CN114429276A - 一种基于app和智能设备实现公车管理的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法，属于智能公车管理技术领域，所述方法包括以下步骤：在硬件加密机中生成一级密钥；向PSAM卡或SE模块中灌入二级密钥，然后将其装入车载通信模块；通过公车调度综合管理平台为发行智能设备，写入个性化信息和三级密钥，并绑定公车用户和智能设备的关联关系；用户通过APP发起公车预约，系统管理员通过所述平台审核预约，审核通过后，向用户下发数字车钥匙；用户根据数字车钥匙的权限使用公车；公车使用完毕后，申请人上报行车信息并归还公车，系统管理员回收数字车钥匙权限。本发明提供的系统及方法既能保障员工合理地利用公用车辆做好本职工作，又要能有效的管理好每台公用车辆。

Description

一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法
技术领域
本发明属于公车管理技术领域，具体为一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法。
背景技术
随着社会的不断发展，政府机关、企业、事业单位对公用车辆的管理需求日益强烈。既要保障员工能合理地利用公用车辆做好本职工作，又要能有效的管理好每台公用车辆。传统模式下，公用车辆都会明确一个专门的部门进行管理，员工用车先填写派车单，说明用途和用车时间，部门领导审批后发放车辆钥匙，员工车辆使用完毕后再交还车钥匙。
随着计算机技术的快速发展，企业的信息化管理是企业目前面临的一项重要的系统化变革，包含了企业运行及管理的各个方面。企业车辆管理工作是企业运行和管理的重要组成部分，现有技术的车辆管理主要还是通过人工批注和统计进行，缺乏有效的车辆调度管理工具；还有可能存在管理漏洞造成公车私用或擅自借与他用等技术问题。特别是现在仅仅围绕着建设节约型、廉洁型机关的要求，转变传统公车运行管理方式，合理有效管理公车资源，因此，开发一套有效的公车管理系统显得尤为需要。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法，通过该系统及方法，既能保障员工合理地利用公用车辆做好本职工作，又要能有效的管理好每台公用车辆。
为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统，包括公车、智能设备、手机APP、公车调度综合管理平台和硬件加密机，所述公车上预置有车载T-BOX、车载通信模块和GPS模块，其中：
所述车载T-BOX用于接收所述公车调度综合管理平台的指令，根据所述指令控制所述公车；
所述车载通信模块内含终端安全控制模块或安全认证模块，用于读取所述智能设备信息，对所述智能设备鉴权；
所述GPS模块用于对公车进行定位跟踪；
所述智能设备内含SE安全模块，用于用户身份鉴权；
所述手机APP用于与所述公车调度综合管理平台交互实现用车申请、用车验证、计费及支付；还用于数字车钥匙的接收、分发和撤销；
所述公车调度综合管理平台用于管理用户和公车基础信息，管理智能设备和车载通信模块的发行和注销，与所述手机APP通信，向所述T-BOX终端发送控车指令；
所述硬件加密机与公车调度综合管理平台可通信连接，用于车载通信模块、智能设备的密钥生成和存储。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的系统，所述公车调度综合管理平台包括：
公车监控管理模块：用于车辆定位、监控车辆轨迹、电子围栏；
公车智能调度模块：用于车辆预约、用车审批、智能调度、用车费用管理和向用户发送信息提醒；
车钥匙管理模块：用于管理数字钥匙的分发、回收和分享；
智能设备发行管理模块：用于管理智能设备的发行、注销和补办；
车载通信模块发行管理模块：用于管理车载通信模块的注册、发行和注销；
数据统计分析模块：用于车辆用车统计，生成相关报表；
密钥管理模块：用于管理车载通信模块和智能设备的密钥，包括密钥的生成、存储、分发、注销和备份；同时通过调用所述硬件加密机进行密码运算，包括密钥的加密、解密、签名和验签；
