JP2019126126A - Energy inflow/outflow amount prediction system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギ流入出量予測システムに関する。 The present invention relates to an energy inflow / outflow prediction system.
施設のエネルギ管理状況に応じて空調設備の動作を制御する空調制御システムが知られている。例えば、特許文献1には、各施設のエネルギ管理状況を収集し、施設のエネルギ管理に必要な情報を生成し、各施設のエネルギ運用管理者に指導する技術が記載されている。また、特許文献2には、遠隔で省エネ提案する技術が記載されている。また、特許文献3には、エネルギ消費量を分析する技術が記載されている。特許文献4には、着衣表面の温度に基づいて空調を制御する技術が記載されている。特許文献5には、什器の表面温度に基づいて空調を制御する技術が記載されている。 BACKGROUND An air conditioning control system is known that controls the operation of an air conditioning facility according to the energy management status of a facility. For example, Patent Document 1 describes a technology of collecting the energy management status of each facility, generating information necessary for energy management of the facility, and instructing the energy operation manager of each facility. Patent Document 2 describes a technology for remotely proposing energy saving. Further, Patent Document 3 describes a technique for analyzing the amount of energy consumption. Patent Document 4 describes a technique for controlling air conditioning based on the temperature of the clothing surface. Patent Document 5 describes a technique for controlling air conditioning based on the surface temperature of a fixture.
大規模な商業施設では、訪問者の快適性を確保するとともに省エネルギを実現する空調制御を行うことが望ましい。このような設備には自動ドアが設置されており、人が出入りする毎に自動ドアが開閉するため、空調空気と外気が入れ替えられ、空調効果が低下しエネルギ損失を生じる。 In a large-scale commercial facility, it is desirable to perform air conditioning control to ensure the comfort of the visitor and realize energy saving. An automatic door is installed in such equipment, and the automatic door is opened and closed every time a person enters and leaves, so the conditioned air and the outside air are interchanged, the air conditioning effect is reduced, and energy loss occurs.
このような商業施設では時間帯によって出入りする人数が変化する。例えば、開店時において、施設に出入りする人数が急増すると、空気入れ替えによる空調損失が大幅に増加するが、空調能力はその変化にすぐには追従できず、空調の快適性が低下することがある。また、このとき、空調機器の稼働が急激に上昇するためエネルギ効率が低下する。逆に、閉店時において、出入りの人数が急減すると、エネルギの流出量は大幅に減るが、空調能力はすぐには追従できず、不必要な運転が一時的に継続される。 In such commercial facilities, the number of people coming and going changes depending on the time of day. For example, when the number of people entering and leaving the facility increases rapidly at the time of opening a store, the air conditioning loss due to air replacement increases significantly, but the air conditioning capacity can not immediately follow the change, and the air conditioning comfort may decrease. . Further, at this time, the operation of the air conditioner is rapidly increased, and the energy efficiency is reduced. On the other hand, when the number of people coming and going is sharply reduced at the time of closing the store, the amount of energy outflow is greatly reduced, but the air conditioning capacity can not follow immediately and unnecessary operation is temporarily continued.
このように、従来の空調制御システムでは、入退室者数の変化に対する空調能力の変化のタイムラグが、空気の快適性およびエネルギ効率を低下させる原因であった。さらに、人は熱源であり、その出入りは熱源の出入りと等価であり、この観点からも出入りする人数の急激な変化は、快適性およびエネルギ効率を低下させる一因であった。省エネルギと快適性とに対応した空調制御を行うためには、将来のエネルギ流入量と流出量を予測して空調機器を制御することが考えられる。しかし、従来の技術では、エネルギ流入量・流出量を精度よく予測することは難しいという問題があった。
このような課題は、空調制御システムに限らず様々な制御システムについても生じうる。
As described above, in the conventional air conditioning control system, the time lag of the change in the air conditioning capacity with respect to the change in the number of people entering and leaving the room causes the decrease in the comfort and the energy efficiency of the air. Furthermore, a person is a heat source, and its movement is equivalent to the movement of a heat source, and from this point of view also, the rapid change in the number of people going in and out has contributed to the decrease in comfort and energy efficiency. In order to perform air conditioning control corresponding to energy saving and comfort, it is conceivable to control air conditioning equipment by predicting future energy inflow and outflow. However, in the prior art, there is a problem that it is difficult to accurately predict the amount of energy inflow and the amount of outflow.
Such problems may occur not only in the air conditioning control system but also in various control systems.
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、将来のエネルギ流入量・流出量を精度よく予測することが可能な予測システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a prediction system capable of accurately predicting future energy inflow and outflow.
