CN116105324A - 一种基于无线传输的人防工程通风控制系统 - Google Patents

一种基于无线传输的人防工程通风控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无线传输的人防工程通风控制系统，属于控制系统技术领域，本发明通过送风监测终端监测在送风口的风速，通过排风监测终端监测在排风口的风速，通过各自无线传输设备构建的局域网将风速数据进行传输，再通过总送风监测器监测在总送风口的风速，通过总排风监测器监测在总排风口的风速，监测端收集所有风速，根据目标送风风速和目标排风风速，对地下室隔间内的送风风速、地下室隔间外的排风风速、总送风风速和总排风风速进行调整，减少送风管道和排风管道内部的风压差，同时也减少隔间内部存在的风压差。

Description

一种基于无线传输的人防工程通风控制系统
技术领域
本发明属于控制系统技术领域，具体涉及一种基于无线传输的人防工程通风控制系统。
背景技术
人防工程为地下建筑，因此，监测通风可以保障地下建筑的空气供应。现有通风系统中，一个总送风风机提供的风量需要供给多个终端送风风机，一个总排风风机需要排出多个终端排风风机的风量，若总送风风机提供的风量与多个终端送风风机需要的风量不匹配，或者总排风风机排出的风量与多个终端排风风机的提供风量不匹配，则会存在风压差，风压不均衡表明管道利用效率不好，容易出现局部闲置，另一局部却过载易毁的情况，同时过大的风压差也表明某些风口供气不足。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于无线传输的人防工程通风控制系统解决了送风管道和排风管道存在较大风压差的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于无线传输的人防工程通风控制系统，包括：多个送风监测终端、多个排风监测终端、总送风监测器、总排风监测器和监测端；
每个所述送风监测终端和每个所述排风监测终端上均设有无线传输设备；
所述送风监测终端用于采集输入至地下室隔间内的送风风速，将送风风速通过自身无线传输设备与其他无线传输设备构建的局域网传输至监测端；
所述排风监测终端用于采集排出至地下室隔间外的排风风速，将排风风速通过自身无线传输设备与其他无线传输设备构建的局域网传输至监测端；
所述总送风监测器采集总送风管道的总送风风速，将总送风风速传输至监测端；
所述总排风监测器采集总排风管道的总排风风速，将总排风风速传输至监测端；
在监测端，基于隔间目标送风风速和隔间目标排风风速，对地下室隔间内的送风风速、地下室隔间外的排风风速、总送风风速和总排风风速进行调整。
进一步地，所述监测端包括：隔间目标送风风速计算单元、隔间目标排风风速计算单元、总目标送风风速计算单元、总目标排风风速计算单元、隔间送风风速调整单元、隔间排风风速调整单元、总送风风速调整单元和总排风风速调整单元；
所述隔间目标送风风速计算单元用于计算隔间目标送风风速；
所述隔间目标排风风速计算单元用于计算隔间目标排风风速；
所述总目标送风风速计算单元用于根据隔间目标送风风速，计算总目标送风风速；
所述总目标排风风速计算单元用于根据隔间目标排风风速，计算总目标排风风速；
所述隔间送风风速调整单元用于根据隔间目标送风风速，对地下室隔间的当前送风风速进行调整；
所述隔间排风风速调整单元用于根据隔间目标排风风速，对地下室隔间外的当前排风风速进行调整；
所述总送风风速调整单元用于根据总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整；
所述总排风风速调整单元用于根据总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整。
上述进一步地方案的有益效果为：在确定每个隔间需要的目标送风风速和目标排风风速后，可以得到总目标送风风速和总目标排风风速，基于隔间的目标送风风速，对隔间的当前送风风速进行调整至目标送风风速，基于隔间的目标排风风速，对隔间的当前排风风速进行调整至目标排风风速，基于总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整至总目标送风风速，基于总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整至总目标排风风速。
