CN113541321A - 一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，包括电网巡视监测模块、诊断模块、故障模拟模块、运维工作管理模块和企业服务端，电网巡视监测模块对工业电网每一服务区进行实时监测，诊断模块对故障服务区进行分析，故障模拟模块判断具体故障区域，运维工作管理模块生成电力设备维修计划，企业服务端接收并确认电力设备维修计划。本发明通过诊断模块对具体故障区域进行判断，诊断模块根据检测到的故障发生信号开启故障模拟模块，以确认具体故障区域，增加了故障判断的精确性，另外，本发明设置运维工作管理模块根据具体故障区域生成电力设备维修计划以使运维队伍针对该问题进行维修，提高了工业电网的故障维修效果。

Description

一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统

技术领域

本发明涉及工业电网的运维技术领域，具体涉及一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统。

背景技术

电网调度管理是指为确保电网安全、优质、经济地运行，电网调度机构依据有关规定对电网的生产运行、电网调度系统以及人员职务活动所进行的管理，它一般包括调度运行管理、调度计划管理、继电保护和安全自动装置管理、电网调度自动化管理、电力通信管理、水电厂水库调度管理、电力系统人员培训管理等。

电力管理部门通常需要对工业电网中的电力设备进行运维作业，现有技术中的工业电网运维系统通过故障数据分析得出工业电网的故障位置，以上方式可能在初次检测过程中出现检测失误的问题，并且为了增加故障判断的准确性需要对工业电网的故障位置进行延时监测，对工业电网的检测可能会对工业电网的整体运作造成影响。

发明内容

为此，本发明提供一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，有效的解决了现有技术中的检测失误以及检测过程对工业电网运作造成影响的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，包括：

电网巡视监测模块，安装在工业电网上，用于对工业电网对应每一服务区的总线和支线上的电力设备的运行状态进行实时监测，并对实时监测数据与异常运行状态之间的对比结果产生进行记录处理，并根据所述实时监测数据向诊断模块发送故障发生信号；

诊断模块，用于接收所述故障发生信号且将产生所述故障发生信号的服务区定义为故障服务区，根据所述故障发生信号关闭所述故障服务区的电网连接并开启所述故障服务区的故障模拟模块，并且接收所述故障模拟模块的反馈数据；

故障模拟模块，安装在每一服务区的所述工业电网，用于处理得出所述故障服务区的正常运行状态与实时监测数据之间不同的差异元素，且建立差异元素与具体故障区域之间的关联模型，以判断得出所述故障服务区的具体故障区域，将得出的所述具体故障区域反馈至所述诊断模块；

运维工作管理模块，用于根据判断得出的所述具体故障区域生成对应的电力设备维修计划以及根据企业服务端反馈的运维服务评分按顺序发送至企业服务端的不同运维队伍；

企业服务端，用于记录进行电力设备维修计划的运维队伍，并统计所述运维队伍实施完所述电力设备维修计划的运维效果以处理得出所述运维队伍的所述运维服务评分，并将不同所述运维队伍对应的所述运维服务评分反馈至所述运维工作管理模块。

作为本发明的优选方案，所述电网巡视监测模块包括实时监测单元、数据存储单元、以及数据处理单元；

所述实时监测单元安装在工业电网的不同服务区，并用于监测工业电网的支线上的电力设备的运行情况并生成实时监测数据，所述数据存储单元用于存储与所述服务区对应的服务区编码和与所述实时监测数据对应的阈值，所述数据处理单元用于接收所述实时监测数据并提取所述数据存储单元中存储的与所述实时监测数据对应的所述阈值，并将所述实时监测数据与所述阈值进行比对处理以判断出实时监测数据异常情况，所述数据处理单元根据所述实时监测数据异常情况向所述诊断模块发送所述故障发生信号以及与所述故障服务区对应的所述服务区编码。

作为本发明的优选方案，所述诊断模块包括区域分析单元、控制单元、以及信息处理传输单元；

所述区域分析单元用于根据所述故障发生信号和所述服务区编码分析得出发生故障的所述故障服务区，所述控制单元根据所述区域分析单元的分析结果控制关闭所述故障服务区的电网连接，并向所述故障模拟模块发送启动指令控制所述故障模拟模块运行，所述信息存储传输单元用于接收所述故障模拟模块的反馈信息并将所述反馈信息进行存储并传输至所述运维管理模块。

作为本发明的优选方案，所述故障模拟模块包括切路装置、备用检测电站、以及故障分析单元，所述故障分析单元、所述切路装置和所述备用检测电站用于接收所述启动指令并启动运行；

