CN1168038C - 移动目标身份记录仪及其管理系统与管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用移动目标身份记录仪(VIDD)对机动车、小型船舶等移动目标进行全程实时管理的系统与方法。移动目标身份记录仪包括GPS接收装置与通讯机构，还设置有存储器及存储器的输出接口，各机构均与微处理器连接。管理系统由数据处理中心和数据采集终端两部分构成，包括管理工作站、通讯管理机、GIS工作站以及通讯装置。移动目标的VIDD随时接收GPS系统的信号，并记录在存储器中。本发明以其不可改变的身份记录、完备的运行历史资料记载、加密的网上数据传输等功能，加强对车辆、船舶的管理，防范车辆、船舶违规，打击盗抢犯罪，为刑事案件侦破提供证据，有助于加强对车辆与船舶的统一管理和服务。

Description

移动目标身份记录仪及其管理系统与管理方法

技术领域

本发明涉及一种移动目标身份记录仪、移动目标身份记录仪的管理系统以及移动目标的无线联网监控方法。特别是一种利用移动目标身份记录仪对机动车、小型船舶等移动目标进行全程实时管理的系统与管理方法。

背景技术

随着经济持续高速的发展，汽车工业成为国民经济的支柱产业，机动车辆生产与消费的数量激增。但随之而来的问题是，管理的手段如何与消费的激增相适应。汽车给人们日常生活带来极大方便的同时，其管理方式上的不健全也带来一系列的问题，例如：机动车遭遇盗抢案件的不断增多；罪犯利用机动车实施各种犯罪；驾驶机动车违规、违章以及肇事后逃跑；机动车所有者偷逃各种费用等等，层出不穷，无以为止，且有愈演愈烈之势。由此，汽车业又衍生了一个庞大的附属产品市场。汽车防盗器、汽车安全仪、汽车美容、电子监控、雷达测速等不一而足；其中比较突出的如GPS机动车监测、定位、报警系统，是在机动车上安装GPS接收装置及无线通讯装置，当遭遇偷盗或抢劫等警情时，利用GPS系统给报警车辆定位，并通过移动通讯系统实现与报警中心的报警和联系。但上述所有产品均各有其功能的单一性和使用的局限性。如：汽车防盗产品：无论是单一的机械锁、电子防盗器，还是覆盖了一定面积的GPS报警系统等只能在一定程度上防止盗车、抢车；汽车安全设备如“汽车黑匣子”、“安全行车仪”、“射频识别卡”等，只能在事故发生之后帮助查验事故原因，管理功能较少，而且其功能简单，操作不便；同样，电子监控、雷达测速也只完成了个别地点的监测，与全程的监控管理有很大距离，而且“老练”的司机也早已学会对付这些设备的方法，抵消了它们的作用。“汽车行驶记录仪”仅能累计行驶时间、累计行驶里程、设定最高时速等，由于其数据和时间取样的基准参数本身存在问题，因而不具备真实、可靠的操作性，且功能单一；所谓的“汽车黑匣子”是沿袭了飞机的黑匣子的设计思路，它和“GPS车载防盗监控调度管理系统”等，数据量小，局限性大，也只能满足部分的需求，且可靠性不高，其车辆“限速”的概念，仅能从概念理解，而不能量化，因为城、乡、道路等级不同，其限速标准亦不一样；就算将各种设备都安装于同一车辆上，也只能满足部分需求，更不用谈政府职能部门用于对车辆的管理以及设备高昂的成本费用。所以不能满足机动车与内河小型船舶的很多管理问题、防盗问题以及事故的认定、处理问题。特别是很多盗车集团，能够在几十分钟内改变车辆的颜色、车牌号，甚至发动机号，给破案造成困难，目前的“黑匣子”技术无法解决这一问题。多年以来，很多人一直在寻找一种汽车安全产品，使它不但能从根本上解决汽车防盗的问题，而且可以帮助政府部门解决众多的对移动目标管理上的难题，但现有技术中没有这类全面解决移动目标日常监控管理问题的技术方案。除机动车以外，小型船舶，特别是内河航行的小型船舶等移动目标同样存在管理与监控的技术问题。