进一步地，所述隔间目标送风风速的公式为：，其中，为地下室隔间目标送风风速，为地下室隔间的体积，为换气时间，为地下室隔间的送风管道的横截面积。
进一步地，所述隔间目标排风风速的公式为：，其中，为地下室隔间目标排风风速，为地下室隔间的体积，为换气时间，为地下室隔间的排风管道的横截面积。
上述进一步地方案的有益效果为：本发明根据地下室隔间的体积和换气时间，确定隔间目标送风风速，保障地下室隔间的换气量满足地下室隔间的空间需要，本发明的隔间目标送风风速和隔间目标排风风速的计算公式的计算方法一致，保障隔间送风和排风量一致，避免隔间内部存在的风压差。
进一步地，所述总目标送风风速的公式为：，其中，为总目标送风风速，为送风通道摩擦损耗系数，为第个地下室隔间目标送风风速，为地下室隔间的数量。
进一步地，所述总目标排风风速的公式为：，其中，为总目标排风风速，为排风通道摩擦损耗系数，为第个地下室隔间目标排风风速，为地下室隔间的数量。
上述进一步地方案的有益效果为：在各隔间内送风和排风量一致时，则总目标送风风速和总目标排风风速也需一致，保障排风和送风一致，且总送风口送的风量与各分送风口送的风量总量相同，同时考虑送风通道摩擦损耗系数，减少管道风压差；总排风口排的风量与各分排风口排的风量总量相同，同时考虑排风通道摩擦损耗系数，减少管道风压差。
进一步地，所述隔间送风风速调整单元中对当前送风风速进行调整的公式为：
，其中，为调整的送风风速，为地下室隔间的当前送风风速，为地下室隔间目标送风风速，| |为绝对值运算；
所述隔间排风风速调整单元中对当前排风风速进行调整的公式为：
，其中，为调整的排风风速，为地下室隔间外的当前排风风速，为地下室隔间目标排风风速。
上述进一步地方案的有益效果为：以地下室隔间目标送风风速为目标，在大于当前送风风速时，在当前送风风速的基础上，多次增加风速，直到当前送风风速等于隔间目标送风风速，在小于当前送风风速时，在当前送风风速的基础上，多次减少风速，直到当前送风风速等于隔间目标送风风速，隔间排风风速调整单元调整排风风速同理，一方面能实现当前风速能达到目标风速，同时也能使当前风速稳定在目标风速上，实现对风速的稳定控制，减少风压差的产生，同时排风过程和送风过程保持一致，通过实现同步调整，避免产生风压差。
进一步地，所述总送风风速调整单元用于根据总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整包括：
根据隔间送风风速调整单元的调整送风风速，对当前总送风风速进行调整，其中，对当前总送风风速进行调整的公式为：
，其中，为第一阶段调整的总送风风速，为送风通道摩擦损耗系数，为当前总送风风速，为第个地下室隔间调整的送风风速，为第个地下室隔间的当前送风风速，为地下室隔间的数量；
在隔间送风风速调整单元多次调整送风风速后，满足地下室隔间的当前送风风速等于地下室隔间目标送风风速时，判断当前总送风风速是否等于总目标送风风速，若是，则总送风风速调整完成，若否，则基于送风风速调整模型对当前总送风风速进行调整，其中，送风风速调整模型为：
，其中，为第二阶段调整的总送风风速，为当前总送风风速，为总目标送风风速，||为绝对值运算。
上述进一步地方案的有益效果为：本发明在对总送风风速调整时，先根据各个送风风口的风速变化情况，对总送风风速做第一阶段调整，让总送风风速变化紧跟各个送风风口风速变化总量，在各个隔间的当前送风风速等于地下室隔间目标送风风速时，也就是各个隔间的风速稳定到目标值时，还需判断总送风风速等于总目标送风风速，在不等于时，还需对当前总送风风速进行调整，使其稳定在总目标送风风速上，避免送风管道中出现风压差。
进一步地，所述总排风风速调整单元用于根据总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整包括：
根据隔间排风风速调整单元的调整排风风速，对当前总排风风速进行调整，其中，对当前总排风风速进行调整的公式为：
