JP2013075643A - 列車制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】制御区間内における各列車を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止して、旅客サービスの向上を図ることのできる列車制御システムを提供する。
【解決手段】地上装置６により、車上無線機と沿線無線機５との間における無線の伝播時間に基づいて、制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置６は、当該制御区分に向かって走行する予定の列車２が駅８に停車中の場合は、制御区分の境界を通過する予定の列車２を駅８で待機させて出発させないように抑止する。
【選択図】図２

Description

本発明は列車制御システムに係り、特に、無線測距を利用して列車の位置検出を行って列車の制御を行うようにした列車制御システムに関する。

従来から、いわゆる無線測距方式を利用した列車制御システムは、列車に車上無線機を搭載し、その列車の走行する軌道の沿線に沿って設置された複数の沿線無線機との間で無線ネットワークを形成し、車上無線機の車上アンテナと沿線無線機の沿線アンテナとの無線伝搬遅延（時間）を計測して列車位置を検知し、その検知された列車位置に基づいて列車制御を行うようになっている。

そして、このような無線測距方式を利用した列車制御システムとしては、従来から、例えば、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機および地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて所定の軌道における列車の走行距離を算出する走行距離算出手段と、無線列車位置検知手段で検知された列車位置を所定の仮基準位置に設定する仮基準位置設定手段と、その仮基準位置設定手段で設定された仮基準位置から走行距離算出手段で算出された走行距離に基づいて所定の軌道における列車位置を検知する列車位置検知算出手段とを備えた技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００７−３３１６２９号公報

しかしながら、前記従来の技術においては、通常、鉄道路線を複数の制御区分に分割し、各制御区間ごとに管理する沿線無線機が設定されており、これら各制御区間の沿線無線機を制御する地上装置は、その制御区間内で管理するすべての列車に対して通信時機や周波数などの通信資源を割り当てるようになっている。そして、１つの制御区間内において、通信資源を割り当てることができる列車の台数には制限があるという問題を有している。そのため、列車が管理可能列車台数を超えて制御区間に進入した場合には、当該列車に対して通信資源を割り当てることができなくなってしまい、当該列車を制御することができないことから、当該列車が保安機能により停止制御されてしまうという問題を有している。

また、制御区分が駅間に設定されている場合、管理可能列車台数を超えないようにするためには、制御区分の手前で停車せざるを得ず、旅客サービスの低下を招くとともに、例えば、架線エアセクションに停車させてしまうと、架線の損傷を招いてしまうという問題をも有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、制御区間内における各列車を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止して、旅客サービスの向上を図ることのできる列車制御システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る列車制御システムは、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
を備え、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって走行する予定の列車が駅に停車中のときは、前記制御区分の境界を通過する予定の列車を前記駅で待機させて出発させないように抑止することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
を備え、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって列車が走行中の場合は、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車に減速指令を与えて進行させ、当該制御区分の管理可能列車台数に空きが生じたら、当該制御区分への減速指令を解除して進行を許可することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
を備え、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって列車が走行中のときは、前記軌道上に存在する停止不可領域を避けて前記列車を停止制御させることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
前記各地上装置と送受信可能に接続された運行管理装置と、
を備え、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知し、
前記運行管理装置は、前記地上装置の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、当該制御区分に向かって走行する予定の列車が駅に停車中のときは、前記制御区分の境界を通過する予定の列車を前記駅で待機させて出発させないように抑止することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に接続された地上装置と、
前記各地上装置と送受信可能に接続された運行管理装置と、
を備え、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知し、
前記運行管理装置は、前記地上装置の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、当該制御区分に向かって列車が走行中の場合は、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車に減速指令を与えて進行させ、当該制御区分の管理可能列車台数に空きが生じたら、当該制御区分への減速指令を解除して進行を許可することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に接続された地上装置と、
前記各地上装置と送受信可能に接続された運行管理装置と、
を備え、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知し、
前記運行管理装置は、前記地上装置の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、当該制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって列車が走行中のときは、前記軌道上に存在する停止不可領域を避けて前記列車を停止制御させることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、自己の制御区分内を走行する列車台数が、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性がある場合に、地上装置により、管理可能列車台数に達したか、または達する可能性がある制御区分に向かって列車が走行する予定の場合に、境界を通過する予定の列車を駅で待機させて出発させないように抑止するようにしているので、制御区分内に制御不能の列車が進入することを確実に防止して、制御区分内における各列車を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、達する可能性がある場合に、地上装置により、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車に減速指令を与えて進行させるようにしているので、制御区分内に制御不能の列車が進入することを確実に防止して、制御区分内における各列車を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止することができる。また、減速指令により、列車を進行させるようにしているので、列車が軌道の途中で停止してしまうことがなく、旅客サービスの向上を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性がある場合に、やむを得ず列車を停止制御する必要がある場合は、地上装置により、架線エアセクション、勾配区間、踏切道などの停止不可領域を避けて停止制御させるようにしているので、架線エアセクションなどの損傷を確実に防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、自己の制御区分内を走行する列車台数が、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性がある場合に、運行管理装置により、管理可能列車台数に達したか、または達する可能性がある制御区分に向かって列車が走行する予定の場合に、境界を通過する予定の列車を駅で待機させて出発させないように抑止するようにしているので、制御区分内に制御不能の列車が進入することを確実に防止して、制御区分内における各列車を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止することができる。

