CN116384756A - 基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程进度风险预测技术领域,具体公开基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,通过对建造工程在各建造阶段施工完成后监测各建造阶段对应的施工质量,由此评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数,与此同时在获取下一建造阶段对应的气象信息、各种建材供应量和施工人员到岗数量,评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数,从而结合如期开工风险系数和如期完工风险系数综合进行施工进度风险预测,实现了建筑工程施工进度的全面风险预测,大大提高了预测结果的精准度,能够为建筑工程施工进度管理提供前瞻性的处理措施,有利于施工进度管理效果的提升。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程进度风险预测技术领域,具体而言是基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法。
背景技术
随着现代城市化进程的不断加快,城市的居住需求日益增长,以此对城市建筑工程的建造速度提出了更高的要求,在这种情况下目前越来越注重对城市建筑工程施工进度的管理,但对于一些大型建筑工程来说由于施工周期较长、参与人员较多、施工进度容易受到各种因素影响,使得施工延误、拖延的现象时有发生,进一步使得施工进度管理不佳,为了能够及时发现建筑工程施工进程中存在的问题,为建筑工程施工进度管理提供前瞻性的处理措施,有必要在进行施工进度管理时进行风险预测,只有通过全面的风险预测和应对措施,才能在工程建设中保证建筑工程顺利完工。
由于大部分的建筑工程都是在户外施工,对户外环境的依赖较大,这使得目前对建筑工程施工进度的风险预测一般侧重于以未来的施工天气、施工人员到岗率和建材供应情况作为下一建造阶段施工阶段的预测指标,忽略了上个建造阶段的施工质量对下一建造阶段的施工进度影响,施工天气、施工人员到岗率和建材供应情况注重的是施工过程,直接反映了下一建造阶段能否如期完工,当施工天气不佳,例如狂风暴雨、施工人员到岗率低、建材供应不足时一般会延长施工时长,使得难以如期完工,而上个建造阶段的施工质量注重的是施工开端,直接反映了下一建造阶段能否如期开工,当上个建造阶段的施工质量无法满足要求时就需要花时间进行整改,这样就会延误下一建造阶段的计划开工时间,其对下一建造阶段的施工进度是会造成较大影响的,因此单纯只注重施工过程容易造成施工进度风险预测过于片面、局限,在一定程度上降低了预测结果的精准度,进而难以为建筑工程施工进度管理提供前瞻性的处理措施,不利于施工进度管理效果的提升。
发明内容
针对上述问题,本发明旨在提供基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,通过结合施工过程和施工开端对建筑工程施工进度风险进行全面预测,有效解决了背景技术提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,包括:(1)施工质量监测:按照建筑工程的计划施工进度在各建造阶段施工完成后监测各建造阶段对应的施工质量。
(2)如期开工风险评价:基于各建造阶段对应的施工质量监测结果评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数。
(3)施工天气适宜度预估:在各建造阶段施工完成后从气象中心提取下一建造阶段所处计划施工时间段中每日气象信息,进而预估各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度。
(4)施工准备充足度分析:在各建造阶段施工完成后获取下一建造阶段对应的各种建材供应量和施工人员到岗数量,并据此分析各建造阶段对应下一建造阶段的施工准备充足度。
(5)如期完工风险评价:基于各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度和施工准备充足度评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数。
(6)施工进度风险综合预测:依据各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数和如期完工风险系数综合预测各建造阶段对应下一建造阶段的施工进度风险系数。
在一些可独立实施的设计方案中,所述计划施工进度包括各建造阶段对应的计划施工时间段。
在一些可独立实施的设计方案中,所述监测各建造阶段对应的施工质量包括下述步骤:(11)在各建造阶段施工完成后采集各建造阶段对应的实际建筑体图像,进而构建各建造阶段对应的实际建筑体模型。
(13)从施工数据库中提取各建造阶段对应的施工性能指征及各施工性能指征对应的达标值,由此对各建造阶段对应的建筑体进行施工性能指征监测,得到各建造阶段对应各施工性能指征的实际值。
(14)将各建造阶段对应各施工性能指征的实际值与达标值进行对比,计算各建造阶段对应的建筑体施工性能质量达标度,计算表达式为/>,其中/>、/>分别表示为第i建造阶段对应第k施工性能指征的实际值、达标值,k表示为各建造阶段对应施工性能指征编号,/>,r表示为各建造阶段对应施工性能指征数量,/>表示为第i建造阶段对应k施工性能指征的品质决定因子。
在一些可独立实施的设计方案中,所述预估各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度具体参见下述步骤:(31)从气象信息中提取有效气温,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的有效气温与施工数据库中适宜施工气温进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的气温适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的有效气温,t表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日编号,/>,z表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中存在的施工日数量,/>表示为适宜施工气温。
(32)从气象信息中提取降雨量,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的降雨量与施工数据库中安全施工降雨量进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的降雨量适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的降雨量,表示为安全施工降雨量,e表示为自然常数。
