CN114643891A - 充电桩安全防护方法和系统 - Google Patents

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CN114643891A CN202011517645.4A CN202011517645A CN114643891A CN 114643891 A CN114643891 A CN 114643891A CN 202011517645 A CN202011517645 A CN 202011517645A CN 114643891 A CN114643891 A CN 114643891A
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Abstract

本发明公开了一种充电桩安全防护方法、系统和云服务器。其中，充电桩安全防护方法包括：接收充电桩检测的充电温度；当充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，其中，高温充电时长为充电温度处于预设温度区间内的总时长；根据充电总时长和高温充电时长确定单次充电过程中充电桩的充电损伤值；在充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电。上述充电桩安全防护方法从时间维度上考虑了温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。

Description

充电桩安全防护方法和系统
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电桩安全防护方法和系统。
背景技术
近年来，随着国家政策的助力及各大主机厂的创新，新能源电动汽车由于其环保、用电方便等优点，拥有良好的发展前景。相应的，新能源电动汽车的配套充电设备也即充电桩在各个小区停车场或公共场所逐渐普及。目前，充电桩主要通过输入端与电网连接，其输入端安装充电枪，用户通过使用充电枪为电动汽车充电。随着充电桩使用时长的增加，其损伤也越来越大。传统技术中，大多通过监控充电桩的温度对充电桩进行安全管控，其无法识别充电损伤带来的充电风险，导致在充电过程中存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种充电桩安全防护方法，能够获取充电桩的充电损伤值，以便根据充电损伤值识别充电风险，提高充电桩的安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种充电桩安全防护系统。
本发明的第三个目的在于提出一种云服务器。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种充电桩安全防护方法，包括：
接收充电桩检测的充电温度；
当充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，其中，高温充电时长为充电温度处于预设温度区间内的总时长；
根据充电总时长和高温充电时长确定充电过程中充电桩的充电损伤值；
在充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电。
根据本发明实施例的充电桩安全防护方法，通过接收充电桩检测的充电温度，并确定当充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，根据充电总时长和高温充电时长确定充电过程中充电桩的充电损伤值，当充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以使充电桩断电，从时间维度上考虑了温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。
根据本发明的一个实施例，充电损伤值通过以下公式计算：
Figure BDA0002848499730000021
其中，∑ti为单次充电过程中的高温充电时长，i为单次充电过程中充电温度处于预设温度区间的各时间段，ti为单次充电过程中充电温度处于预设温度区间的各时间段对应的时长，α为充电桩的损伤系数，S为单次充电过程的总时长，k为充电损伤值。
根据本发明的一个实施例，还包括：
获取充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值；
根据充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值，获取充电桩的累计损伤值；
当累计损伤值大于第二预设值时，发送维护指令至控制中心以便对充电桩进行维护。
根据本发明的一个实施例，在接收到移动终端发送的充电请求时，还将每个充电桩对应的累计损伤值发送至移动终端。
根据本发明的一个实施例，累计损伤值通过以下公式获取：
K＝∑kj
其中，j为充电次数，k为每次充电过程的充电损伤值。
根据本发明的一个实施例，当充电温度处于预设温度区间时，还发送第一指示灯提示信号至充电桩，并发送警示信号至移动终端和控制中心。
根据本发明的一个实施例，充电桩还包括灭火装置；
方法还包括：
接收充电桩发送的起火警报信息，并根据起火警报信号，发送灭火信号至充电桩，以便充电桩根据灭火信号控制灭火装置工作，并发送断电信号至充电桩所在的充电站以使充电站中的所有充电桩断电。
根据本发明的一个实施例，当充电温度大于预设温度区间的上限值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种充电桩安全防护系统，包括：