，其中，为第一阶段调整的总排风风速，为排风通道摩擦损耗系数，为当前总排风风速，为第个地下室隔间调整的排风风速，为第个地下室隔间的当前排风风速，为地下室隔间的数量；
在隔间排风风速调整单元多次调整排风风速后，满足地下室隔间的当前排风风速等于地下室隔间目标排风风速时，判断当前总排风风速是否等于总目标排风风速，若是，则总排风风速调整完成，若否，则基于排风风速调整模型对当前总排风风速进行调整，其中，排风风速调整模型为：
，其中，为第二阶段调整的总排风风速，为当前总排风风速，为总目标排风风速，| |为绝对值运算。
上述进一步地方案的有益效果为：本发明在对总排风风速调整时，先根据各个排风风口的风速变化情况，对总排风风速做第一阶段调整，让总排风风速变化紧跟各个排风风口风速变化总量，在各个隔间的当前排风风速等于地下室隔间目标排风风速时，也就是各个隔间的风速稳定到目标值时，还需判断总排风风速等于总目标排风风速，在不等于时，还需对当前总排风风速进行调整，使其稳定在总目标排风风速上，避免排风管道中出现风压差。
本发明的有益效果为：本发明通过送风监测终端监测在送风口的风速，通过排风监测终端监测在排风口的风速，通过各自无线传输设备构建的局域网将风速数据进行传输，再通过总送风监测器监测在总送风口的风速，通过总排风监测器监测在总排风口的风速，监测端收集所有风速，根据目标送风风速和目标排风风速，对地下室隔间内的送风风速、地下室隔间外的排风风速、总送风风速和总排风风速进行调整，减少送风管道和排风管道内部的风压差，同时也减少隔间内部存在的风压差。
附图说明
图1为一种基于无线传输的人防工程通风控制系统的系统框图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，一种基于无线传输的人防工程通风控制系统，包括：多个送风监测终端、多个排风监测终端、总送风监测器、总排风监测器和监测端；
每个所述送风监测终端和每个所述排风监测终端上均设有无线传输设备；
所述送风监测终端用于采集输入至地下室隔间内的送风风速，将送风风速通过自身无线传输设备与其他无线传输设备构建的局域网传输至监测端；
所述排风监测终端用于采集排出至地下室隔间外的排风风速，将排风风速通过自身无线传输设备与其他无线传输设备构建的局域网传输至监测端；
所述总送风监测器采集总送风管道的总送风风速，将总送风风速传输至监测端；
所述总排风监测器采集总排风管道的总排风风速，将总排风风速传输至监测端；
在监测端，基于隔间目标送风风速和隔间目标排风风速，对地下室隔间内的送风风速、地下室隔间外的排风风速、总送风风速和总排风风速进行调整。
人防工程通风管道包括两部分，一部分是进风管道，一部分是出风管道，在一个总进风处连接着总进风管道，总进风管道上又设有多个分支进风管道，分支进风管道上又会设有其他分支进风管道，直到地下室各个隔间上均设有一个进风口，同理，在一个总排风处连接着总排风管道，总排风管道上又设有多个分支排风管道，分支排风管道上又会设有其他分支排风管道，直到地下室各个隔间上均设有一个排风口；在人防工程中排风口、进风口、总排风口和总进风口处均设有风机，因此，其风速可以根据需求进行调整，因此，本发明中监测端根据收集到的风速数据，对各个风机进行控制。
送风监测终端设置在隔间的进风口，排风监测终端设置在隔间的排风口，总送风监测器设置在总进风口处，总排风监测器设置在总排风口。
在本实施例中，无线传输设备包括：蓝牙、WIFI和Zigbee等。
所述监测端包括：隔间目标送风风速计算单元、隔间目标排风风速计算单元、总目标送风风速计算单元、总目标排风风速计算单元、隔间送风风速调整单元、隔间排风风速调整单元、总送风风速调整单元和总排风风速调整单元；
所述隔间目标送风风速计算单元用于计算隔间目标送风风速；
所述隔间目标排风风速计算单元用于计算隔间目标排风风速；
所述总目标送风风速计算单元用于根据隔间目标送风风速，计算总目标送风风速；
所述总目标排风风速计算单元用于根据隔间目标排风风速，计算总目标排风风速；
所述隔间送风风速调整单元用于根据隔间目标送风风速，对地下室隔间的当前送风风速进行调整；