請求項５に係る発明によれば、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、達する可能性がある場合に、運行管理装置により、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車に減速指令を与えて進行させるようにしているので、制御区分内に制御不能の列車が進入することを確実に防止して、制御区分内における各列車を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止することができる。また、減速指令により、列車を進行させるようにしているので、列車が軌道の途中で停止してしまうことがなく、旅客サービスの向上を図ることができる。

請求項６に係る発明によれば、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性がある場合に、やむを得ず列車を停止制御する必要がある場合は、運行管理装置により、架線エアセクション、勾配区間、踏切道などの停止不可領域を避けて停止制御させるようにしているので、架線エアセクションなどの損傷を確実に防止することができる。

本発明に係る列車制御システムの実施形態における列車部分を示す概略構成図である。 本発明に係る列車制御システムの実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る列車制御システムの実施形態における動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る列車制御システムの実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態においては、所定の軌道１上を走行する列車２には、車上装置３が搭載されている。この車上装置３は、ＣＰＵを中心に構成された演算処理部（図示せず）を有していて、列車２の速度制御や制動制御などの各種制御を行うように構成されている。

また、列車２には、車上装置３に接続された車上無線機４が搭載されており、列車２の軌道１上には、車上無線機４と情報の送受信を行うための複数の沿線無線機５が設置されている。また、図２に示すように、これら沿線無線機５は、軌道１に沿って形成された複数の制御区分に区分されており、所定の制御区分に属した沿線無線機５は、当該制御区分内を走行する列車２の車上無線機４との間で情報の送受信を行うように構成されている。

また、これら各制御区分ごとに地上装置６が設置されており、この地上装置６には、地上装置６が設置された制御区分に属する沿線無線機５がそれぞれ接続されている。各地上装置６は、互いに接続されており、各地上装置６は、各地上装置６との間で情報の送受信を行うことができるように構成されている。さらに、各地上装置６には、列車２の沿線の運行管理を行う運行管理装置７が接続されている。

そして、運行管理装置７は、列車２の番号情報やダイヤ情報を各地上装置６に送り、各地上装置６は、沿線無線機５と車上無線機４との通信を行った際の通信時間を計測することにより、沿線無線機５と列車２との距離を演算し、該当する番号の列車２が現在制御区分のどの位置に存在しているかを検知するように構成されている。そして、地上装置６から沿線無線機５および車上無線機４を介して列車位置情報に基づく制限速度や走行可能距離の情報を送信し、車上装置３は、自列車２のブレーキ性能に従って速度パターンを生成し、走行速度が速度パターンを超過した時に速度パターン以下の速度になるようにブレーキ装置を制御して減速するように構成されている。

