CN112859085A - 一种升高车吊斗监测终端及升高车吊斗监测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种升高车吊斗监测终端及升高车吊斗监测控制方法，所述升高车吊斗监测终端应用在升高车的吊斗上，包括：数据处理器、高压电感应器及多个超声波传感器，所述数据处理器分别与所述高压电感应器、所述多个超声波传感器通信连接；所述高压电感应器设置在所述吊斗上方的第一预设距离处；所述多个超声波传感器设置在所述吊斗的侧面。本发明提出一种智能化的升高车吊斗监测终端，可自动、准确、及时地监测吊斗周围的障碍物状况和高压电状况，保证吊斗作业的安全性。

Description

一种升高车吊斗监测终端及升高车吊斗监测控制方法

技术领域

本发明涉及升高车吊斗施工安全技术领域，具体而言，涉及一种升高车吊斗监测终端及升高车吊斗监测控制方法。

背景技术

安全，不能有一丝丝的放松和懈怠。社会进步的表现之一就是肯定了人的生存权利及对这个权利所做的越来越完善的保障。安全生产就是其中一项重要的内容。如今我国的大部分企业和机构都认识到了安全生产的意义，纷纷展开了各种形式的安全教育培训。在所有安全事故中，施工用具的不安全是发生事故的主要原因之一，因此，施工用具的安全性能，从源头上和根本上决定了安全生产管理的成效。然而，纵观安全生产大环境，在对生产工具的选择中稍微不慎就有可能给安全生产埋下隐患。

在某些施工场所需要使用升高车进行登高作业，在作业中吊斗会进行移动，为了保障作业人员的安全需要吊斗与障碍物保持一定的距离，在实际的施工现场，往往通过升高车驾驶人员目测吊斗与障碍物的距离，或者由吊斗中的作业人员、其他工作人员辅助目测吊斗与障碍物的距离，这种人工目测具有精确性低、及时性差的缺陷，对施工安全造成极大威胁。

发明内容

本发明解决的问题是：现在的升高车登高作业中人工目测吊斗与障碍物距离的避障方法精确性低，对施工安全造成极大威胁。

为解决上述问题，本发明提供一种升高车吊斗监测终端，应用在升高车的吊斗上，包括：数据处理器、高压电感应器及多个超声波传感器，所述数据处理器分别与所述高压电感应器、所述多个超声波传感器通信连接；所述高压电感应器设置在所述吊斗上方的第一预设距离处；所述多个超声波传感器设置在所述吊斗的侧面。

可选地，所述吊斗包含多个侧面，且每个侧面设置两个所述超声波传感器，所述每个侧面上设置的两个所述超声波传感器之间间隔第二预设距离。

可选地，所述升高车吊斗监测终端还包括支撑架，所述支撑架的一端安装所述高压电感应器、另一端设置在所述吊斗上，用于将所述高压电感应器固定在所述吊斗上方的第一预设距离处。

可选地，所述数据处理器设置于所述吊斗的侧面。

可选地，所述数据处理器包括控制器和WIFI通讯模组；所述WIFI通讯模组，用于在所述控制器的控制下实现与后台服务器的通讯。

可选地，所述数据处理器还包括蓝牙通讯模组，用于扫描周围蓝牙信号，识别人员蓝牙ID。

可选地，所述数据处理器还包括声光报警器、电源管理模块、电池和语音播放电路；所述声光报警器包括指示灯和蜂鸣器，用于输出报警信号；所述电源管理模块包括集成式锂电池充放电控制器，用于监测电量；所述电池用于供电；所述语音播放电路用于警情的语音播报。