基础信息管理模块：用于管理车辆和用户的基础信息。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的系统，所述车载通信模块支持的通信方式包括4G/5G、蓝牙和NFC等。
基于上述系统，本发明提供一种基于APP和智能设备实现公车管理的方法，包括以下步骤：
S1、在硬件加密机中生成一级密钥；
S2、通过公车调度综合管理平台向终端安全控制模块或安全认证模块中灌入二级密钥，然后将所述终端安全控制模块或安全认证模块装入公车上的车载通信模块中；
S3、通过所述公车调度综合管理平台的智能设备发行管理模块为公车用户发行智能设备，在所述智能设备中写入个性化信息和三级密钥，并在所述公车调度综合管理平台绑定公车用户和所述智能设备的关联关系；
S4、用户通过APP发起公车预约，系统管理员通过所述公车调度综合管理平台审核所述公车预约，审核通过后，向用户下发数字车钥匙；
S5、用户根据所述数字车钥匙的权限使用公车；
S6、公车使用完毕后，申请人上报行车信息并归还公车，系统管理员回收数字车钥匙权限。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，所述一级密钥由所述硬件加密机直接生成或从外部录入。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，根据所述一级密钥的分散规则计算生成所述二级密钥，根据所述二级密钥计算生成所述三级密钥。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，步骤S2还包括：将所述智能通信模块的基础信息录入公车调度综合管理平台的数据库，并进行白名单管控；将所述智能通信模块与所述终端安全控制模块或安全认证模块的绑定关联关系同步到所述公车调度综合管理平台。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，步骤S3中根据公车用途发行不同类别的智能设备。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，步骤S5中申请人使用公车前首先需要对用户身份进行鉴权，鉴权过程具体为：
申请人根据实际用途选用对应的智能设备，通过手机APP连接所述智能设备；
通过手机APP打开所述数字车钥匙，根据用户权限确认是否可以打开车门；
打开车门后，首先所述车载通信模块与所述智能设备进行鉴权；
所述车载通信模块与所述智能设备的鉴权通过后，手机APP与所述公车调度综合管理平台的车钥匙管理模块进行二次鉴权，判断申请人身份是否合法、用车类型是否匹配，如果不合法则回收所述数字车钥匙权限；
二次鉴权通过后申请人根据规定使用车辆。
再进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，申请人使用车辆时，将所述智能设备放置在所述车载通信模块上，以备网络信号不好将车辆使用情况存储在所述智能设备中。
进一步，如上所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，步骤S6后还包括：申请人根据用车信息支付对应的费用。
采用本发明所述的基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法，具有以下显著的技术效果：
1、通过智能设备中的密钥信息，可以保证APP和公车调度综合管理平台通信的安全性；智能设备虽然是一个附加载体，但对各类手机兼容性好(将密钥存储在智能设备中)，可保证公车系统用户通过各类智能手机(可能不包含SE、TEE等安全环境)均可安全用车；
2、通过智能设备结合APP可以两次确认申请车的身份、核实用车类型是否匹配，从而保证在合法身份、审核通过的前提下用车，更进一步保证用车安全性；
3、行车信息可以实时上报公车调度综合管理平台；在网络信号不好的情况下(如山区等网络通信差)，可先存储在智能设备中，网络信号恢复后上报管理平台；
