CN112455501A - 一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统及方法，该系统包括踏板、测速雷达和主机，所述踏板、测速雷达分别通过线缆与主机连接，所述踏板用于检测是否有车辆车轮经过，在车轮经过时输出信号给主机，所述测速雷达用于测量车辆的运行速度以及车辆的运行方向，并将测量信息传递给主机，所述主机用于接收踏板、测速雷达发送的信息，计算得到铁路车辆轮轴间距，并将铁路车辆轮轴间距与轨道电路最小长度进行比较，根据比较结果发出报警信号。本发明能实现快速、精准的识别轴间距超过轨道电路最小长度的车辆并立即报警，改变当前以人工保障安全的局面，以设备保证安全进一步提高作业安全性。

Description

一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统及方法

技术领域

本发明属于铁路信号技术领域，具体涉及一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统及方法。

背景技术

《自动化驼峰技术条件》(TB/T2306-2006)第9.9.3条规定：一组道岔划分为一个轨道电路区段，并要求尽可能缩短轨道电路区段长度，同时应保证允许溜放的车辆通过轨道区段(分路道岔包括保护区段和道岔区段)时，不应出现无车的错误表示。

按照以上规定，溜放钩车轴间距必须小于驼峰轨道电路区段长度，否则会造成溜放钩车跨在轨道电路区段上、室内控显显示轨道电路出清的错误表示，甚至引起占用区段道岔错误转换引起挤岔翻车掉道的严重后果。

根据调查，目前实际操作中车站计划员在编制驼峰解体作业计划时，对换长超过1.6的车辆在钩计划中做出禁溜标记，驼峰值班员看到有禁溜标记的钩车禁止溜放。但随着铁路货车如军工车、汽车集装箱货车等新车型的逐渐增多，依靠换长来判别禁溜车非常不严谨，也容易出现输入错误或看错引起误判的情况，原因如下：

1.不同驼峰溜放区域轨道电路最短长度不一定相同。

2.依靠换长来判别禁溜车不严谨。换长相同的车辆轴间距也不一定相同。

3.车站计划员在编制计划时标记禁溜车可能存在疏漏。

4.有些驼峰控制系统没有与车站信息系统接口，驼峰值班员拿到解体作业计划时需人工输入到驼峰控制系统中，二次录入有漏、错可能。

因此迫切需要一种智能判断钩车轴间距超长检测系统及方法，及时提醒驼峰值班员，避免事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统及方法，本发明能实现快速、精准的识别轴间距超过轨道电路最小长度的车辆并立即报警，改变当前以人工保障安全的局面，以设备保证安全进一步提高作业安全性。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统，包括车轮探测器、测速装置和主机，所述车轮探测器、测速装置分别与主机连接，所述车轮探测器用于检测是否有车辆车轮经过，在车轮经过时输出信号给主机，所述测速装置用于测量车辆的运行速度，并将测量信息传递给主机，所述主机用于接收车轮探测器、测速装置发送的信息，计算得到铁路车辆轮轴间距，并将铁路车辆轮轴间距与轨道电路最小长度进行比较，根据比较结果发出报警信号。

进一步地，当车辆的每一轮对经过车轮探测器时，车轮探测器分别对应输出一个信号给主机，主机立即记录和保存测速装置测出的速度值，每隔Δt，测得一组速度值；当车轮探测器再次输出一个信号时主机开始计算相邻两个脉冲间隔期间的车辆走行距离，即车辆相邻轮轴间距值L，并判断轮轴间距是否超长，当车辆相邻轮轴间距值L≤L₀时，判定轮轴间距正常，允许车辆继续运行，当车辆相邻轮轴间距值L＞L₀时，判定轮轴间距超长，立即发出报警信号。

