CN113470389A - 一种智慧交通管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智慧交通管控系统及方法，智慧交通管控系统包括设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，合流管控子系统包括沿车行方向依次间隔设置的第一动态情报信息屏、第二动态情报信息屏以及第三动态情报信息屏，并将车辆分合流区域依次划分为第一正常车速区、与汇流匝道连通的减速区、提速区以及第二正常车速区，能够有效地达到车辆有序地通过互通和枢纽路段。通过建立车速的气象环境判断模型以及安全车距与车速联动的判断模型，生成行车安全主动管控策略，能够应用于不同的路段场景，实时向动态情报信息屏输出实时车路、车距、路况信息等，进而提高通行效率和行车安全水平。

Description

一种智慧交通管控系统及方法

技术领域

本发明涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种智慧交通管控系统及方法。

背景技术

目前，我国的高速公路行车安全主动管控系统的发展才刚刚起步，在运营安全领域进行了积极的探索和努力，在交通安全设施方面形成了一系列标准和规范。针对易起雾、易结冰、易积水、车流量大、重点桥梁、事故频发等特殊路段和互通枢纽的安全车速车距动态协同的预警、警示、引导和管控等信息没有具体量化和可视化的产品，更没有针对在上述场景的主动管控策略。具体而言现有技术中存在以下几个方面的缺陷：

(一)无法实现多种场景下的全覆盖，应用场景的适应能力差。没有对驾驶员在高速、主干道的易起雾、易结冰、易积水、车流量大、重点桥梁等特殊路段、互通枢纽等，通常是交通事故发生的重灾区的车速车距动态协同的预警、警示、引导和管控等信息没有具体量化和可视化的产品，更没有针对上述场景对应的主动管控策略。

(二)产品功能单一，设计不合理。目前的产品、方案只是单一考虑1～2种因素，没有综合地从驾驶员的驾驶习惯、气象条件变化对车辆行驶的影响、交通状况的影响、以及一切道路安全行驶的影响等角度出发开发产品，更没有通过产品执行车距车速动态协同的主动预警、警示和管控策略。

(三)实施效果差，对驾驶员和道路管理者缺少直观的、具象化的现场车距、车速、交通流量等数据信息发布。只是针对车距控制和测量计算，没有从车距和车速动态协同控制的方面研发主控系统和产品。即没有具体量化和可视化产品将建议合理的车距车速动态协同信息发布给驾驶员。

(四)缺少高速公路现有机电设备和交安设施的可融合、可整合的产品，所以无法将车距、车速的动态协同控制的功能和技术使用在高速公路现有机电设备和交安设施上面，因此无法使利用高速公路现有的软硬件和设施建立路面行车安全性冗余，路面行车安全性大打折扣。

鉴于此，有必要提供一种智慧交通管控系统及方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智慧交通管控系统及方法，以解决现有技术中的高速公路行车安全主动管控的感知能力、交互能力和智慧程度较低，难于解决车辆在上述区域安全行车和便捷通行的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种智慧交通管控系统及方法，应用于智慧交通管控系统，所述智慧交通管控系统包括设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，所述合流管控子系统包括沿车行方向依次间隔设置的第一动态情报信息屏、第二动态情报信息屏以及第三动态情报信息屏；其中，所述第一动态情报信息屏设置于汇流匝道的合流口之前的第一预设距离处，所述第二动态情报信息屏以及第三动态情报信息屏设置于所述合流口之后的第二预设距离处以及第三预设距离处；所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏以及所述第三动态情报信息屏将所述车辆分合流区域依次划分为第一正常车速区、与汇流匝道连通的减速区、提速区以及第二正常车速区；所述方法包括步骤：

S1，获取设置于汇流匝道处的侦测模块侦测到的汇入车辆信息；

S2，在所述汇入车辆信息不为空时，控制所述第二动态情报信息屏对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示汇流信号；在所述汇入车辆信息为空时，控制所述第二动态情报信息屏对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示主路通行信号以及建议的车速和车距信息。

优选地，所述汇流信号为红色警示信号，所述主路通行信号为绿色通行信号。

优选地，所述第一动态情报显示屏显示减速信号和合流指示信息，以及建议的车速和车距信息。

优选地，所述第三动态情报信息屏显示建议的提升车速和车距信息。

优选地，所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏以及所述第三动态情报信息屏的显示信号还包括车道限速信息、车距限制信息、天气信息、道路信息中的一种或多种。