所述备用检测电站连接设置在处于故障服务区内的工业电网的总线上。

作为本发明的优选方案，所述切路装置包括切断部件和切换部件，所述切断部件用于切断所述故障服务区内的工业电网上的支线上的电力设备连接，所述切换部件用于切换所述故障服务区内的工业电网的供电源；

所述切断部件设置在处于故障服务区内的工业电网的不同支线上，所述切换部件设置在所述总线与所述备用检测电站的连接节点。

作为本发明的优选方案，所述故障分析单元包括数据接收部分、数据分析部分和模型存储部分；

所述数据接收部分与所述实时监测单元通讯连接，所述数据接收部分接收所述故障服务区内的工业电网的所述实时监测单元的实时监测数据并记录在所述备用检测电站为不同支线电力设备供电情况下所述电力设备的运行情况，所述数据分析部分将不同支线电力设备供电情况下所述电力设备的运行情况与正常运行情况比对得出所述差异元素，并根据所述差异元素和与所述差异元素对应的所述支线建立支线运行情况表格，所述模型存储部分内存储有所述关联模型。

作为本发明的优选方案，所述数据分析部分检索所述支线运行情况表格中差异元素的数量以及所述差异元素为一个情况下的对应所述支线，并提取所述关联模型进行比对；

基于所述关联模型，所述差异元素数量大于一个的对应所述具体故障区域为总线故障，所述差异元素数量等于一个的对应所述具体故障区域为对应支线故障。

作为本发明的优选方案，所述运维工作管理模块用于根据接收的所述具体故障区域生成工业电网中的电力设备维修计划发送至所述企业服务端供企业确认所述电力设备维修计划。

作为本发明的优选方案，所述企业服务端包括企业接入管理单元和运维队伍管理单元；

所述企业接入管理单元用于记录待实施电力设备维修计划的运维队伍，所述运维队伍管理单元对所述运维队伍进行分析管理。

作为本发明的优选方案，所述运维队伍管理单元用于接收所述运维队伍实施所述电力设备运维计划之后工业电网的运行情况并根据所述运行情况对所述运维队伍的运维服务质量进行评分得出所述运维服务评分，所述运维队伍管理单元将所述运维服务评分反馈至所述运维工作管理模块；

所述运维工作管理单元根据所述运维服务评分优先向评分结果高的所述运维队伍发送所述电力设备维修计划以供所述运维队伍确认。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过设置诊断模块对工业电网的故障服务区的具体故障区域进行判断，诊断模块根据检测到的故障发生信号开启故障模拟模块，以确认具体故障区域，增加了故障判断的精确性，另外，本发明设置运维工作管理模块根据具体故障区域生成电力设备维修计划顺次发送至企业服务端排序的运维队伍，使运维队伍针对该问题进行维修，提高了工业电网的故障维修效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的切路装置和备用检测电站的连接示意图；

图3为本发明实施例中的故障分析单元的结构框图；

图4为本发明实施例中的支线运行情况表格的示例图；

图5为本发明实施例提供的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统的运维方法的流程图。

具体实施方式

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，通过对工业电网的故障服务区的具体故障区域进行判断，增加了故障判断的精确性，在进行故障区域诊断的过程中采用备用检测电站为故障服务区的工业电网供电，避免因故障服务区的工业电网无法使用导致延误其他服务区的工业电网的使用的问题，另外通过运维工作管理模块根据具体故障区域生成电力设备维修计划顺次发送至企业服务端排序的运维队伍，使运维服务评分较高的运维队伍针对该问题进行维修，提高了工业电网的故障维修效果。

本发明包括电网巡视监测模块、诊断模块、故障模拟模块、运维工作管理模块和企业服务端，电网巡视监测模块对工业电网每一服务区进行实时监测，诊断模块对故障服务区进行分析，故障模拟模块用于模拟故障服务区每一支线的正常运行情况以判断具体故障区域，运维工作管理模块根据具体故障区域生成电力设备维修计划，企业服务端接收并确认电力设备维修计划，上述对本发明的每一模块进行大致描述，以下内容对每一模块进行分开阐述。

一：电网巡视监测模块，安装在工业电网上，用于对工业电网对应每一服务区的总线和支线上的电力设备的运行状态进行实时监测，并对实时监测数据与异常运行状态之间的对比结果产生进行记录处理，并根据实时监测数据向诊断模块发送故障发生信号。

电网巡视监测模块主要实现监测、判别异常两个功能，本发明的电网巡视监测模块主要采取以下优选实施例，电网巡视监测模块包括实时监测单元、数据存储单元、以及数据处理单元。

