CN114845241A - 一种定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定位方法、装置，涉及网络技术领域。定位方法包括：在预设时长内，获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块；汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块；基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。该定位方法可解决蜂窝基站定位系统中的中央服务器因网络攻击或硬件故障导致定位服务通信服务中断，而严重影响定位服务安全的问题，基于去中心化的区块链技术提升蜂窝基站定位服务的安全及质量。

Description

一种定位方法及装置

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种定位方法及装置。

背景技术

随着移动互联网技术的高速发展，基于LBS(Location BasedServices，围绕地理位置数据而展开的服务)的位置服务在工作和生活中扮演了越来越重要的角色，从位置导航到快递送餐，再到智慧交通等等。这其中包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)卫星定位系统和基于蜂窝基站的定位系统实现定位服务。而目前的蜂窝基站定位系统采用统一的中央服务器记录移动终端的位置信息和位置变化信息，以完成移动终端的位置存储和共享。

然而，当蜂窝基站定位系统中的中央服务器遭受到网络攻击或发生硬件故障时，容易导致定位服务通信中断，无法保证定位服务的安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种定位方法及装置，以至少解决相关技术中存在的蜂窝基站定位系统中的中央服务器因网络攻击或硬件故障导致定位通信服务中断，而严重影响定位服务安全的问题。

第一方面，本发明提供一种定位方法，应用于位置区节点，包括：在预设时长内，获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块；汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

优选地，所述获取所属区域内移动终端当前的位置信息，具体包括：接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置；根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息。所述获取所属区域内移动终端位置变化信息，具体包括：接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息，并与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

优选地，在所述接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置之前，定位方法还包括：根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站；建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接。

优选地，所述汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，具体包括：在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求；在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

第二方面，本发明还提供一种定位方法，应用于基站，包括：在预设时长内，向所归属的位置区节点发送与移动终端的相对位置，以使位置区节点根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息，并结合获取的移动终端的位置变化信息，以生成一个位置信息块，以及，汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，并基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

第三方面，本发明还提供一种定位装置，包括获取模块、汇总模块和广播模块。

获取模块，在预设时长内，用于获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块。汇总模块，与获取模块连接，用于汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。广播模块，与汇总模块连接，用于基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

优选地，获取模块包括第一接收单元、计算单元、第二接收单元和比对单元。第一接收单元，用于接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置。计算单元，与第一接收单元连接，用于根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息。第二接收单元，用于接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息。比对单元，与计算单元和第二接收单元连接，用于将接收的移动终端的进入信息与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

优选地，获取模块还包括确定单元和连接单元。确定单元，用于根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站。连接单元，与确定单元连接，用于建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接。

优选地，汇总模块包括请求单元和汇总单元。请求单元，用于在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求。汇总单元，用于在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

第四方面，本发明还提供一种定位装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如第一方面中所述的定位方法。

本发明提供的定位方法及装置，通过将移动终端所在的整个网络划分为多个位置区节点所属的区域，以预设时长为周期，各位置区节点周期性获取所属区域内移动终端的位置信息和位置变化信息并生成位置信息块，再将所有位置区节点的位置信息块汇总为一个位置信息区块并上链存储于多个位置区节点，从而供查阅整个网络中的任一移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。由于使用了分布式区块链网络获取并存储移动终端的位置信息，以避免中央服务器因网络攻击或硬件故障导致定位通信服务中断，从而保证定位服务的安全及质量。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种定位方法的流程图；