(33)从气象信息中提取风速,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的风速与施工数据库中安全施工风速进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的风速适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的风速,/>表示为安全施工风速。
(35)将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的施工天气适宜度通过公式计算出各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度离散指数/>,并将其与预置的限定施工天气适宜度离散指数进行对比,并利用模型,得到各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度/>,模型中/>表示为限定施工天气适宜度离散指数,D1表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中所有施工日内施工天气适宜度大于平均施工天气适宜度的施工日数量,D2表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中所有施工日内施工天气适宜度小于平均施工天气适宜度的施工日数量。
在一些可独立实施的设计方案中,所述分析各建造阶段对应下一建造阶段的施工准备充足度参见下述步骤:(41)将各建造阶段对应下一建造阶段的各种建材供应量与相应建造阶段的各种建材施工计划需求量进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段的建材供应满足度,其中/>、分别表示为第i建造阶段对应下一建造阶段的第j种建材供应量、第j种建材施工计划需求量,j表示为建材种类编号,/>,/>表示为第i建造阶段对应第j种建材的施工重要度。
在一些可独立实施的设计方案中,所述各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数评价公式为,其中/>、/>分别表示为预置的能够按期完工的施工天气适宜度、施工准备充足度,/>、/>分别表示为施工天气适宜度、施工准备充足度对应的权衡因子,且/>,/>。
在一些可独立实施的设计方案中,该方法在执行过程中用到了施工数据库,用于存储各建造阶段对应的施工性能指征及各施工性能指征对应的达标值和品质决定因子,存储各建造阶段对应的各种建材施工计划需求量及各种建材的施工重要度,存储各建造阶段对应的计划施工人员数量,并存储适宜施工气温、安全施工降雨量、安全施工风速。
相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:1.本发明通过对建造工程在各建造阶段施工完成后监测各建造阶段对应的施工质量,由此评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数,与此同时在获取下一建造阶段对应的气象信息、各种建材供应量和施工人员到岗数量,评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数,从而结合如期开工风险系数和如期完工风险系数综合进行施工进度风险预测,实现了建筑工程施工进度的全面风险预测,有效规避了单纯只注重施工过程造成的施工进度风险预测过于片面、局限的缺陷,大大提高了预测结果的精准度,能够为建筑工程施工进度管理提供前瞻性的处理措施,有利于施工进度管理效果的提升。
2.本发明考虑到建筑体的尺寸和性能都会影响施工质量,由此在对建筑工程进行施工质量监测时分别对各建造阶段的建筑体进行施工尺寸、施工性能监测,实现了施工质量的多维度监测,使得施工质量监测更加精准可靠。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的方法实施步骤流程图。
图2为本发明中实际建筑体模型轮廓与设计建筑体模型轮廓重合对比示意图。
附图标记:a——实际建筑体模型轮廓,b——设计建筑体模型轮廓。
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做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。
参照图1所示,本发明提出基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,包括:(1)施工质量监测:按照建筑工程的计划施工进度在各建造阶段施工完成后监测各建造阶段对应的施工质量。
需要说明的是,上述提到的建造阶段包括但不限于地基浇筑、主体框架搭建、墙体砌筑...。
在一个可选实施例中,计划施工进度包括各建造阶段对应的计划施工时间段,示例性的,地基浇筑对应的计划施工时间段为3月4日——6月5日。
在上述方案基础上,监测各建造阶段对应的施工质量包括下述步骤:(11)在各建造阶段施工完成后采集各建造阶段对应的实际建筑体图像,进而构建各建造阶段对应的实际建筑体模型。
需要理解的是,上述提到的各建造阶段对应的实际建筑体是指各建造阶段完成的建筑实物,例如当进行到地基浇筑建造阶段时,该建造阶段对应的实际建筑体即为地基,当进行到主体框架搭建建造阶段时,该建造阶段对应的实际建筑体即为主体框架,当进行到墙体砌筑建造阶段时,该建造阶段对应的实际建筑体即为墙体。
(12)参见图2所示,将各建造阶段对应的实际建筑体模型轮廓与各建造阶段对应的设计建筑体模型轮廓进行重合对比,获取重合区域体积,进而将重合区域体积与各建造阶段对应的设计建筑体模型体积相除,得到各建造阶段对应的建筑体施工尺寸质量达标度,记为,其中i表示为建造阶段编号,/>,其中重合区域体积越大,建筑体施工尺寸质量达标度越大。
(13)从施工数据库中提取各建造阶段对应的施工性能指征及各施工性能指征对应的达标值,由此对各建造阶段对应的建筑体进行施工性能指征监测,得到各建造阶段对应各施工性能指征的实际值。
具体需要示例说明的是,地基浇筑对应的施工性能指征包括压实度、平整度、强度等,主体框架搭建对应的施工性能指征包括构件表观缺陷度、基准线水平度、构件连接稳定度等,墙体砌筑对应的施工性能指标包括墙体垂直度、墙体平整度、砖缝清洁度、砖缝填充密实度等。
(14)将各建造阶段对应各施工性能指征的实际值与达标值进行对比,计算各建造阶段对应的建筑体施工性能质量达标度,计算表达式为/>,其中/>、/>分别表示为第i建造阶段对应第k施工性能指征的实际值、达标值,k表示为各建造阶段对应施工性能指征编号,/>,r表示为各建造阶段对应施工性能指征数量,/>表示为第i建造阶段对应k施工性能指征的品质决定因子,其中各建造阶段对应各施工性能指征的实际值越接近达标值,建筑体施工性能质量达标度越大。
