CN116199059A - 一种电梯运行状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电梯运行状态监测系统，用于对电梯的运行状态进行监测，其中，电梯的外部或者电梯井道的顶部或底部按照由激光测距传感器，本发明通过激光测距传感器测量的距离来判断电梯轿厢停靠的位置，以确定电梯是否运行正常。本发明由于采用激光测距传感器测量轿厢相对于基准位置的距离，以确定轿厢的停靠位置，能够减少施工复杂度，并且能够准确知晓轿厢的停靠位置。

Description

一种电梯运行状态监测系统

技术领域

本发明涉及电梯控制领域，特别是涉及一种电梯运行状态监测系统。

背景技术

电梯轿厢位置对于电梯正常运行具有极为重要的意义。目前，应用比较广泛的一种方案是在电梯轿厢停靠时，通过轿厢内部安装的传感器例如光电传感器、烟雾传感器等扫描楼层编码来获取电梯轿厢所停靠的楼层，然而，这种方式存在的缺陷包括：(1)需要对各电梯井道楼层进行编码，这样需要增加大量的被检测物或者检测器，增加了电梯安装调试的工作量，同时也增加了电梯的成本。由于需要扫描标识码，对传感器的安装位置要求高；(2)电梯轿厢只有在楼层停靠时，才能知晓轿厢的位置，如果轿厢由于故障停靠在两层楼之间时，将无法准确知晓轿厢的停靠位置，使得无法准确的给出对应的解决方案。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种电梯运行状态监测系统，所述系统包括通信连接的处理器和存储器，所述处理器与m个目标电梯的控制器连接，在每个目标电梯的轿厢的外部的顶侧和底侧以及每个目标电梯对应的电梯井道的顶部和底部中至少一个位置处设置有至少一个激光测距传感器，所述激光测距传感器与所述处理器通信连接；所述存储器中存储有速度基准表以及m个基准停靠信息表，其中，速度基准表的第i行包括(U_i，v^b _i)，U_i为第i个目标电梯的ID，v^b _i为目标电梯i的轿厢的基准运行速度，i的取值为1到m；第i个基准停靠信息表的第j行包括(Nⁱ _j，L1ⁱ)，Nⁱ _j为目标电梯i所属的建筑物的第j层的ID，L1^k _j为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，j的取值为1到f(i)，f(i)为目标电梯i所属的建筑物所包括的楼层数量；

在接收到到任一目标电梯i的控制器发送的指示目标电梯i处于运行状态的信息时，所述处理器用于执行计算机程序以实现如下步骤：

S100，在每个计算时刻获取所述目标电梯i对应的激光测距传感器当前测量的轿厢和对应基准位置之间的距离，并基于获取的目标电梯i对应的激光测距传感器测量的距离获取目标电梯i的轿厢的在设定时间段内的运行速度；

S200，在检测到目标电梯i的轿厢处于停靠状态时，获取对应的激光测距传感器测量的轿厢和对应基准位置之间的距离作为目标电梯i的轿厢的当前停靠距离；

S300，将获取的目标电梯i的在设定时间段内的运行速度与对应的基准运行速度进行比较，得到第一比较结果，以及将获取的当前停靠距离与对应的基准距离范围进行比较，得到第二比较结果；

S400，基于目标电梯i的第一比较结果和第二比较结果，确定目标电梯i的运行状态是否处于正常运行状态。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的电梯运行状态监测系统，由于采用激光测距传感器测量轿厢相对于基准位置的距离，以确定轿厢的停靠位置，与现有技术相比，能够减少施工复杂度，并且能够准确知晓轿厢的停靠位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电梯运行状态监测系统执行计算机程序时实现的方法流程图。

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。

图1为本发明实施例提供的电梯运行状态监测系统执行计算机程序时实现的方法流程图。

本发明实施例提供一种电梯运行状态监测系统，所述系统包括通信连接的处理器和存储器，所述处理器与m个目标电梯的控制器连接，在每个目标电梯的外部的顶侧和底侧以及每个目标电梯对应的电梯井道的顶部和底部中至少一个位置处设置有至少一个激光测距传感器。