图2为本发明实施例1的一种网络的位置区划分示意图；

图3为本发明实施例3的一种定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。

可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。

可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合来实现。

可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。

实施例1：

本实施例提供一种定位方法，应用于位置区节点，该定位方法可应用于智慧交通、快递送餐、行程轨迹跟踪等场景。如图1所示，该定位方法包括：

步骤101：在预设时长内，获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块。

本实施例中，如图2所示，每个通讯基站覆盖一小块区域，相邻的多个基站组成一个位置区，将该位置区称作一个节点，即位置区节点，图2中所示为整个网络被划分为3个位置区节点所覆盖的区域。换言之，一个位置区节点所属区域包含多个基站，且位置区节点与其所属区域内的多个基站通信连接，而基站的覆盖区域内存在多个移动终端(如手机、智能车载设备、智能穿戴设备等)。或者，一个位置区节点所属区域仅包含一个基站，则该基站的角色为位置区节点，即基站等同于位置区节点。预设时长可根据定位精度要求进行设置，本实施例中取值示例为5分钟，即以预设时长为周期，位置区节点在每周期执行一次定位方法。位置区节点可通过基站定位技术获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，具体地，基站定位技术包括蜂窝小区定位、TOA(Time of Arrival，到达时间)定位、TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位等，其中蜂窝小区定位仅需通过一个基站获取终端的位置信息，TOA定位和TDOA定位需通过至少三个基站获取终端的位置信息。当基站等同于位置区节点时，该位置区节点可直接获取到移动终端的位置信息和位置变化信息。位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息，具体可通过比对不同时刻的位置区节点所属区域内移动终端清单变化而获得，例如，在某一时刻，移动终端A从位置区节点1所属区域移动到位置区节点2所属区域，因此，位置区节点1的清单中减少了移动终端A，而位置区节点2的清单中增加了移动终端A。位置区节点以预设时长为周期，将其所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息生成一个位置信息块，即每5分钟生成一个新的位置信息块。

步骤102：汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

步骤103：基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

本实施例中，在预设时长内，每个位置区节点均会生成一个位置信息块，通过其中一个位置区节点汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含整个网络所有移动终端的位置信息区块，再基于区块链网络广播至其他位置区节点进行存储，从而在多个不同的位置区节点中存储有所有移动终端的位置信息区块，通过查阅任意一个位置区节点存储的位置信息区块，可获得移动终端当前的位置信息，和历史的位置变化信息，可用于配合警方锁定目标移动终端的当前位置信息，并获取目标移动终端的行程轨迹信息。需要说明的是，本实施例中的区块链网络包括多个位置区节点。通过区块链技术分布式获取和存储移动终端的位置信息，从而保证定位服务的安全性，避免中央服务器故障导致定位服务通信中断，或因网络攻击篡改移动终端的位置信息。此外，通过各所属区域的位置区节点获取和存储本区域内移动终端的位置信息，从而实现信息就近存储，可提升定位服务的效率，且多个位置区节点同步获取和存储位置信息，可进一步提升定位服务效率。

可选地，步骤101中的获取所属区域内移动终端当前的位置信息，具体包括：接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置；根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息。

本实施例中，位置区节点所属区域内的基站向移动终端发送握手信号和时间戳，相互通信获得移动终端的信号强度。多个相邻基站顺序连接移动终端，分别获得与移动终端通信的时间戳、信号强度，并根据时间戳和信号强度计算出移动终端与各基站的相对距离(相对距离和通信时间成正比，当距离越远，移动终端的信号强度越弱)，由于基站的具体坐标位置是已知的，即可得到各基站与移动终端的相对位置，各基站将自身与移动终端的相对位置发送给所归属的位置区节点，则位置区节点可通过至少三个基站相对于同一移动终端的相对位置数据，定位出该移动终端的具体平面坐标，即定位出移动终端当前的位置信息。本实施例不局限于上述获取基站与移动终端相对位置的方法。位置区节点汇总所属区域内各基站发送的相对位置，其中，相对位置包括移动终端标识等信息，可得到某一时刻所属区域内包含的移动终端的清单。

可选地，步骤101中的获取所属区域内移动终端位置变化信息，具体包括：接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息，并与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