在本实施例中实时监测单元安装在工业电网的不同服务区，并用于监测工业电网的支线上的电力设备的运行情况并生成实时监测数据，实时监测单元主要对每个支线上的电力设备的运行进行监测，具体监测项目可设置为电力设备的电压电流数值。

为了为实时监测数据提供比对标准，本实施例提供了数据存储单元，数据存储单元用于存储与服务区对应的服务区编码和与实时监测数据对应的阈值，其中，阈值为每个支线的电力设备的监测数据的标准数值。

本实施例采用数据处理单元进行异常判定，数据处理单元用于接收实时监测数据并提取数据存储单元中存储的与实时监测数据对应的阈值，并将实时监测数据与阈值进行比对处理以判断出实时监测数据异常情况（当比对不一致或者实时监测数据不在阈值范围内则判定为实时监测数据异常情况），数据处理单元根据实时监测数据异常情况向诊断模块发送故障发生信号以及与故障服务区对应的服务区编码。

本实施例中数据存储单元中存储有故障服务区对于的服务区编码，根据接收的服务区编码可便于诊断模块分析出故障服务区所在位置。

二：诊断模块，用于接收故障发生信号且将产生故障发生信号的服务区定义为故障服务区，根据故障发生信号关闭故障服务区的电网连接并开启故障服务区的故障模拟模块，并且接收故障模拟模块的反馈数据。

诊断模块主要分析出故障服务区的所在位置并控制具体故障区域诊断的下一步进行，本发明中的诊断模块采用以下优选实施例，诊断模块包括区域分析单元、控制单元、以及信息处理传输单元。

本实施例中的区域分析单元用于根据故障发生信号和服务区编码分析得出发生故障的故障服务区，区域分析单元接收数据处理单元发送的故障发生信号和服务区编码，并根据服务区编码判断出发送故障的故障服务区，即故障服务区的位置。

根据判断得出的故障服务区，控制单元控制关闭该故障服务区的电网连接，并向故障模拟模块发送启动指令控制故障模拟模块运行，也就是控制故障模拟模块启动以判断得出故障服务区内的具体故障区域。

在本实施例中，信息存储传输单元用于接收故障模拟模块的反馈信息，也就是故障模拟模块得出的具体故障区域，并将反馈信息（具体故障区域）进行存储并传输至运维管理模块，以供运维管理模块对具体故障区域实施维修措施。

三：故障模拟模块，故障模拟模块安装在每一服务区的工业电网（以便于在某一服务区出现故障时启动对应服务区的故障模拟模块），用于处理得出故障服务区的正常运行状态与实时监测数据之间不同的差异元素，且建立差异元素与具体故障区域之间的关联模型，以判断得出故障服务区的具体故障区域，将得出的具体故障区域反馈至诊断模块。

故障模拟模块主要在进行故障诊断的过程中切断与外界工业电网的联系，以防止检测时间较长对外界电网的使用造成影响，故障模拟模块包括切路装置、备用检测电站、以及故障分析单元，故障分析单元、切路装置和备用检测电站用于接收启动指令并启动运行。

备用检测电站连接设置在处于故障服务区内的工业电网的总线上，在接收到启动指令情况下启动运行为故障服务区内的电网供电，以便于检测出支线上电力设备的运行情况。

本实施例中主要采用切路装置来更换故障服务区的供电源和控制支线的电连情况，本实施例中切路装置结构如下，切路装置包括切断部件和切换部件，切断部件用于切断故障服务区内的工业电网上的支线上的电力设备连接，切换部件用于切换故障服务区内的工业电网的供电源，切断部件设置在处于故障服务区内的工业电网的不同支线上，切换部件设置在总线与备用检测电站的连接节点。

在本实施例中，当接收到启动指令情况下，切换部件将故障服务区的电网连接至备用检测电站的连接线路上；当需要对某一条支线进行检查时，通过切断部件切断其他支线的电路连接，只连接检测支线并监测支线上电力设备的运行情况。

另外，本实施例采用故障分析单元根据检测的数据具体分析出具体故障区域，故障分析单元主要包括数据接收部分、数据分析部分和模型存储部分。

数据接收部分与实时监测单元通讯连接，数据接收部分接收故障服务区内的工业电网的实时监测单元的实时监测数据并记录在备用检测电站为不同支线电力设备供电情况下电力设备的运行情况，数据接收部分只在故障模拟模块启动的情况提取实时监测单元中的实时监测数据，并将该实时监测数据传输至数据分析部分。

