CN115171401A - 一种匝道汇入方法、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种匝道汇入方法、装置及介质,其通过获取匝道车辆和汇入车辆的行驶状态数据,并以匝道车辆和汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,计算匝道车辆的汇入策略,能够在保证匝道车辆和汇入车辆不发生碰撞的情况下,引导匝道车辆高效汇入主车道,不仅能保证车辆的安全行驶,还能提升匝道汇入效率。
Description
技术领域
本发明涉及车联网技术领域,尤其涉及一种匝道汇入方法、装置及介质。
背景技术
我国现有机动车保有量已达3.95亿辆,道路交通系统十分庞大和复杂,在交通安全和治理拥堵方面产生了严重问题,不仅威胁人民生命财产安全,还严重影响人民出行效率。
根据近年来的交通事故统计分析,匝道汇入区域是最易发生交通事故和产生拥堵的关键区域之一,因此,如何保证匝道汇入安全成为当前研究的一个热点。
发明内容
本发明多个方面提供一种匝道汇入方法、装置及介质,其能有效解决匝道汇入存在的安全隐患问题。
本发明第一方面提供一种匝道汇入方法,包括:
在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据;其中,所述匝道车辆是指在匝道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述汇入车辆是指在主车道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述当前行驶状态数据包括车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离、车辆的速度和加速度;
以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道。
本发明第二方面提供一种匝道汇入装置,包括:
行驶状态数据获取模块,用于在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据;其中,所述匝道车辆是指在匝道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述汇入车辆是指在主车道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述当前行驶状态数据包括车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离、车辆的速度和加速度;
汇入策略确定模块,用于以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道。
本发明第三方面提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如上述第一方面提供的匝道汇入方法。
与现有技术相比,本发明提供的匝道汇入方法、装置及介质的有益效果如下:
本发明通过在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,并以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道,其通过获取匝道车辆和汇入车辆的行驶状态数据,并以匝道车辆和汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,计算匝道车辆的汇入策略,进而能够在保证匝道车辆和汇入车辆不发生碰撞的情况下,引导匝道车辆高效汇入主车道,不仅能保证车辆的安全行驶,还能提升匝道汇入效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的匝道汇入方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的碰撞点示意图;
图3是本发明实施例提供的汇入策略实现的流程示意图。
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作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。
本发明实施例提供的匝道汇入方法,包括步骤S11~S12:
S11,在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据;其中,所述匝道车辆是指在匝道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述汇入车辆是指在主车道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述当前行驶状态数据包括车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离、车辆的速度和加速度。
具体的,所述汇入决策点可设置为匝道车辆当前位置到碰撞点的安全距离,与匝道车辆的速度有关,一般安全距离为车辆的速度值,比如车速为50千米/小时,安全距离为50米。
示例性的,所述碰撞点可为主车道中心线和匝道中心线的交点处,具体可参见图2。
S12,以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道。
其中,在一种实现方式中,步骤S11中的车辆距离碰撞点的距离、速度和加速度等数据可以通过车载感知设备获取。
在另一种实现方式中,当所述方法应用于基于路侧单元(RSU,英文全称Road SideUnit)与边缘计算单元((MEC,英文全称Multi-access Edge Computing)的协同系统时:
所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据则通过所述路侧单元获取,并由所述边缘计算单元确定所述匝道车辆的汇入策略。