在本发明实施例中，激光测距传感器的具体安装位置可基于实际需要进行选择。在本发明一示意性实施例中，可在每个目标电梯的轿厢的外部的顶侧设置激光测距传感器。在另一个示意性实施例中，可在每个目标电梯的轿厢的外部的底侧设置激光测距传感器。在另一个示意性实施例中，可在电梯井道的顶部设置激光测距传感器。在另一个示意性实施例中，可在电梯井道的底部设置激光测距传感器。

在本发明实施例中，所述激光测距传感器与所述处理器通信连接。激光测距传感器可为现有产品。激光测距传感器的安装数量可基于实际需要进行设置，可为多个，也可为一个，优选，可为一个。

进一步地，在本发明实施例中，所述存储器中存储有速度基准表以及m个基准停靠信息表，其中，速度基准表的第i行包括(U_i，v^b _i)，U_i为第i个目标电梯的ID，v^b _i为目标电梯i的轿厢的基准运行速度，可为自定义值；i的取值为1到m；第i个基准停靠信息表的第j行包括(Nⁱ _j，L1ⁱ)，Nⁱ _j为目标电梯i所属的建筑物的第j层的ID，L1^k _j为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，j的取值为1到f(i)，f(i)为目标电梯i所属的建筑物所包括的楼层数量。

在本发明实施例中，基准位置基于激光测距传感器的安装位置确定，如果激光测距传感器安装在轿厢的外部的顶侧，则基准位置为电梯井道的顶部。如果激光测距传感器安装在轿厢的外部的底侧，则基准位置为电梯井道的底部。如果激光测距传感器安装在电梯井道的顶部，则基准位置为轿厢的外部的顶侧。如果激光测距传感器安装在电梯井道的底部，则基准位置为轿厢的外部的底侧。

在本发明实施例中，激光测距传感器测量的数据会实时发送给对应的控制器，控制器会将接收到的数据发送给处理器。

进一步地，在本发明实施例中，L2^k _j可通过在试运行状态下获取的目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离以及通过在实际使用状态下获取的目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离得到。

在本发明实施例中，试运行状态为测试状态，即没有提供对外服务的状态。具体地，在本发明一实施例中，L2^k _j可具体通过以下步骤包括：

S10，在目标电梯i处于试运行状态时，通过人工记录的方式获取目标电梯i的轿厢在试运行状态下在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的距离，作为初始停靠距离。

具体地，在试运行状态时，控制目标电梯按照设定速度运行，工程人员在轿厢内记录每层停靠时激光测距传感器获取的距离。作为轿厢在每层停靠的初始停靠距离。

S20，在目标电梯i处于实际使用状态的设定时间段内，基于所述初始停靠距离，在每次运行时，控制所述目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时进行停靠，得到对应的停靠距离，进而得到n个停靠距离。

具体地，在电梯处于实际状态时，由于每次乘坐的人数不一样，导致轿厢载重不一样，加上控制误差，所以每次在同一楼层停靠时，即使在相同的初始停靠距离进行停靠时，轿厢的实际停靠距离可能不一样。因此，可对每一楼层，分别获取多个停靠距离以对初始停靠距离进行矫正。在检测到在某个楼层停靠时，可在停靠期间自动获取多个激光测距传感器测量的距离，例如，如果停靠时间为10s，数据采样时间间隔为0.02s，则每次停靠期间可以采集500个数据，因此，在设定时间段内，对于每个楼层，可采集到n个停靠距离。在本发明实施例中，设定时间段可基于实际情况确定，只要能够采集到所需要的n个距离即可。n可基于实际需要进行设置，理论上越大越好，例如，可为1万等。

S30，获取[Lmin^k _j，Lmax^k _j]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，Lmin^k _j和Lmax^k _j分别为n个停靠距离中的最小值和最大值。

S10至S30的技术效果在于，通过实际使用状态下获取的多个停靠距离对初始停靠距离进行矫正，能够提高基准距离范围的准确性，使得对轿厢停靠位置的判断更加准确。

在本发明另一实施例中，S30被替换为：

S31，如果n个停靠距离的方差小于设定阈值，则获取[Lmin^k _j，Lmax^k _j]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，Lmin^k _j和Lmax^k _j分别为n个停靠距离中的最小值和最大值；否则，则获取[L1min^k _j，L1max^k _j]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，L1min^k _j和L1max^k _j分别为n个停靠距离中除Lmin^k _j和Lmax^k _j之外的n-2个距离中的最小值和最大值。