4、通过数字车钥匙下发钥匙给申请者，可保证及时以及在必要的情况下回收钥匙；
5、由于智能设备和车载通信模块的鉴权完全支持离线方式，可以更好支持公车可以根据不同时间段的用车类型，在必要的情况下或无法联网的紧急情况下也可以将数字钥匙直接下发到智能设备中，仅通过智能设备使用车辆。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统功能框架图；
图2是本发明具体实施方式中提供的一种基于APP和智能设备实现公车管理的方法流程图；
图3是公车预约和使用流程框图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例与说明书附图对本发明进行进一步的描述。
图1示出了本发明实施例中一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统功能框架图，由图1可以看出，该系统包括：公车、智能设备、手机APP、公车调度综合管理平台和硬件加密机，公车上预置有车载T-BOX、车载通信模块和GPS模块，其中：
车载T-BOX：全称为Telematics BOX，即车辆信息和定位传输系统，安装在公车上，用于接收公车调度综合管理平台的命令，根据所述命令启动/停止车辆、开锁车门控制。
车载通信模块：内含PSAM卡(终端安全控制模块)或SE模块(安全认证模块)，用于读取智能设备/手机信息、智能设备鉴权；可支持4G/5G、蓝牙、NFC等多种通信方式。
GPS模块：用于实现公车定位跟踪等。
智能设备：内含SE安全模块，是用户身份鉴权的安全载体；包括但不限于智能卡、智能UsbKey、智能手环等可穿戴设备形态，支持接触、非接触、蓝牙等通信方式。
手机APP：通过手机APP实现用车申请、用车验证、计费及支付、确认行程结束、故障上报等；同时也是数字钥匙载体，用于数字车钥匙分发、数字车钥匙撤销(发送开/锁车门申请、发送车辆点火/熄火申请)。在进行数字车钥匙相关操作时，需要连接智能设备，获取密钥信息，通过密钥参与运算的方式，保证手机APP与公车调度综合管理平台通信的安全性。
公车调度综合管理平台：用于存储用车人、车辆信息，并根据管理员设定的上下班时间进行公用或私用识别，向手机APP发送计费指令，向T-BOX终端发送控车指令。
公车调度综合管理平台包括公车监控管理模块、公车智能调度模块、车钥匙管理模块、智能设备发行管理模块、车载通信模块发行管理模块、数据统计分析模块、密钥管理模块、基础信息管理模块。其中：
公车监控管理模块：包括车辆定位、车辆轨迹、电子围栏等功能；
公车智能调度模块：包括车辆预约、用车审批、智能调度、用车费用管理、信息提醒(短信或推送)等功能；
车钥匙管理模块：包括数字车钥匙的分发、回收、分享等功能。该系统不需要物理钥匙的管理，即可方便的实现用户仅能拥有所分配的用车权限(比如仅能开车门，而不能够启动车辆)；
智能设备发行管理模块：主要负责为公车单位所有需要使用公车人员进行智能设备发行、智能设备注销、智能设备补办功能。根据公车用途(例如公务用途、个人用途、紧急用途等)对应的不同类型的智能设备。
车载通信模块管理模块：负责车载通信模块的注册、发行、注销管理；
数据统计分析模块：用于车辆用车统计，生成车辆超速报表、报警报表、成本分析报表等；
密钥管理模块：负责车载通信模块和智能设备的密钥管理，可对各业务模块的密钥进行集中管理，包括密钥的生成、存储、分发、注销、备份等功能，同时通过调用HSM进行各类密码运算，例如密钥的加密、解密、签名、验签等密码运算；
基础信息管理模块：用于车辆信息管理、驾驶员信息管理、用户信息管理、告警信息管理等。
硬件加密机：简称HSM，是一个提供密码学操作的硬件设备，与公车调度综合管理平台可通信连接，用于车载通信模块、智能设备的密钥生成和存储。