所述车轮探测器采用踏板；所述测速装置采用测速雷达；测速装置还用于测量车辆的运行方向。

进一步地，本发明的铁路车辆轮轴间距超长检测系统还包括轨道占用检查设备，所述轨道占用检查设备设置在驼峰推送线的预设区域内的一段轨道区段内，所述轨道占用检查设备用于检查其所在轨道区段内是否有车占用，并在车辆进入该轨道区段时，输出轨道占用检查信息给主机，主机开始进行车辆轮轴间距测长工作，以及在车辆完全离开该轨道区段后，输出轨道空闲检查信息给主机，主机停止工作，对车辆轮轴间距数据清零。

进一步地，对应于车辆的运行方向，车轮探测器和测速装置设置在预设的轨道区段的入口端附近的预设位置；

轨道区段的设置地点与站场布置型式有关，对于纵列式站场，该轨道区段位于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，该轨道区段位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段。

进一步地，轨道占用检查设备采用驼峰控制系统设置的轨道电路；所述主机与驼峰控制系统连接，所述主机利用驼峰控制系统设置的轨道电路，采集轨道占用信息。

进一步地，所述主机用于输出报警信号给驼峰控制系统，控制驼峰控制台给出报警提示。

进一步地，本发明的铁路车辆轮轴间距超长检测系统还包括报警装置，所述报警装置与主机连接，所述主机用于判断车辆的轴间距是否大于轨道电路最小长度，并控制报警装置给出报警提示。

本发明还公开了一种铁路车辆轮轴间距超长检测方法，包括如下步骤：

选取一段预设的轨道区段，在该轨道区段内设置车轮探测器和测速装置，将车轮探测器和测速装置通过缆线接入主机；在主机内预先设置最小轨道电路区段长度L₀和测速装置采集信号的间隔时间Δt；

对应该轨道区段设置轨道占用检查设备，轨道占用检查设备实时监测是否有车辆进入该轨道区段以及车辆是否离开该轨道区段；

当车辆进入轨道区段时，轨道占用检查设备输出轨道占用检查信息给系统，系统开始进行车辆轮轴间距测长工作，包括：当车辆的每一轮对经过车轮探测器时，车轮探测器分别对应输出一个信号给主机，主机立即记录和保存测速装置测出的速度值，每隔Δt，测得一组速度值；当车轮探测器再次输出一个信号时，主机开始计算相邻两个脉冲间隔期间的车辆走行距离，即车辆相邻轮轴间距值L；

然后判断轮轴间距是否超长，包括：

当车辆相邻轮轴间距值L≤L₀时，表示车辆对应的相邻两个轮轴的间距不大于轨道电路最小区段长度，系统判定轮轴间距正常，允许车辆继续运行；

当车辆相邻轮轴间距值L＞L₀时，表示车辆对应的相邻两个轮轴的间距大于轨道电路最小区段长度，系统判定轮轴间距超长，立即发出报警信号；

系统重复上述车辆轮轴间距测长工作，直至车辆完全离开上述轨道区段；

当车辆完全离开上述轨道区段后，轨道占用检查设备输出轨道空闲检查信息给系统，系统回到停止工作状态，轨道区段空闲，对车辆轮轴间距数据清零。

进一步地，车辆相邻轮轴间距值L的计算公式为：

上式中，

表示相邻两个脉冲间隔期间测速装置测得的n组速度值，Δt为测速装置采集信号的间隔时间；

最小轨道电路区段长度L₀取驼峰溜放线路上各轨道电路区段长度的最小值。

进一步地，轨道区段的设置地点与站场布置型式有关，对于纵列式站场，该轨道区段位于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，该轨道区段位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段；