具体的,路侧单元利用深度学习点云算法、深度学习雷达算法和雷达本身功能获取目标物识别类型(即识别车辆)、位置、速度和加速度等数据,并将相关数据发送给边缘计算单元,边缘计算单元即获取到匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,并通过算法得出汇入策略。
在本发明实施例中,通过RSU和MEC协同技术,采用C-V2X直连通信技术,RSU与车辆之间通信无需经过运营商基站,具有低时延、高可靠的优势,以及网络传输稳定、快捷、高效的优点。此外,本发明实施例在边缘侧实现汇入策略的计算和发送,避免搭建复杂的中心控制系统,系统简单、高效、易扩展。
基于上述实施例提供的技术方案,其通过获取匝道车辆和汇入车辆的行驶状态数据,并以匝道车辆和汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,计算匝道车辆的汇入策略,进而能够在保证匝道车辆和汇入车辆不发生碰撞的情况下,引导匝道车辆高效汇入主车道,不仅能保证车辆的安全行驶,还能提升匝道汇入效率。
在一种可选的实施方式中,所述S12中“以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略”,具体包括:
根据所述匝道车辆在到达汇入决策点时的当前速度,确定安全距离;
根据所述匝道车辆与所述汇入车辆在汇入决策点时刻对应的速度和加速度,判断所述匝道车辆行驶至碰撞点时与所述汇入车辆之间的距离是否大于所述安全距离;
当大于所述安全距离时,所述匝道车辆的汇入策略为以当前速度和当前加速度行驶至主车道;
当不大于安全距离时,若所述匝道车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为加速后匀速行驶至主车道或不可汇入;若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为减速后匀速行驶至主车道。
在本发明实施例中,考虑到车辆以不同的车速行驶时,与前后车发生撞击危险的安全距离可能不同,可以理解的是,当车辆以较快的速度行驶时,其设置的安全距离应当更大,而当车辆以较慢的速度行驶时,其对应的安全距离也相应更小。在本发明实施例中,其能结合当前车辆行驶的状态,对匝道车辆和汇入车辆之间的安全距离进行设置,从而能够更好地避免车与车之间发生撞击的危险,同时使得后续在根据安全距离对匝道车辆的汇入策略进行计算时不会因为安全距离设置的不合理而导致计算结果不精准。
示例性的,安全距离D的设置可参考如下:
当匝道车辆的车速有V≤20km/h,D=10m;
当匝道车辆的车速有20km/h≤V≤50km/h,D=V*0.8;
当匝道车辆的车速V大于50km/h,D=V。
在一种可选的实施方式中,所述若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为减速后匀速行驶至主车道,具体为:
若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为将车速减速至V0后以V0速度行驶至主车道;其中,V0=(X1-D)/T2;其中,X1为匝道车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离,T2为汇入车辆在汇入决策点时以当前速度和当前加速度行驶至碰撞点所需的时间,D为安全距离。
可以理解的是,匝道车辆由于即将汇入主车道,其行驶的车速应当较慢,因此,匝道车辆若从当前速度V1减速至V0时,其可以视为一个瞬时完成的动作,即便V0=0,由于匝道车辆速度慢,很快能停下来。在本发明实施例中,当汇入车辆先达到碰撞点且汇入车辆与匝道车辆之间的距离小于安全距离时,则执行减速策略,匝道车辆在接收到对应的汇入策略后即将车速减速至V0后行驶至主车道以保证车辆安全汇入。
在一种可选的实施方式中,所述若所述匝道车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为加速后匀速行驶至主车道或不可汇入,具体为:
若所述匝道车辆先到达碰撞点,设定所述匝道车辆加速后的目标速度为V3,其中,V3=(V2*T1+A2*T1*T1/2+D)/T1;其中,V2为汇入车辆在汇入决策点时的速度,T1为匝道车辆在汇入决策点时以当前速度和当前加速度行驶至碰撞点所需的时间,A2为汇入车辆在汇入决策点时的加速度,D为安全距离;
若V3大于预设的匝道限速时,所述匝道车辆的汇入策略为不可汇入;否则,所述匝道车辆的汇入策略为将车速加速至V3后以V3速度行驶至主车道。
其中,匝道车辆在接收到汇入策略后,即将车速加速至V3并以V3速度汇入主车道,由于匝道车辆车速比较慢,因此匝道车辆的车速加速至V3的过程可以视为一个瞬时完成的动作。
在本发明实施例中,当匝道车辆先于汇入车辆到达碰撞点,但匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离小于安全距离,此时需要计算匝道车辆是否能加速,使得匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆的距离大于安全距离,如果能,则加速通过,提升匝道车辆的汇入效率;否则,不可汇入,避让汇入车辆先行通过。
具体的,匝道车辆的汇入策略的算法实现可参考图3,包括:
(1)设定匝道车辆的速度为V1,加速度为A1,离碰撞点的距离为X1,汇入车辆速度为V2,加速度为A2,离碰撞点的的距离为X2,并根据匝道车辆的速度确定安全距离D;
(3)算法逻辑:
当|X2-V2*T1-A2*T1*T1/2|>D时,判断若以当前速度和加速度行驶可以汇入主车道,制定汇入策略为:以当前速度、当前加速度行驶至主车道。
当0≤V2*T1+A2*T1*T1/2-X2≤D时,判断若以当前速度和加速度行驶不可以汇入主车道,制定汇入策略为减速至V0后行驶至主车道;V0=(X1-D)/T2(X1<D时,V0=0);
当-D≤V2*T1+A2*T1*T1/2-X2<0时,判断若以当前速度和加速度行驶不可以汇入主车道,制定汇入策略为:加速至V3行驶至主车道,V3=(V2*T1+A2*T1*T1/2+D)/T1(V3>匝道限速时,不可汇入,避让汇入车辆先行通过)。