在本实施例中，隔间的当前送风风速指送入隔间的送风口风速。
所述隔间排风风速调整单元用于根据隔间目标排风风速，对地下室隔间外的当前排风风速进行调整；
在本实施例中，隔间外的当前排风风速指从隔间排出的排风口处的风速。
所述总送风风速调整单元用于根据总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整；
所述总排风风速调整单元用于根据总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整。
在确定每个隔间需要的目标送风风速和目标排风风速后，可以得到总目标送风风速和总目标排风风速，基于隔间的目标送风风速，对隔间的当前送风风速进行调整至目标送风风速，基于隔间的目标排风风速，对隔间的当前排风风速进行调整至目标排风风速，基于总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整至总目标送风风速，基于总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整至总目标排风风速。
所述隔间目标送风风速的公式为：，其中，为地下室隔间目标送风风速，为地下室隔间的体积，为换气时间，为地下室隔间的送风管道的横截面积。
所述隔间目标排风风速的公式为：，其中，为地下室隔间目标排风风速，为地下室隔间的体积，为换气时间，为地下室隔间的排风管道的横截面积。
本发明根据地下室隔间的体积和换气时间，确定隔间目标送风风速，保障地下室隔间的换气量满足地下室隔间的空间需要，本发明的隔间目标送风风速和隔间目标排风风速的计算公式的计算方法一致，保障隔间送风和排风量一致，避免隔间内部存在的风压差。
所述总目标送风风速的公式为：，其中，为总目标送风风速，为送风通道摩擦损耗系数，为第个地下室隔间目标送风风速，为地下室隔间的数量。
所述总目标排风风速的公式为：，其中，为总目标排风风速，为排风通道摩擦损耗系数，为第个地下室隔间目标排风风速，为地下室隔间的数量。
在各隔间内送风和排风量一致时，则总目标送风风速和总目标排风风速也需一致，保障排风和送风一致，且总送风口送的风量与各分送风口送的风量总量相同，同时考虑送风通道摩擦损耗系数，减少管道风压差；总排风口排的风量与各分排风口排的风量总量相同，同时考虑排风通道摩擦损耗系数，减少管道风压差。
所述隔间送风风速调整单元中对当前送风风速进行调整的公式为：
，其中，为调整的送风风速，为地下室隔间的当前送风风速，为地下室隔间目标送风风速，| |为绝对值运算；
所述隔间排风风速调整单元中对当前排风风速进行调整的公式为：
，其中，为调整的排风风速，为地下室隔间外的当前排风风速，为地下室隔间目标排风风速。
以地下室隔间目标送风风速为目标，在大于当前送风风速时，在当前送风风速的基础上，多次增加风速，直到当前送风风速等于隔间目标送风风速，在小于当前送风风速时，在当前送风风速的基础上，多次减少风速，直到当前送风风速等于隔间目标送风风速，隔间排风风速调整单元调整排风风速同理，一方面能实现当前风速能达到目标风速，同时也能使当前风速稳定在目标风速上，实现对风速的稳定控制，减少风压差的产生，同时排风过程和送风过程保持一致，通过实现同步调整，避免产生风压差。
所述总送风风速调整单元用于根据总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整包括：
根据隔间送风风速调整单元的调整送风风速，对当前总送风风速进行调整，其中，对当前总送风风速进行调整的公式为：
，其中，为第一阶段调整的总送风风速，为送风通道摩擦损耗系数，为当前总送风风速，为第个地下室隔间调整的送风风速，为第个地下室隔间的当前送风风速，为地下室隔间的数量；
在隔间送风风速调整单元的调整时，当前总送风风速同步进行调整；
在隔间送风风速调整单元多次调整送风风速后，满足地下室隔间的当前送风风速等于地下室隔间目标送风风速时，判断当前总送风风速是否等于总目标送风风速，若是，则总送风风速调整完成，若否，则基于送风风速调整模型对当前总送风风速进行调整，其中，送风风速调整模型为：