本发明提供的基于APP和智能设备实现公车管理的系统，除了具有大多智能公车管理系统的功能，例如通过对汽车进行实时的跟踪定位与状态信息采集，对状态、里程和运行路线进行监管，防止公车私用、谎报费用，违规驾驶等情况；通过对每次用车的里程数据自动采集形成用车费用，作为结算的准确依据，可实现成本精细控制；通过监控及时掌握车辆与驾驶员的状况，对违规驾驶及时报警从而提升用车安全；信息化流程审批可避免纸质流程的一些繁琐步骤，方便快捷；公车在资源充足的情况下允许私用从而一定程度上提升公车的利用率；此外，还具有如下功能：
通过智能设备结合APP，确认公车是公用还是私用、是否已提前申请，从而保证在合法身份、审核通过的前提下用车；
通过数字车钥匙下发钥匙给申请者，可保证及时以及在必要的情况下回收数字钥匙，更好的保证不合规使用的权限撤销；
通过智能设备可保证手机APP和公车调度综合管理平台通信的安全性。智能设备虽然是一个附加载体，但对各类手机兼容性好，可保证公车系统用户通过各类智能手机(可能不包含SE、TEE等安全环境)均可安全用车，同时也可以结合数字证书，通过签名达到防抵赖的作用；
通过车载通信模块读取智能设备信息和智能设备鉴权，完成智能设备身份认证，保证只有合法智能设备才能使用，更进一步保证用车安全性。
图2是示出了本发明具体实施方式中提供的一种基于APP和智能设备实现公车管理的方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S1、将一级密钥录入硬件加密机中。
根据密钥管理规范的双人四目等管理要求，将一级密钥(根密钥)录入硬件加密机，同时保存到保险柜中；也可以由硬件加密机生成一级密钥。公车调度综合管理平台仅存储入硬件加密机对应的密钥索引。
步骤S2、发行智能通信模块：通过公车调度综合管理平台向终端安全控制模块或安全认证模块中灌入二级密钥，然后将所述终端安全控制模块或安全认证模块装入公车上的车载通信模块中。
该环节的具体步骤为：
将智能通信模块的唯一序列号、类型等基础信息录入公车调度综合管理平台的数据库，并进行白名单管控；
通过公车调度综合管理平台的车载通信模块发行管理模块发行PSAM/SE模块，为PSAM/SE模块灌入二级密钥，所述二级密钥是根据一级密钥的分散规则计算得到；
将PSAM/SE模块装入智能通信模块，并将绑定PSAM/SE模块和智能通信模块两者的关联关系同步到公车调度综合管理平台。
步骤S3、为公车用户办理智能设备：通过所述公车调度综合管理平台的智能设备发行管理模块为公车用户发行智能设备，在所述智能设备中写入个性化信息和三级密钥，并在所述公车调度综合管理平台绑定公车用户和所述智能设备的关联关系。
具体的，公车用户可持个人有效身份证件办理用户智能设备。根据公车用途(公务用途、个人用途、应急用途等)办理不同类别的智能设备。
通过公车调度综合管理平台的智能设备发行管理模块，在智能设备中写入个性化信息，包括用户个人信息、卡片类型、有效期等，同时在智能设备中写入三级密钥信息。所述三级密钥是根据二级密钥的分散规则计算得到。
完成智能设备的发行后，在公车调度综合管理平台绑定公车用户和智能设备的关联关系。
步骤S4、用户通过手机APP发起公车预约，系统管理员通过所述公车调度综合管理平台审核所述公车预约，审核通过后，向用户下发数字车钥匙。
参考图3所示，公车预约流程具体为：
步骤S401、申请人通过手机APP或者B/S管理系统，发起车辆预约；
预约主要信息包括：目的地、申请原因、申请使用时间段、申请类型(公用/私用/紧急使用)、预计归还时间、联系方式、是否紧急任务等；
步骤S402、系统管理员根据当前空闲公车信息和申请者需求确认选择和分配车辆；
系统管理员根据当前空闲公车数量、公司管理规定等，确认车辆当前状况(包括车辆健康状况、ETC余额等)，根据申请者需求确认选择和分配车辆。
步骤S403、系统管理员工将审核结果通知申请人，如果审核通过，下发数字车钥匙给申请人。
系统管理员工将审核结果通知申请人，通知的形式包括但不限于邮件、短信、APP消息推送。下发的数字车钥匙包含指定的有效期。
步骤S5、用户根据所述数字车钥匙的权限使用公车。
申请人使用公车前首先需要对用户身份进行鉴权，鉴权过程具体为：
步骤一、申请人根据实际用途选用不同的智能设备，通过手机APP连接所述智能设备。具体的，可通过蓝牙、USB连接线、音频线等方式实现手机APP与智能设备的连接。实际用途包括公用、私用、紧急用途等。