在本发明实施例中，设定阈值可基于实际情况进行设置。

S31的技术效果在于，如果n个停靠距离的方差小于设定阈值，则选用n个停靠距离中的最小值和最大值作为基准距离范围，否则，则舍弃最大值和最小值，从舍弃最大值和最小值后的停靠距离中选用最小值和最大值最为基准距离范围，与S30相比，能够进一步提高基准距离范围的准确性。

进一步地，在本发明另一实施例中，S30被替换为：

S32，获取[AvgL^k _j-△L，AvgL^k _j+△L]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，AvgL^k _j为n个停靠距离的均值，△L≤△t*v^b _i，△t为处理器的数据采样时间间隔，可为自定义设置值，例如，0.02s等。

S32的技术效果在于，由于将电梯速度和采样时间的乘积作为误差，能够进一步提高基准距离范围的准确性。

进一步地，在本发明实施例中，S30被替换为：

S33，获取[AvgL^k _j-△h，AvgL^k _j+△h]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，AvgL^k _j为n个停靠距离的均值，△h＝(AvgL^k _j/cosα)-AvgL^k _j，α为设定角度，α≤5°，优选，α≤2°。

由于在实际应用场景中，有时候轿厢内一侧的载重会大于另一侧，从而可能会导致电梯稍微倾斜，这种倾斜并不是电梯故障导致的，因此是可允许的误差，所以考虑这部分由于外在因素导致的误差，会使得基准距离范围更加准确。

在本发明另一实施例中，S30被替换为：

S34，如果n个停靠距离的方差小于设定阈值，则获取[AvgL^k _j-△L，AvgL^k _j+△L]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，否则，则获取[AvgL1^k _j-△L，AvgL1^k _j+△L]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围。其中，AvgL^k _j为n个停靠距离的均值，AvgL1^k _j为n个停靠距离中除Lmin^k _j和Lmax^k _j之外的n-2个距离的均值。△L≤△t*v^b _i，△t为处理器的数据采样时间间隔，可为自定义设置值，例如，0.02s等。

S34与S32相比，由于在n个停靠距离的方差大于设定阈值时，将最大值和最小值进行了舍弃，能够使得获得的基准距离范围更加准确。

进一步地，在本发明实施例中，S30被替换为：

S35，如果n个停靠距离的方差小于设定阈值，则获取[AvgL^k _j-△h，AvgL^k _j+△h]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，否则，获取[AvgL1^k _j-△h，AvgL1^k _j+△h]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围.其中，AvgL^k _j为n个停靠距离的均值，AvgL1^k _j为n个停靠距离中除Lmin^k _j和Lmax^k _j之外的n-2个距离的均值。△h＝(AvgL^k _j/cosα)-AvgL^k _j，α为设定角度，α≤5°，优选，α≤2°。

S34与S33相比，由于在n个停靠距离的方差大于设定阈值时，将最大值和最小值进行了舍弃，能够使得获得的基准距离范围更加准确。

进一步地，在本发明实施例中，在接收到到任一目标电梯i的控制器发送的指示目标电梯i处于运行状态的信息时，所述处理器用于执行计算机程序以实现如下步骤：

S100，在每个计算时刻获取所述目标电梯i对应的激光测距传感器当前测量的轿厢和对应基准位置之间的距离，并基于获取的目标电梯i对应的激光测距传感器测量的距离获取目标电梯i的轿厢的在设定时间段内的运行速度。

在本发明一示意性实施例中，相邻两个计算时刻之间的时间可为100ms。设定时间段可为1s。

S200，在检测到目标电梯i的轿厢处于停靠状态时，获取对应的激光测距传感器测量的轿厢和对应基准位置之间的距离作为目标电梯i的轿厢的当前停靠距离。

在本发明实施例中，如果只有一个激光测距传感器，则该激光测距传感器测量的距离即为当前停靠距离。如果设置有多个激光测距传感器，则S200被替换为：

S210，在检测到目标电梯i的轿厢处于停靠状态时，获取对应的多个激光测距传感器测量的轿厢和对应基准位置之间的多个距离。

S220，如果多个距离的方差小于设定阈值，则将多个距离的均值作为当前停靠距离。

在本发明实施例中，如果多个距离的方差小于设定阈值，说明多个激光激光传感器测量的距离基本上相同，否则，则可将存在异常的距离例如超出对应基准距离范围的值舍弃掉，保留正常的距离来计算当前停靠距离。

