CN113673759A - 一种水文资料实时整编方法及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水文资料实时整编方法及终端,实时获取人工观测数据和遥测数据并进行存储;获取在预设流量测点所实测的第一施测流量,判断第一施测流量是否在当前推流曲线的预测流量的相对误差范围内,若是,则维持当前推流曲线,并将实时水位代入当前推流曲线以推求实时流量,否则判断在当前时间区间内连续多次实测流量是否均超过预测流量的相对误差范围且所呈现的流量变化趋势是否均为一致以确定是否校正新推流曲线,从而采用校正后的推流曲线推求实时流量;之后将包括人工观测数据、遥测数据以及实时流量的水文资料进行实时整编。本发明从现有的静态绘制推流曲线到动态绘制推流曲线的转变,以实现水文资料的实时整编。
Description
技术领域
本发明涉及水文资料在线整编技术领域,特别涉及一种水文资料实时整编方法及终端。
背景技术
目前主流是在线整编工具主要是“南方片水文资料整编系统”及“北方片水文资料整编系统”软件。
南方片水文资料整编系统软件及北方片水文资料整编系统软件承担着目前我国所有水文站的水文资料计算整编工作任务,其具体实现过程如图2所示。随着现代信息技术的飞速发展,南方片和北方片水文资料整编系统软件已经受到了自动测报仪器数据收集转换、手工填报数据及提供社会直接服务等现实问题的严重挑战,其具有以下缺点:
(1)测验、整编和排版工作分别进行,分别用测验软件、整编软件及其它辅助软件完成测验、整编工作后再进行汇总的模式。水位和降蒸资料录入不在一个系统里,测验与整编分开进行,降蒸、流量录入在《水文测验应用系统》中进行计算,水位人工拷贝到《水文资料整编系统》中处理,水准测量用另外的测量软件录入计算,再把成果录入《水文资料整编系统》,需要在多个系统进行,操作繁琐。
(2)传统水文测整模式下水位流量关系图在整编软件里做好后,导出来还得在CAD软件里进行处理,定完线后再将结点进行曲线检验,结点反曲检查单独在结点检验软件里进行;定线需要等到所有流量点录入完毕,再进行推流定线。
(3)传统推流曲线做法是通过所依赖的流量测点重心来确定,只要有测点的增加,必须调整关系曲线,以满足该时段推求流量的精度,通过曲线的切换来反映测站控制因素变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种水文资料实时整编方法及终端,以实现水文资料的实时整编。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种水文资料实时整编方法,包括:
步骤S1、实时获取人工观测数据和遥测数据并进行存储;
步骤S2、获取在预设流量测点所实测的第一施测水位和第一施测流量,将所述第一施测水位代入当前推流曲线得到预测流量,判断所述第一施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则执行步骤S3,否则执行步骤S4;
步骤S3、维持所述当前推流曲线,并将实时水位代入所述当前推流曲线以推求实时流量;
步骤S4、判断在当前时间区间内连续多次实测流量是否均超过所述预测流量的相对误差范围且所呈现的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量;
步骤S5、将包括所述人工观测数据、遥测数据以及所述实时流量的水文资料进行实时整编。
为了解决上述技术问题,本发明采用的另一种技术方案为:
一种水文资料实时整编终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种水文资料实时整编方法。
本发明的有益效果在于:一种水文资料实时整编方法及终端,实时实测流量,并判断实测流量是否在当前推流曲线的相对误差范围内,从而根据实测流量的“突变点”来判断测站控制因素的变化以及时校正定线推流曲线,并根据新推流曲线推求实时流量。从而从现有的静态绘制推流曲线到动态绘制推流曲线的转变,改变了以往要在全年外业测验结束后才开始整编定线工作的传统模式,用动态绘制的推流曲线完成了实时水位推求实时流量,从而使测站资料整编工作及分局资料审查工作于当天完成,达到“时清日结”,以实现水文资料的实时整编。
附图说明
图1为本发明实施例的一种水文资料实时整编方法的流程示意图;
图2为现有技术的水文资料在线整编步骤;
图3为本发明实施例的一种水文资料实时整编方法的整体流程示意图;
图4为本发明实施例涉及的数据拦截的界面示意图;
图5为本发明实施例涉及的趋势线和推流曲线的示意图;
图6为本发明实施例的一种水文资料实时整编终端的结构示意图。
标号说明:
1、一种水文资料实时整编终端;2、处理器;3、存储器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图5,一种水文资料实时整编方法,包括:
步骤S1、实时获取人工观测数据和遥测数据并进行存储;