上記課題を解決するために、本発明のある態様のエネルギ流入出量予測システムは、複数の自動ドアが配置された商業施設の各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測するエネルギ流入出量予測システムであって、商業施設の過去の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化とを記憶したデータベースと、データベースから所定の時刻から現在までの各自動ドア周辺の温度の変化と各自動ドアの当該時刻から現在までの通行量の変化と類似するデータを抽出し、当該類似するデータの時系列でみて将来の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの通行量の変化から各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測する予測部と、を備える。 In order to solve the above problems, an energy inflow / outflow prediction system according to an aspect of the present invention predicts energy inflow / outflow which predicts the amount of energy flowing out of each automatic door of a commercial facility in which a plurality of automatic doors are arranged. The system is a database storing temperature changes around each of the past automatic doors of a commercial facility and changes in past traffic of each automatic door, and temperatures from the database to temperatures around each of the automatic doors from a predetermined time to the present Data similar to the change in traffic volume and the change in traffic volume from the current time to the present of each automatic door, and in the time series of the similar data, the temperature change around each future automatic door and traffic volume of each automatic door And a prediction unit that predicts the amount of energy flowing in and out of each automatic door from the change in.
この態様によると、所定の時刻から現在までの各自動ドア周辺の温度の変化と各自動ドアの当該時刻から現在までの通行量の変化に基づいて、データベースに記憶した、当該施設の過去の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化を基準に、将来の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの通行量の変化から各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測するので、将来のエネルギ流入量・流出量を精度よく予測することができる。この態様によれば、省エネルギと快適性とを両立した空調制御を行うための情報を知ることができる。 According to this aspect, each past facility of the facility stored in the database based on a change in temperature around each automatic door from a predetermined time to the present and a change in traffic amount from the time to the present of each automatic door Based on the temperature change around the automatic door and the past traffic change of each automatic door, the amount of energy flowing into and out of each automatic door from the future temperature change around each automatic door and the change in traffic of each automatic door Since it predicts, future energy inflow and outflow can be predicted accurately. According to this aspect, it is possible to know information for performing air conditioning control that achieves both energy saving and comfort.
本発明の別の態様もまた、エネルギ流入出量予測システムである。このエネルギ流入出量予測システムは、複数の自動ドアが配置された商業施設の各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測するエネルギ流入出量予測システムであって、商業施設および他の商業施設の過去の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化とを記憶したデータベースと、データベースから所定の時刻から現在までの各自動ドア周辺の温度の変化と各自動ドアの当該時刻から現在までの通行量の変化と類似するデータを抽出し、当該類似するデータの時系列でみて将来の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの通行量の変化から各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測する予測部と、を備える。 Another aspect of the present invention is also an energy inflow / outflow prediction system. This energy inflow / outflow prediction system is an energy inflow / outflow prediction system that predicts the amount of energy flowing out of each automatic door of a commercial facility where a plurality of automatic doors are arranged, and is used for commercial facilities and other commercial facilities. A database storing temperature changes around each automatic door in the past and changes in past traffic of each automatic door, changes in temperature around each automatic door from a predetermined time to the present from the database, and the values of each automatic door Data similar to the change in traffic from time to the present is extracted, and in the time series of the similar data, it flows out from each automatic door from the future temperature change around each automatic door and the change in traffic of each automatic door And a prediction unit that predicts the amount of energy to be received.