优选地，所述汇流匝道的合流口还设置有与所述第一动态情报信息屏联动的第四动态情报信息屏。

优选地，所述侦测模块包括气象数据采集装置和交通流量采集装置，所述方法还包括步骤：

S3，获取所述气象数据采集装置采集的气象数据信息，并根据所述气象数据信息建立车速的气象环境判断模型；

S4，获取所述交通流量采集装置采集的流量数据信息，并根据所述流量数据信息开发建议的安全车距与车速联动的判断模型；

S5，根据所述气象环境判断模型以及所述安全车距与车速联动的判断模型生成行车安全主动管控策略模型；

S6，根据所述行车安全主动管控策略模型实时地向所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏、所述第三动态情报信息屏以及所述第四动态信息情报屏输出所述显示信号。

优选地，所述气象数据采集装置包括能见度检测器、气象六要素检测器以及路面状态检测器中的一种或多种。

优选地，所述交通流量采集装置包括微波车辆检测器、毫米波雷达检测器、电感环检测器、超声波检测器、红外检测器、视频检测器中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明所提供的具有如下的有益效果：

本发明所提供的一种智慧交通管控系统及方法，所述智慧交通管控系统包括设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，所述合流管控子系统包括沿车行方向依次间隔设置的第一动态情报信息屏、第二动态情报信息屏以及第三动态情报信息屏，所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏以及所述第三动态情报信息屏将所述车辆分合流区域依次划分为第一正常车速区、与汇流匝道连通的减速区、提速区以及第二正常车速区，能够有效地达到车辆有序地通过互通和枢纽路段。通过获取侦测模块中的气象数据采集装置采集的气象数据信息，建立车速的气象环境判断模型。获取所述交通流量采集装置采集的流量数据信息，开发建议的安全车距与车速联动的判断模型。进而通过二者联合生成行车安全主动管控策略，能够应用于上述不同的路段场景，如常规路段、特殊路段(易起雾、易结冰、易积水、车流量大)、桥梁隧道、互通、枢纽等容易引起交通事故的路段，实时向动态情报信息屏输出实时车路、车距、路况信息等，从而提示信息主动发布给驾驶员/车，帮助驾驶员减少误判，通过行车安全主动管控策略模型达到提高通行效率和行车安全水平。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中的流程示意图；

图2为本发明一个实施例中的步骤S2之后的流程示意图；

图3为本发明一个实施例中的应用场景图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

第一动态情报信息屏100；第二动态情报信息屏110；第三动态情报信息屏120；第四动态情报信息屏130；

第一正常车速区200；减速区210；提速区220；第二正常车速区230。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅附图1-3，本发明提供的一实施例中的一种智慧交通管控系统及方法，应用于智慧交通管控系统，所述智慧交通管控系统包括设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，所述合流管控子系统包括沿车行方向依次间隔设置的第一动态情报信息屏100、第二动态情报信息屏110以及第三动态情报信息屏120；其中，所述第一动态情报信息屏100设置于汇流匝道的合流口之前的第一预设距离处，所述第二动态情报信息屏110以及第三动态情报信息屏120设置于所述合流口之后的第二预设距离处以及第三预设距离处；所述第一动态情报信息屏100、所述第二动态情报信息屏110以及所述第三动态情报信息屏120将所述车辆分合流区域依次划分为第一正常车速区200、与汇流匝道连通的减速区210、提速区220以及第二正常车速区230。

本领域技术人员应当理解的是，所述智慧交通管控系统包括但不限于是设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，可以理解的是，在其他实施例中，所述智慧交通管控系统还可以包括设置于其他路段、其他场景的处的合流管控子系统，例如可以是常规路段、特殊路段(易起雾、易结冰、易积水、车流量大)、桥梁隧道、互通、枢纽等容易引起交通事故的路段。优选地，本实施例重点论述的位于事故高发地段、同样也是情况最为复杂的枢纽分合流路段，其他路段可以根据本实施例中的枢纽分合流路段的情况进行适应性变化即可得到，具体情况将在后面进行介绍。

其中，本领域技术人员需要注意的是，所述第一预设距离、所述第二预设距离以及所述第三预设距离可以根据实际需要进行设定，应当结合实际枢纽分合流路段进行设定。并且，通过沿车行方向依次间隔设置的第一动态情报信息屏100、第二动态情报信息屏110以及第三动态情报信息屏120，能够将车辆分合流区域依次划分为第一正常车速区200、减速区210、提速区220以及第二正常车速区230，能够有效地达到车辆有序地通过互通和枢纽路段。