在本发明实施例中,根据汇入车辆和匝道车辆的速度以及离碰撞点距离制定匝道车辆以当前速度或减速、加速策略行驶至主车道,能够在保证安全和不影响汇入车辆行驶的前提下提升匝道汇入效率。
在一种可选的实施方式中,当所述方法应用于路侧单元与边缘计算单元的协同系统时:
当车辆安装有车载单元时,由所述边缘计算单元下发对应的汇入策略给所述匝道车辆,以指示所述匝道车辆以对应的汇入策略汇入主车道;
当车辆未安装车载单元时,所述边缘计算单元下发对应的汇入策略给信号控制灯,并根据预设的汇入策略与灯颜色的对应关系,通过所述信号控制灯指示所述匝道车辆汇入主车道。
在本发明实施例中,针对智能网联车辆和非智能网联车辆的场景均制定了匝道汇入策略。具体的,当车辆为智能网联车辆,边缘计算单元将计算得到的汇入策略通过路侧单元发生给匝道车辆及匝道车辆周围的车辆,保障车辆行驶安全。当车辆为非智能网联车辆时,边缘计算单元将汇入策略发送给信号控制灯,以通过信号控制灯指示所述匝道车辆以对应的汇入策略汇入主车道。
在一种可选的实施方式中,所述根据预设的汇入策略与灯颜色的对应关系,通过所述信号控制灯指示所述匝道车辆汇入主车道,具体包括:
当所述汇入策略为以当前速度和当前加速度行驶至主车道时,所述信号控制灯通过绿灯亮的方式指示所述匝道车辆以当前速度和当前加速度行驶至主车道;
当所述汇入策略不为以当前速度和当前加速度行驶至主车道时,所述信号控制灯为红色亮,以指示所述匝道车辆避让所述汇入车辆先行通过。
在本发明实施例中,当汇入策略为以当前速度和当前加速度行驶至主车道,说明匝道车辆按照当前行驶状态可以安全汇入主车道,此时,设置在碰撞点周围处的信号控制灯以绿灯的方式显示;否则,以红灯亮的方式显示。本发明实施例巧妙地将交通规则与汇入策略结合起来,以绿灯亮的行驶提示匝道车辆的车主以当前速度和当前加速度行驶至主车道,更符合驾驶员的驾驶习惯,能引导车辆安全高效汇入主车道。
在一种可选的实施方式中,在所述获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据之后,还包括:
根据GPS时间戳和坐标系,对所述当前行驶状态数据进行时空同步处理。
在本发明实施例中,为了避免数据出现偏差导致算法得出错误策略,在具体实施时可调用第三方高精度定位SDK实现,第三方高精度定位SDK即根据GPS时间戳和坐标系,对所述当前行驶状态数据进行时空同步处理。
本发明实施例第二方面提供一种匝道汇入装置,包括:
行驶状态数据获取模块,用于在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据;其中,所述匝道车辆是指在匝道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述汇入车辆是指在主车道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述当前行驶状态数据包括车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离、车辆的速度和加速度;
汇入策略确定模块,用于以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道。
其中,所述匝道汇入装置可设置在边缘计算单元中,并通过路侧单元获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据。
在一种可选的实施方式中,所述以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,具体包括:
根据所述匝道车辆在到达汇入决策点时的当前速度,确定安全距离;
根据所述匝道车辆与所述汇入车辆在汇入决策点时刻对应的速度和加速度,判断所述匝道车辆行驶至碰撞点时与所述汇入车辆之间的距离是否大于所述安全距离;
当大于所述安全距离时,所述匝道车辆的汇入策略为以当前速度和当前加速度行驶至主车道;
当不大于安全距离时,若所述匝道车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为加速后匀速行驶至主车道或不可汇入;若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为减速后匀速行驶至主车道。
在一种可选的实施方式中,所述若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为减速后匀速行驶至主车道,具体为:
若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为将车速减速至V0后以V0速度行驶至主车道;其中,V0=(X1-D)/T2;其中,X1为匝道车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离,T2为汇入车辆在汇入决策点时以当前速度和当前加速度行驶至碰撞点所需的时间,D为安全距离。
在一种可选的实施方式中,所述若所述匝道车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为加速后匀速行驶至主车道或不可汇入,具体为:
若所述匝道车辆先到达碰撞点,设定所述匝道车辆加速后的目标速度为V3,其中,V3=(V2*T1+A2*T1*T1/2+D)/T1;其中,V2为汇入车辆在汇入决策点时的速度,T1为匝道车辆在汇入决策点时以当前速度和当前加速度行驶至碰撞点所需的时间,A2为汇入车辆在汇入决策点时的加速度,D为安全距离;
若V3大于预设的匝道限速时,所述匝道车辆的汇入策略为不可汇入;否则,所述匝道车辆的汇入策略为将车速加速至V3后以V3速度行驶至主车道。
在一种可选的实施方式中,在所述获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据之后,还包括:
根据GPS时间戳和坐标系,对所述当前行驶状态数据进行时空同步处理。
