信息采集显示装置包括依序连接的检测采集模块、控制模块和显示模块；其中，
所述检测采集模块还与所述指定电网设备相连，用于周期性检测所述指定电网设备输出的故障信息，且在检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，采集所述指定电网设备输出的故障信息；
所述控制模块，用于在未接收到所述检测采集模块采集转换的故障信息时，控制所述显示模块不工作来实现休眠所述显示模块的显示性能；或在接收到所述检测采集模块采集转换的故障信息时，控制所述显示模块工作来实现唤醒所述显示模块的显示性能，并将述指定电网设备输出的故障信息转换为所述显示模块上可显示的图像或图表；
所述显示模块为显示屏，用于不工作时黑屏，以及工作时亮屏并以图像或图表方式显示所述检测采集模块采集转换的故障信息。
其中，所述摄像装置包括管理控制模块，以及与所述管理控制模块均相连的唤醒模块、拍摄采集模块和远传模块；其中，
所述唤醒模块，用于在对所述信息采集显示装置的显示性能休眠时进行光亮感应，形成低电平信号；或在对所述信息采集显示装置的显示性能唤醒时进行光亮感应，形成高电平信号；
所述拍摄采集模块，用于在接收到所述管理控制模块输出的第一控制指令，关闭摄像采集性能；或在接收到所述管理控制模块输出的第二控制指令，开启摄像采集性能，并对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集；
所述远传模块，用于将拍摄采集的图像或/及视频实时输出给所述信息处理服务器；
所述管理控制模块，用于在接收到所述唤醒模块输出的低电平信号时，生成所述第一控制指令并下发给所述拍摄采集模块来实现对所述拍摄采集模块的摄像采集性能关闭控制；或在接收到所述唤醒模块输出的高电平信号时，生成所述第二控制指令并下发给所述拍摄采集模块来实现对所述拍摄采集模块的摄像采集性能开启控制。
其中，所述管理控制模块为单片机；所述唤醒模块为光耦；所述拍摄采集模块为高清摄像头；所述远传模块为无线通信卡。
其中，还包括：手机；
所述手机通过公共无线方式与所述摄像装置及所述信息处理服务器均进行远程连接，用于接收所述摄像装置同步开启摄像采集性能时所形成的提示短信；或接收用户指令，实现对所述信息处理服务器存储的图像或/及视频进行查询。
其中，所述指定电网设备为继电保护装置。
其中，所述公共无线方式为4G云平台/5G云平台。
本发明实施例还提供了一种基于摄像技术的电网故障信息远传方法，其在前述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统上实现，所述方法包括以下步骤：
信息采集显示装置周期性检测指定电网设备输出的故障信息；
若所述信息采集显示装置未检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，所述信息采集显示装置休眠显示性能，并让摄像装置关闭摄像采集性能；
若所述信息采集显示装置检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，所述信息采集显示装置唤醒显示性能来实现显示所述指定电网设备输出的故障信息，进一步让所述摄像装置开启摄像采集性能，对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集后，实时输出给信息处理服务器进行存储及查询归类处理。
其中，所述方法进一步包括：
手机接收所述摄像装置同步开启摄像采集性能时所形成的提示短信。
其中，所述方法进一步包括：
手机接收用户指令，实现对所述信息处理服务器存储的图像或/及视频进行查询。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明基于摄像技术再次获取，将电网故障信息实现自动远传功能，使其远方技术人员及时了解电网故障情况，不需要直接接入电网网络系统(如接入公共无线4G/5G网)，实现物理隔离，避免了电网网络系统在故障信息远传时受到外网攻击风险问题；同时，减少了人工干预，解决了现有电网故障信息采集方法所存在的问题，还提高了供电可靠性；
2、本发明自动将电网故障信息远传用维护人员手机端，便于及时了解电网故障情况，快速恢复供电，实现工作无纸化，节能环保；
3、本发明提高工作效率，将常规的人工打印方式耗时由数小时分钟缩短到10-15秒钟。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例一提供的一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统的结构示意图；
图2为图1中信息采集显示装置的系统结构示意图；
图3为图1摄像装置的系统结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统的应用场景图；
图5为本发明实施例二提供的一种基于摄像技术的电网故障信息远传方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例一中，提供的一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其与指定电网设备T(如继电保护装置)相配合，包括均设置于指定电网设备T就近的信息采集显示装置1和摄像装置2，以及设置于指定电网设备T远端的信息处理服务器3；其中，