步骤S2、获取在预设流量测点所实测的第一施测水位和第一施测流量,将所述第一施测水位代入当前推流曲线得到预测流量,判断所述第一施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则执行步骤S3,否则执行步骤S4;
步骤S3、维持所述当前推流曲线,并将实时水位代入所述当前推流曲线以推求实时流量;
步骤S4、判断在当前时间区间内连续多次实测流量是否均超过所述预测流量的相对误差范围且所呈现的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量;
步骤S5、将包括所述人工观测数据、遥测数据以及所述实时流量的水文资料进行实时整编。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:实时实测流量,并判断实测流量是否在当前推流曲线的相对误差范围内,从而根据实测流量的“突变点”来判断测站控制因素的变化以及时校正定线推流曲线,并根据新推流曲线推求实时流量。从而从现有的静态绘制推流曲线到动态绘制推流曲线的转变,改变了以往要在全年外业测验结束后才开始整编定线工作的传统模式,用动态绘制的推流曲线完成了实时水位推求实时流量,从而使测站资料整编工作及分局资料审查工作于当天完成,达到“时清日结”,以实现水文资料的实时整编。
进一步地,所述步骤S3还包括:
判断是否连续三次的实测流量与对应的所述预测流量的相对误差呈现同一流量变化趋势,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量。
从上述描述可知,当实测流量虽然未超过误差范围,但连续三次的实测流量与对应的预测流量的相对误差呈现同一流量变化趋势,则应当根据趋势线和连续三次的实测流量及时重新绘制推流曲线,保证推流数据的实时性和准确性。
进一步地,所述步骤S4具体包括:
获取在同一所述预设流量测点且为所述第一施测流量的实测时间的下一时刻所实测的第二施测流量,判断所述第二施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则返回步骤S3,否则获取在同一所述预设流量测点且为所述第二施测流量的实测时间的下一时刻所实测的第三施测流量,判断所述第三施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则返回步骤S3,否则判断所述第一施测流量、所述第二施测流量和所述第三施测流量相对所述预测流量的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量,否则返回步骤S3。
从上述描述可知,使用实测流量“突变点”连续三次实测来确认判断测站控制因素的变化,从而及时根据趋势线和连续三次的实测流量校正定线推流曲线进行定线推流,保证推流数据的实时性和准确性。
进一步地,确定所述步骤S3中的所述趋势线具体包括以下步骤:
判断所述预设流量测点是否为新设站点,若是,则获取所述预设流量测点的实地考察数据,根据所述实地考察数据确定趋势线,否则采用预设流量测点上至少两年内的有效实测数据来分析确定初始的趋势线,判断所述预设流量测点的测站控制因素是否产生影响趋势线的新变化,若是,则根据所述测站控制因素的考证结果校正得到新的趋势线。
从上述描述可知,趋势线能客观反映测站特性变化;测站特性发生变化,趋势线也随之变化。由于趋势线是根据实测点确立,实测点理论上确立了对测站特性变化的反映,进而确立了趋势线对测站特性变化的反映;当测站特性发生变化时,须重新确立新的趋势线,以保证推流数据的准确性。
进一步地,每一年的首条推流曲线即为上一年的最后一条推流曲线。
从上述描述可知,每一年的首条推流曲线由系统自动生成,而无需人工生成。
进一步地,所述当前推流曲线中所有小于水位阈值的水位采用低水位系数进行曲线绘制,反之则采用高水位系数进行曲线绘制,所述高水位系数和所述低水位系数的取值范围为(0,3)。
从上述描述可知,绘制推流曲线,在不同水位采用不同的水位系数进行计算,从而保证推流曲线的准确性。
进一步地,还包括步骤:
获取当前实际水情,根据所述当前实际水情判断推流曲线的起始推流时间是否已经滞后,若是,则获取滞后时间点,将所述推流曲线的起始推流时间移动到前一个推流时段内对应所述滞后时间点的时间点进行推流。
从上述描述可知,可以根据水情的实际变化来调整推流曲线的起始推流时间,从而保证推流数据的准确性。
进一步地,所述步骤S1具体包括:
实时获取人工观测数据并进行存储;
实时获取遥测数据,对所述遥测数据中各项数据根据测站水位和雨量历史特征值进行异常数据拦截,并对已进行异常数据拦截后的遥测数据中每一项数据按照最高末位精度进行取用存储。
从上述描述可知,拦截异常数据,以保证存储数据的准确性。同时,遥测数据中不论值的大小均按最高记录标准对待,改变过去“要素值按百分比控制精度”方法,解决需对水文要素值逐个进行判断取舍及采用数据库进行水文要素入库及出库数值有效位数不匹配的问题,同时明确水文资料要素成果精度取决于原始测验数值精度,使成果精度进一步提高。