对应于车辆的运行方向，车轮探测器和测速装置设置在预设的轨道区段的入口端附近的预设位置。

选取一段预设的轨道区段，包括：在每条驼峰推送线的预设区域分别选取一段轨道区段。

本发明至少具有如下有益效果：针对目前业内铁路驼峰禁溜钩车的判定到执行均由人员操作容易出现错、漏的问题，本专利在不改变现有驼峰控制系统架构的基础上，室内增设一套逻辑判断主机，室外每条推送线设置1个踏板及1个测速雷达。当溜放钩车轮轴经过室外踏板时，踏板产生相应的脉冲信息，室内逻辑判断主机通过采集室外踏板及测速雷达的信息，自动判断溜放钩车的轴间距是否大于轨道电路最小长度，并在运转室发出报警信号。

采用本系统后可智能判断是否有轮轴间距超过轨道电路最小长度的车辆并立即报警，改变当前以人工检查的工作局面，提高了作业安全性和作业效率，减轻了工作人员的劳动强度。

本专利采用的检测方法与既有依赖人工判定、输入禁溜标记的传统方法相比，具有明显的优点。本发明能智能判断是否有轴间距超过轨道电路最小长度的溜放钩车并立即报警，改变当前以人工检查的局面，进一步提高了作业安全性，防止由于人工失误导致禁溜钩车错误溜放引起的事故发生，另外还提高了作业效率，减轻了工作人员的劳动强度。

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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的铁路车辆轮轴间距超长检测系统的架构；

图2为本发明实施例二提供的铁路车辆轮轴间距超长检测系统的架构。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本发明实施例提供了一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统，包括车轮探测器、测速装置和主机，所述车轮探测器、测速装置分别通过线缆与主机连接，所述车轮探测器用于检测是否有车辆车轮经过，并在车轮经过车轮探测器时，车轮探测器会产生脉冲信号并传递给主机，所述测速装置用于测量车辆的运行速度以及车辆的运行方向，并将测量信息传递给主机，所述主机用于接收车轮探测器、测速装置发送的信息，计算得到铁路车辆轮轴间距，并将铁路车辆轮轴间距与轨道电路最小长度进行比较，根据比较结果发出报警信号。

测速装置采用测速雷达，既能测量车辆的运行速度，且它能区分车辆的运行方向(前进或后退)，测速雷达测出的速度值是一个矢量值。车轮探测器采用踏板，用于检测是否有车辆车轮经过，车轮经过踏板时，踏板将会产生脉冲信号。

主机可以设置在驼峰信号机房内。踏板和测速雷达通过缆线接入室内主机。

进一步地，当车辆的每一轮对经过踏板时，踏板分别对应输出一个脉冲信号给主机，主机立即记录和保存测速雷达测出的速度值，每隔Δt，测得一组速度值；当踏板再次输出一个脉冲信号时主机开始计算相邻两个脉冲间隔期间的车辆走行距离，即车辆相邻轮轴间距值L，并判断轮轴间距是否超长，当车辆相邻轮轴间距值L≤L₀时，判定轮轴间距正常，允许车辆继续运行，当车辆相邻轮轴间距值L＞L₀时，判定轮轴间距超长，立即发出报警信号。

进一步地，本发明的铁路车辆轮轴间距超长检测系统还包括轨道占用检查设备，所述轨道占用检查设备设置在驼峰推送线的预设区域内的一段轨道区段内，所述轨道占用检查设备用于检查其所在轨道区段内是否有车占用，并在车辆进入该轨道区段时，输出轨道占用检查信息给主机，主机开始进行车辆轮轴间距测长工作，以及在车辆完全离开该轨道区段后，输出轨道空闲检查信息给主机，主机停止工作，对车辆轮轴间距数据清零。

进一步地，对应于车辆的运行方向，踏板和测速雷达设置在驼峰推送线上预设的轨道区段的入口端附近的预设位置；

轨道区段的设置地点与站场布置型式有关，对于纵列式站场，该轨道区段位于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，该轨道区段位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段。

进一步地，本发明的铁路车辆轮轴间距超长检测系统还包括报警装置，所述报警装置与主机连接，所述主机用于判断车辆的轴间距是否大于轨道电路最小长度，并控制报警装置给出报警提示。