本发明还提出一种升高车吊斗监测控制方法，应用于如上所述的升高车吊斗监测终端，所述升高车吊斗监测控制方法包括：

控制多个超声传感器轮流发出声波，获取每个超声波传感器对应的反射声波，计算每个超声波传感器发射声波与接收反射声波的时间差；

根据每个超声波传感器的时间差，计算每个超声波传感器对应的障碍物距离；

当存在障碍物距离小于第三预设距离时，输出报警信号。

可选地，所述升高车吊斗监测控制方法还包括：

获取高压传感器传输的电压信号，根据所述电压信号确定电压等级；

根据所述电压等级，获取当前的安全报警距离；

通过所述多个超声波传感器，检测吊斗与高压电源的距离；

当所述吊斗与高压电源的距离小于或等于所述当前的安全报警距离时，输出报警信号。

可选地，所述升高车吊斗监测控制方法还包括：

当所述升高车吊斗监测终端满足预设条件时，控制所述升高车吊斗监测终端进入睡眠状态，其中，所述预设条件包括：所述升高车吊斗监测终端的电量处于电量较低状态、接收到解锁命令且在接收解锁命令后预设时长内未接收到锁定命令、接收到睡眠命令中的一个；当所述升高车吊斗监测终端处于锁定状态时，进行周期性超声波探测，进行周期性高压电报警监测；基于所述超声波探测和高压电报警监测的结果，判断是否有异常情况；若有异常，则输出报警信号；若没有异常，则周期性读取电量、周期性蓝牙扫描、周期性上报数据至后台服务器。

本发明提出的升高车吊斗监测终端，通过将高压电感应器设置在吊斗上方第一预设距离处，一方面，高压电感应器设置于吊斗上方，是吊斗最接近高压电设备的位置，可及时感应高压电，保证吊斗整体的安全性，另一方面，高压电感应器设置于吊斗上方第一预设距离处，可使高压电感应器感应到的电压强度始终强于吊斗，可在吊斗进入高压电危险区域范围之前，感应出足够强的高压电，进而发出警报；通过在吊斗的侧面设置多个超声波传感器，每个超声波传感器监测吊斗不同方位角的障碍物信息，进而实现对吊斗周围的障碍物信息的全面监测，避免因超声波传感器的位置设置不合理，导致障碍物监测存在较大盲区，导致吊斗仍旧存在较大的碰撞危险。

附图说明

图1为本发明升高车吊斗监测终端一实施例结构框图；

图2为本发明升高车吊斗监测终端在吊斗上的位置设置一实施例示意图；

图3为本发明升高车吊斗监测终端另一实施例结构框图；

图4为本发明升高车吊斗监测控制方法一实施例流程示意图；

图5为本发明升高车吊斗监测控制方法另一实施例流程示意图；

图6为本发明本发明升高车吊斗监测控制方法又一实施例流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明提出一种升高车吊斗监测终端，应用在升高车的吊斗上。图1为本发明升高车吊斗监测终端一实施例示意图。如图1，本发明升高车吊斗监测终端包括：数据处理器、高压电感应器及多个超声波传感器，所述数据处理器分别与所述高压电感应器、所述多个超声波传感器通信连接；所述高压电感应器设置在所述吊斗上方的第一预设距离处；所述多个超声波传感器设置在所述吊斗的侧面。

其中，数据处理器与高压电感应器、数据处理器与超声波传感器之间可无线通信连接，也可有线通信连接。数据处理器接收高压电感应器的电压感应信号，并基于电压感应信号进行后续的上报数据操作和报警操作。数据处理器控制超声波传感器发出声波，并接收超声波传感器的声波感应信号，基于发出声波和接收声波感应信号的时延，计算障碍物距离。

因升高车吊斗监测终端应用在升高车的吊斗上，该升高车吊斗监测终端安装在吊斗上，应该说明的是，升高车吊斗监测终端独立于吊斗，升高车吊斗监测终端可以在结构合适的任一吊斗上安装，使得原本没有监测装置的吊斗也具备智能监测的功能，使现有的纯机械结构的吊斗智能化。

高压电感应器，用于监测吊斗周围的高压电状况。因吊斗的作业常态是升高到空中，而空中通常安装了高压电线等高压电设备，在吊斗升空过程中，有很大几率靠近高压电设备，甚至触碰高压电设备，对作业人员造成极大生命威胁。将高压电感应器设置在吊斗上，使吊斗间接具备了高压电感应功能，高压电感应器随吊斗移动而移动，进而可实现及时监测吊斗周围的高压电状况。进一步地，因吊斗会经历从低往高的升空过程，一般高压电设备都在高处，高压电设备通常处于吊斗上方，为使高压电感应器及时感应可能对吊斗安全造成影响的高压电设备，将高压电感应器设置于吊斗上方的第一预设距离处，一方面，高压电感应器设置于吊斗上方，是吊斗最接近高压电设备的位置，可及时感应高压电，保证吊斗整体的安全性，另一方面，高压电感应器设置于吊斗上方第一预设距离处，这样设置，可使高压电感应器感应到的电压强度始终强于吊斗，可在吊斗进入高压电危险区域范围之前，感应出足够强的高压电，进而发出警报，提醒高压电危险，同时，高压电感应器设置于吊斗上方第一预设距离处，还可避免吊斗本体对高压电感应的遮挡与影响，使高压电感应器获得更加准确的电压感应信号。