所述方法包括步骤：

S1，获取设置于汇流匝道处的侦测模块侦测到的汇入车辆信息。具体的，所述侦测模块包括但不限于是气象数据采集装置和交通流量采集装置，例如通过交通流量采集装置实时动态地侦测匝道汇入的车辆信息，例如，可以通过气象数据采集装置采集气象环境数据，进而根据不同的气象环境提供不同建议的车距车速等信息。

S2，在所述汇入车辆信息不为空时，控制所述第二动态情报信息屏110对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示汇流信号；在所述汇入车辆信息为空时，控制所述第二动态情报信息屏110对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示主路通行信号以及建议的车速和车距信息。其中，在所述汇入车辆信息不为空时，换而言之，在匝道有车辆即将汇入主路时，控制所述第二动态情报信息屏110对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示汇流信号，汇流信号包括但不限于是车道限速信息、车距限制信息、天气信息、道路信息中的一种或多种，从而及时提醒位于主路车辆降低车速，增加行车距离等。在所述汇入车辆信息为空时，也就是说，在匝道没有车辆汇入的情况下，控制所述第二动态情报信息屏110对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示主路通行信号以及建议的车速和车距信息，提醒位于主路车辆可以保持按建议的车速车距行驶等信息。

请再次参阅图3，下面对本实施例中智慧交通管控系统包括设置于车辆分合流路段处的合流管控子系进行进一步地介绍。

其中，动态情报显示屏可以根据设计需要可设置为悬臂式情报信息屏，或使用门架式情报信息屏，或其他类似形式的情报信息屏。

在一具体实施方式中，比如通过第一动态情报信息屏100，让主路车辆降低车速，增加行车距离，并提醒前方有高速出口及车辆汇入，如提示小型车以建议的车速80km/h和车距50m通过减速区210(大型车建议80km/h、车距100m)。

此外，主路车辆和匝道汇入车辆在减速区210合流之后，第三动态情报信息屏120将会提示提升建议车速，保持建议车距(小型车建议90km/h、车距50m，大型车80km/h、车距100m)。在两股车流合流在主路上的提速区220行驶一段距离后，第三动态情报信息屏120将会提示建议车速(比如在气象正常情况，提示的建议车速就是设计限速)，保持车距(小型车建议110km/h、车距100m，大型车80km/h、车距150m)。通过以上方式到达行驶有序通过互通和枢纽路段。

另外，在匝道上准备汇入主路的车辆将会得到第四动态情报信息屏130的提示，如通行规则、合流提示、驶入主路等信息。第四动态情报信息屏130将会配合匝道和主路上的交安设施、机电设备协同工作，如匝道信号装置，主路车辆感应器、主路门架设备、通信设备等等，具体设备设施按照高速公路实际施工情况而定。

本领域技术人员应当理解的是，上述的情报信息屏还可以结合摄像头，管控交通枢纽实线违规变道。匝道的智能感应设备可以根据汇入车辆的多少，联动第一动态情报信息屏100，实时调整车速提醒，或者显示拥堵情况。

上述的智慧交通管控系统包括但不限于是设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，智慧交通管控系统还可以包括设置于其他路段的处的合流管控子系统，下面对不同路段场景做进一步说明：

一、常规路段

在动态情报信息屏上输出主路、匝道输出预警、警示、管控信息，如：各类型车辆的建议车速和建议车距、车道通行状态、诱导屏文本输出、到下一出口/关键出口时间等。

进一步地，在能见度良好，干燥路面，路面附着系数高的状态下，路段断面小时平均流量正常，小型车建议时速100km/h(根据道路设计限速100km/h)，建议车距保持90米，大型车建议时速80km/h，建议车距保持100米，右侧应急车道禁止通行。同时，提示驾驶员根据相应参照物保持行车距离。这些参照物可以包括交安标志，例如车距标志；也可以包含机电设备，例如专门设计的跟车发光标记；或相应的车距测量设备设施。具体参照物按照高速公路实际施工情况而定。

二、特殊路段(易起雾、易结冰、易积水、车流量大、重点桥梁等)