この態様によると、所定の時刻から現在までの各自動ドア周辺の温度の変化と各自動ドアの当該時刻から現在までの通行量の変化に基づいて、データベースに記憶した、当該施設および他の施設の過去の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化を基準に、将来の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの通行量の変化から各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測するので、将来のエネルギ流入量・流出量を精度よく予測することができる。 According to this aspect, the facility and other facilities stored in the database based on the change in temperature around each automatic door from a predetermined time to the present and the change in traffic volume from the time to the present of each automatic door Based on the temperature change around each automatic door in the past and the change in past traffic of each automatic door, the flow from each automatic door in the future from the temperature change around each automatic door and the change in traffic of each automatic door By predicting the amount of energy to be stored, it is possible to accurately predict future energy inflow and outflow.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、プログラム、プログラムを記録した一時的なまたは一時的でない記憶媒体、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described components, or any of the components or expressions of the present invention mutually replaced by a method, an apparatus, a program, a temporary or non-temporary storage medium recording a program, a system, etc. Are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、将来のエネルギ流入量・流出量を精度よく予測することが可能な予測システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a prediction system capable of accurately predicting future energy inflow and outflow.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. In the embodiment and the modification, the same or equivalent constituent elements and members are denoted by the same reference numerals, and duplicating descriptions will be appropriately omitted. In addition, dimensions of members in each drawing are shown appropriately enlarged or reduced for easy understanding. In each drawing, a part of members which are not important in describing the embodiment is omitted and displayed.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態は大規模商業施設のエネルギ流入出量予測システムである。図1は、第1実施形態に係るエネルギ流入出量予測システム100の構成の一例を示すブロック図である。図2は、エネルギ流入出量予測システム100を商業施設60に適用した例を示すブロック図である。商業施設60には複数の自動ドア30が設けられている。図2の例では、商業施設60の7箇所に自動ドア30が設けられている。エネルギ流入出量予測システム100は、予測部10と、データ取得部16と、過去履歴情報データベース18と、を主に含む。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention is an energy inflow / outflow prediction system for a large scale commercial facility. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the energy inflow /
エネルギ流入出量予測システム100は、商業施設60に設けられた温度センサ14と通行量センサ12とからの取得データとおよび、データ取得部16に保持された、天候、季節、曜日、休祝日などを含む可変情報に基づいて、過去履歴情報データベース18に記録された基準情報を基準に商業施設60の将来のエネルギ流入出量を予測し、その予測結果を出力する。空調制御装置26は、その予測結果に基づいて空調を制御する。
The energy inflow /
温度センサ14は、商業施設60の内外の温度を検知してその検知結果を予測部10に送る。温度センサ14としては公知の様々なセンサを用いることができる。図2の例では、温度センサ14は、商業施設60の7箇所に設けられた各自動ドア30に設けられている。温度センサ14は、各自動ドア30の屋内側に配置された屋内センサと、屋外側に配置された屋外センサと、を含む。ドアの開閉時にすぐに温度変化をする自動ドア30の周辺における温度を適切に検知することができる。
The
通行量センサ12は、各自動ドア30の通行量を検知してその検知結果を予測部10に送る。通行量センサ12としては公知の様々なセンサを用いることができる。この例では、通行量センサ12は、商業施設60の7箇所に設けられた各自動ドア30に設けられている。通行量センサ12は、専用のセンサであってもよいが、図2の例では、通行量センサ12は、自動ドア30の自動ドアセンサ32と兼用している。自動ドアセンサ32は、通行者を検知してドアの開閉を制御するためのセンサであり、ドアの開閉回数から自動ドア30の通行量を検知することができる。
The
(データ取得部)