信息采集显示装置1与指定电网设备T相连，用于周期性(如每5s一次)检测指定电网设备T输出的故障信息，并在未检测到指定电网设备T输出的故障信息时休眠显示性能，或在检测到指定电网设备T输出的故障信息时唤醒显示性能来实现显示指定电网设备T输出的故障信息；
摄像装置2对准信息采集显示装置1，还通过公共无线方式(如4G云平台/5G云平台)与信息处理服务器3进行远程连接，用于在信息采集显示装置1的显示性能休眠时，关闭摄像采集性能；或在信息采集显示装置1的显示性能唤醒时，开启摄像采集性能，对信息采集显示装置1显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集，并将拍摄采集的图像或/及视频实时输出给信息处理服务器3；
信息处理服务器3，用于对摄像装置2拍摄采集的图像或/及视频进行存储，并进一步进行查询归类处理。
应当说明的是，当指定电网设备T产生故障并输出故障信息时(如继电保护装置动作并输出保护动作报告)时，信息采集显示装置1将故障信息提取到主界面上进行显示，此时信息采集显示装置1前端装设一台摄像装置2，对信息采集显示装置1的屏幕进行图像或/及视频拍摄采集(即对信息采集显示装置1显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集)，并进一步以图像或/及视频的形式由软件传输至信息处理服务器3进行存储，供远方技术人员查询。因此，本电网故障信息远传系统基于摄像技术再次获取，将电网故障信息实现自动远传功能，使其远方技术人员及时了解电网故障情况，不需要直接接入电网网络系统(如接入公共无线4G/5G网)，实现物理隔离，避免了电网网络系统在故障信息远传时受到外网攻击风险问题；同时，减少了人工干预，解决了现有电网故障信息采集方法所存在的问题，还提高了供电可靠性。尤其是，能够克服指定电网设备尤其为继电保护装置时采用纸质打印电网故障信息的方法，不环保，无法进行电子化存档、传输，不仅浪费大量纸张、墨等耗材，还造成打印机维护成本高，工作量大等问题。例如，在继电保护装置打印口处增加数据转换接头，使得继电保护装置打印数据(即故障信息)能直接转换成信息采集显示装置1所采集的数据。
可以理解的是，信息采集显示装置1和摄像装置2就近设置，并位于变电站或电厂安装有指定电网设备T的区域，而信息处理服务器3远离指定电网设备T设置(如1000m以上)，并位于电力数据中心、电力调度中心等区域。
如图2所示，信息采集显示装置1包括依序连接的检测采集模块11、控制模块12和显示模块13；其中，
检测采集模块11还与指定电网设备T相连，用于周期性检测(如每5s一次)指定电网设备T输出的故障信息，且在检测到指定电网设备T输出的故障信息时，采集指定电网设备T输出的故障信息；在一个实施例中，检测采集模块11每隔5s发送一个数据检测包，若能接收到指定电网设备T反馈的数据包，则认为指定电网设备T输出有故障信息；反之，则认为指定电网设备T未输出故障信息；
控制模块12，用于在未接收到检测采集模块11采集转换的故障信息时，控制显示模块13不工作来实现休眠显示模块13的显示性能；或在接收到检测采集模块11采集转换的故障信息时，控制显示模块13工作来实现唤醒显示模块13的显示性能，并将指定电网设备T输出的故障信息转换为显示模块13上可显示的图像或图表；
显示模块13为显示屏，用于不工作时黑屏，以及工作时亮屏并以图像或图表方式显示检测采集模块11采集转换的故障信息。
应当说明的是，检测采集模块11可以采用电路及DSP芯片集成设计而成，控制模块12采用ARM芯片形成的单片机，显示模块13采用LED屏即可。
可以理解的是，在变电站或电厂的指定电网设备T无故障信息输出时，检测采集模块11不能采集到数据，也使得显示模块13处于休眠状态无法实现显示性能。而在变电站或电厂的指定电网设备T有故障信息输出时，检测采集模块11采集数据，使得显示模块13被唤醒并显示指定电网设备T输出的故障信息。
如图3所示，摄像装置2包括管理控制模块21，以及与管理控制模块21均相连的唤醒模块22、拍摄采集模块23和远传模块24；其中，
唤醒模块22为光耦，用于在对信息采集显示装置1的显示性能休眠时进行光亮感应，形成低电平信号；或在对信息采集显示装置1的显示性能唤醒时进行光亮感应，形成高电平信号；应当说明的是，可以根据亮度大小，设计唤醒模块22为光耦时的通断状态；
拍摄采集模块23为高清摄像头，用于在接收到管理控制模块21输出的第一控制指令，关闭摄像采集性能；或在接收到管理控制模块21输出的第二控制指令，开启摄像采集性能，并对信息采集显示装置1显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集；
远传模块24为无线通信卡(如4G/5G卡)，用于将拍摄采集的图像或/及视频实时输出给信息处理服务器3；
管理控制模块21为单片机，用于在接收到唤醒模块22输出的低电平信号时，生成第一控制指令并下发给拍摄采集模块23来实现对拍摄采集模块23的摄像采集性能关闭控制；或在接收到唤醒模块22输出的高电平信号时，生成第二控制指令并下发给拍摄采集模块23来实现对拍摄采集模块23的摄像采集性能开启控制。