发明内容

本发明将提供一种移动目标身份记录仪、移动目标身份记录仪的管理系统，以及利用该设备对移动目标全程实时管理的方法。本发明的移动目标身份记录仪和管理系统、管理方法，将能够实现对移动目标全面、系统地监控与管理，并在监控的同时记录车辆、船舶等移动目标的实时状态，以其“不可改变的身份记录、完备的运行历史资料记载、加密的网上数据传输”等功能，加强对机动车辆等移动目标的管理，防范车辆超速行驶，船舶违规行驶，打击针对机动车辆的盗抢犯罪与针对船舶的海盗犯罪，为刑事案件侦破提供证据，还有助于加强对机动车辆与船舶等移动目标的全国统一管理和对社会提供更有益的服务。

完成上述发明任务的技术方案是：1、提供一种移动目标身份记录仪；2、提供一种移动目标身份记录仪的管理系统；3、提供利用移动目标身份记录仪籍管理系统对移动目标进行全程实时管理的方法。

移动目标身份记录仪(VEHICLES ID DIVICE，以下简称：VIDD)，也可称为电子身份证、轨迹记录仪、或移动目标秘录仪等，是移动目标身份记录系统最主要的组成部分。它是用来存贮车辆、船舶等移动目标的身份资料、记录移动目标运行轨迹和运行状态，实现系统对车辆与小型船舶的远程监控和管理，实现系统设计功能和目标的单元。包括GPS接收装置与通讯机构，其特征是设置有：

GPS接收装置；

无线通讯接收与发射装置；

存储器；

存储器的输出接口；

微处理器：由单片机、单板机或其他微机构成，以上各装置均与微处理器连接。

所述的存储器，可以是计算机硬盘、外接硬盘、大容量芯片、FLASH电子存贮器以及光盘等现有的存储器件；所述“存储器的输出接口”可以是直接与无线通讯装置连接；也可以是有线的查询接口。移动目标以汽车为例：车辆上的VIDD随时接收GPS系统的定位信号，包括经度、纬度、海拔高度、速度和时间，并将所有数据记录在存储器中，存储器保留一定时期内的数据，超出存储空间时最早的数据将自动溢除。同时存储器中还可事先存储有该车辆的所有数据，例如：车牌号、发动机号、钢梁号、出厂日期、车辆上牌时间，行驶证号、车身颜色、车主姓名、初始里程、事故记录等等。这里所说的“随时”接收与记录，是指信号的全天侯不间断接收与记录，其间隔可以是零点一秒、一秒到数秒，推荐时间间隔为一秒。所说的“存储器保留一定时期内的数据”可以是数月、数年、甚至数十年的记录。通常两年的记录可以满足日常管理与刑事侦察的一般需要。该装置分别有以下优化方案：增设防拆卸机构、增设防破坏机构、增设数据压缩和解压缩机构，以及增设输出接口保护机构。具体设计参照图2的原理框图与图3的电路原理图。

移动目标身份记录仪的管理系统由数据处理中心和数据采集终端两部分构成。其中“数据采集终端”可以是与移动目标身份记录仪上的无线通讯接收与发射装置对应的无线通讯接收与发射装置，也可以是与移动目标身份记录仪连接的有线查询接口。数据处理中心主要由管理工作站、通讯管理机、GIS工作站构成，各机构均与中心的计算机连接。还可包括数据库、网管等硬件设施。网络数据传输采取加密方式，中心采用物理和防火墙双重隔离。软件设计及数据处理采用纠错冗余技术，保证系统安全和准确性。

管理工作站：管理工作站的构成，通常选用工业级原装PC机，要求内存≥128M，硬盘容量大并配有光驱和软驱。功能主要是主管人员对系统权限的管理及对系统工作状态的管理。管理工作站是机动车辆身份识别管理系统的前台程序，管理上牌车辆资料、系统操作员、系统本身和提供服务。提供上牌车辆户籍档案管理、VIDD管理、GIS工作站管理、操作员管理、数据库管理、车辆年检审核、事故查询、提供服务等功能。构成和功能见图4的框图。

通讯管理机：通讯管理机又分为GSM通讯管理和市话通讯管理两种。其构成通常选用HPVL600/PIII/800/128M/10G/48XCD以上级别PC机。通信管理机主要完成通信及数据登入库和数据调度分派等功能，例如：VIDD上行数据的解码，及数据流向分配和调度等。它可以完成差分工作站、GIS工作站、管理工作站、其它工作站和数据库服务器之间的数据通信，以及中心下行至终端命令的发送等功能。其构成见图5的框图。通讯装置：可以采用现有技术中的GSM方式、CDMA方式或无线集群方式等装置。