空調用のエネルギ量は様々な変動要因により日ごとに変動する。そこで、第1実施形態は、日ごとのエネルギ量の変動要因を把握するためにデータ取得部16を備える。データ取得部16は、エネルギ量の予測を補正するために変動要因を補正するための補正データを取得し、その取得結果を予測部10に送る。補正データとしては、当日の天候、季節、曜日・休祝日の種別の何れか1つ以上であってもよい。当日の天候は、気温、湿度、降雨量、風速等を含んでもよい。エネルギ流入出量予測システム100は、当日の天候(気温、湿度、降雨量、風速等)、季節、曜日・休祝日の種別の何れか1つ以上によりエネルギ量の予測を補正することができる。
(Data acquisition unit)
The amount of energy for air conditioning fluctuates from day to day due to various fluctuation factors. So, 1st Embodiment is provided with the
(過去履歴情報データベース)
過去履歴情報データベース18は、商業施設60の過去の各自動ドア30の周辺の温度変化と各自動ドア30の過去の通行量の変化とを記憶したデータベースである。以下、過去履歴情報データベース18に記憶している情報を「温度通行量パターン情報」という。温度通行量パターン情報は、商業施設60の長期間(例えば1年以上)にわたる温度変化と通行量の変化との間の相関関係を収集して分析することによって構築することができる。過去履歴情報データベース18は、このように構築された温度通行量パターン情報を複数層のニューラルネットワークとして備えている。温度通行量パターン情報は一定であってもよいが、この例では、日ごとに温度変化と通行量の変化との測定結果によって温度通行量パターン情報を更新する。
(Past history information database)
The past
(予測部)
予測部10は、過去履歴情報データベース18から、所定の時刻(例えば、開店時)から現在までの各自動ドア30周辺の温度の変化と各自動ドア30の当該時刻から現在までの通行量の変化パターンと類似する温度・通行量パターンを抽出する。検知されたパターンと記憶されたパターンとの類似性は、人工知能を利用してそれぞれのパターンの特徴を認識し、その認識結果を比較することによって評価することができる。例えば、検知されたパターンの傾きが記憶されたパターンの傾きと類似する場合に、これらのパターンは類似していると評価してもよい。
(Predictor)
From the past
さらに、予測部10は、当該類似するデータの時系列でみて将来の各自動ドア30周辺の温度変化と各自動ドア30の通行量の変化から各自動ドア30から流出入するエネルギ量を予測することができる。予測部10の予測結果は予測結果出力部20から出力され、商業施設60の各空調機器(不図示)を制御する。この予測に基づいて空調機器を制御することにより、入退室者数の変化に対する空調能力の変化のタイムラグの影響を軽減し、空気の快適性およびエネルギ効率を改善することができる。エネルギ流入出量予測システム100を用いることにより、省エネルギと快適性を両立した空調制御を行うための情報を知ることができる。エネルギ流入出量予測システム100によれば、将来の室内などの温度の変化を予想できるので、空調設備の稼働のピークを平準化することができる。
Further, the
[第2実施形態]
次に、図3、図4を参照して本発明に係る第2実施形態に係るエネルギ流入出量予測システム200を説明する。図3は、第2実施形態に係るエネルギ流入出量予測システム200の構成の一例を示すブロック図である。図4は、エネルギ流入出量予測システム200を商業施設60に適用した例を示すブロック図である。エネルギ流入出量予測システム200は、第1実施形態に係るエネルギ流入出量予測システム100に対して、他の商業施設のデータを蓄積したデータベース22を備える点で相違し、他の構成は同じである。ここでは、重複する説明を省き、第1実施形態と相違する点について重点的に説明する。
Second Embodiment
Next, an energy inflow /
過去履歴情報データベース18のデータ蓄積期間が短いと、温度通行量パターン情報が不足して、エネルギ流入出量の予測精度が低下することが考えられる。特に、新設の商業施設では、過去の情報がないから、この問題の影響が大きく、省エネルギと快適性を両立した空調制御を行えない可能性がある。そこで、エネルギ流入出量予測システム200は、既設の他の商業施設のデータを蓄積したデータベース22を備える。
If the data accumulation period of the past
データベース22は、既設の他の商業施設の過去の各自動ドアの周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化とを記憶したデータベースであり、過去履歴情報データベース18と同様に温度通行量パターン情報を記憶している。第2実施形態では、予測部10は、過去履歴情報データベース18およびデータベース22から、所定の時刻(例えば、開店時)から現在までの各自動ドア30周辺の温度の変化と各自動ドア30の当該時刻から現在までの通行量の変化パターンと類似する温度通行量パターンを抽出する。この場合の予測には、2つのデータベースの記憶情報を平均化して用いてもよいし、いずれかより確からしい方の記憶情報を用いてもよい。
The
(変形例)
各実施形態では、予測システムが数時間先の将来を予測する例について説明したが、予測システムは、日、週、月、年など、より長期間にわたる将来を予測するようにしてもよい。
予測精度を高めるために、サーモグラフィをさらに備え、通行者の表面温度を測定してもよい。この場合、通行量と表面温度に基づいて予測することができるので、エネルギの流入出量をより正確に把握することができる。
温度センサ14は、自動ドアセンサ32内に内蔵されてもよいし、自動ドアセンサ32とは別体に設けられてもよい。
通行量は、屋内外の自動ドアセンサ32の検知結果に基づいて算出されてもよいし、カメラを用いた画像処理による専用の通行量センサを設けてもよい。
自動ドア30の内外の温度差から気圧差を算出し、その算出結果に応じてエネルギの流出入量を算定してもよい。内外の圧力差は、差圧センサで測定されてもよい。
各実施形態では商業施設60の出入口すべてに自動ドア30が設けられる例について説明したが、出入口の一部または全部に自動ドア30に代えて手動ドアが設けられてもよい。
(Modification)
Although each embodiment describes an example in which the prediction system predicts the future several hours ahead, the prediction system may predict the future over a longer period, such as day, week, month, or year.
Thermography may further be provided to measure the surface temperature of a passer-by in order to increase the prediction accuracy. In this case, since the prediction can be made based on the traffic volume and the surface temperature, the energy inflow and outflow can be grasped more accurately.