进一步地，如图1和3，在高压电感应器采集到电压感应信号后，对其进行电平匹配处理，再传输给数据处理器。

可选地，所述升高车吊斗监测终端还包括支撑架，所述支撑架的一端安装所述高压电感应器、另一端设置在所述吊斗上，用于将所述高压电感应器固定在所述吊斗上方的第一预设距离处。

其中，通过设置支撑架，实现将高压电感应器固定在吊斗上方。一实施例中，参考图2，图2为升高车吊斗监测终端在吊斗上的设置位置的一实施例示意图。图2中的A即高压电感应器，其设置于吊斗一侧的上方，通过设置杆状的支撑架，一端固定在吊斗的一侧边，另一端安装高压电感应器，实现将高压电感应器固定在吊斗的一侧边上方第一预设距离处。这种设置，一方面，不对吊斗作业人员的正常作业造成阻碍，保证作业人员工作的正常进行，另一方面，将高压电感应器固定在吊斗上方第一预设距离处，其感应范围可包含吊斗整个上方一定范围，而减少吊斗本身结构对高压电感应器感应的不良影响，特别是，高压电感应器不仅能准确、快速、监测所在的吊斗侧周围的高压电状况，也能正常、提前于吊斗监测到吊斗其他侧周围的高压电状况，保证整个吊斗的安全。

升高车吊斗监测终端还包括超声波传感器，用于监测吊斗周围的障碍物信息。在吊斗的侧面设置多个超声波传感器，该多个超声波传感器可分布于吊斗的不同方位的侧面，每个超声波传感器监测吊斗不同方位角的障碍物信息，进而实现对吊斗周围的障碍物信息的全面监测，避免因超声波传感器的位置设置不合理，导致障碍物监测存在较大盲区，导致吊斗仍旧存在较大的碰撞危险。

吊斗为可载人的桶状物，其可为圆柱形，也可为棱柱形。

可选地，所述吊斗包含多个侧面，且每个侧面设置两个所述超声波传感器，所述每个侧面上设置的两个所述超声波传感器之间间隔第二预设距离。

其中，吊斗为棱柱形，包含多个侧面，如图2示出的为包含四个侧面的吊斗，在图2示出四侧面吊斗中，设置D1-D8八个超声波传感，每个侧面设置两个超声波传感器。在每个侧面设置两个超声波传感器，可实现对吊斗每个侧面的障碍物的监测，每个侧面上的两个超声波传感器之间间隔第二预设距离，则可实现对每个侧面进行多角度的障碍物监测，实现对每个侧面障碍物的全面监测，进而保证吊斗周围障碍物监测范围的全面覆盖，避免吊斗的碰撞风险。

可选地，每个侧面上设置的两个超声波传感器，可水平设置，也可上下设置，不同侧面之间的超声波传感器，可设置在同一水平线上，也可设置于不同水平线上。

可选地，所述数据处理器设置于所述吊斗的侧面。

数据处理器设置于吊斗的一个侧面，可与超声波传感器距离较近。如图2，在C处设置数据处理器。可选地，数据处理器可设置于高压电感应器所在的吊斗侧面，可同时离超声波传感器与高压电感应器较近，可保证顺利通信，对数据处理器与超声波传感器、高压电感应器有线通信的情况，可减少线缆长度，降低成本，同时，也减少置于吊斗上的线缆，避免因线缆过多造占据过多空间。