GIS(Geographic Information System即地理信息系统，简称GIS)工作站，以直观的方式显示VIDD通过GSM传回的信息，进行历史资料回放或通过有线连接VIDD实现历史资料回放。GIS地理信息系统是对地理空间数据进行储存、显示、查询、分析以及得出结论来支持决策的系统。具体在移动目标身份识别管理系统中的应用是以直观的方式显示所管理的移动目标的位置和状态，并相应显示道路、绿化、行政区域、住宅区、重地单位、政府机关、职能服务机构、加油站等地理、人文信息，并可以对VIDD中存储的数据进行历史回放。包括地图显示控制、地图实体属性查询、修改，车辆信息查询等功能。其功能见图6。

系统管理中心与相关职能部门的联接：系统设置的相关功能和接口，可与公安刑事侦辑部门和交通事故处理部门通过有线或无线的直接联接。

防火墙：管理型防火墙包括一个防火墙的硬件设备(如VPN Firewall 201)和安全管理服务软件。通过防火墙设备使系统与网络实现物理隔离，使系统的安全性能大大提高。

利用移动目标身份记录仪对机动车、小型船舶等移动目标的全程实时管理方法，简称管理方法，包括以下工作步骤：

在各移动目标上分别安装设置其移动目标身份记录仪(VIDD)

移动目标身份记录仪上的接收装置不断接收GPS系统的定位信号，定位信号是指：经度、纬度、海拔高度、速度和时间

GPS定位信号传给记录仪上的微处理器

微处理器随时将上述信号传到存储器进行记录

需要时，系统管理中心查阅移动目标身份记录仪内存储器的数据，得到移动目标的确切身份以及它在一段时间内的运行记录，或者实时查询移动目标的运行状态。

上述最后一个步骤所说的“需要时”是指：交通管理部门对移动目标进行年检时，可以对所有记录进行历史回放，得到一年来该移动目标运行的所有信息，进而判据该移动目标运行的合法性。

所说的“系统管理中心查阅移动目标身份记录仪内存储器的数据”是指用以电子手段调出数据库中的数据，该查询可以用无线通讯方式，也可以用有线通讯方式或计算机直接连接的方式。本方案与原有的GPS报警系统可以兼容，所以有以下优化方案(即可以增加以下步骤)：

需要时，移动目标上的无线电发射机将报警信号与移动目标身份卡内的数据发射给管理中心。

管理中心收到信号与数据后在电子地图上显示该移动目标的位置，并从计算机中调出该目标的其他信息一并显示。另一个优化方案是：管理中心接到外部的查询信号时，计算机根据查询要求调出需要查询的移动目标相关信息，并回答查询。

这一步骤中，查询和回答查询均可设置密码系统。在查询中增加有输入密码步骤和检查密码步骤：如密码正确回答查询，密码错误则拒绝查询。如果信号已经被压缩，则增加解压缩步骤，然后回答查询。

本管理方法可以对所有入网车辆进行全天候监控，并记录其所有的运行轨迹，解决了大量移动目标的实时监控管理问题。系统的主要指标：

(1)管理范围：所有安装VIDD身份卡的移动目标；

(2)控制范围：GSM覆盖的范围；

(3)系统容量：无容量限制；

(4)数据存贮容量：连续2年时间内每秒记录一次车辆所处的经度、纬度、海拔高度、运行速度和记录的时刻，全为实时记录

(5)目标速度：0-545米/秒。

本发明的特点：系统依托于已覆盖全球的GSM网络，无需另设费用昂贵的通讯控制网络；系统覆盖面广、投入少，不仅给系统增加许多强大的功能，同时也很好地解决了系统控制问题。与相关职能部门的联接：系统设置的相关功能和接口，可与公安刑事侦辑部门和交通事故处理部门直接联接；为公安刑侦和交通车辆管理带来极大方便。本系统还具有安全性、可靠性：设有多级操作权限和系统管理、监督权限；操作席需输入操作员口令密码才能进入操作，并自动留下操作记录备查。系统数据在互联网中传递时，网络数据传输采用对称密钥密码体制对数据加密传输，只要内部不将密码外传，数据便能在网上十分保密地进行传输。中心数据采用双机热备份和磁盘陈列备份；网际交换在物理上采用防火墙隔离和自动纠错冗余。本系统还具有可扩展性：中心采用模块化结构和网络设计，使中心功能可分散分界建立。同时可进一步扩展众多的服务功能。其具体功能与特点如下：