步骤二、申请人通过手机APP打开所述数字车钥匙，根据用户权限(如开门、点火、熄火、后备箱权限等)确认是否可以打开车门。如可以打开车门，继续步骤三；否则提示申请人无权限。
步骤三、打开车门后，首先所述车载通信模块与所述智能设备进行鉴权。
密钥体系包括三级，根密钥也称为一级密钥，存储在硬件加密机中；车载通信模块中存储有二级密钥，智能设备中存储有三级密钥。通过二级密钥和三级密钥实现车载通信模块与所述智能设备的鉴权。
步骤四、所述车载通信模块与所述智能设备的鉴权通过后，手机APP与所述公车调度综合管理平台的车钥匙管理模块进行二次鉴权。
二次鉴权用于判断申请人身份、申请的类型、时间等信息是否一致，如不一致，管理员可通过电话等方式与申请人确认，如不符合规则，回收数字车钥匙权限。
步骤五、二次鉴权通过后申请人根据规定使用车辆。
申请人使用车辆时，需将智能设备放置在车载通信模块上，以备网络信号不好等情况无法在线记录车辆使用信息，将车辆使用情况存储在智能设备中。
步骤S6、公车使用完毕后，申请人上报行车信息并归还公车，系统管理员回收数字车钥匙权限。
使用完毕，申请人用手机连接智能设备，读取信息上报后台，同时拍照归还车辆，管理员确认审批，回收数字车钥匙权限；如需要延期使用，则可通过APP发起申请，审批通过后，可颁发新的数字钥匙。
根据用途(公用/私用/紧急用)、行驶里程、高速费用、油费等信息，申请人支付对应的费用(如判定不需支付，则跳过此步骤)。
本发明提供的基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法，通过密钥管理模块、车载通信模块、智能设备的三级密钥管理体系，可以保证身份认证的可靠性；将智能设备外置，虽然增加了一个硬件设备，但可以保证通过任意智能手机都可以完成公车的使用申请，大大提高了系统的兼容性。手机APP在与平台通信时，通过与智能设备交互，即可对通信报文完成解密，也可以保证通信的安全性。
本发明提供的基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法，可以通过数字车钥匙下发钥匙给申请者，并可以保证及时以及在必要的情况下回收钥匙；行车信息可以实时上报公车调度综合管理平台；在网络信号不好的情况下，可先存储在智能设备中，网络信号恢复后上报管理平台。
本发明提供的基于APP和智能设备实现公车管理的系统及方法，由于智能设备和车载通信模块的鉴权完全支持离线方式，可以更好支持公车不同时间段的用车类型。不需后台交互发送指令，读取到设备类型，即可控制外观展示，如是否需要亮灯、是否需要展示提示信息、是否可以鸣笛等。在必要的情况下或无法联网的紧急情况下也可以仅通过智能设备使用车辆，因为智能设备本身也可以达到用户身份认证的作用，特定情况下也可以将数字钥匙直接下发到智能设备中。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种基于APP和智能设备实现公车管理的系统，其特征在于，所述系统包括公车、智能设备、手机APP、公车调度综合管理平台和硬件加密机，所述公车上预置有车载T-BOX、车载通信模块和GPS模块，其中：
所述车载T-BOX用于接收所述公车调度综合管理平台的指令，根据所述指令控制所述公车；
所述车载通信模块内含终端安全控制模块或安全认证模块，用于读取所述智能设备信息，对所述智能设备鉴权；
所述GPS模块用于对公车进行定位跟踪；
所述智能设备内含SE安全模块，用于用户身份鉴权；
所述手机APP用于与所述公车调度综合管理平台交互实现用车申请、用车验证、计费及支付；还用于数字车钥匙的接收、分发和撤销；
所述公车调度综合管理平台用于管理用户和公车基础信息，管理智能设备和车载通信模块的发行和注销，与所述手机APP通信，向所述T-BOX终端发送控车指令；
所述硬件加密机与公车调度综合管理平台可通信连接，用于车载通信模块、智能设备的密钥生成和存储。
2.根据权利要求1所述的基于APP和智能设备实现公车管理的系统，其特征在于，所述公车调度综合管理平台包括：