在动态情报信息屏上输出主路、匝道输出预警、警示、管控信息，如：各类型车辆的建议车速和建议车距、车道通行状态、诱导屏文本输出、到下一出口/关键出口时间等。

(1)易起雾的特殊路段：例如，200米<能见度<500米，湿滑路面，路面附着系数中等时(根据路面检测设备数据得来)。动态情报信息屏提示前方路段有大雾，建议小型车时速80km/h，车距保持150米通过，建议大型车时速80km/h，车距保持250米通过，右侧应急车道禁止通行。同时，提示驾驶员根据相应参照物保持行车距离，这些参照物可以包括交安标志，例如车距标志；也可以包含机电设备，例如专门设计的跟车发光标记；或相应的车距测量设备设施。具体参照物按照高速公路实际施工情况而定。

根据气象环境判断模型、安全车距与车速联动的判断模型的研判，大雾能见度影响到行车安全，则提示驾驶员尽快驶离高速，建议车速控制在20km/h，谨慎驾驶，并且提示最近出口的距离。

(2)易结冰、易积水的路段(桥梁)：动态情报信息屏提示前方路段有路面结冰，建议小型车时速60km/h，车距保持100米通过，建议大型车时速60km/h，车距保持200米通过，保持中间车道行驶，左侧和右侧应急车道禁止通行。同时，提示驾驶员根据相应参照物保持行车距离。

(3)车流量密集路段：动态情报信息屏提示前方路段车辆拥挤，建议小型车时速80km/h，车距保持80米通过，建议大型车时速80km/h，车距保持150米通过，并提示车流密集，减速行驶，应急车道可通行。同时，提示驾驶员根据相应参照物保持行车距离。

(4)施工路段：施工路段之前提示，建议所有车辆时速60km/h，车距保持100米通过，告知前方路段施工作业占用左侧车道，左侧车道禁止通行，中间车道和右侧应急车道开放通行。动态情报信息屏告知前方路段施，并且提示最近出口距离，让驾驶员可以有选择分流的机会。

进一步地，所述汇流信号为红色警示信号，所述主路通行信号为绿色通行信号；所述第一动态情报显示屏显示减速信号和合流指示信息，以及建议的车速和车距信息；所述第三动态情报信息屏120显示建议的提升车速和车距信息。

作为本发明的一较佳的实施方式，所述汇流匝道的合流口还设置有与所述第一动态情报信息屏100联动的第四动态情报信息屏130。通过将所述第一动态情报信息屏100与所述第四动态情报信息屏130联动的形式，一方面可以动态地提示行驶在主路上的车辆前方有无车辆汇入，另一方面可以动态地提示行驶在匝道的车辆主道有无车辆行驶，通过双屏联动的方式，能够主动提供给驾驶员准确的信息，帮助驾驶员减少误判，以有效、安全的方式引导通过，这些信息既可以通过数字地图提供给驾驶员/车，也可以通过提供常规信息(如可变动态情报信息屏)来指导传统车辆，或者通过交通标志和其他路面设施(例如发光单元、标线等)，达到全路段的行车安全主动管控效果。

作为本发明一优选的实施方式，所述侦测模块包括气象数据采集装置和交通流量采集装置，所述方法还包括步骤：

S3，获取所述气象数据采集装置采集的气象数据信息，并根据所述气象数据信息建立车速的气象环境判断模型。具体的，通过气象数据采集装置实时动态地采集气象数据信息，进而根据不同的气象状况建立车速随气象环境变化的气象环境判断模型。其中，所述气象数据采集装置包括但不限于是能见度检测器、气象六要素检测器以及路面状态检测器中的一种或多种。例如，采用能见度检测器可以实时动态地检测路面的能见度，比如在大雾天气下，能见度低，此时气象环境判断模型对应的车速相应的降低。又例如，采用路面状态检测器可以实时动态地检测到路面的干燥度、路面附着系数等，比如，在干燥路面、路面附着系数高的状态时，此时气象环境判断模型对应的车速可以相应的提高，具体车速可以根据实际需要设定。

S4，获取所述交通流量采集装置采集的流量数据信息，并根据所述流量数据信息开发建议的安全车距与车速联动的判断模型。具体的，通过交通流量采集装置实时动态地采集交通流量数据信息，进而根据不同的流量数据信息开发建议的安全车距与车速联动的判断模型。进一步地，所述交通流量采集装置包括但不限于是微波车辆检测器、毫米波雷达检测器、电感环检测器、超声波检测器、红外检测器、视频检测器中的一种或多种。例如采用微波车辆检测器，微波车辆检测器是一种利用数字雷达波检测技术实时检测交通流量、平均车速、车型及车道占用率等交通数据的产品，广泛应用于高速公路、城市道路、桥梁等进行全天候的交通检测，能够精确的检测高速公路上的任何车辆，从而实时获得流量数据信息。