ここで、地上装置６は、設置された制御区分内のすべての列車位置を検知し、各列車２に通信時機や周波数などを割り当てる。この場合に、１つの地上装置６により、管理することができる列車２の台数は、あらかじめ決められており、この管理可能列車台数を超えた場合は、超えた部分の列車２に対して通信をすることができず、この列車２の管理をすることができなくなってしまう。そのため、本実施形態においては、各地上装置６は、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、管理可能列車台数に達する可能性があると判断した場合には、各地上装置６に対して、その旨を送信するように構成されている。そして、各地上装置６は、管理可能列車台数に達したか、または達する可能性がある制御区分に向かって列車２が走行する予定の場合に、該当する列車２が駅８に停車中の場合は、各制御区分の境界を通過する予定の列車２を駅８で待機させて出発させないように抑止するように構成されている。

また、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、管理可能列車台数に達する可能性があると判断した旨の送信があった後に、当該制御区分に向かってすでに列車２が駅８を出発した場合には、地上装置６は、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車２に減速指令を与えて進行させ、当該制御区分の管理可能列車台数に空きが生じたら、当該制御区分への減速指令を解除して進行を許可するように構成されている。

さらに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、管理可能列車台数に達する可能性があると判断した旨の送信があった後に、当該制御区分に向かってすでに列車２が走行しており、やむを得ず列車２を停止制御する必要がある場合は、地上装置６は、運行管理装置７のデータベースにあらかじめ定義されている架線エアセクション、勾配区間、踏切道などの停止不可領域を避けて停止制御させるように構成されている。

次に、本実施形態の制御動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、沿線無線機５と車上無線機４との間で通信を行い、この通信時間を計測することにより、各地上装置６により、沿線無線機５と列車２との距離を演算し、列車２が現在制御区分のどの位置に存在しているかを検知する（ＳＴ１）。

そして、地上装置６から沿線無線機５および車上無線機４を介して列車位置情報に基づく制限速度や走行可能距離の情報を送信し、車上装置３は、自列車２のブレーキ性能に従って速度パターンを生成し、この速度パターンに従って列車２の走行制御を行う。

そして、各地上装置６は、自己の制御区分内を走行する列車台数が、管理可能列車台数に達したか、あるいは、管理可能列車台数に達する可能性があるかを判断し（ＳＴ２）、
管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には（ＳＴ２：ＹＥＳ）、各地上装置６に対して、その旨を送信する（ＳＴ３）。そして、各地上装置６は、管理可能列車台数に達したか、または達する可能性がある制御区分に向かって、運行管理装置７から送られる列車２の番号情報やダイヤ情報に基づいて、列車２が走行する予定の場合に、該当する列車２が駅８に停車中であるか否か判断し（ＳＴ４）、駅８に停車中の場合には（ＳＴ４：ＹＥＳ）、各制御区分の境界を通過する予定の列車２を駅８で待機させて出発させないように抑止する（ＳＴ５）。

また、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、達する可能性があると判断した旨の送信があった後に、列車２が駅８に停車しておらず、当該制御区分に向かってすでに出発している場合には（ＳＴ４：ＮＯ）、地上装置６により、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車２がある場合には（ＳＴ６：ＹＥＳ）、管理可能列車台数を超えた制御区分の前で停止しない場合は（ＳＴ７：ＮＯ）、列車２に減速指令を与えて進行させる（ＳＴ８）。

さらに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、達する可能性があると判断した旨の送信があった後に、当該制御区分に向かってすでに列車２が走行しており、やむを得ず列車２を停止制御する必要がある場合は（ＳＴ７：ＹＥＳ）、地上装置６は、運行管理装置７のデータベースにあらかじめ定義されている架線エアセクション、勾配区間、踏切道を避けて停止制御させる（ＳＴ９）。