充电桩，用于检测充电温度；
云服务器，用于与充电桩进行通信，以在充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，并根据充电总时长和高温充电时长确定充电过程中充电桩的充电损伤值，以及在充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电，其中，高温充电时长为充电温度处于预设温度区间内的充电时长。
根据本发明实施例的充电桩安全防护系统，从时间维度上考虑温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种云服务器，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充电桩安全防护程序，处理器执行充电桩安全防护程序时，实现前述充电桩安全防护方法。
根据本发明实施例的云服务器，上述云服务器，通过前述充电桩安全防护方法，从时间维度上考虑温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1示出了可以应用本发明的充电桩安全防护方法的实施例的示例性系统架构图；
图2为根据本发明一个实施例的充电桩安全防护方法的流程图；
图3为根据本发明又一实施例的充电桩安全防护方法的流程图；
图4为根据本发明实施例的云服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1示出了可以应用本发明实施例的充电桩安全防护方法的实施例的示例性系统架构。如图1所示，系统架构包括充电桩110、云服务器120、控制中心130和移动终端140。其中，充电桩110用于为电动汽车充电。用户可以通过充电桩110向云服务器120发送充电请求，例如通过扫描充电桩110上的二维码发送充电请求，或者，通过专用的APP(Application，应用程序)向云服务器120发送充电请求。云服务器120接收到用户的充电请求后，发送控制命令至充电桩110，使充电桩110实时检测充电温度，并回传至云服务器120。云服务器120可以将充电桩110的充电现状实时反馈至控制中心130，以便控制中心130的工作人员监控充电状态。其中，控制中心140可以为云服务器120预先设置温度区间，以便云服务器120判断充电桩110的充电温度是否异常。云服务器120还可以将充电信息(例如剩余充电时长、电动汽车电池包的当前电量和充电金额等)反馈至移动终端140，以便车主获知电动汽车的充电状态。
下面参考附图描述本发明实施例提出的充电桩安全防护方法、充电桩安全防护系统和云服务器。
图2为根据本发明实施例的充电桩安全防护方法的流程图，该方法可以由图1中所示的云服务器200执行。参考图2所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S110，接收充电桩检测的充电温度。
具体地，当充电桩对电动汽车充电时，云服务器发送控制命令至充电桩，使充电桩通过温度检测模块实时检测充电温度，同时，充电桩还记录充电温度对应的充电时间以及充电总时长，并将充电温度及其对应的充电时间和充电总时长发送至云服务器，以便云服务器对接收到的温度数据和时间数据进行处理。
步骤S130，当充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，其中，高温充电时长为充电温度处于预设温度区间内的总时长。
其中，预设温度区间可以由控制中心根据充电环境预先设置并发送至云服务器。预设温度区间可以为T0-T1，其中，T0为常温阈值，T1为高温阈值。也即当充电温度小于T0时，充电桩处于常温充电状态，充电桩可正常使用。当充电温度处于T0-T1之间时，充电桩处于较高温充电状态，较高温充电状态会对充电桩造成损伤，存在一定的安全风险，因此需对充电桩进行监控，以防止出现安全隐患。当充电温度大于T1时，会对充电桩造成损坏，严重时将导致安全隐患，因此需及时断电以保护充电桩。
在充电过程中，云服务器实时监测充电温度，并根据充电温度处于预设温度区间的时间段获取对应的时长，通过计数法获取充电过程中充电温度处于预设温度区间的高温充电时长，以及获取当前的充电总时长。举例来说，当前充电总时长为从0时刻到t5时刻，则充电总时长为t5。在0时刻到t5时刻的时间段内，在t1时刻到t2时刻之间和t3时刻到t4时刻之间，充电温度处于预设温度区间，则云服务器计算t1时刻到t2时刻之间的第一时长和t3时刻到t4时刻的第二时长，并将第一时长和第二时长相加即可获得高温充电时长。
步骤S150，根据充电总时长和高温充电时长确定充电过程中充电桩的充电损伤值。
具体地，本实施例可以采用以下公式获取充电损伤值：
Figure BDA0002848499730000071
其中，∑ti为充电过程中的高温充电时长，i为充电过程中充电温度处于预设温度区间的各时间段，ti为充电过程中充电温度处于预设温度区间的各时间段对应的时长，α为充电桩的损伤系数，S为充电过程的总时长，k为充电损伤值。其中，损伤系数α与充电桩的散热性能及材料有关，可以通过对充电桩进行充电测试得到。
步骤S170，在充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电。
本实施例中，第一预设值可以由控制中心预先设置并发送至云服务器。当云服务器判断充电桩的充电损伤值大于第一预设值时，控制充电桩断电，防止长时间的较高温充电对充电桩造成损坏。
