CN116822138A - 火药燃气电导率的计算方法、装置和存储介质 - Google Patents

火药燃气电导率的计算方法、装置和存储介质 Download PDF

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CN116822138A CN202310450178.5A CN202310450178A CN116822138A CN 116822138 A CN116822138 A CN 116822138A CN 202310450178 A CN202310450178 A CN 202310450178A CN 116822138 A CN116822138 A CN 116822138A
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Abstract

本说明书实施例提供了一种火药燃气电导率的计算方法、装置和存储介质,方法包括:根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分;基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面;根据所述目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。本申请提供的技术方案用以解决现有技术中动量传递截面完全依靠科研人员经验的问题。

Description

火药燃气电导率的计算方法、装置和存储介质
技术领域
本文件涉及发射药燃烧技术领域,尤其涉及一种火药燃气电导率的计算方法、装置和存储介质。
背景技术
现有技术中,通常采用基于半经验模型计算燃气的电导率。
计算过程中,准确获取电子与中性粒子间的动量传递截面是求解电导率的关键。
然而,现有技术中动量传递截面完全依靠科研人员的经验,导致电导率计算精度下降。且上述方式确定的动量传递截面不适用于发射药在高温、高压和存在电离种子的场景。
发明内容
鉴于上述的分析,本申请旨在提出一种火药燃气电导率的计算方法、装置和存储介质,以解决上述技术问题中的至少一个。
第一方面,本说明书一个或多个实施例提供了一种火药燃气电导率的计算方法,包括:
根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分;
基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面;
根据所述目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。
进一步地,所述基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力,包括:
根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;
对所述目标数据进行语义分析,确定所述目标数据中的动量传递截面和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
确定所述目标数据中的动量传递截面的数值为所述动量传递截面参考值。
进一步地,所述根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面,包括:
针对每一个所述组分,基于相应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定动量传递截面拟合曲线;
根据所述动量传递截面拟合曲线、所述预设温度和所述预设压力,确定所述目标动量传递截面。
进一步地,所述确定动量传递截面拟合曲线之前,所述方法还包括:
根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;
基于语义分析,确定所述目标数据对应的电导率计算精确度;
删除小于预设阈值的电导率计算精确度对应的目标数据。
进一步地,所述确定动量传递截面拟合曲线之前,所述方法还包括:
确定所述目标数据的产生时间;
删除所述产生时间早于预设时间节点的目标数据。
第二方面,本申请实施例提供了一种火药燃气电导率的计算装置,包括:参数确定模块、数据处理模块和电量确定模块;
组分确定模块、语义分析模块和数据处理模块;
所述组分确定模块用于根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分;
所述语义分析模块用于基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
所述数据处理模块用于根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面;根据所述目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。
进一步地,所述语义分析模块用于根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;对所述目标数据进行语义分析,确定所述目标数据中的动量传递截面和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;确定所述目标数据中的动量传递截面的数值为所述动量传递截面参考值。
进一步地,所述数据处理模块用于针对每一个所述组分,基于相应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定动量传递截面拟合曲线;根据所述动量传递截面拟合曲线、所述预设温度和所述预设压力,确定所述目标动量传递截面。
进一步地,所述语义分析模块用于基于语义分析,确定所述目标数据对应的电导率计算精确度;所述数据处理模块用于删除小于预设阈值的电导率计算精确度对应的目标数据。
第三方面,本申请实施例提供了一种存储介质,包括:
用于存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被执行时实现第一方面中任一项所述的方法。
与现有技术相比,本申请至少能实现以下技术效果:
基于语义分析从预设数据源,例如权威杂志的镜像网站中,查阅相关文献,进而获取各组分对应的动量传递截面参考值和动量传递截面参考值对应温度和压力。之后,基于文献中记载的内容确定目标动量传递截面。通过上述方式可以实时依据最新的研究成果,确定动量传递截面,以增加计算精度。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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说明书中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种火药燃气电导率的计算方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案,下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图,对本说明书一个或多个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说明书的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例,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,都应当属于本文件的保护范围。