可选地，如图1所示，所述数据处理器包括控制器和WIFI通讯模组；所述WIFI通讯模组，用于在所述控制器的控制下实现与后台服务器的通讯。

其中，通过WIFI通讯模组可上传周期性的监测信息，可包括基于超声波传感器的障碍物感应信息，高压电感应器的电压感应信号等。可选地，将超声波传感器监测到的声波反射信号、高压电感应器监测到的电压感应信号均上传给后台服务器，由后台服务器进行分析，判断是否输出报警信号，可选地，也可由控制器分析超声波传感器监测到的声波反射信号、高压电感应器监测到的电压感应信号，判断是否输出报警信号，将控制器基于声波反射信号和电压感应信号获得的分析结果，上传到后台服务器，以便后台服务器实时了解吊斗状态。

通过WIFI通讯模组，实现数据处理器与后台服务器的通讯，间接实现吊斗与后台服务器的通讯，进而实现升高车吊斗状态的实时监测。

可选地，所述数据处理器还包括蓝牙通讯模组，用于扫描周围蓝牙信号，识别人员蓝牙ID。

其中，现场作业人员身上均佩戴有蓝牙标签，可设置在现场作业人员的衣物、手机、或施工专用的手表等设备中，且每个作业人员有其自身唯一的蓝牙ID。通过蓝牙的ibeacon扫描，即可获取吊斗当前周围蓝牙标签信息，识别蓝牙ID，即可识别作业人员身份。

此处的蓝牙通讯模组可采用BLE4.1芯片。

通过设置蓝牙通讯模组，可识别吊斗周围作业人员身份，更好地对作业人员进行管理。

可选地，所述数据处理器还包括声光报警器、电源管理模块、电池和语音播放电路。

其中，声光报警器包括指示灯和蜂鸣器，用于输出报警信号。指示灯可选为LED灯。

电池用于供电，电池可采用锂电池。

电源管理模块包括集成式锂电池充放电控制器，可实现锂电池的充放电管理与系统的供电，在睡眠状态下整机功耗低至6-8uA，此外，集成式锂电池充放电控制器还可用于监测电量，在数据上报过程中也上报电池的电压信息。

语音播放电路用于警情的语音播报。具体可设置一喇叭，用于警情语音播放。

可选地，如图3，所述数据处理器还包括接口。可配置接口连接至PC机，结合上位机软件对升高车吊斗监测终端进行出厂配置，该配置接口也可以用于充电，可通过PC机的USB接口取电，也可以用具有USB接口的电源适配器(5V/min.1A)取电。

可选地，升高车吊斗监测终端还包括一按键，用于唤醒升高车吊斗监测终端。当检测到该按键被按下时，触发生成唤醒命令，使升高车吊斗监测终端从睡眠状态进入正常运行状态。

可选地，升高车吊斗监测终端外壳上有二维码丝印，该二维码丝印内容为升高车吊斗监测终端的ID信息，以保证每个升高车吊斗监测终端身份的唯一性。

本发明还提出一种升高车吊斗监测控制方法。应用于如上所述的升高车吊斗监测终端。一实施例中，如图4，所述升高车吊斗监测控制方法包括：

步骤S10，控制多个超声传感器轮流发出声波，获取每个超声波传感器对应的反射声波，计算每个超声波传感器发射声波与接收反射声波的时间差。

步骤S20，根据每个超声波传感器的时间差，计算每个超声波传感器对应的障碍物距离。

其中，某一个时刻仅一个超声传感器工作，升高车吊斗监测终端中数据处理器的控制器，在某一时刻仅开展一个超声波传感器发出声波，并等待超声波传感器接收声波反射，计算时间差结合声速来计算出距离。控制器轮着控制各个超声传感器扫一遍，来获得各个超声波传感器通道的距离数据。例如，如图2在具有四侧面的吊斗的每个侧面设置2个超声波传感器，共8个超声波传感器，控制器轮流控制8个超声波传感器扫一遍，获得8个通道的距离数据，因各个超声波传感器都有一定的工作角度，获得8个通道的距离数据，即可获取吊斗周围所有障碍物信息。

步骤S30，当存在障碍物距离小于第三预设距离时，输出报警信号。

对于每个超声波传感器，判断其对应的障碍物距离与第三预设距离之间的大小关系，当任一超声波传感器对应的障碍物距离小于第三预设距离时，说明吊斗距离障碍物比较近，存在碰撞风险，因而输出报警信号。当存在障碍物距离大于或等于第三预设距离时，说明吊斗距离障碍物比较远，不存在碰撞风险，因而不输出报警信号，返回执行步骤S10。