，其中，为第二阶段调整的总送风风速，为当前总送风风速，为总目标送风风速，||为绝对值运算。
本发明在对总送风风速调整时，先根据各个送风风口的风速变化情况，对总送风风速做第一阶段调整，让总送风风速变化紧跟各个送风风口风速变化总量，在各个隔间的当前送风风速等于地下室隔间目标送风风速时，也就是各个隔间的风速稳定到目标值时，还需判断总送风风速等于总目标送风风速，在不等于时，还需对当前总送风风速进行调整，使其稳定在总目标送风风速上，避免送风管道中出现风压差。
所述总排风风速调整单元用于根据总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整包括：
根据隔间排风风速调整单元的调整排风风速，对当前总排风风速进行调整，其中，对当前总排风风速进行调整的公式为：
，其中，为第一阶段调整的总排风风速，为排风通道摩擦损耗系数，为当前总排风风速，为第个地下室隔间调整的排风风速，为第个地下室隔间的当前排风风速，为地下室隔间的数量；
在隔间排风风速调整单元的调整时，当前总排风风速同步进行调整；
在隔间排风风速调整单元多次调整排风风速后，满足地下室隔间的当前排风风速等于地下室隔间目标排风风速时，判断当前总排风风速是否等于总目标排风风速，若是，则总排风风速调整完成，若否，则基于排风风速调整模型对当前总排风风速进行调整，其中，排风风速调整模型为：
，其中，为第二阶段调整的总排风风速，为当前总排风风速，为总目标排风风速，| |为绝对值运算。
本发明在对总排风风速调整时，先根据各个排风风口的风速变化情况，对总排风风速做第一阶段调整，让总排风风速变化紧跟各个排风风口风速变化总量，在各个隔间的当前排风风速等于地下室隔间目标排风风速时，也就是各个隔间的风速稳定到目标值时，还需判断总排风风速等于总目标排风风速，在不等于时，还需对当前总排风风速进行调整，使其稳定在总目标排风风速上，避免排风管道中出现风压差。
本发明实施例的有益效果为：本发明通过送风监测终端监测在送风口的风速，通过排风监测终端监测在排风口的风速，通过各自无线传输设备构建的局域网将风速数据进行传输，再通过总送风监测器监测在总送风口的风速，通过总排风监测器监测在总排风口的风速，监测端收集所有风速，根据目标送风风速和目标排风风速，对地下室隔间内的送风风速、地下室隔间外的排风风速、总送风风速和总排风风速进行调整，减少送风管道和排风管道内部的风压差，同时也减少隔间内部存在的风压差。

Claims (9)

1.一种基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，包括：多个送风监测终端、多个排风监测终端、总送风监测器、总排风监测器和监测端；
每个所述送风监测终端和每个所述排风监测终端上均设有无线传输设备；
所述送风监测终端用于采集输入至地下室隔间内的送风风速，将送风风速通过自身无线传输设备与其他无线传输设备构建的局域网传输至监测端；
所述排风监测终端用于采集排出至地下室隔间外的排风风速，将排风风速通过自身无线传输设备与其他无线传输设备构建的局域网传输至监测端；
所述总送风监测器采集总送风管道的总送风风速，将总送风风速传输至监测端；
所述总排风监测器采集总排风管道的总排风风速，将总排风风速传输至监测端；
在监测端，基于隔间目标送风风速和隔间目标排风风速，对地下室隔间内的送风风速、地下室隔间外的排风风速、总送风风速和总排风风速进行调整。
2.根据权利要求1所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述监测端包括：隔间目标送风风速计算单元、隔间目标排风风速计算单元、总目标送风风速计算单元、总目标排风风速计算单元、隔间送风风速调整单元、隔间排风风速调整单元、总送风风速调整单元和总排风风速调整单元；
所述隔间目标送风风速计算单元用于计算隔间目标送风风速；
所述隔间目标排风风速计算单元用于计算隔间目标排风风速；
所述总目标送风风速计算单元用于根据隔间目标送风风速，计算总目标送风风速；
所述总目标排风风速计算单元用于根据隔间目标排风风速，计算总目标排风风速；
所述隔间送风风速调整单元用于根据隔间目标送风风速，对地下室隔间的当前送风风速进行调整；