动量传递截面是火药燃气电导率的关键,而计算现有技术中,动量传递截面的确定存在以下问题:
1、动量传递截面依靠人工经验确定,而人工经验多来自教科书等经典的数据,而随着技术发展,火药成分和点火方式均发生变化,经典的数据很难满足上述条件,导致动量传递截面确定不精确。
2、现有研究中,在高温、高压和存在电离种子的场景下电导率的数据极少,因此即便技术人员有心寻找该场景下的动量传递截面,也很难有所收获。
基于上述问题,本申请实施例提供了一种火药燃气电导率的计算方法,包括以下步骤,如图1所示:
步骤1、根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分。
在本申请实施例中,预设温度为(400~4000K)和预设压强为(0.1~500MPa),发射药燃烧产物的各组分为组成反应物的各元素,例如,发射药燃烧产物的各组分为碳元素,氢元素,氧元素和氮元素。
步骤2、基于语义分析,从预设数据源中,确定各组分对应的动量传递截面参考值和动量传递截面参考值对应温度和压力。
在本申请实施例中,数据源为网络资源,例如各学科杂志的网络镜像。虽然直接在高温、高压和存在电离种子的场景下测定电导率的不多。但研究各组分的在不同压力、不同温度下的动量传递截面的数据相对丰富。因此,基于数据源中这些数据可以得到相对准确的动量传递截面。
具体地,根据预设算法标识和各组分,从数据源中确定目标数据,确定目标数据,目标数据含有预设算法标识、各组分中的一个或多个;对目标数据进行语义分析,确定目标数据中的动量传递截面和动量传递截面参考值对应温度和压力;确定目标数据中的动量传递截面的数值为动量传递截面参考值。
需要说明的是,目标数据即为相应的文献,算法标识用于表征计算燃气的电导率的半经验模型。语义分析可以基于深度学习的神经网络,例如,基于深度学习的CNN(Convolutional Neural Networks,卷积神经网络),基于深度学习的RNN(RecurrentNeural Net,循环神经网络)。
步骤3、根据各组分对应的动量传递截面参考值以及动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面。
在本申请实施例中,从文献中获取的动量传递截面参考值通常不能直接用于计算电导率。需要进行进一步处理:
针对每一个组分,基于相应的动量传递截面参考值以及动量传递截面参考值对应温度和压力,确定动量传递截面拟合曲线;
根据动量传递截面拟合曲线、预设温度和预设压力,确定目标动量传递截面。
由于文献中动量传递截面参考值来自于多种实验环境,因此利用曲线拟合的方式得到动量传递截面拟合曲线。如此,即便在高温、高压和存在电离种子的场景下电导率的数据极少,也可以根据动量传递截面拟合曲线,预测出相应条件下的动量传递截面。例如,拟合曲线的具体形式可以为:
Qi=(A4T6+B4T5+C4T4+D4T3+E4T2+F4T+G4)×10-20
式中,A4=-1.582e-17,B4=3.049e-13,C4=-2.115e-9,D4=6.388e-6,E4=7.828e-3,F4=2.97,G4=439.1均为拟合曲线的系数。Qi为电子与中性粒子间的平均动量传递截面,T代表温度。
优选地,考虑到不同文献中采用的方法不同,因此各动量传递截面参考值的精度也不相同。同时很多文献会对数据的精确度做评价,因此为了保证动量传递截面拟合曲线的准确性,基于语义分析,确定所述目标数据对应的电导率计算精确度;删除小于预设阈值的电导率计算精确度对应的目标数据。之后,利用精确度相对较高的动量传递截面参考值得到动量传递截面拟合曲线,进而保证能得到精确度较高的目标动量传递截面。
优选地,由于算法的改进,文献中确定的动量传递截面精度越来越高,因此通过限定文献的发表时间可以过滤掉一些精确度不够的数据。具体地,确定所述目标数据的产生时间;删除所述产生时间早于预设时间节点的目标数据。
步骤4、根据目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。
在本申请实施例中,利用下述公式
其表达式为:
式中,σen表示由于电子和中性粒子碰撞产生的电导率;σei表示由于电子和离子碰撞产生的电导率。σen的计算公式为
式中,Ne为电子云密度,me为电子的质量,Nn为中性粒子的数密度,Qi为电子与中性粒子间的平均动量传递截面,单位为m2,其值与温度和组分的种类有关。
σei的计算公式为:
式中,Ni为离子数密度,参数Λ的计算公式为
本申请实施例提供了一种火药燃气电导率的计算装置,包括:组分确定模块、语义分析模块和数据处理模块;
所述组分确定模块用于根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分;
所述语义分析模块用于基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
所述数据处理模块用于根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面;根据所述目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。
在本申请实施例中,所述语义分析模块用于根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;对所述目标数据进行语义分析,确定所述目标数据中的动量传递截面和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;确定所述目标数据中的动量传递截面的数值为所述动量传递截面参考值。
在本申请实施例中,所述数据处理模块用于针对每一个所述组分,基于相应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定动量传递截面拟合曲线;根据所述动量传递截面拟合曲线、所述预设温度和所述预设压力,确定所述目标动量传递截面。
在本申请实施例中,所述语义分析模块用于基于语义分析,确定所述目标数据对应的电导率计算精确度;所述数据处理模块用于删除小于预设阈值的电导率计算精确度对应的目标数据。
本申请实施例提供了一种存储介质,包括:
用于存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被执行时实现上述任一实施例所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在20世纪30年代,对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如,对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而,随着技术的发展,当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此,不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA))就是这样一种集成电路,其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且,如今,取代手工地制作集成电路芯片,这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现,它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似,而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写,此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL),而HDL也并非仅有一种,而是有许多种,如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等,目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚,只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中,就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现,例如,控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式,控制器的例子包括但不限于以下微控制器:ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320,存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本说明书实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书的一个或多个实施例,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本文件的实施例而已,并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说,本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本文件的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种火药燃气电导率的计算方法,其特征在于,包括:
根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分;
基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面;
根据所述目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力,包括:
根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;
对所述目标数据进行语义分析,确定所述目标数据中的动量传递截面和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
确定所述目标数据中的动量传递截面的数值为所述动量传递截面参考值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面,包括:
针对每一个所述组分,基于相应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定动量传递截面拟合曲线;
根据所述动量传递截面拟合曲线、所述预设温度和所述预设压力,确定所述目标动量传递截面。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定动量传递截面拟合曲线之前,所述方法还包括:
根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;
基于语义分析,确定所述目标数据对应的电导率计算精确度;
删除小于预设阈值的电导率计算精确度对应的目标数据。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定动量传递截面拟合曲线之前,所述方法还包括:
确定所述目标数据的产生时间;
删除所述产生时间早于预设时间节点的目标数据。
6.一种火药燃气电导率的计算装置,其特征在于,包括:组分确定模块、语义分析模块和数据处理模块;
所述组分确定模块用于根据预设温度和预设压力,确定发射药燃烧产物的各组分;
所述语义分析模块用于基于语义分析,从预设数据源中,确定各所述组分对应的动量传递截面参考值和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;
所述数据处理模块用于根据各所述组分对应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定目标动量传递截面;根据所述目标动量传递截面,确定火药燃气电导率。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,
所述语义分析模块用于根据预设算法标识和各所述组分,从所述数据源中确定目标数据,所述目标数据含有所述预设算法标识、各所述组分中的一个或多个;对所述目标数据进行语义分析,确定所述目标数据中的动量传递截面和所述动量传递截面参考值对应温度和压力;确定所述目标数据中的动量传递截面的数值为所述动量传递截面参考值。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,
所述数据处理模块用于针对每一个所述组分,基于相应的动量传递截面参考值以及所述动量传递截面参考值对应温度和压力,确定动量传递截面拟合曲线;根据所述动量传递截面拟合曲线、所述预设温度和所述预设压力,确定所述目标动量传递截面。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,
所述语义分析模块用于基于语义分析,确定所述目标数据对应的电导率计算精确度;所述数据处理模块用于删除小于预设阈值的电导率计算精确度对应的目标数据。
10.一种存储介质,其特征在于,包括:
用于存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被执行时实现权利要求1-5中任一项所述的方法。
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