进一步地，云服务器还可以将断电提示信息发送至移动终端，以便车主及时更换充电桩充电。
上述实施例提供的充电桩安全防护方法，通过接收充电桩检测的充电温度，并确定当充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，根据充电总时长和高温充电时长确定充电过程中充电桩的充电损伤值，当充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以使充电桩断电，从时间维度上考虑了温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。
如图3所示，在其中一个实施例中，该方法还包括以下步骤：
步骤S210，获取充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值。
具体地，云服务器在每次充电结束后均计算本次充电的充电损伤值，并将充电损伤值和对应的充电次数存储于存储器中，以便后续使用。
步骤S230，根据充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值，获取充电桩的累计损伤值。
具体地，云服务器可以在充电桩每次充电结束后，先计算本次充电的充电损伤值，然后计算充电桩当前的累计损伤值，当前的累计损伤值为每次充电过程的损伤值累计值和，累计损伤值越大，相应充电桩的损伤程度也越高，其安全风险也越大。
本实施例可以采用以下公式计算累计损伤值：
K＝∑kj
其中，j为充电次数，k为每次充电过程的充电损伤值，K为累计损伤值。
步骤S250，当累计损伤值大于第二预设值时，发送维护指令至控制中心以便对充电桩进行维护。
具体地，第二预设值可以是由控制中心预先设置并发送至云服务器。当云服务器确定充电桩的累计损伤值已达到第二预设值时，将相应充电桩的序号发送至控制中心，以便控制中心的工作人员对充电桩进行维护保养。
进一步地，当云服务器接收到用户通过移动终端发送的充电请求时，云服务器还可以将各个充电桩的累计损伤值发送至移动终端，便于用户自行选择，从而提高用户体验。
在其中一个实施例中，当云服务器确定充电温度处于预设温度区间时，还发送第一指示灯提示信号至相应充电桩，使设置于充电桩上的指示灯显示黄灯信号，以及时提醒充电桩所在充电站的工作人员注意。同时，云服务器还可以发送警示信号至移动终端和控制中心，以提醒车主和控制中心的工作人员。
当云服务器确定充电温度小于预设温度区间的下限值时，云服务器发送第二指示灯提示信号至相应充电桩，使设置于充电桩上的指示灯显示绿灯信号。同时，云服务器反馈正常充电信号至移动终端和控制中心。
当云服务器检测到充电温度大于预设温度区间的上限值时，云服务器确定当前充电桩处于高温充电状态，并发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电。一段时间后，云服务器重新发送温度检测指令至充电桩，以使充电桩通过温度检测模块检测当前温度，并在温度小于预设温度区间的下限值后，控制充电桩上电，以重新为电动汽车充电。
上述实施例提供的充电桩安全防护方法，在检测到充电温度大于预设温度区间的上限值时，控制充电桩断电，防止高温充电对充电桩或电动汽车造成损坏。并且，在一段时间后，若检测到充电桩温度下降到常温状态，可以控制充电桩开启常温充电模式，无需用户再次发出充电请求，提高了充电桩的智能化程度。
在其中一个实施例中，该方法还包括：接收充电桩发送的火灾警报信号，并根据火灾警报信号发送灭火信号至充电桩，以便充电桩根据灭火信号控制灭火装置工作，并发送断电信号充充电桩所在的充电站以使充电站中所有充电桩断电。
具体地，充电桩上设置有灭火装置和火灾检测器，其中，火灾检测器用于通过检测烟雾或气体判断充电桩或当前环境是否有着火迹象或已经着火，当充电桩或当前环境有着火迹象或已经着火时，充电桩发送火灾警报信号至云服务器，云服务器根据火灾警报信号发送灭火信号至相应充电桩，以使相应充电桩控制灭火装置启动灭火。同时，云服务器还发送断电控制信号至起火充电桩所在的充电站，以使充电站内所有的充电桩均断电，以保护附近的充电桩及充电车辆。
进一步地，云服务器还可以将火灾警报信号发送至控制中心，以使控制中心的工作人员启动紧急预案。
上述实施例提供的充电桩安全防护方法，在检测到充电桩有着火迹象或已经着火时，可以控制充电装的灭火装置自动灭火，且控制着火充电桩所在的充电站断电，以保护其他充电桩和充电车辆，最大程度地降低损害。
本申请的又一实施例提供一种充电桩安装安全防护系统，包括充电桩和云服务器。其中，充电桩用于检测充电温度。云服务器，用于与充电桩进行通信，以在充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，并根据充电总时长和高温充电时长确定充电过程中充电桩的充电损伤值，以及在充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电，其中，高温充电时长为所述充电温度处于所述预设温度区间内的充电时长。
在其中一个实施例中，云服务器还用于获取充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值，根据充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值，获取充电桩的累计损伤值，当累计损伤值大于第二预设值时，发送维护指令至控制中心以便对充电桩进行维护。
在其中一个实施例中，云服务器还用于在接收到移动终端发送的充电请求时，还将每个充电桩对应的累计损伤值发送至移动终端。