本实施例中，通过获取移动终端的位置变化信息，可用于获取移动终端的历史行程轨迹，扩展定位服务的应用范围。此外，当移动终端A从位置区节点1，跨区域到了位置区节点2，此时该移动终端A的位置信息就从节点1转移到了节点2，从而实现分布式记录不同区域的移动终端位置信息。

可选地，在接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置之前，定位方法还包括：根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站；建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接。

本实施例中，基站分布特点及地理位置可理解为运营商基站部署的密度和位置，地形、楼宇高度等。比如在繁华路段，高楼林立，则需将同一街区的多个基站确定为一个位置区节点所属区域，同时考虑楼宇遮挡，位置区节点的合理划分可进一步提升定位的通信效率，避免浪费计算资源。将整个网络根据基站分布特点和地理位置划分为多个位置区节点所属区域时，可通过协商机制由区块链中的其中一个位置区节点执行该划分工作，或通过协商机制由各位置区节点分布式协调确定各位置区节点所属区域应包含的基站。

可选地，步骤102中的汇总各位置区节点的位置信息块，并生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，具体包括：在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求；在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

本实施例中，由于不同的位置区节点连接了不同数量的基站、移动终端，故获取移动终端的位置信息的忙闲状态不同。通过在预设时长内，由空闲状态的位置区节点发出请求得到位置计算令牌后，由该位置区节点汇总各位置区节点的位置信息块，生成一个位置信息区块并进行广播分发，从而合理分配区块链网络中各节点的计算资源，保证预设时长内完成一次移动终端的定位。进一步地，汇总前可由得到位置计算令牌的位置区节点向其他位置区节点获取各节点的位置信息块，相比于由各位置区节点向区块链网络中广播自身的位置信息块而言，能有效节约网络传输资源。此外，通过对汇总后的位置信息块加密生成位置信息区块，加密技术可采用对称加密或其他加密方法，可进一步提高定位数据的安全性。通过区块链网络快速完整地保存所有移动终端的位置信息和历史的位置变化信息，有利于后续的信息追查和筛选，扩大定位服务的应用范围。本实施例中，在各位置区节点处可配置支点服务器，以使位置区节点具有较强的处理能力和存储能力。

本实施例提供的定位方法，通过区块链技术分布式获取和存储移动终端的位置信息，从而保证定位服务的安全性，避免中央服务器故障导致定位服务通信中断，或因网络攻击篡改移动终端的位置信息。此外，通过各所属区域的位置区节点获取和存储本区域内移动终端的位置信息，从而实现信息就近存储，可提升定位服务的效率，且多个位置区节点同步获取和存储位置信息，可进一步提升定位服务效率。进一步地，通过获取移动终端的位置变化信息，可用于获取移动终端的历史行程轨迹，扩展定位服务的应用范围，并实现分布式记录不同区域的移动终端位置信息。通过合理划分位置区节点可进一步提升定位的通信效率，避免浪费计算资源。此外，通过空闲状态的位置区节点执行汇总和分发工作，实现合理分配区块链网络中各节点的计算资源，保证预设时长内完成一次移动终端的定位。通过对汇总后的位置信息块加密生成位置信息区块，可进一步提高定位数据的安全性。

实施例2：

本实施例提供一种定位方法，应用于基站，所述定位方法包括：在预设时长内，向所归属的位置区节点发送与移动终端的相对位置，以使位置区节点根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息，并结合获取的移动终端的位置变化信息，以生成一个位置信息块，以及，汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，并基于区块链网络广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

其中，位置区节点还用于接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息，并与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

可选地，位置区节点还用于根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站，并建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接，以使基站向所归属的位置区节点发送与移动终端的相对位置。

可选地，位置区节点还用于在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求，在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

实施例3：

如图3所示，本实施例提供一种定位装置，包括获取模块31、汇总模块32和广播模块33。

获取模块31，在预设时长内，用于获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块。

汇总模块32，与获取模块31连接，用于汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

广播模块33，与汇总模块32连接，用于基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

可选地，获取模块包括第一接收单元、计算单元、第二接收单元和比对单元。

第一接收单元，用于接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置。计算单元，与第一接收单元连接，用于根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息。第二接收单元，用于接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息。比对单元，与计算单元和第二接收单元连接，用于将接收的移动终端的进入信息与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