本领域技术人员需要注意的是，本发明中的安全车距与车速联动的判断模型，能够将安全车距与车速进行实时动态地联动，换而言之，在不同的交通流量状况下，安全车距与车速是动态变化、实时更新的，而不是固定不变的，从而得出最优的安全车距与车速。

S5，根据所述气象环境判断模型以及所述安全车距与车速联动的判断模型生成行车安全主动管控策略模型。具体的，通过气象环境判断模型以及安全车距与车速联动二者联合生成行车安全主动管控策略，也就是说通过气象数据信息以及流量数据信息二者，结合两大模型综合得出行车安全主动管控策略模型。

S6，根据所述行车安全主动管控策略模型实时地向所述第一动态情报信息屏100、所述第二动态情报信息屏110、所述第三动态情报信息屏120以及所述第四动态信息情报屏输出所述显示信号。需要注意的是，所述行车安全主动管控策略模型可以应用于上述不同的路段场景，如常规路段、特殊路段(易起雾、易结冰、易积水、车流量大)、桥梁隧道、互通等容易引起交通事故的路段，实时向动态情报信息屏输出实时车路、车距、路况信息等，从而提示信息主动发布给驾驶员/车，帮助驾驶员减少误判，通过行车安全主动管控策略模型达到提高通行效率和行车安全水平。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种智慧交通管控系统及方法，应用于智慧交通管控系统，其特征在于，所述智慧交通管控系统包括设置于车辆分合流路段处的合流管控子系统，所述合流管控子系统包括沿车行方向依次间隔设置的第一动态情报信息屏、第二动态情报信息屏以及第三动态情报信息屏；其中，所述第一动态情报信息屏设置于汇流匝道的合流口之前的第一预设距离处，所述第二动态情报信息屏以及第三动态情报信息屏设置于所述合流口之后的第二预设距离处以及第三预设距离处；所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏以及所述第三动态情报信息屏将所述车辆分合流区域依次划分为第一正常车速区、与汇流匝道连通的减速区、提速区以及第二正常车速区；所述方法包括步骤：

S1，获取设置于汇流匝道处的侦测模块侦测到的汇入车辆信息；

S2，在所述汇入车辆信息不为空时，控制所述第二动态情报信息屏对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示汇流信号；在所述汇入车辆信息为空时，控制所述第二动态情报信息屏对应的靠近所述汇流匝道处的车道指示灯显示主路通行信号以及建议的车速和车距信息。

2.根据权利要求1所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述汇流信号为红色警示信号，所述主路通行信号为绿色通行信号。

3.根据权利要求1所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述第一动态情报显示屏显示减速信号和合流指示信息，以及建议的车速和车距信息。

4.根据权利要求1所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述第三动态情报信息屏显示建议的提升车速和车距信息。

5.根据权利要求1所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述汇流匝道的合流口还设置有与所述第一动态情报信息屏联动的第四动态情报信息屏。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏以及所述第三动态情报信息屏的显示信号还包括车道限速信息、车距限制信息、天气信息、道路信息中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述侦测模块包括气象数据采集装置和交通流量采集装置，所述方法还包括步骤：

S3，获取所述气象数据采集装置采集的气象数据信息，并根据所述气象数据信息建立车速的气象环境判断模型；

S4，获取所述交通流量采集装置采集的流量数据信息，并根据所述流量数据信息开发建议的安全车距与车速联动的判断模型；

S5，根据所述气象环境判断模型以及所述安全车距与车速联动的判断模型生成行车安全主动管控策略模型；

S6，根据所述行车安全主动管控策略模型实时地向所述第一动态情报信息屏、所述第二动态情报信息屏、所述第三动态情报信息屏以及所述第四动态信息情报屏输出所述显示信号。

8.根据权利要求7所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述气象数据采集装置包括能见度检测器、气象六要素检测器以及路面状态检测器中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的智慧交通管控系统及方法，其特征在于，所述交通流量采集装置包括微波车辆检测器、毫米波雷达检测器、电感环检测器、超声波检测器、红外检测器、视频检测器中的一种或多种。

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