本实施例的图1中画了两条驼峰推送线，每条推送线上设置一段轨道区段，利用驼峰控制系统设置的轨道电路检查该轨道区段是否有车占用，每条推送线设置1个踏板和1个测速雷达，两条推送线合用一个室内主机，踏板和测速雷达通过电缆接至室内主机。室内主机采集驼峰控制系统的轨道占用信息，可以向驼峰控制系统提供车辆轮轴间距超长报警信息，室内主机与驼峰控制系统之间可采用继电接口方式，也可采用通信接口方式。

本发明的具体实施步骤为：

第1步：室外设备安装

根据现场条件，在推送线上选择合适位置安装踏板和测速雷达设备，对于纵列式站场，安装于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，安装位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段。敷设踏板和测速雷达电缆至驼峰信号机房室内主机。

第2步：室内设备安装

在驼峰信号机房内安装室内主机及应用软件，预先设置最小轨道电路区段长度L₀和测速雷达采集信号的间隔时间Δt，其中，最小轨道电路区段长度L₀取驼峰溜放线路上各轨道电路区段长度的最小值，间隔时间Δt取比较小的值，Δt可根据实际需要进行取值。室内主机采集踏板、测速雷达、驼峰控制系统关键信号状态，在驼峰运转室安装超长报警信号装置。超长报警装置有两种方式：可通过驼峰控制系统的驼峰控制台给出声光报警信号，也可设置一个连接室内主机的独立的报警终端设备。

第3步：功能识别

室内和室外设备安装到位后，采用钩车进行相应的动态联调联试。当室内主机判断有溜放钩车轴间距大于驼峰溜放线路上各轨道电路区段长度的最小值L₀时，发出报警信号。

实施例二

参见图2，本实施例与实施例一的区别是：本实施例的主机用于输出报警信号给驼峰控制系统，通过驼峰控制系统的驼峰控制台给出声光电报警提示。本实施例的其他区别技术特征与实施例一相同。

实施例三

参见图1和图2，本发明还公开了一种铁路车辆轮轴间距超长检测方法，包括如下步骤：

在每条驼峰推送线的适当区域分别选取一段轨道区段，该轨道区段设一套轨道占用检查设备(如轨道电路设备)来检查其是否有车占用。在该轨道区段内设置踏板和测速雷达，将踏板和测速雷达通过缆线接入主机；

室内主机预先设置最小轨道电路区段长度L₀和测速雷达采集信号的间隔时间Δt，其中，最小轨道电路区段长度L₀取驼峰溜放线路上各轨道电路区段长度的最小值，间隔时间Δt取比较小的值，如0.1秒左右，由于Δt较小，因此可以将被测车辆在测速雷达相邻两次采集信号的间隔时间内的运行近似看成匀速运动；

轨道占用检查设备实时监测是否有车辆进入该轨道区段以及车辆是否离开该轨道区段；本实施例的轨道电路具有实时监测的功能，有车占用时轨道继电器落下，车辆出清时轨道继电器吸起。

平时，轨道区段空闲，系统停止工作，车辆轮轴间距数据清零；

当车辆进入轨道区段时，轨道占用检查设备输出轨道占用检查信息给系统，系统开始进行车辆轮轴间距测长工作，包括：当车辆的每一轮对经过踏板时，踏板分别对应输出一个脉冲信号给主机，主机立即记录和保存测速雷达测出的速度值，每隔Δt，测得一组速度值；当踏板再次输出一个脉冲信号时(意味着又有轮对经过踏板)，主机开始计算相邻两个脉冲间隔期间的车辆走行距离，即车辆相邻轮轴间距值L；车辆相邻轮轴间距值L的计算公式为：