数据分析部分将不同支线电力设备供电情况下电力设备的运行情况与正常运行情况比对得出差异元素，并根据差异元素和与差异元素对应的支线建立支线运行情况表格，本实施例中的差异元素为比对一致或者比对不一致的结果，模型存储部分内存储有关联模型。

数据分析部分的主要数据分析方式如下：数据分析部分检索支线运行情况表格中差异元素的数量以及差异元素为一个情况下的对应支线，并提取关联模型进行比对；主要为：基于关联模型，差异元素数量大于一个的对应具体故障区域为总线故障，差异元素数量等于一个的对应具体故障区域为对应支线故障。

如图4所示列举了上述两种情况，假设在故障服务区的工业电网只有四条支线，分别为支线a、支线b、支线c、支线d，图4分别记录了支线a、支线b、支线c、支线d在情况A和情况B下支线电力设备的支线运行情况表格，表格中“1”代表支线运行情况正常，“0”代表支线运行情况异常（电力设备监测异常），在检测情况为情况A的情况下可以看出只有支线d出现异常，这种情况下我们直接判定为支线d故障，在检测情况为情况B的情况下，有支线c和支线d出现异常，此时判定为总线故障，本发明中列举了两种实际情况，通过这两种情况可以直观的反映出具体故障区域的判定方法。

当我们通过数据分析部分分析出具体故障区域时，直接将具体故障区域发送至信息处理传输单元，信息处理传输单元会将具体故障区域以及支线运行情况的有关信息传输至运维工作管理模块。

四：运维工作管理模块，用于根据判断得出的具体故障区域生成对应的电力设备维修计划以及根据企业服务端反馈的运维服务评分按顺序发送至企业服务端的不同运维队伍。

运维工作管理模块接收信息处理传输单元传输的具体故障区域，根据具体故障区域的信息生成工业电网中的电力设备维修计划发送至企业服务端供企业确认电力设备维修计划，本实施例中的提到的电力设备维修计划可自动生成对应的维修地点和维修时间供企业服务端确认选择。

五：企业服务端，用于记录进行电力设备维修计划的运维队伍，并统计运维队伍实施完电力设备维修计划的运维效果以处理得出运维队伍的运维服务评分，并将不同运维队伍对应的运维服务评分反馈至运维工作管理模块。

本发明中企业服务端主要采用以下优选实施例，企业服务端包括企业接入管理单元和运维队伍管理单元，企业接入管理单元用于记录待实施电力设备维修计划的运维队伍，运维队伍管理单元对运维队伍进行分析管理。

本实施例中的运维队伍管理单元用于接收运维队伍实施电力设备运维计划之后工业电网的运行情况并根据运行情况对运维队伍的运维服务质量进行评分得出运维服务评分，运维队伍管理单元将运维服务评分反馈至运维工作管理模块，运维工作管理单元根据运维服务评分优先向评分结果高的运维队伍发送电力设备维修计划。

本发明中的运维服务管理单元可按照运维服务评分顺序向不同的运维队伍发送电力设备维修计划，在一定时间内由已确认的运维队伍中的最高运维服务评分的运维队伍负责该故障服务区的故障维修。

综上，如图5所示，本发明提供的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统的运维方法，包括以下步骤：

步骤100，预先设置数据存储单元内的服务区编码和实时监测数据对应阈值，通过实时监测单元对工业电网内支线和总线上的电力设备运行情况进行实时监测；

步骤200，数据处理单元根据实时监测数据比对得出实时监测数据异常情况并向诊断模块发送故障发生信号；

步骤300，诊断模块分析出故障服务区并开启故障服务区的故障模拟模块；

步骤400，故障模拟模块运行模拟故障服务区正常供电状态，记录在备用检测电站为不同支线电力设备供电情况下电力设备的运行情况，分析出具体故障区域经由诊断模块发送至运维工作管理模块；

步骤500，运维工作管理模块根据具体故障区域生成电力设备维修计划以及根据企业服务端反馈的运维服务评分发送至企业服务端以供不同运维队伍确认。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，包括：

电网巡视监测模块，安装在工业电网上，用于对工业电网对应每一服务区的总线和支线上的电力设备的运行状态进行实时监测，并对实时监测数据与异常运行状态之间的对比结果产生进行记录处理，并根据所述实时监测数据向诊断模块发送故障发生信号；

诊断模块，用于接收所述故障发生信号且将产生所述故障发生信号的服务区定义为故障服务区，根据所述故障发生信号关闭所述故障服务区的电网连接并开启所述故障服务区的故障模拟模块，并且接收所述故障模拟模块的反馈数据；