可以理解的是，在变电站或电厂的指定电网设备T无故障信息输出时，摄像装置2的摄像性能处于休眠状态，不产生网络数据传输。而在变电站或电厂的指定电网设备T有故障信息输出时，因信息采集显示装置1接收到该故障信息并进行还原处理在其上的显示模块13(如显示屏)呈现，从而立即唤醒摄像装置2的摄像性能，对显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集，以输出给信息处理服务器3进行存储及后续查询处理。应当说明的是，图像可以为关键故障信息图像，视频可以为完整故障信息视频。
在本发明实施例一中，本电网故障信息远传系统的摄像装置2的摄像性能被唤醒后，在对显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集的同时，可以立即向已注册手机发送故障信息提示短信，以方便远方技术人员及时掌握并排查故障。另外，远方技术人员还可以通过已注册手机在信息处理服务器3上，对存储的图像或/及视频进行查询。
因此，本电网故障信息远传系统还包括：手机4，该手机4通过公共无线方式(如4G/5G云平台)与摄像装置2及信息处理服务器3均进行远程连接，用于接收摄像装置2同步开启摄像采集性能时所形成的提示短信；或接收用户指令，实现对信息处理服务器3存储的图像或/及视频进行查询。
如图4所示，为本发明实施例一中提供的一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统的应用场景图。在该图4中，每一个变电站中都设有继电保护装置，并对应在每一个变电站的继电保护装置的就近区域均设置有相应的一个信息采集显示装置1和一个摄像装置2，每一个摄像装置2均通过5G云平台与远端的信息处理服务器3和技术人员的手机4进行连接，实现电网故障信息自动远传功能，使其远方技术人员及时了解电网故障情况。
如图5所示，为本发明实施例二中，提供的一种基于摄像技术的电网故障信息远传方法，其在本发明实施例一中的基于摄像技术的电网故障信息远传系统上实现，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、信息采集显示装置周期性检测指定电网设备输出的故障信息；
具体过程为，信息采集显示装置每隔5S一次对指定电网设备输出的故障信息进行检测。
步骤S2、若所述信息采集显示装置未检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，所述信息采集显示装置休眠显示性能，并让摄像装置关闭摄像采集性能；
具体过程为，若信息采集显示装置未检测到指定电网设备输出的故障信息时，则说明信息采集显示装置休眠显示性能，使得摄像装置无法开启摄像采集性能进行拍摄采集，从而有利于电源管理。
步骤S3、若所述信息采集显示装置检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，所述信息采集显示装置唤醒显示性能来实现显示所述指定电网设备输出的故障信息，进一步让所述摄像装置开启摄像采集性能，对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集后，实时输出给信息处理服务器进行存储及查询归类处理。
具体过程为，若信息采集显示装置检测到指定电网设备输出的故障信息时，则使信息采集显示装置唤醒显示性能来实现显示指定电网设备输出的故障信息，进一步让摄像装置开启摄像采集性能，对信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集后，实时输出给信息处理服务器进行存储及查询归类处理。
其中，所述方法进一步包括：
手机接收所述摄像装置同步开启摄像采集性能时所形成的提示短信。
其中，所述方法进一步包括：
手机接收用户指令，实现对所述信息处理服务器存储的图像或/及视频进行查询。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明基于摄像技术再次获取，将电网故障信息实现自动远传功能，使其远方技术人员及时了解电网故障情况，不需要直接接入电网网络系统(如接入公共无线4G/5G网)，实现物理隔离，避免了电网网络系统在故障信息远传时受到外网攻击风险问题；同时，减少了人工干预，解决了现有电网故障信息采集方法所存在的问题，还提高了供电可靠性；
2、本发明自动将电网故障信息远传用维护人员手机端，便于及时了解电网故障情况，快速恢复供电，实现工作无纸化，节能环保；
3、本发明提高工作效率，将常规的人工打印方式耗时由数小时分钟缩短到10-15秒钟。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其与指定电网设备相配合，其特征在于，包括均设置于所述指定电网设备就近的信息采集显示装置和摄像装置，以及设置于所述指定电网设备远端的信息处理服务器；其中，
所述信息采集显示装置与所述指定电网设备相连，用于周期性检测所述指定电网设备输出的故障信息，并在未检测到所述指定电网设备输出的故障信息时休眠显示性能，或在检测到所述指定电网设备输出的故障信息时唤醒显示性能来实现显示所述指定电网设备输出的故障信息；