S300，将获取的目标电梯i的在设定时间段内的运行速度与对应的基准运行速度进行比较，得到第一比较结果，以及将获取的当前停靠距离与对应的基准距离范围进行比较，得到第二比较结果。

进一步地，在本发明实施例中，所述基于获取的目标电梯i对应的激光测距传感器测量的距离获取目标电梯i的轿厢的在设定时间段内的运行速度，可具体包括：

S301，获取目标电梯i的轿厢在第s个设定时间段内的第r个单位时间段内的速度△v^is _r＝L^is _r/△t，L^s _r为目标电梯i的轿厢在第s个设定时间段内的第r个单位时间段内的运行距离，△t为单位时间段的时间；r的取值为1到u，

△T为设定时间段的时间；s的取值为1到X，X为设定时间段的数量，/>

Tⁱ为目标电梯i的轿厢从运行状态到停靠状态之间的时间，/>

表示向上取整。

在本发明实施例中，△t为相邻两个计算时刻之间的间隔。

S302，获取Y^is＝{v^is ₁，v^is ₂，…，v^is _r，…，v^is _u}，如果Y^is中异常数据的数量小于对应的设定值A_i，则基于Y1^is获取目标电梯i的轿厢在第s个设定时间段内的运行速度v^is，具体，v^is为Y1^is中的所有速度的均值，否则，说明电梯获取的速度异常，执行报警操作，其中，Y1^is为Y^is中除异常数据之外的速度。由于剔除了异常数据，能够使得获取的运行速度更加准确。

在本发明实施例中，异常数据是指获取的速度数据中的异常值，例如，明显过高或者过低的数据，可基于现有技术获取得到。

进一步地，在本发明实施例中，A_i＝A₀+A_i1+A_i2，A₀为固定值，可为经验值，A_i1为目标电梯i的轿厢的加速过程对应的单位时间段数量，A_i2为目标电梯i的轿厢的减速过程对应的单位时间段数量。目标电梯i的加速过程和减速过程对应的时间可基于现有技术获取得到。

本发明实施例中，由于每个电梯对应的设定值考虑加速减速过程，因此，能够使得计算的运行速度更加准确。

S400，基于目标电梯i的第一比较结果和第二比较结果，确定目标电梯i的运行状态是否处于正常运行状态。

进一步地，在本发明实施例中，S400具体包括：如果第一比较结果为表示目标电梯i的实时运行速度与对应的基准运行速度之间的差值小于设定差值的结果，并且第二结果为表示获取的当前停靠距离位于对应的基准距离范围之内，则确定目标电梯i的运行状态处于正常运行状态，否则，则确定目标电梯i的运行状态处于异常运行状态。

进一步地，在本发明实施例中，还可包括显示器。处理器还用于执行计算机程序以实现如下步骤：S500，将目标电梯i的运行状态进行可视化显示。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电梯运行状态监测系统，其特征在于，所述系统包括通信连接的处理器和存储器，所述处理器与m个目标电梯的控制器连接，在每个目标电梯的轿厢的外部的顶侧和底侧以及每个目标电梯对应的电梯井道的顶部和底部中至少一个位置处设置有至少一个激光测距传感器，所述激光测距传感器与所述处理器通信连接；所述存储器中存储有速度基准表以及m个基准停靠信息表，其中，速度基准表的第i行包括(U_i，v^b _i)，U_i为第i个目标电梯的ID，v^b _i为目标电梯i的轿厢的基准运行速度，i的取值为1到m；第i个基准停靠信息表的第j行包括(Nⁱ _j，L1ⁱ)，Nⁱ _j为目标电梯i所属的建筑物的第j层的ID，L1^k _j为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，j的取值为1到f(i)，f(i)为目标电梯i所属的建筑物所包括的楼层数量；

在接收到到任一目标电梯i的控制器发送的指示目标电梯i处于运行状态的信息时，所述处理器用于执行计算机程序以实现如下步骤：

S100，在每个计算时刻获取所述目标电梯i对应的激光测距传感器当前测量的轿厢和对应基准位置之间的距离，并基于获取的目标电梯i对应的激光测距传感器测量的距离获取目标电梯i的轿厢的在设定时间段内的运行速度；