可选地，获取模块还包括确定单元和连接单元。

确定单元，用于根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站。连接单元，与确定单元连接，用于建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接。

可选地，汇总模块包括请求单元和汇总单元。

请求单元，用于在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求。汇总单元，用于在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

实施例4：

本实施例提供一种定位装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如实施例1中所述的定位方法。

实施例2的定位方法，实施例3-实施例4的定位装置，通过区块链技术分布式获取和存储移动终端的位置信息，从而保证定位服务的安全性，避免中央服务器故障导致定位服务通信中断，或因网络攻击篡改移动终端的位置信息。此外，通过各所属区域的位置区节点获取和存储本区域内移动终端的位置信息，从而实现信息就近存储，可提升定位服务的效率，且多个位置区节点同步获取和存储位置信息，可进一步提升定位服务效率。进一步地，通过获取移动终端的位置变化信息，可用于获取移动终端的历史行程轨迹，扩展定位服务的应用范围，并实现分布式记录不同区域的移动终端位置信息。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定位方法，应用于位置区节点，其特征在于，包括：

在预设时长内，获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块；

汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块；

基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述获取所属区域内移动终端当前的位置信息，具体包括：

接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置；

根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息，

所述获取所属区域内移动终端位置变化信息，具体包括：

接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息，并与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，在所述接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置之前，还包括：

根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站；

建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接。

4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，具体包括：

在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求；

在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

5.一种定位方法，应用于基站，其特征在于，包括：

在预设时长内，向所归属的位置区节点发送与移动终端的相对位置，以使位置区节点根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息，并结合获取的移动终端的位置变化信息，以生成一个位置信息块，以及，汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，并基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

6.一种定位装置，其特征在于，包括获取模块、汇总模块和广播模块，

获取模块，在预设时长内，用于获取所属区域内移动终端当前的位置信息和位置变化信息，以生成一个位置信息块，

汇总模块，与获取模块连接，用于汇总各位置区节点的位置信息块，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块，

广播模块，与汇总模块连接，用于基于区块链网络将位置信息区块广播至其他位置区节点进行存储，以供查阅移动终端当前的位置信息和历史的位置变化信息。

7.根据权利要求6所述的定位装置，其特征在于，获取模块包括第一接收单元、计算单元、第二接收单元和比对单元，

第一接收单元，用于接收所属区域内各基站发送的与移动终端的相对位置，

计算单元，与第一接收单元连接，用于根据接收的相对位置计算得到所属区域内移动终端当前的位置信息，

第二接收单元，用于接收相邻位置区节点发送的移动终端的进入信息，

比对单元，与计算单元和第二接收单元连接，用于将接收的移动终端的进入信息与自身的移动终端的离开信息进行比对，得到移动终端的位置变化信息，位置变化信息为移动终端从一个位置区节点所属区域移动到另一个位置区节点所属区域的变化信息。

8.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于，获取模块还包括确定单元和连接单元，

确定单元，用于根据基站分布特点及地理位置，确定各位置区节点所属区域内的基站，

连接单元，与确定单元连接，用于建立各位置区节点与所属区域内的基站之间的通信连接。

9.根据权利要求6所述的定位装置，其特征在于，汇总模块包括请求单元和汇总单元，

请求单元，用于在空闲状态下，向区块链网络的其他位置区节点发送获取位置计算令牌的请求，

汇总单元，用于在获取到位置计算令牌后，汇总各位置区节点的位置信息块，并对汇总后的位置信息块进行加密，以生成一个包含所有移动终端的位置信息区块。

10.一种定位装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如权利要求1-4中任一项所述的定位方法。

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