故障模拟模块，安装在每一服务区的所述工业电网，用于处理得出所述故障服务区的正常运行状态与实时监测数据之间不同的差异元素，且建立差异元素与具体故障区域之间的关联模型，以判断得出所述故障服务区的具体故障区域，将得出的所述具体故障区域反馈至所述诊断模块；

运维工作管理模块，用于根据判断得出的所述具体故障区域生成对应的电力设备维修计划以及根据企业服务端反馈的运维服务评分按顺序发送至企业服务端的不同运维队伍；

企业服务端，用于记录进行电力设备维修计划的运维队伍，并统计所述运维队伍实施完所述电力设备维修计划的运维效果以处理得出所述运维队伍的所述运维服务评分，并将不同所述运维队伍对应的所述运维服务评分反馈至所述运维工作管理模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述电网巡视监测模块包括实时监测单元、数据存储单元、以及数据处理单元；

所述实时监测单元安装在工业电网的不同服务区，并用于监测工业电网的支线上的电力设备的运行情况并生成实时监测数据，所述数据存储单元用于存储与所述服务区对应的服务区编码和与所述实时监测数据对应的阈值，所述数据处理单元用于接收所述实时监测数据并提取所述数据存储单元中存储的与所述实时监测数据对应的所述阈值，并将所述实时监测数据与所述阈值进行比对处理以判断出实时监测数据异常情况，所述数据处理单元根据所述实时监测数据异常情况向所述诊断模块发送所述故障发生信号以及与所述故障服务区对应的所述服务区编码。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述诊断模块包括区域分析单元、控制单元、以及信息处理传输单元；

所述区域分析单元用于根据所述故障发生信号和所述服务区编码分析得出发生故障的所述故障服务区，所述控制单元根据所述区域分析单元的分析结果控制关闭所述故障服务区的电网连接，并向所述故障模拟模块发送启动指令控制所述故障模拟模块运行，所述信息存储传输单元用于接收所述故障模拟模块的反馈信息并将所述反馈信息进行存储并传输至所述运维管理模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述故障模拟模块包括切路装置、备用检测电站、以及故障分析单元，所述故障分析单元、所述切路装置和所述备用检测电站用于接收所述启动指令并启动运行；

所述备用检测电站连接设置在处于故障服务区内的工业电网的总线上。

5.根据权利要求4所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述切路装置包括切断部件和切换部件，所述切断部件用于切断所述故障服务区内的工业电网上的支线上的电力设备连接，所述切换部件用于切换所述故障服务区内的工业电网的供电源；

所述切断部件设置在处于故障服务区内的工业电网的不同支线上，所述切换部件设置在所述总线与所述备用检测电站的连接节点。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述故障分析单元包括数据接收部分、数据分析部分和模型存储部分；

所述数据接收部分与所述实时监测单元通讯连接，所述数据接收部分接收所述故障服务区内的工业电网的所述实时监测单元的实时监测数据并记录在所述备用检测电站为不同支线电力设备供电情况下所述电力设备的运行情况，所述数据分析部分将不同支线电力设备供电情况下所述电力设备的运行情况与正常运行情况比对得出所述差异元素，并根据所述差异元素和与所述差异元素对应的所述支线建立支线运行情况表格，所述模型存储部分内存储有所述关联模型。

7.根据权利要求6所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述数据分析部分检索所述支线运行情况表格中差异元素的数量以及所述差异元素为一个情况下的对应所述支线，并提取所述关联模型进行比对；

基于所述关联模型，所述差异元素数量大于一个的对应所述具体故障区域为总线故障，所述差异元素数量等于一个的对应所述具体故障区域为对应支线故障。

8.根据权利要求7所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述运维工作管理模块用于根据接收的所述具体故障区域生成工业电网中的电力设备维修计划发送至所述企业服务端供企业确认所述电力设备维修计划。

9.根据权利要求8所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述企业服务端包括企业接入管理单元和运维队伍管理单元；

所述企业接入管理单元用于记录待实施电力设备维修计划的运维队伍，所述运维队伍管理单元对所述运维队伍进行分析管理。

10.根据权利要求9所述的一种基于大数据故障诊断检测的工业电网智慧运维系统，其特征在于，所述运维队伍管理单元用于接收所述运维队伍实施所述电力设备运维计划之后工业电网的运行情况并根据所述运行情况对所述运维队伍的运维服务质量进行评分得出所述运维服务评分，所述运维队伍管理单元将所述运维服务评分反馈至所述运维工作管理模块；

所述运维工作管理单元根据所述运维服务评分优先向评分结果高的所述运维队伍发送所述电力设备维修计划以供所述运维队伍确认。

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