在其中一个实施例中，云服务器还用于当充电温度处于预设温度区间时，还发送第一指示灯提示信号至充电桩，并发送警示信号至移动终端和控制中心。
在其中一个实施例中，所述充电桩还包括灭火装置。云服务器还用于接收充电桩发送的火灾警报信号，并根据火灾警报信号，发送灭火信号至充电桩，以便充电桩根据灭火信号控制灭火装置工作，并发送断电信号至充电桩所在的充电站以使充电站中的所有充电桩断电。
在其中一个实施例中，云服务器还用于当充电温度大于预设温度区间的上限值时，发送断电控制信号至充电桩，以控制充电桩断电。
需要说明的是，关于本申请中充电桩安全防护系统的描述，请参考本申请中关于充电桩安全防护方法的描述，具体这里不再赘述。
上述充电桩安全防护系统，从时间维度上考虑温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。
如图4所示，本申请的又一实施例提供一种云服务器，包括存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的充电桩安全防护程序230，处理器220执行充电桩安全防护程序230时，实现前述充电桩安全防护方法。
上述云服务器，通过前述充电桩安全防护方法，从时间维度上考虑温度系数，根据充电温度处于预设温度区间的高温充电时长和充电总时长计算充电损伤值，通过充电损伤值识别充电风险，并在识别出充电风险时及时控制充电桩断电，以提高充电安全系数。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种充电桩安全防护方法，其特征在于，包括：
接收充电桩检测的充电温度；
当所述充电温度处于预设温度区间时，获取充电过程中的充电总时长和高温充电时长，其中，所述高温充电时长为所述充电温度处于所述预设温度区间内的总时长；
根据所述充电总时长和所述高温充电时长确定单次充电过程中所述充电桩的充电损伤值；
在所述充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至所述充电桩，以控制所述充电桩断电。
2.根据权利要求1所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，所述充电损伤值通过以下公式计算：
Figure FDA0002848499720000011
其中，∑ti为充电过程中的高温充电时长，i为充电过程中所述充电温度处于所述预设温度区间的各时间段，ti为充电过程中所述充电温度处于所述预设温度区间的各时间段对应的时长，α为所述充电桩的损伤系数，S为充电过程的总时长，k为充电损伤值。
3.根据权利要求2所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，还包括：
获取所述充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值；
根据所述充电桩的充电总次数及每次充电过程的充电损伤值，获取所述充电桩的累计损伤值；
当所述累计损伤值大于第二预设值时，发送维护指令至控制中心以便对所述充电桩进行维护。
4.根据权利要求3所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，在接收到移动终端发送的充电请求时，还将每个充电桩对应的累计损伤值发送至所述移动终端。
5.根据权利要求3所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，所述累计损伤值通过以下公式获取：
K＝∑kj
其中，j为充电次数，k为每次充电过程的充电损伤值，K为累计损伤值。
6.根据权利要求1所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，当所述充电温度处于所述预设温度区间时，还发送第一指示灯提示信号至所述充电桩，并发送警示信号至移动终端和控制中心。
7.根据权利要求1所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，所述充电桩还包括灭火装置；
所述方法还包括：
接收所述充电桩发送的火灾警报信号，并根据所述火灾警报信号，发送灭火信号至所述充电桩，以便所述充电桩根据所述灭火信号控制所述灭火装置工作，并发送断电信号至所述充电桩所在的充电站以使所述充电站中的所有充电桩断电。
8.根据权利要求1所述的充电桩安全防护方法，其特征在于，当所述充电温度大于所述预设温度区间的上限值时，发送所述断电控制信号至所述充电桩，以控制所述充电桩断电。
9.一种充电桩安全防护系统，其特征在于，包括：
充电桩，用于检测充电温度；
云服务器，用于与所述充电桩进行通信，以在所述充电温度处于预设温度区间时，获取单次充电过程中的充电总时长和高温充电时长，并根据所述充电总时长和所述高温充电时长确定单次充电过程中所述充电桩的充电损伤值，以及在所述充电损伤值大于第一预设值时，发送断电控制信号至所述充电桩，以控制所述充电桩断电，其中，所述高温充电时长为所述充电温度处于所述预设温度区间内的充电时长。
10.一种云服务器，其特征在于，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充电桩安全防护程序，所述处理器执行所述充电桩安全防护程序时，实现如权利要求1-8中任一项所述的充电桩安全防护方法。
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