上式中，

表示相邻两个脉冲间隔期间测速雷达测得的n组速度值，Δt为测速雷达采集信号的间隔时间；

然后判断轮轴间距是否超长，包括：

当车辆相邻轮轴间距值L≤L₀时，表示车辆对应的相邻两个轮轴的间距不大于轨道电路最小区段长度，系统判定轮轴间距正常，允许车辆继续运行；

当车辆相邻轮轴间距值L＞L₀时，表示车辆对应的相邻两个轮轴的间距大于轨道电路最小区段长度，系统判定轮轴间距超长，立即发出报警信号；本发明的超长报警信号有两种方式：可设置一个连接室内主机的独立的报警终端设备(图1所示)，驼峰控制系统也可以采集此报警信号信息纳入驼峰信号控制并在驼峰控制台上给出报警提示(图2所示)。当系统发出报警信号后，关闭驼峰主体信号，当驼峰主体信号关闭后，禁止车辆进行溜放。本实施例公开了两种方式关闭驼峰主体信号，第一种为，驼峰运转室值班员在控制台关闭驼峰主体信号。第二种为驼峰控制系统采集到报警信息后，自动关闭驼峰主体信号。

系统又开始重新测量、计算本轮轴至下一轮轴的间距值，其工作过程同上，也即系统周而复始地测量、计算相邻轮轴间距值，并在轮轴间距超长时予以报警；

当车辆完全离开上述轨道区段后，轨道占用检查设备输出轨道空闲检查信息给系统，系统回到停止工作状态，轨道区段空闲，对车辆轮轴间距数据清零。

进一步地，轨道区段的设置地点与站场布置型式有关，对于纵列式站场，该区段位于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，该区段位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段。

对应于车辆的运行方向，在上述轨道区段的入口端附近适当位置设置1个踏板和1个测速雷达，踏板和测速雷达通过缆线接入室内主机，室内主机可以设置在驼峰信号机房内。

本专利不仅仅用于铁路驼峰推送线上用来检测铁路车辆轮轴间距是否超长，还可以用于铁路其它需要的场所，当用于其它场所时，如果没有可以利用的轨道占用检查信息和报警终端设备，则本专利所述系统还需配套设置独立的轨道占用检查设备和报警终端设备。

本专利采用的识别方法与既有依赖人工判定、输入禁溜标记的传统方法相比，具有明显的优点。本发明能智能判断是否有轴间距超过轨道电路最小长度的溜放钩车并立即报警，改变当前以人工检查的局面，进一步提高了作业安全性，防止由于人工失误导致禁溜钩车错误溜放引起的事故发生，另外还提高了作业效率，减轻了工作人员的劳动强度。

本专利也可以用在其他需要判别车辆轮轴间距是否超长的场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：包括车轮探测器、测速装置，所述车轮探测器、测速装置分别与主机连接，所述车轮探测器用于检测是否有车辆车轮经过，在车轮经过时输出信号给主机，所述测速装置用于测量车辆的运行速度，并将测量信息传递给主机，所述主机用于接收车轮探测器、测速装置发送的信息，计算得到铁路车辆轮轴间距，并将铁路车辆轮轴间距与轨道电路最小长度进行比较，根据比较结果发出报警信号。

2.如权利要求1所述的铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：当车辆的每一轮对经过车轮探测器时，车轮探测器分别对应输出一个信号给主机，主机立即记录和保存测速装置测出的速度值，每隔Δt，测得一组速度值；当车轮探测器再次输出一个信号时主机开始计算相邻两个脉冲间隔期间的车辆走行距离，即车辆相邻轮轴间距值L，并判断轮轴间距是否超长，当车辆相邻轮轴间距值L≤L₀时，判定轮轴间距正常，允许车辆继续运行，当车辆相邻轮轴间距值L＞L₀时，判定轮轴间距超长，立即发出报警信号；