1、提供(存贮)两年内移动目标运行的轨迹和时间，提供能证明车辆合法的一切资料：车辆上牌时间，行驶证、车牌号、发动机号、大梁号、车型、车体颜色、车主、车主身份卡号码、初始里程等。

2、提供累积的车辆行程

3、提供供刑事侦辑所需的证据：

(1)交通肇事逃逸事故；

(2)出租车辆上丢失财物；

(3)借用交通工具犯罪；

(4)被盗车辆查找；

(5)目标车辆跟踪。

4、系统设计技术先进、可靠；无论是处理中心还是数据采集终端均采用模块化结构和网络化设计，具有充分的可扩展性与可持续发展性。

5、系统既适用于交通运输管理集团加强对内部车辆的监督，更适合于政府交通管理部门加强对车辆实施现代化管理的需求。其终极目标是作为所有移动目标运营必备的设备。

6、终端专门设计了维护及故障处理子系统；终端具有断电、PC故障、GSM故障等自检功能，并能实时上报呈管理中心。

系统建设原则：

1、可靠性：系统作为移动目标的身份卡和同时能为刑事侦辑提供强大保障的主体，不仅要求其工业级的质量操作，且必须具备防潮、防水、防电磁干扰、防震、防冲激、防火、防破坏等功能。

2、保密性，系统操作实行操作人员等级制度，且所有数据实施加密存放。非交通管理部门指定的专职管理人员，无法解读系统数据。

3、系统的发展性：系统均采用模块化的结构设计，没有容量的限制，具有可持续的发展性。

4、系统的安全性：终端数据加密，中心采用物理和防火墙双重隔离。软件设计及数据处理采用纠错冗余技术，保证系统安全和准确性。

5、系统经济性：系统以实现所有移动目标运营所必备为终极目标，在性价比最好的情况下尽量做到最低成本。系统功能综述：机动车辆身份识别管理系统，具有强大的对机动车辆的综合管理能力。其特点有：

1、不可更改的机动车辆身份记录。

在VIDD内部，固化了上牌车辆的身份资料，包括：VIDD编号、车主姓名、车主身份证号码、车辆生产日期、车辆登记上牌时间、初始行驶里程数、车牌号码、行驶证号码、车辆发动机号码、车辆大梁号码、车辆型号、车身颜色等。此数据只可读取无法更改。

2、大容量连续的车辆运行轨迹记录：

VIDD中的数据记录单元每秒记录一次车辆的运行状态：经度、纬度、海拔高度、运行速度、时钟。连续记录并存贮。容量：不小于连续12个月的记录。一般配置为2年的记录。

数据存贮方式：连续存贮，不能更改或删除，数据单元存满后按最先存入的数据自动溢出的方式为新存数据提供存贮空间。

数据读取方式：①按时间范围读取；②按经、纬度范围读取③按运行速度读取；

3、对机动车的管理功能

(1)全国上牌车辆的数据资料共享(经申请同意后)

(2)对车辆的运行速度管理：年审和抽查时，按运行速度读取数据，GIS平台自动显示在该速度范围内回放。车辆行驶轨迹，用以判定车辆是否超速行驶(规定的路程对应规定的速度)；