公车监控管理模块：用于车辆定位、监控车辆轨迹、电子围栏；
公车智能调度模块：用于车辆预约、用车审批、智能调度、用车费用管理和向用户发送信息提醒；
车钥匙管理模块：用于管理数字钥匙的分发、回收和分享；
智能设备发行管理模块：用于管理智能设备的发行、注销和补办；
车载通信模块发行管理模块：用于管理车载通信模块的注册、发行和注销；
数据统计分析模块：用于车辆用车统计，生成相关报表；
密钥管理模块：用于管理车载通信模块和智能设备的密钥，包括密钥的生成、存储、分发、注销和备份；同时通过调用所述硬件加密机进行密码运算，包括密钥的加密、解密、签名和验签；
基础信息管理模块：用于管理车辆和用户的基础信息。
3.根据权利要求1所述的基于APP和智能设备实现公车管理的系统，其特征在于，所述车载通信模块支持的通信方式包括4G/5G、蓝牙和NFC。
4.一种基于APP和智能设备实现公车管理的方法，包括以下步骤：
S1、在硬件加密机中生成一级密钥；
S2、通过公车调度综合管理平台向终端安全控制模块或安全认证模块中灌入二级密钥，然后将所述终端安全控制模块或安全认证模块装入公车上的车载通信模块；
S3、通过所述公车调度综合管理平台的智能设备发行管理模块为公车用户发行智能设备，在所述智能设备中写入个性化信息和三级密钥，并在所述公车调度综合管理平台绑定公车用户和所述智能设备的关联关系；
S4、用户通过APP发起公车预约，系统管理员通过所述公车调度综合管理平台审核所述公车预约，审核通过后，向用户下发数字车钥匙；
S5、用户根据所述数字车钥匙的权限使用公车；
S6、公车使用完毕后，申请人上报行车信息并归还公车，系统管理员回收数字车钥匙权限。
5.根据权利要求4所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，所述一级密钥由所述硬件加密机直接生成或从外部录入。
6.根据权利要求5所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，根据所述一级密钥的分散规则计算生成所述二级密钥，根据所述二级密钥计算生成所述三级密钥。
7.根据权利要求6所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，步骤S2还包括：将所述智能通信模块的基础信息录入公车调度综合管理平台的数据库，并进行白名单管控；将所述智能通信模块与所述终端安全控制模块或安全认证模块的绑定关联关系同步到所述公车调度综合管理平台。
8.根据权利要求7所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，步骤S3中根据公车用途发行不同类别的智能设备。
9.根据权利要求8所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，步骤S5中申请人使用公车前首先需要对用户身份进行鉴权，鉴权过程具体为：
申请人根据实际用途选用对应的智能设备，通过手机APP连接所述智能设备；
通过手机APP打开所述数字车钥匙，根据用户权限确认是否可以打开车门；
打开车门后，首先所述车载通信模块与所述智能设备进行鉴权；
所述车载通信模块与所述智能设备的鉴权通过后，手机APP与所述公车调度综合管理平台的车钥匙管理模块进行二次鉴权，判断申请人身份是否合法、用车类型是否匹配，如果不合法则回收所述数字车钥匙权限；
二次鉴权通过后申请人根据规定使用车辆。
10.根据权利要求4所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，申请人使用车辆时，将所述智能设备放置在所述车载通信模块上，以备网络信号不好时将车辆使用情况存储在所述智能设备中。
11.根据权利要求4-10任一项所述的基于APP和智能设备实现公车管理的方法，其特征在于，步骤S6后还包括：申请人根据用车信息支付对应的费用。
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