需说明的是,本发明实施例提供的匝道汇入装置用于执行上述实施例的匝道汇入方法的全部步骤和流程,两者的工作原理和有益效果一一对应,这里不再作过多的赘述。
本发明实施例第三方面提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如上述实施例提供的匝道汇入方法,例如图1的S11~S12。
所述存储介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种匝道汇入方法,其特征在于,包括:
在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据;其中,所述匝道车辆是指在匝道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述汇入车辆是指在主车道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述当前行驶状态数据包括车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离、车辆的速度和加速度;
以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道。
2.如权利要求1所述的匝道汇入方法,其特征在于,所述以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,具体包括:
根据所述匝道车辆在到达汇入决策点时的当前速度,确定安全距离;
根据所述匝道车辆与所述汇入车辆在汇入决策点时刻对应的速度和加速度,判断所述匝道车辆行驶至碰撞点时与所述汇入车辆之间的距离是否大于所述安全距离;
当大于所述安全距离时,所述匝道车辆的汇入策略为以当前速度和当前加速度行驶至主车道;
当不大于安全距离时,若所述匝道车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为加速后匀速行驶至主车道或不可汇入;若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为减速后匀速行驶至主车道。
3.如权利要求2所述的匝道汇入方法,其特征在于,所述若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为减速后匀速行驶至主车道,具体为:
若所述汇入车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为将车速减速至V0后以V0速度行驶至主车道;其中,V0=(X1-D)/T2;其中,X1为匝道车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离,T2为汇入车辆在汇入决策点时以当前速度和当前加速度行驶至碰撞点所需的时间,D为安全距离。
4.如权利要求2所述的匝道汇入方法,其特征在于,所述若所述匝道车辆先到达碰撞点,所述匝道车辆的汇入策略为加速后匀速行驶至主车道或不可汇入,具体为:
若所述匝道车辆先到达碰撞点,设定所述匝道车辆加速后的目标速度为V3,其中,V3=(V2*T1+A2*T1*T1/2+D)/T1;其中,V2为汇入车辆在汇入决策点时的速度,T1为匝道车辆在汇入决策点时以当前速度和当前加速度行驶至碰撞点所需的时间,A2为汇入车辆在汇入决策点时的加速度,D为安全距离;
若V3大于预设的匝道限速时,所述匝道车辆的汇入策略为不可汇入;否则,所述匝道车辆的汇入策略为将车速加速至V3后以V3速度行驶至主车道。
5.如权利要求1-4任一项所述的匝道汇入方法,其特征在于,所述方法应用于基于路侧单元与边缘计算单元的协同系统;
则,所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据通过所述路侧单元获取,并由所述边缘计算单元确定所述匝道车辆的汇入策略。
6.如权利要求5所述的匝道汇入方法,其特征在于,当车辆安装有车载单元时,由所述边缘计算单元下发对应的汇入策略给所述匝道车辆,以指示所述匝道车辆以对应的汇入策略汇入主车道;
当车辆未安装车载单元时,所述边缘计算单元下发对应的汇入策略给信号控制灯,并根据预设的汇入策略与灯颜色的对应关系,通过所述信号控制灯指示所述匝道车辆汇入主车道。
7.如权利要求6所述的匝道汇入方法,其特征在于,所述根据预设的汇入策略与灯颜色的对应关系,通过所述信号控制灯指示所述匝道车辆汇入主车道,具体包括:
当所述汇入策略为以当前速度和当前加速度行驶至主车道时,所述信号控制灯通过绿灯亮的方式指示所述匝道车辆以当前速度和当前加速度行驶至主车道;
当所述汇入策略不为以当前速度和当前加速度行驶至主车道时,所述信号控制灯为红色亮,以指示所述匝道车辆避让所述汇入车辆先行通过。
8.如权利要求1所述的匝道汇入方法,其特征在于,在所述获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据之后,还包括:
根据GPS时间戳和坐标系,对所述当前行驶状态数据进行时空同步处理。
9.一种匝道汇入装置,其特征在于,包括:
行驶状态数据获取模块,用于在匝道车辆到达汇入决策点时,获取匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据;其中,所述匝道车辆是指在匝道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述汇入车辆是指在主车道上行驶且距离碰撞点最近的车;所述当前行驶状态数据包括车辆在汇入决策点时刻距离碰撞点的距离、车辆的速度和加速度;
汇入策略确定模块,用于以匝道车辆到达碰撞点时与汇入车辆之间的距离满足安全距离为目标,根据所述匝道车辆和汇入车辆的当前行驶状态数据,确定所述匝道车辆的汇入策略,以根据所述汇入策略指示所述匝道车辆汇入主车道。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的匝道汇入方法。
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