以上述べたように、本実施形態においては、自己の制御区分内を走行する列車台数が、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性がある場合に、地上装置６により、管理可能列車台数に達したか、または達する可能性がある制御区分に向かって列車２が走行する予定の場合に、境界を通過する予定の列車２を駅８で待機させて出発させないように抑止するようにしているので、制御区分内に制御不能の列車２が進入することを確実に防止して、制御区分内における各列車２を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止することができ、その結果、旅客サービスの向上を図ることができる。

また、管理可能列車台数に達したと判断したか、あるいは、達する可能性がある場合に、地上装置６により、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車２に減速指令を与えて進行させるようにしているので、制御区分内に制御不能の列車２が進入することを確実に防止して、制御区分内における各列車２を確実に制御することができ、保安機能による停止制御などを防止することができる。また、減速指令により、列車２を進行させるようにしているので、列車２が軌道１の途中で停止してしまうことがなく、旅客サービスの向上を図ることができる。

さらに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性がある場合に、やむを得ず列車２を停止制御する必要がある場合は、地上装置６により、架線エアセクション、勾配区間、踏切道などの停止不可領域を避けて停止制御させるようにしているので、架線エアセクションなどの損傷を確実に防止することができる。

なお、前記実施形態においては、制御区分において管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合に、地上装置６により、駅８からの出発抑止、減速制御あるいは停止不可領域以外の領域における停止制御を行うようにしたが、各地上装置６からの情報を運行管理装置７が取得し、この運行管理装置７がそれらの制御を行うようにしてもよい。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１ 軌道
２ 列車
３ 車上装置
４ 車上無線機
５ 沿線無線機
６ 地上装置
７ 運行管理装置
８ 駅

Claims (6)

1. 所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
   地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
   前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
   を備え、
   前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって走行する予定の列車が駅に停車中のときは、前記制御区分の境界を通過する予定の列車を前記駅で待機させて出発させないように抑止することを特徴とする列車制御システム。
2. 所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
   地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
   前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
   を備え、
   前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって列車が走行中の場合は、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車に減速指令を与えて進行させ、当該制御区分の管理可能列車台数に空きが生じたら、当該制御区分への減速指令を解除して進行を許可することを特徴とする列車制御システム。
3. 所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
   地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
   前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
   を備え、
   前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知するとともに、自己の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、管理可能列車台数に達する制御区分に隣接する制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって列車が走行中のときは、前記軌道上に存在する停止不可領域を避けて前記列車を停止制御させることを特徴とする列車制御システム。
4. 所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
   地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
   前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、
   前記各地上装置と送受信可能に接続された運行管理装置と、
   を備え、
   前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知し、
   前記運行管理装置は、前記地上装置の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、当該制御区分に向かって走行する予定の列車が駅に停車中の場合は、前記制御区分の境界を通過する予定の列車を前記駅で待機させて出発させないように抑止することを特徴とする列車制御システム。
5. 所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
   地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
   前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に接続された地上装置と、
   前記各地上装置と送受信可能に接続された運行管理装置と、
   を備え、
   前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知し、
   前記運行管理装置は、前記地上装置の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、当該制御区分に向かって列車が走行中の場合は、各制御区分内における管理可能列車台数の残量を把握し、各制御区分の境界に向かって走行する列車に減速指令を与えて進行させ、当該制御区分の管理可能列車台数に空きが生じたら、当該制御区分への減速指令を解除して進行を許可することを特徴とする列車制御システム。
6. 所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機と、
   地上の所定位置に設けられた沿線無線機と、
   前記軌道に設定された制御区分ごとに設置されるとともに、前記制御区分に属する前記沿線無線機に接続された地上装置と、
   前記各地上装置と送受信可能に接続された運行管理装置と、
   を備え、
   前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて、前記制御区分内の列車位置を検知し、
   前記運行管理装置は、前記地上装置の制御区分内において、管理可能列車台数に達したか、あるいは、達する可能性があると判断した場合には、当該制御区分に設置された地上装置は、当該制御区分に向かって列車が走行中のときは、前記軌道上に存在する停止不可領域を避けて前記列車を停止制御させることを特徴とする列車制御システム。

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