通过对多个超声波传感器轮流控制，依次获得每个超声波传感器对应的障碍物距离，可降低对控制器的算力要求，降低成本，对于任一超声波传感器对应的障碍物距离小于第三预设距离时，输出报警信号，以实现对吊斗各个方向上防碰撞的预警，实现智能化、自动化的障碍物防碰撞预警，保证障碍物防碰撞预警的及时性与准确性。

可选地，如图5，所述升高车吊斗监测控制方法还包括：

步骤S40，获取高压传感器传输的电压信号，根据所述电压信号确定电压等级。具体指根据电压信号确定感应到的电压强度。

步骤S50，根据所述电压等级，获取当前的安全报警距离。

工作人员在吊斗上作业时，需要与带电体(如高压线)保持一定的安全距离。不同电压等级对应不同的安全报警距离，可预设电压等级与安全报警距离的对应关系，例如，电压等级为一级时，对应的安全报警距离为30米，电压等级为二级时，对应的安全报警距离为50米，电压等级为三级时，对应的安全报警距离为75米，电压等级为四级时，对应的安全报警距离为100米。

步骤S60，通过所述多个超声波传感器，检测吊斗与高压电源的距离。

通过超声波传感器，可检测出吊斗与高压电源的距离，具体而言，一实施方式中，可获取多个超声波传感器对应的障碍物距离，将最小的障碍物距离作为吊斗与高压电源的距离。另一实施方式中，可人为输入高压电源相对吊斗的方位，基于高压电源相对吊斗的方位，确定与监测该方位障碍物距离的超声波传感器，将该监测该方位障碍物距离的超声波传感器监测到的障碍物距离作为吊斗与高压电源的距离。

步骤S70，当所述吊斗与高压电源的距离小于或等于所述当前的安全报警距离时，输出报警信号。

当吊斗与高压电源的距离小于或等于当前的安全报警距离时，输出报警信号。可选地，可输出高压电危险的专属报警信号，例如，输出高压电危险的语音信息。

通过为不同电压电压等级设置不同的安全报警距离，使吊斗始终处于高压电危险区域之外，及时、准确地输出报警信号，保证吊斗作业人员的安全。

可选地，所述升高车吊斗监测控制方法还包括：

当所述升高车吊斗监测终端满足预设条件时，控制所述升高车吊斗监测终端进入睡眠状态，其中，所述预设条件包括：所述升高车吊斗监测终端的电量处于电量较低状态、接收到解锁命令且在接收解锁命令后预设时长(可选为3秒)内未接收到锁定命令、接收到睡眠命令中的一个。

当所述升高车吊斗监测终端处于锁定状态时，进行周期性超声波探测，进行周期性高压电报警监测；基于所述超声波探测和高压电报警监测的结果，判断是否有异常情况；若有异常，则输出报警信号；若没有异常，则周期性读取电量、周期性蓝牙扫描、周期性上报数据至后台服务器。

其中，睡眠状态即休眠状态或关机状态，可通过升高车吊斗监测终端上的按键唤醒或开机。锁定状态，指升高车吊斗监测终端的正常工作状态。

可选地，如图6，升高车吊斗监测终端执行如下流程：

在检测到上电或接收到唤醒信号后，进行参数初始化；

判断电量是否处于较低状态；

若电量处于较低状态，则进入睡眠状态，并控制LED闪烁和/或控制蜂鸣器蜂鸣；

若电量不处于较低状态，则判断串口是否已配置好；

若串口已配置好，则判断wifi是否连接，此处会搜寻预设的wifi热点并加入网络登陆服务端(即后台服务器)，等待服务端指令，服务端在监测到升高车吊斗监测终端登陆后，下发锁定指令，升高车吊斗监测终端进入正常工作模式；

若wifi没有连接，则计时，若在第一预设时长内wifi还是没有连接，则返回执行所述判断串口是否已配置好的步骤；

若wifi已连接，则接收数据帧，解析所述数据帧；

判断是否处于锁定状态；

若处于锁定状态，则进行周期性超声波探测，进行周期性高压电报警监测，判断是否有异常情况，若有异常，则进行语音播报，若没有异常，则周期性读取电量、周期性蓝牙扫描、周期性上报数据，返回执行所述判断电量是否处于较低状态步骤；