S200，在检测到目标电梯i的轿厢处于停靠状态时，获取对应的激光测距传感器测量的轿厢和对应基准位置之间的距离作为目标电梯i的轿厢的当前停靠距离；

S300，将获取的目标电梯i的在设定时间段内的运行速度与对应的基准运行速度进行比较，得到第一比较结果，以及将获取的当前停靠距离与对应的基准距离范围进行比较，得到第二比较结果；

S400，基于目标电梯i的第一比较结果和第二比较结果，确定目标电梯i的运行状态是否处于正常运行状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，L2^k _j通过在试运行状态下获取的目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离以及通过在实际使用状态下获取的目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离得到。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，L2^k _j具体通过以下步骤包括：

S10，在目标电梯i处于试运行状态时，通过人工记录的方式获取目标电梯i的轿厢在试运行状态下在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的距离，作为初始停靠距离；

S20，在目标电梯i处于实际使用状态的设定时间段内，基于所述初始停靠距离，在每次运行时，控制所述目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时进行停靠，得到对应的停靠距离，进而得到n个停靠距离；

S30，获取[Lmin^k _j，Lmax^k _j]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，Lmin^k _j和Lmax^k _j分别为n个停靠距离中的最小值和最大值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，S30被替换为：

S31，如果n个停靠距离的方差小于设定阈值，则获取[Lmin^k _j，Lmax^k _j]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，Lmin^k _j和Lmax^k _j分别为n个停靠距离中的最小值和最大值；否则，则获取[L1min^k _j，L1max^k _j]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，L1min^k _j和L1max^k _j分别为n个停靠距离中除Lmin^k _j和Lmax^k _j之外的n-2个距离中的最小值和最大值。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，S30被替换为：

S32，获取[AvgL^k _j-△L，AvgL^k _j+△L]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，AvgL^k _j为n个停靠距离的均值，△L≤△t*v^b _i，△t为处理器的数据采样时间间隔。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，S30被替换为：

S33，获取[AvgL^k _j-△h，AvgL^k _j+△h]作为目标电梯i的轿厢在Nⁱ _j对应的楼层时停靠时相对于基准位置的基准距离范围，其中，AvgL^k _j为n个停靠距离的均值，△h＝(AvgL^k _j/cosα)-AvgL^k _j，α为设定角度，α≤5°。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，S400具体包括：如果第一比较结果为表示目标电梯i的实时运行速度与对应的基准运行速度之间的差值小于设定差值的结果，并且第二结果为表示获取的当前停靠距离位于对应的基准距离范围之内，则确定目标电梯i的运行状态处于正常运行状态，否则，则确定目标电梯i的运行状态处于异常运行状态。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，设置有多个激光测距传感器；

S200被替换为：

S210，在检测到目标电梯i的轿厢处于停靠状态时，获取对应的多个激光测距传感器测量的轿厢和对应基准位置之间的多个距离；

S220，如果多个距离的方差小于设定阈值，则将多个距离的均值作为当前停靠距离。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于获取的目标电梯i对应的激光测距传感器测量的距离获取目标电梯i的轿厢的在设定时间段内的运行速度，具体包括：

S301，获取目标电梯i的轿厢在第s个设定时间段内的第r个单位时间段内的速度△v^is _r＝L^is _r/△t，L^s _r为目标电梯i的轿厢在第s个设定时间段内的第r个单位时间段内的运行距离，△t为单位时间段的时间；r的取值为1到u，

△T为设定时间段的时间；s的取值为1到X，X为设定时间段的数量，/>

Tⁱ为目标电梯i的轿厢从运行状态到停靠状态之间的时间；

S302，获取Y^is＝{v^is ₁，v^is ₂，…，v^is _r，…，v^is _u}，如果Y^is中异常数据的数量小于对应的设定值A_i，则基于Y1^is获取目标电梯i的轿厢在第s个设定时间段内的运行速度v^is，否则，执行报警操作，其中，Y1^is为Y^is中除异常数据之外的速度。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，A_i＝A₀+A_i1+A_i2，A₀为固定值，A_i1为目标电梯i的轿厢的加速过程对应的单位时间段数量，A_i2为目标电梯i的轿厢的减速过程对应的单位时间段数量。

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