The
The traffic volume may be calculated based on the detection result of the indoor / outdoor
The pressure difference may be calculated from the temperature difference between the inside and the outside of the
Although each embodiment has described an example in which the
(その他の変形例)
入室者の表面温度だけだと総熱量が分からないため適切な空調設定が行えないことがある。このため、入室者の服や所持品の表面温度に基づいて空調を抑制または過剰に動作するように空調設備を制御してもよい。入室者の服や所持品の部位や種類は、人工知能を利用して特定することができる。入室者の服や所持品の部位や種類と表面温度から総熱量を推定することができる。このように構成することにより、空調設備は、入室者の体感温度を適切に調整することができる。入室者の表面温度や服・所持品の表面温度を取得し、その表面温度の変化を予測し、その予測結果に基づいて空調設備を制御してもよい。制御のタイムラグによる快適性およびエネルギ効率の低下の影響を緩和することができる。この予測に人工知能を利用することにより、より正確に予測することができる。
(Other modifications)
Since only the surface temperature of the occupant does not know the total amount of heat, an appropriate air conditioning setting may not be performed. For this reason, the air conditioning equipment may be controlled to suppress or excessively operate the air conditioning based on the surface temperature of the clothes and belongings of the occupant. The parts and types of clothes and belongings of the occupants can be identified using artificial intelligence. The total amount of heat can be estimated from the part and type of clothes and belongings of the occupant and the surface temperature. With such a configuration, the air conditioner can appropriately adjust the sensational temperature of the occupant. The surface temperature of the occupant and the surface temperature of the clothes and belongings may be acquired, the change in the surface temperature may be predicted, and the air conditioning facility may be controlled based on the prediction result. It is possible to mitigate the impact of the reduction in comfort and energy efficiency due to the time lag of control. By using artificial intelligence for this prediction, it is possible to predict more accurately.
以上、本発明について、各実施形態をもとに説明した。各実施形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。各実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。 The present invention has been described above based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that each embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to their respective components or combinations of respective processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there. The contents of each embodiment do not limit the technical scope of the present invention, and many design changes such as changes, additions, and deletions of components can be made without departing from the concept of the invention defined in the claims. Is possible.
10・・予測部、 12・・通行量センサ、 14・・温度センサ、 16・・データ取得部、 18・・過去履歴情報データベース、 20・・予測結果出力部、 22・・他の商業施設のデータベース、 26・・空調制御装置、 30・・自動ドア、 32・・自動ドアセンサ、 60・・商業施設、 100、200・・エネルギ流入出量予測システム。 10 · · · prediction unit, 12 · · traffic amount sensor, · · · · temperature sensor, 16 · · data acquisition unit, · · · · past history information database, 20 · · prediction result output unit, · · · of other commercial facilities Database · · · · · · air conditioning control system, 30 · · automatic door, 32 · · automatic door sensor, 60 · · commercial facilities, 100, 200 · · energy inflow and outflow forecasting system.
Claims (2)
前記商業施設の過去の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化とを記憶したデータベースと、
前記データベースから所定の時刻から現在までの各自動ドア周辺の温度の変化と各自動ドアの当該時刻から現在までの通行量の変化と類似するデータを抽出し、当該類似するデータの時系列でみて将来の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの通行量の変化から各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測する予測部と、
を備えるエネルギ流入出量予測システム。 An energy inflow / outflow prediction system for predicting the amount of energy flowing in and out of each automatic door of a commercial facility in which a plurality of automatic doors are arranged, comprising:
A database storing temperature changes around each past automatic door of the commercial facility and changes in past traffic of each automatic door;
Data similar to the change in temperature around each automatic door from the predetermined time to the present and the change in traffic volume from the time to the present of each automatic door are extracted from the database and viewed in the time series of the similar data A prediction unit that predicts the amount of energy flowing in and out of each automatic door from the future temperature change around each automatic door and the change in traffic volume of each automatic door;
Energy inflow / outflow forecasting system comprising:
前記商業施設および他の商業施設の過去の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの過去の通行量の変化とを記憶したデータベースと、
前記データベースから所定の時刻から現在までの各自動ドア周辺の温度の変化と各自動ドアの当該時刻から現在までの通行量の変化と類似するデータを抽出し、当該類似するデータの時系列でみて将来の各自動ドア周辺の温度変化と各自動ドアの通行量の変化から各自動ドアから流出入するエネルギ量を予測する予測部と、
を備えるエネルギ流入出量予測システム。 An energy inflow / outflow prediction system for predicting the amount of energy flowing in and out of each automatic door of a commercial facility in which a plurality of automatic doors are arranged, comprising:
A database storing temperature changes around each past automatic door of the commercial facility and other commercial facilities and changes in past traffic of each automatic door,
Data similar to the change in temperature around each automatic door from the predetermined time to the present and the change in traffic volume from the time to the present of each automatic door are extracted from the database and viewed in the time series of the similar data A prediction unit that predicts the amount of energy flowing in and out of each automatic door from the future temperature change around each automatic door and the change in traffic volume of each automatic door;
Energy inflow / outflow forecasting system comprising:
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