若接收的数据帧是解锁命令，且若是在接收到解锁命令后第二预设时长内还没锁定，则触发睡眠状态帧，进入睡眠状态；

若接收的数据帧是睡眠命令，则触发睡眠状态帧，进入睡眠状态。

通过上述机制的控制，升高车吊斗监测终端可在恰当的时机进入睡眠状态，以节省电能，减少电能损耗，也可在恰当的时机被唤醒进入锁定状态，正常运行，以进行吊斗周围障碍物监测和高压电监测，保证吊斗安全。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种升高车吊斗监测终端，其特征在于，应用在升高车的吊斗上，包括：数据处理器、高压电感应器及多个超声波传感器，所述数据处理器分别与所述高压电感应器、所述多个超声波传感器通信连接；

所述高压电感应器设置在所述吊斗上方的第一预设距离处；

所述多个超声波传感器设置在所述吊斗的侧面。

2.如权利要求1所述的升高车吊斗监测终端，其特征在于，所述吊斗包含多个侧面，且每个侧面设置两个所述超声波传感器，所述每个侧面上设置的两个所述超声波传感器之间间隔第二预设距离。

3.如权利要求1或2所述的升高车吊斗监测终端，其特征在于，所述升高车吊斗监测终端还包括支撑架，所述支撑架的一端安装所述高压电感应器、另一端设置在所述吊斗上，用于将所述高压电感应器固定在所述吊斗上方的第一预设距离处。

4.如权利要求3所述的升高车吊斗监测终端，其特征在于，所述数据处理器设置于所述吊斗的侧面。

5.如权利要求4所述的升高车吊斗监测终端，其特征在于，所述数据处理器包括控制器和WIFI通讯模组；所述WIFI通讯模组，用于在所述控制器的控制下实现与后台服务器的通讯。

6.如权利要求5所述的升高车吊斗监测终端，其特征在于，所述数据处理器还包括蓝牙通讯模组，用于扫描周围蓝牙信号，识别人员蓝牙ID。

7.如权利要求5所述的升高车吊斗监测终端，其特征在于，所述数据处理器还包括声光报警器、电源管理模块、电池和语音播放电路；

所述声光报警器包括指示灯和蜂鸣器，用于输出报警信号；

所述电源管理模块包括集成式锂电池充放电控制器，用于监测电量；

所述电池用于供电；

所述语音播放电路用于警情的语音播报。

8.一种升高车吊斗监测控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任一项所述的升高车吊斗监测终端，所述升高车吊斗监测控制方法包括：

控制多个超声传感器轮流发出声波，获取每个超声波传感器对应的反射声波，计算每个超声波传感器发射声波与接收反射声波的时间差；

根据每个超声波传感器的时间差，计算每个超声波传感器对应的障碍物距离；

当存在障碍物距离小于第三预设距离时，输出报警信号。

9.如权利要求8所述的升高车吊斗监测控制方法，其特征在于，还包括：

获取高压传感器传输的电压信号，根据所述电压信号确定电压等级；

根据所述电压等级，获取当前的安全报警距离；

通过所述多个超声波传感器，检测吊斗与高压电源的距离；

当所述吊斗与高压电源的距离小于或等于所述当前的安全报警距离时，输出报警信号。

10.如权利要求8或9所述的升高车吊斗监测控制方法，其特征在于，还包括：

当所述升高车吊斗监测终端满足预设条件时，控制所述升高车吊斗监测终端进入睡眠状态，其中，所述预设条件包括：所述升高车吊斗监测终端的电量处于电量较低状态、接收到解锁命令且在接收解锁命令后预设时长内未接收到锁定命令、接收到睡眠命令中的一个；

当所述升高车吊斗监测终端处于锁定状态时，进行周期性超声波探测，进行周期性高压电报警监测；基于所述超声波探测和高压电报警监测的结果，判断是否有异常情况；若有异常，则输出报警信号；若没有异常，则周期性读取电量、周期性蓝牙扫描、周期性上报数据至后台服务器。

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