进一步地,所述步骤S5具体包括:
将包括所述人工观测数据、遥测数据以及所述实时流量的水文资料进行自动排版,得到符合预设格式要求的预设水文资料。
从上述描述可知,通过自动排版生成,实现水文资料的自动生成。
请参照图6,一种水文资料实时整编终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种水文资料实时整编方法。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:实时实测流量,并判断实测流量是否在当前推流曲线的相对误差范围内,从而根据实测流量的“突变点”来判断测站控制因素的变化以及时校正定线推流曲线,并根据新推流曲线推求实时流量。从而从现有的静态绘制推流曲线到动态绘制推流曲线的转变,改变了以往要在全年外业测验结束后才开始整编定线工作的传统模式,用动态绘制的推流曲线完成了实时水位推求实时流量,从而使测站资料整编工作及分局资料审查工作于当天完成,达到“时清日结”,以实现水文资料的实时整编。
请参照图1至图5,本发明的实施例一为:
一种水文资料实时整编方法,包括:
步骤S1、实时获取人工观测数据和遥测数据并进行存储;
在本实施例中,步骤S1具体包括:
步骤S11、实时获取人工观测数据并进行存储;
其中,对应图3中的数据填报即为人工观测数据的填报,人工观测数据即刻进行录入、复核、检查,并对当日数据与5分钟的遥测系列数据、实时要素过程线等作质量对照,对于存在问题数据要进行修正,之后再上传系统。
步骤S12、实时获取遥测数据,对遥测数据中各项数据根据测站水位和雨量历史特征值进行异常数据拦截,并对已进行异常数据拦截后的遥测数据中每一项数据按照最高末位精度进行取用存储。
在本实施例中,对应图3中的校审数据库,并结合图4可知,对遥测数据异常值根据设定算法自动进行拦截与修改,确保水文监测数据精准。其不同站点的设定算法不同,根据测站水位和雨量历史特征值(最大值或最小值)进行异常遥测水位和雨量数据的拦截。拦截数据经人工或自动模式修正处理后进入校审数据库。
在本实施例中,对每个遥测数据的要素值取用精度的判断处理变为对每个要素值取用精度统一按记录至最高末位精度处理,不论值的大小均按最高记录标准对待,改变过去“要素值按百分比控制精度”方法,解决需对水文要素值逐个进行判断取舍及采用数据库进行水文要素入库及出库数值有效位数不匹配的问题,同时明确水文资料要素成果精度取决于原始测验数值精度,使成果精度较得到进一步提高。具体见下列表1。
表1.遥测数据的要素值取用精度
步骤S2、获取在预设流量测点所实测的第一施测水位和第一施测流量,将第一施测水位代入当前推流曲线得到预测流量,判断第一施测流量是否在预测流量的相对误差范围内,若是,则执行步骤S3,否则执行步骤S4;
在本实施例中,使用实测流量“突变点”确认判断测站控制因素变化定线推流。其中,推流曲线又称为水位流量关系曲线,其依赖趋势线及突变点确认,后续测点验证该曲线是否有效;当测站控制因素发生变化,必然反映测点误差变化,从而产生新的曲线;对测站控制因素未发生突变,而持续产生系统误差时,通过系统偏离定线作完善处理,最终满足实时推流及推流精度。
趋势线能客观反映测站特性变化;测站特性发生变化,趋势线也随之变化。由于趋势线是根据实测点确立,实测点理论上确立了对测站特性变化的反映,进而确立了趋势线对测站特性变化的反映;当测站特性发生变化时,须重新确立新的趋势线。
在线整编动态水位流量关系曲线为已定或及时校正的曲线,也就是水位流量关系曲线能够确定或及时校正。对水位流量关系曲线如何进行及时校正是在线整编动态水位流量关系曲线理论的关键,具体做法是使用实测流量点单次流量测验精度及相对误差限定确认判断测站控制因素变化是否属实且依据趋势线定线,从而达到对水位流量关系曲线进行及时校正。
步骤S3、维持当前推流曲线,并将实时水位代入当前推流曲线以推求实时流量;
其中,步骤S3还包括:
判断是否连续三次的实测流量与对应的预测流量的相对误差呈现同一流量变化趋势,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并从确立新推流曲线的时间起,采用新推流曲线推求实时流量。
在本实施例中,在一整年中,可能有四五十次进行流量的实测,因此,步骤S3中的连续三次是指的在连续三个实测次数,而非是一个实测次数下的多次实测数据。
其中同一流量变化趋势包括为同时大于预测流量、同时小于预测流量、呈现逐渐增大或者呈现逐渐减小等等变化趋势。
在本实施例中,首先要确定趋势线,其具体包括以下步骤:
判断预设流量测点是否为新设站点,若是,则获取预设流量测点的实地考察数据,根据实地考察数据确定趋势线,否则采用预设流量测点上至少两年内的有效实测数据来分析确定初始的趋势线,判断预设流量测点的测站控制因素是否产生影响趋势线的新变化,若是,则根据测站控制因素的考证结果校正得到新的趋势线。