(3)防止车辆被盗抢：年审/抽查时，对照VIDD中的车辆身份记录和运行轨迹记录，审查车辆来源是否正常。

(4)作为防止车辆不进行保养的判据：根据车主提供的保养时间和地点复核是否在指定的地点和时间内进行保养。

(5)打击非法异地营运(指出租车)：查历史记录，可判明其是否长期在异地营运。

(6)车辆报废判据：按累积的车辆行驶里程，作为车辆是否应报废的唯一合法判据。

(7)作为交通事故责任划分判据：按事故车辆的运行轨迹及状态，可以判定事故的原因及确定驾驶人员的操作是否合理。特别是现场被破坏的情况下，VIDD的数据更显重要。

(8)从根本上打击犯罪和提供刑事侦辑的手段。

A、杜绝车辆被盗：VIDD中用户资料和运行数据记录的唯一性，加上使用VIDD的合法性，从根本上杜绝车辆被盗。

B、从记录的运行轨迹记录上确认交通肇事逃逸、运用交通工具犯罪的时间、地点。

C、被盗、抢车辆或目标车辆的稽查：输入GSM命令，对应GIS平台，查询目标车辆的位置及状态。

D、对可疑车辆或用车辆实施犯罪的可疑目标远程跟踪，GIS显示其位置和状态。

E、运营车辆上丢失贵重物品的查找(确定的时间确定的范围)。

F、对营运车辆的投诉举证(如：故意绕道行驶等)。

4、对社会提供服务

按车主的要求打印车辆在某段时间内的运行轨迹；

团队车辆/长途客运、货运车辆的监管、调度等。

5、强大的VIDD自我保护功能。

抗电磁干扰；

电源输入防剪；

自检功能；

抗强冲激功能；

防水、防潮保护；

防外壳非法拆卸；

有线数据连续防电性能破坏和机械破坏功能；

高温保护功能；

网络传输数据加密。

附图说明

图1为系统总原理图；

图2为移动目标身份记录仪VIDD原理框图；

图3为移动目标身份记录仪VIDD电路原理图；

图4为管理中心结构图；

图5为管理工作站功能图；

图6为通讯管理机功能图；

图7为GIS工作站功能图；

图8为系统与公共数据网连接示意图；

图9为数据查询流程图；

图10为位置查询流程图。

具体实施方式

实施例1，移动目标身份记录仪(VIDD)，参照图1~图3：用来存贮车辆身份资料、记录车辆运行轨迹和运行状态，实现系统对车辆的远程监控和管理，实现系统设计功能和目标的单元。由GPS接收装置、微处理器与控制器、存储器与外围电路构成，包括GPS接收装置、GSM通讯装置、外接硬盘存储器、微处理器与控制器构成，各装置均与微处理器与控制器连接。车辆上的VIDD每秒接收一次GPS系统的定位信号，包括经度、纬度、海拔高度、速度，并将所有数据记录在存储器中，存储器保留两年内的数据，超出存储空间时最早的数据溢出。同时存储器中还事先存储有该车辆的所有数据，例如：车牌号、发动机号、钢梁号、出厂日期、车身颜色、车主姓名、事故记录等等。VIDD的结构设计特点：