所述摄像装置对准所述信息采集显示装置，还通过公共无线方式与所述信息处理服务器进行远程连接，用于在所述信息采集显示装置的显示性能休眠时，关闭摄像采集性能；或在所述信息采集显示装置的显示性能唤醒时，开启摄像采集性能，对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集，并将拍摄采集的图像或/及视频实时输出给所述信息处理服务器；
所述信息处理服务器，用于对所述摄像装置拍摄采集的图像或/及视频进行存储，并进一步进行查询归类处理。
2.如权利要求1所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其特征在于，所述信息采集显示装置包括依序连接的检测采集模块、控制模块和显示模块；其中，
所述检测采集模块还与所述指定电网设备相连，用于周期性检测所述指定电网设备输出的故障信息，且在检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，采集所述指定电网设备输出的故障信息；
所述控制模块，用于在未接收到所述检测采集模块采集转换的故障信息时，控制所述显示模块不工作来实现休眠所述显示模块的显示性能；或在接收到所述检测采集模块采集转换的故障信息时，控制所述显示模块工作来实现唤醒所述显示模块的显示性能，并将述指定电网设备输出的故障信息转换为所述显示模块上可显示的图像或图表；
所述显示模块为显示屏，用于不工作时黑屏，以及工作时亮屏并以图像或图表方式显示所述检测采集模块采集转换的故障信息。
3.如权利要求1所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其特征在于，所述摄像装置包括管理控制模块，以及与所述管理控制模块均相连的唤醒模块、拍摄采集模块和远传模块；其中，
所述唤醒模块，用于在对所述信息采集显示装置的显示性能休眠时进行光亮感应，形成低电平信号；或在对所述信息采集显示装置的显示性能唤醒时进行光亮感应，形成高电平信号；
所述拍摄采集模块，用于在接收到所述管理控制模块输出的第一控制指令，关闭摄像采集性能；或在接收到所述管理控制模块输出的第二控制指令，开启摄像采集性能，并对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集；
所述远传模块，用于将拍摄采集的图像或/及视频实时输出给所述信息处理服务器；
所述管理控制模块，用于在接收到所述唤醒模块输出的低电平信号时，生成所述第一控制指令并下发给所述拍摄采集模块来实现对所述拍摄采集模块的摄像采集性能关闭控制；或在接收到所述唤醒模块输出的高电平信号时，生成所述第二控制指令并下发给所述拍摄采集模块来实现对所述拍摄采集模块的摄像采集性能开启控制。
4.如权利要求3所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其特征在于，所述管理控制模块为单片机；所述唤醒模块为光耦；所述拍摄采集模块为高清摄像头；所述远传模块为无线通信卡。
5.如权利要求1-4中任一项所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其特征在于，还包括：手机；
所述手机通过公共无线方式与所述摄像装置及所述信息处理服务器均进行远程连接，用于接收所述摄像装置同步开启摄像采集性能时所形成的提示短信；或接收用户指令，实现对所述信息处理服务器存储的图像或/及视频进行查询。
6.如权利要求5所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其特征在于，所述指定电网设备为继电保护装置。
7.如权利要求6所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统，其特征在于，所述公共无线方式为4G云平台/5G云平台。
8.一种基于摄像技术的电网故障信息远传方法，其特征在于，其在如权利要求7所述的基于摄像技术的电网故障信息远传系统上实现，所述方法包括以下步骤：
信息采集显示装置周期性检测指定电网设备输出的故障信息；
若所述信息采集显示装置未检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，所述信息采集显示装置休眠显示性能，并让摄像装置关闭摄像采集性能；
若所述信息采集显示装置检测到所述指定电网设备输出的故障信息时，所述信息采集显示装置唤醒显示性能来实现显示所述指定电网设备输出的故障信息，进一步让所述摄像装置开启摄像采集性能，对所述信息采集显示装置显示的故障信息进行图像或/及视频拍摄采集后，实时输出给信息处理服务器进行存储及查询归类处理。
9.如权利要求8所述的基于摄像技术的电网故障信息远传方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
手机接收所述摄像装置同步开启摄像采集性能时所形成的提示短信。
10.如权利要求8所述的基于摄像技术的电网故障信息远传方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
手机接收用户指令，实现对所述信息处理服务器存储的图像或/及视频进行查询。
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