本发明考虑到建筑体的尺寸和性能都会影响施工质量,由此在对建筑工程进行施工质量监测时分别对各建造阶段的建筑体进行施工尺寸、施工性能监测,实现了施工质量的多维度监测,使得施工质量监测更加精准可靠。
(3)施工天气适宜度预估:在各建造阶段施工完成后从气象中心提取下一建造阶段所处计划施工时间段中每日气象信息,其中气象信息包括有效气温、降雨量和风速,其中有效气温具体为,进而预估各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度。
需要解释的是,由于建筑工程一般在户外施工,户外的气温对施工开展具有一定影响,且气温过高容易导致施工人员中暑或晕厥,影响施工人员身体健康,另外高温天气对许多建筑材料的粘接和固化有很大影响,再者高温天气下,施工人员会感到疲劳而导致工作效率降低,气温过低容易造成路面结冰或结霜,导致施工现场的安全隐患增加,与此同时低温环境下水泥和混凝土等施工材料会受到冻结的影响,影响其粘接和固化效果,另一方面低温环境下施工设备容易出现冻结、老化、能力降低等问题,影响设备的工作效率,由此可见不同的气温对施工正常开展造成不同的影响,在这种情况下结合一天内包含最高气温和最低气温,且气温与季节具有一定的关系,为了精准表现气温对施工的影响,在夏、秋季,一般最高温度比较高,对施工影响打,此时将一天内的最高气温作为有效气温,在冬、春季,一般最低温度比较低,对施工影响大,此时将一天内的最低气温作为有效气温。
在本发明的具体实施例中,预估各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度具体参见下述步骤:(31)从气象信息中提取有效气温,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的有效气温与施工数据库中适宜施工气温进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的气温适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的有效气温,t表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日编号,/>,z表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中存在的施工日数量,/>表示为适宜施工气温,其中各施工日的有效气温与适宜施工气温越接近,气温适宜度越大。
(32)从气象信息中提取降雨量,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的降雨量与施工数据库中安全施工降雨量进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的降雨量适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的降雨量,表示为安全施工降雨量,e表示为自然常数,其中各施工日的降雨量相对于安全施工降雨量越小,降雨量适宜度越大。
(33)从气象信息中提取风速,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的风速与施工数据库中安全施工风速进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的风速适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的风速,/>表示为安全施工风速,其中各施工日的风速越接近安全施工风速,风速适宜度越大。
在上述施工天气适宜度离散指数计算公式中代表的是平均施工天气适宜度,当某建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的施工天气适宜度与平均施工天气适宜度之间相差越小,表明该建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日之间的施工天气适宜度越集中,表征平均施工天气适宜度越具有代表性,反之则表征单纯依据平均施工天气适宜度无法精准代表该建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度。
此时将各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度离散指数与预置的限定施工天气适宜度离散指数进行对比,并利用模型,得到各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度/>,模型中/>表示为限定施工天气适宜度离散指数,D1表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中所有施工日内施工天气适宜度大于平均施工天气适宜度的施工日数量,D2表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中所有施工日内施工天气适宜度小于平均施工天气适宜度的施工日数量。
(4)施工准备充足度分析:在各建造阶段施工完成后获取下一建造阶段对应的各种建材供应量和施工人员到岗数量,并据此分析各建造阶段对应下一建造阶段的施工准备充足度,参见下述步骤:(41)将各建造阶段对应下一建造阶段的各种建材供应量与相应建造阶段的各种建材施工计划需求量进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段的建材供应满足度,其中/>、/>分别表示为第i建造阶段对应下一建造阶段的第j种建材供应量、第j种建材施工计划需求量,j表示为建材种类编号,/>,/>表示为第i建造阶段对应第j种建材的施工重要度。
(5)如期完工风险评价:基于各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度和施工准备充足度评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数,具体评价公式为,其中/>、/>分别表示为预置的能够按期完工的施工天气适宜度、施工准备充足度,/>、/>分别表示为施工天气适宜度、施工准备充足度对应的权衡因子,且/>,/>,其中各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度和施工准备充足度越远离能够按期完工的施工天气适宜度、施工准备充足度,如期完工风险系数越大。