1、外壳采用全密封合金钢结构，固定螺钉处采用防伪标贴浇注，以达到防破坏和防拆卸的目的；

2、采用美国产的电磁波导入胶条，无线信号良好导入；

3、产品全密封防水、防潮；

4、线输出接口防外加电源破坏；

5、设备结构严谨，外观尺寸小巧、重量轻。

VIDD的电气设计特点：

1、输出命令由GSM传递，有线连接输出口只能读取数据。

2、备有后备电源，数据可长时间保存，同时，外加电源破坏后，可通过备用电源报警；

3、当受外部环境影响而使内部温度≥70℃时，电气部分自动保护；

4、控制电路采用微型计算机处理技术；

5、以秒为单位实时记录GPS数据：经度、纬度、海拔、速度、时间；

6、记录数据压缩后用加固处理的电子存贮器存贮；

7、为防止人为破坏数据，在有线连接输出端口采用了专用于防破坏的保护电路；

8、为防止破坏供电电源，采用了(电源)输入线路防剪技术，一旦遭至破坏，VIDD立即报警至交通管理中心；

9、所有模组、器件均用工业级以上标准；

10、用户档案资料一次录入，不可更改/擦除；

11、存贮的数据资料只能读取，不能更改和擦除。

VIDD的技术指标：

1、体积≤15cm×10cm×6cm

2、工作温度：-20℃-+80℃

存贮温度：-40℃-+100℃

3、相对湿度：0-99

4、数据记录：每秒记录一次

5、数据存贮：一般2年，至少≥1年的数据量，存贮空间满状态后，自动溢除最早录入的数据。

移动目标身份记录仪管理系统，参照图4~图8：由数据处往中心和数据采集终端两部分构成。包括：移动目标身份记录仪(VIDD)、系统管理中心：由管理工作站、通讯管理机、GIS工作站、数据库、网管等硬件设施构成。终端数据加密，中心采用物理和防火墙双重隔离。软件设计及数据处理采用纠错冗余技术，保证系统安全和准确性。管理工作站主要是主管人员对系统权限的管理及对系统工作状态的管理。通讯管理机主要完成通信及数据登入库和数据调度分派等功能；GIS工作站以直观的方式显示VIDD通过GSM传回的信息和通过有线连接VIDD实现历史资料回放以及地图显示管理，如：图层控制、颜色显示、符号显示、图层显示及图层设置、显示控制：地图放大或缩小，地图打印、地图编辑、新建图层，以及地理信息查询等等。同时可实现对移动目标的监控：例如车辆车辆状态显示、车辆的参考位置、报警处理、轨迹回放、车辆监控(向车载VIDD单元发送特定的监视指令，监视车辆当前位置及工作状态)等。与相关职能部门的联接：系统设置的相关功能和接口，可与公安刑事侦辑部门和交通事故处理部门直接联接。在本系统中的所有移动目标，车上的接收装置不断接收GPS系统的定位信号，并将GPS定位信号传给VIDD上的微机，微机每秒记录一次，将移动目标身份卡内的车辆信息以及车辆目前的运行状态、地理位置等信号通过GSM通讯装置发射出去，系统管理中心随时接收车辆信号，并存入计算机的数据库。系统管理中心接收到车辆信号后，将其压缩，然后存入数据库，并在需要时在电子地图上显示该车辆的位置，并显示车辆的其他信息，接到查询信号时，计算机根据查询要求调出相关信息，并回答查询。本实施例的服务器可采用HP-LC2000或其它型号。路由器：可采用CISC02610或其它型号。磁盘阵列：可采用POWER 5960U或其它型号。

实施例2，与实施例1基本相同，但移动目标身份记录仪安装在小型船舶上。

实施例3，与实施例1基本相同，但移动目标身份记录仪安装在摩托车上。

Claims (2)

1、一种移动目标身份记录仪管理系统，所说的移动目标身份记录仪包括GPS接收装置与通讯机构，设置有GPS接收装置、无线通讯接收与发射装置、存储器及存储器的输出接口，各机构均与微处理器连接，其中信息的输出接口是：直接与无线通讯装置连接，或者是有线的查询接口，还设有防拆卸机构或防破坏机构，至少还设有以下机构之一：数据压缩和解压缩机构或信息输出接口的保护机构，所说的管理系统由数据处理中心和数据采集终端两部分构成，数据采集终端是与移动目标身份记录仪上的无线通讯接收与发射装置对应的无线通讯接收与发射装置，或者是与移动目标身份记录仪连接的有线查询接口，其特征是，数据处理中心包括以下机构：系统管理中心、管理工作站、通讯管理机以及GIS工作站，各机构均与中心的计算机连接，系统管理中心设置有接口，与公安刑事侦辑部门和交通事故处理部门直接联接。

2、一种采用权利要求1所述设备的移动目标无线联网监控方法，包括以下步骤：

在各移动目标上分别安装移动目标身份记录仪；

移动目标身份记录仪上的接收装置不断接收GPS系统的定位信号，定位信号是指：经度、纬度、海拔高度、速度和时间；

GPS定位信号随时传给记录仪上的微处理器；

微处理器随时将上述信号传到存储器进行记录；

需要时，系统管理中心查阅移动目标身份记录仪内存储器的数据，得到移动目标的确切身份以及它在一段时间内的运行记录，或者实时查询移动目标的运行状态，所说的需要时是指：交通管理部门对移动目标进行年检时，对所有记录进行历史回放，得到一年来该移动目标运行的所有信息，进而判据该移动目标运行的合法性；

需要时，移动目标上的无线电发射机将报警信号与移动目标身份记录仪内记录模块输出的数据发射给管理中心；

管理中心收到信号与数据后在电子地图上显示该移动目标的位置，并从计算机中调出该目标的其他信息一并显示；

管理中心接到外部的查询信号时，计算机根据查询要求调出需要查询的移动目标相关信息，并回答查询；

在查询中增加有输入密码步骤和检查密码步骤：如密码正确回答查询，密码错误则拒绝查询。

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