在本实施例中,趋势线采用最近3至5年有效实测水位流量测点分析确定。新设站点采用曼宁公式等方法确定趋势线。
其次,进行流量测点确认,具体为流量测点精度以单次流量测验精度及相对误差限定作为质量控制。当流量测点相对误差超限时,需再连续两次施测确认判断测站控制因素变化是否属实。后两次测点的精度不应低于首次测点。
步骤S4、判断在当前时间区间内连续多次实测流量是否均超过预测流量的相对误差范围且所呈现的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用新推流曲线推求实时流量;
结合图5可知,步骤S4具体包括:
获取在同一预设流量测点且为第一施测流量的实测时间的下一时刻所实测的第二施测流量,判断第二施测流量是否在预测流量的相对误差范围内,若是,则返回步骤S3,否则获取在同一预设流量测点且为第二施测流量的实测时间的下一时刻所实测的第三施测流量,判断第三施测流量是否在预测流量的相对误差范围内,若是,则返回步骤S3,否则判断第一施测流量、第二施测流量和第三施测流量相对预测流量的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并从确立新推流曲线的时间起,采用新推流曲线推求实时流量,否则返回步骤S3。
在本实施例中,当第一施测流量超过预测流量的相对误差范围,则即刻再进行一次流量检测,以得到第二施测流量,即本申请的下一时刻为立即、马上的意思。同时,本实施例中所实测的第一施测流量、第二施测流量和第三施测流量也均是属于实测流量。
其中,当前时间区间是指在一个实测次数下发现有突变点之后立即再测的一个时间区间,比如一个小时之内、三十分钟之内等等。
其中,本年趋势线由系统自动完成,若趋势线发生变化由人工更换。将上年年末推流曲线作为本年首条推流曲线。本年首条推流曲线由系统自动完成。
其中,当前推流曲线中所有小于水位阈值的水位采用低水位系数进行曲线绘制,反之则采用高水位系数进行曲线绘制,对于高水位系数来说,如果为1.0就是平行线,当高水位系数大于1.0,曲线的口张开,小于1.0,曲线的口收缩,低水系数同属一样道理,绘制曲线时根据实际情况自行调整系数。两者的取值范围均为0.0-3.0。当系统绘制曲线出现反曲或不光滑时,可进行水位流量结点人工编辑调整。
其中,在采用新推流曲线推求实时流量时,还包括步骤:
获取当前实际水情,根据当前实际水情判断推流曲线的起始推流时间是否已经滞后,若是,则获取滞后时间点,将推流曲线的起始推流时间移动到前一个推流时段内对应滞后时间点的时间点进行推流。
即可以根据水情的实际变化来调整推流曲线的起始推流时间,从而保证推流数据的准确性。
其中,图5中为海南省海口某实测站点在2021年七月份记录的水位和流量所呈现的对应关系,其中已定线即为当前推流曲线,当下线为新推流曲线,位于新推流曲线上或附近的实心点即为实测数据。
步骤S5、将包括人工观测数据、遥测数据以及实时流量的水文资料进行实时整编。
其中,步骤S5具体包括:
将包括人工观测数据、遥测数据以及实时流量的水文资料进行自动排版,得到符合预设格式要求的预设水文资料。
在本实施例中,由系统能够将监测信息获取、数据填报、数据校审、流量(沙量)推求、资料整编的成果进行自动排版,得到单站综合成果、单站整编成果、单站降蒸成果、分局降蒸成果,符合《水文资料整编规范》、《水文年鉴汇编刊印规范》及《全国水文资料整编系统》格式要求。
由此,将水文测验数据处理、资料整编内容纳为一体化实时在线处理,并以实时自动整编方式输出符合现行规范要求的单表整编成果、单站整编成果、分局合并成果、流域合并成果(水文年鉴)、成果数据等不同应用需求的水文资料整编成果,使得水文资料整编更加智能化。
在此基础上,由于解决水文行业“数据填报、资料整编、成果查询、年鉴排版”问题,优化水文资料整编工作人力资源的分配使用,解决水文资料整编时效性。系统使水文资料整编汇编工作节约大量时间和人力,切实提高水文资料整编汇编工作效率。
请参照图6,本发明的实施例二为:
一种水文资料实时整编终端1,包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序,处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一的步骤。
综上所述,本发明提供的一种水文资料实时整编方法及终端,实时实测流量,并判断实测流量是否在当前推流曲线的相对误差范围内,从而根据实测流量的“突变点”连续三次实测来判断测站控制因素的变化以及时校正定线推流曲线,并根据新推流曲线推求实时流量。从而从现有的静态绘制推流曲线到动态绘制推流曲线的转变,改变了以往要在全年外业测验结束后才开始整编定线工作的传统模式,用动态绘制的推流曲线完成了实时水位推求实时流量,从而使测站资料整编工作及分局资料审查工作于当天完成,达到“时清日结”,且将整体整编过程一体化实时处理,完成了测验、整编、排版三位一体功能集成,以实现水文资料整编的实时性、智能化和高效率。