(6)施工进度风险综合预测:依据各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数和如期完工风险系数综合预测各建造阶段对应下一建造阶段的施工进度风险系数,具体预测公式为,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段的施工进度风险系数。
本发明在实施过程中用到了施工数据库,用于存储各建造阶段对应的施工性能指征及各施工性能指征对应的达标值和品质决定因子,存储各建造阶段对应的各种建材施工计划需求量及各种建材的施工重要度,存储各建造阶段对应的计划施工人员数量,并存储适宜施工气温、安全施工降雨量、安全施工风速。
本发明通过对建造工程在各建造阶段施工完成后监测各建造阶段对应的施工质量,由此评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数,与此同时在获取下一建造阶段对应的气象信息、各种建材供应量和施工人员到岗数量,评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数,从而结合如期开工风险系数和如期完工风险系数综合进行施工进度风险预测,实现了建筑工程施工进度的全面风险预测,有效规避了单纯只注重施工过程造成的施工进度风险预测过于片面、局限的缺陷,大大提高了预测结果的精准度,能够为建筑工程施工进度管理提供前瞻性的处理措施,有利于施工进度管理效果的提升。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本发明所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,其特征在于,包括:
(1)施工质量监测:按照建筑工程的计划施工进度在各建造阶段施工完成后监测各建造阶段对应的施工质量;
(2)如期开工风险评价:基于各建造阶段对应的施工质量监测结果评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数;
(3)施工天气适宜度预估:在各建造阶段施工完成后从气象中心提取下一建造阶段所处计划施工时间段中每日气象信息,进而预估各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度;
(4)施工准备充足度分析:在各建造阶段施工完成后获取下一建造阶段对应的各种建材供应量和施工人员到岗数量,并据此分析各建造阶段对应下一建造阶段的施工准备充足度;
(5)如期完工风险评价:基于各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度和施工准备充足度评价各建造阶段对应下一建造阶段的如期完工风险系数;
(6)施工进度风险综合预测:依据各建造阶段对应下一建造阶段的如期开工风险系数和如期完工风险系数综合预测各建造阶段对应下一建造阶段的施工进度风险系数。
2.根据权利要求1所述的基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,其特征在于:所述计划施工进度包括各建造阶段对应的计划施工时间段。
3.根据权利要求1所述的基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,其特征在于:所述监测各建造阶段对应的施工质量包括下述步骤:
(11)在各建造阶段施工完成后采集各建造阶段对应的实际建筑体图像,进而构建各建造阶段对应的实际建筑体模型;
(13)从施工数据库中提取各建造阶段对应的施工性能指征及各施工性能指征对应的达标值,由此对各建造阶段对应的建筑体进行施工性能指征监测,得到各建造阶段对应各施工性能指征的实际值;
6.根据权利要求4所述的基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,其特征在于:所述预估各建造阶段对应下一建造阶段的施工天气适宜度具体参见下述步骤:
(31)从气象信息中提取有效气温,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的有效气温与施工数据库中适宜施工气温进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的气温适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的有效气温,t表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日编号,/>,z表示为各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中存在的施工日数量,/>表示为适宜施工气温;
(32)从气象信息中提取降雨量,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的降雨量与施工数据库中安全施工降雨量进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的降雨量适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的降雨量,/>表示为安全施工降雨量,e表示为自然常数;
(33)从气象信息中提取风速,进而将各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的风速与施工数据库中安全施工风速进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中各施工日的风速适宜度,其中/>表示为第i建造阶段对应下一建造阶段所处计划施工时间段中第t施工日的风速,/>表示为安全施工风速;
7.根据权利要求6所述的基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,其特征在于:所述分析各建造阶段对应下一建造阶段的施工准备充足度参见下述步骤:
(41)将各建造阶段对应下一建造阶段的各种建材供应量与相应建造阶段的各种建材施工计划需求量进行对比,计算各建造阶段对应下一建造阶段的建材供应满足度,其中/>、/>分别表示为第i建造阶段对应下一建造阶段的第j种建材供应量、第j种建材施工计划需求量,j表示为建材种类编号,/>,/>表示为第i建造阶段对应第j种建材的施工重要度;
10.根据权利要求1所述的基于深度学习的建筑工程进度风险预测评价方法,其特征在于:该方法在执行过程中用到了施工数据库,用于存储各建造阶段对应的施工性能指征及各施工性能指征对应的达标值和品质决定因子,存储各建造阶段对应的各种建材施工计划需求量及各种建材的施工重要度,存储各建造阶段对应的计划施工人员数量,并存储适宜施工气温、安全施工降雨量、安全施工风速。
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