所述隔间排风风速调整单元用于根据隔间目标排风风速，对地下室隔间外的当前排风风速进行调整；
所述总送风风速调整单元用于根据总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整；
所述总排风风速调整单元用于根据总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整。
3.根据权利要求2所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述隔间目标送风风速的公式为：，其中，为地下室隔间目标送风风速，为地下室隔间的体积，为换气时间，为地下室隔间的送风管道的横截面积。
4.根据权利要求2所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述隔间目标排风风速的公式为：，其中，为地下室隔间目标排风风速，为地下室隔间的体积，为换气时间，为地下室隔间的排风管道的横截面积。
5.根据权利要求2所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述总目标送风风速的公式为：，其中，为总目标送风风速，为送风通道摩擦损耗系数，为第个地下室隔间目标送风风速，为地下室隔间的数量。
6.根据权利要求2所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述总目标排风风速的公式为：，其中，为总目标排风风速，为排风通道摩擦损耗系数，为第个地下室隔间目标排风风速，为地下室隔间的数量。
7.根据权利要求2所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述隔间送风风速调整单元中对当前送风风速进行调整的公式为：
，其中，为调整的送风风速，为地下室隔间的当前送风风速，为地下室隔间目标送风风速，| |为绝对值运算；
所述隔间排风风速调整单元中对当前排风风速进行调整的公式为：
，其中，为调整的排风风速，为地下室隔间外的当前排风风速，为地下室隔间目标排风风速。
8.根据权利要求7所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述总送风风速调整单元用于根据总目标送风风速，对当前总送风风速进行调整包括：
根据隔间送风风速调整单元的调整送风风速，对当前总送风风速进行调整，其中，对当前总送风风速进行调整的公式为：
，其中，为第一阶段调整的总送风风速，为送风通道摩擦损耗系数，为当前总送风风速，为第个地下室隔间调整的送风风速，为第个地下室隔间的当前送风风速，为地下室隔间的数量；
在隔间送风风速调整单元多次调整送风风速后，满足地下室隔间的当前送风风速等于地下室隔间目标送风风速时，判断当前总送风风速是否等于总目标送风风速，若是，则总送风风速调整完成，若否，则基于送风风速调整模型对当前总送风风速进行调整，其中，送风风速调整模型为：
，其中，为第二阶段调整的总送风风速，为当前总送风风速，为总目标送风风速，| |为绝对值运算。
9.根据权利要求7所述的基于无线传输的人防工程通风控制系统，其特征在于，所述总排风风速调整单元用于根据总目标排风风速，对当前总排风风速进行调整包括：
根据隔间排风风速调整单元的调整排风风速，对当前总排风风速进行调整，其中，对当前总排风风速进行调整的公式为：
，其中，为第一阶段调整的总排风风速，为排风通道摩擦损耗系数，为当前总排风风速，为第个地下室隔间调整的排风风速，为第个地下室隔间的当前排风风速，为地下室隔间的数量；
在隔间排风风速调整单元多次调整排风风速后，满足地下室隔间的当前排风风速等于地下室隔间目标排风风速时，判断当前总排风风速是否等于总目标排风风速，若是，则总排风风速调整完成，若否，则基于排风风速调整模型对当前总排风风速进行调整，其中，排风风速调整模型为：
，其中，为第二阶段调整的总排风风速，为当前总排风风速，为总目标排风风速，| |为绝对值运算。
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