以上所述仅为本发明的实施例,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同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种水文资料实时整编方法,其特征在于,包括:
步骤S1、实时获取人工观测数据和遥测数据并进行存储;
步骤S2、获取在预设流量测点所实测的第一施测水位和第一施测流量,将所述第一施测水位代入当前推流曲线得到预测流量,判断所述第一施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则执行步骤S3,否则执行步骤S4;
步骤S3、维持所述当前推流曲线,并将实时水位代入所述当前推流曲线以推求实时流量;
步骤S4、判断在当前时间区间内连续多次实测流量是否均超过所述预测流量的相对误差范围且所呈现的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量;
步骤S5、将包括所述人工观测数据、遥测数据以及所述实时流量的水文资料进行实时整编。
2.根据权利要求1所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,所述步骤S3还包括:
判断是否连续三次的实测流量与对应的所述预测流量的相对误差呈现同一流量变化趋势,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量。
3.根据权利要求1所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:
获取在同一所述预设流量测点且为所述第一施测流量的实测时间的下一时刻所实测的第二施测流量,判断所述第二施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则返回步骤S3,否则获取在同一所述预设流量测点且为所述第二施测流量的实测时间的下一时刻所实测的第三施测流量,判断所述第三施测流量是否在所述预测流量的相对误差范围内,若是,则返回步骤S3,否则判断所述第一施测流量、所述第二施测流量和所述第三施测流量相对所述预测流量的流量变化趋势是否均为一致,若是,则重新依据趋势线绘制新推流曲线,并采用所述新推流曲线推求实时流量,否则返回步骤S3。
4.根据权利要求2所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,确定所述步骤S3中的所述趋势线具体包括以下步骤:
判断所述预设流量测点是否为新设站点,若是,则获取所述预设流量测点的实地考察数据,根据所述实地考察数据确定趋势线,否则采用预设流量测点上至少两年内的有效实测数据来分析确定初始的趋势线,判断所述预设流量测点的测站控制因素是否产生影响趋势线的新变化,若是,则根据所述测站控制因素的考证结果校正得到新的趋势线。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,每一年的首条推流曲线即为上一年的最后一条推流曲线。
6.根据权利要求1至4任一所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,所述当前推流曲线中所有小于水位阈值的水位采用低水位系数进行曲线绘制,反之则采用高水位系数进行曲线绘制,所述高水位系数和所述低水位系数的取值范围为(0,3)。
7.根据权利要求1至4任一所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,还包括步骤:
获取当前实际水情,根据所述当前实际水情判断推流曲线的起始推流时间是否已经滞后,若是,则获取滞后时间点,将所述推流曲线的起始推流时间移动到前一个推流时段内对应所述滞后时间点的时间点进行推流。
8.根据权利要求1所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:
实时获取人工观测数据并进行存储;
实时获取遥测数据,对所述遥测数据中各项数据根据测站水位和雨量历史特征值进行异常数据拦截,并对已进行异常数据拦截后的遥测数据中每一项数据按照最高末位精度进行取用存储。
9.根据权利要求1所述的一种水文资料实时整编方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括:
将包括所述人工观测数据、遥测数据以及所述实时流量的水文资料进行自动排版,得到符合预设格式要求的预设水文资料。
10.一种水文资料实时整编终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9任意一项的一种水文资料实时整编方法。
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