所述车轮探测器采用踏板；所述测速装置采用测速雷达，测速装置还用于测量车辆的运行方向。

3.如权利要求1所述的铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：还包括轨道占用检查设备，所述轨道占用检查设备设置在驼峰推送线的预设区域内的一段轨道区段内，所述轨道占用检查设备用于检查其所在轨道区段内是否有车占用，并在车辆进入该轨道区段时，输出轨道占用检查信息给主机，主机开始进行车辆轮轴间距测长工作，以及在车辆完全离开该轨道区段后，输出轨道空闲检查信息给主机，主机停止工作，对车辆轮轴间距数据清零。

4.如权利要求1或3所述的铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：对应于车辆的运行方向，车轮探测器和测速装置设置在预设的轨道区段的入口端附近的预设位置；

轨道区段的设置地点与站场布置型式有关，对于纵列式站场，该轨道区段位于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，该轨道区段位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段。

5.如权利要求3所述的铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：轨道占用检查设备采用驼峰控制系统设置的轨道电路；所述主机与驼峰控制系统连接，所述主机利用驼峰控制系统设置的轨道电路，采集轨道占用信息。

6.如权利要求1或6所述的铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：所述主机用于输出报警信号给驼峰控制系统，控制驼峰控制台给出报警提示。

7.如权利要求1或6所述的铁路车辆轮轴间距超长检测系统，其特征在于：还包括报警装置，所述报警装置与主机连接，所述主机用于判断车辆的轴间距是否大于轨道电路最小长度，并控制报警装置给出报警提示。

8.一种铁路车辆轮轴间距超长检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

选取一段预设的轨道区段，在该轨道区段内设置车轮探测器和测速装置，将车轮探测器和测速装置通过缆线接入主机；在主机内预先设置最小轨道电路区段长度L₀和测速装置采集信号的间隔时间Δt；

对应该轨道区段设置轨道占用检查设备，轨道占用检查设备监测是否有车辆进入该轨道区段以及车辆是否离开该轨道区段；

当车辆进入轨道区段时，轨道占用检查设备输出轨道占用检查信息给系统，系统开始进行车辆轮轴间距测长工作，包括：当车辆的每一轮对经过车轮探测器时，车轮探测器分别对应输出一个信号给主机，主机立即记录和保存测速装置测出的速度值，每隔Δt，测得一组速度值；当车轮探测器再次输出一个信号时，主机开始计算相邻两个脉冲间隔期间的车辆走行距离，即车辆相邻轮轴间距值L；

然后判断轮轴间距是否超长，包括：

当车辆相邻轮轴间距值L≤L₀时，表示车辆对应的相邻两个轮轴的间距不大于轨道电路最小区段长度，系统判定轮轴间距正常，允许车辆继续运行；

当车辆相邻轮轴间距值L＞L₀时，表示车辆对应的相邻两个轮轴的间距大于轨道电路最小区段长度，系统判定轮轴间距超长，立即发出报警信号；

系统重复上述车辆轮轴间距测长工作，直至车辆完全离开上述轨道区段；

当车辆完全离开上述轨道区段后，轨道占用检查设备输出轨道空闲检查信息给系统，系统回到停止工作状态，轨道区段空闲，对车辆轮轴间距数据清零。

9.如权利要求8所述的铁路车辆轮轴间距超长检测方法，其特征在于：车辆相邻轮轴间距值L的计算公式为：

上式中，

表示相邻两个脉冲间隔期间测速装置测得的n组速度值，Δt为测速装置采集信号的间隔时间；

最小轨道电路区段长度L₀取驼峰溜放线路上各轨道电路区段长度的最小值。

10.如权利要求8所述的铁路车辆轮轴间距超长检测方法，其特征在于：轨道区段的设置地点与站场布置型式有关，对于纵列式站场，该轨道区段位于到达场和驼峰场之间的场联无岔区段，对于横列式站场，该轨道区段位于驼峰迂回线和场联线间的无岔区段；

对应于车辆的运行方向，车轮探测器和测速装置设置在预设的轨道区段的入口端附近的预设位置。

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