JP4008611B2 - プラント作業監視装置および記憶媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所の定期検査を安全かつ効率的に行うためのプラント作業監視装置および記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
原子力発電プラントでは、その機器・系統の安全性および信頼性を保つために、定期的にそれらをプラントから切り離して定期検査を行っている。その定検(定期点検)の作業の流れは、図8に示すようになっている。
【0003】
まず最初に、プラントの停止に先立ち定検作業計画が作成される。すなわち、定検計画およびそれに従った作業表が作成される。これにより、プラントの安全性を保ちつつ点検対象機器および系統をプラントから切り離し、機器および系統の保修及び点検をし、これらを復旧する作業を行う。
【0004】
この機器及び系統の隔離すなわちアイソレーションの作業(アイソレ操作)は、定検計画に従い初めに機器および系統を隔離するに十分な操作を求める。例えば、ポンプなどの点検においては、ポンプを分解点検するためにポンプへ流入する水を止めるため、バルブを閉めまた配管の水抜くためのルートを確立するいわゆる機械系のアイソレを行う。また、ポンプを駆動するモーターや制御装置の回路をジャンパー・リフトなどによりバイパスして系統から隔離するいわゆる電気系のアイソレを行う。これらのアイソレ操作は、中央操作室からの遠隔操作や現場にて行う現場操作により行われる。そして、現場でのバルブの開閉・保持や回路のジャンパー・リフトの操作は、定検計画に従って発行される作業票によって管理されている。
【0005】
実際の定検作業では、これらの隔離作業を運転員と定検班と呼ばれるチームが担当し、中央操作室と現場とで連絡を取りながら進めていくことになる。そして、異常が発生したときは異常対応を行う。また、隔離作業が完了したら保修担当により作業場所の設定など前準備をし、機器の分解・点検・取替・組立てなどの一連の保修作業が行われる。機器の動作試験が終了すると保修作業の現場が撤収され、再び隔離作業の担当者により隔離状態の解除が行われる。そして、これらの点検が予定されたすべての機器系統に対して完了するとプラントは運転可能な状態に復帰することになる。
【0006】
ここで、これらの隔離作業や点検作業は中央操作室と現場との間で連絡を取り同期しながら行われている。また、定期検査のときにおいてはプラント構成が毎日のように変わり、隔離作業や点検作業が並行して行われている。
【0007】
このような定期点検をサポートする装置として、点検対象機器に対して隔離手段及び手順を示す装置があり、また、現場で異常が起こったときにその情報を中央操作室と現場との間で連絡をとる装置もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この隔離作業や現場での保修・点検作業において、その作業の進捗状況、プラントの状態、他の作業の状態を評価し点検員に連絡する手段は十分ではない。すなわち、他の機器の定検作業のため中央操作室より遠隔操作により自動的に弁の開閉が行われる場合があるが、系統の操作としては問題がなくとも現場作業員が近くで作業している場合があるので、その場合の作業の安全を評価する必要がある。また、このようなとき現場で注目すべき機器が空間的にどの場所に有るかを確認する手段がない。
【0009】
また、バルブの閉め忘れなどにより蒸気の漏洩などが起こる可能性が有り、操作の影響が現場や系統上どの程度影響を及ぼし、その時処置をするか退避するかなど現場作業員がどう対処すべきかの情報や警報を生成し連絡する手段がない。また、このとき他の系統・機器が分解点検中であったり、機器の搬入などがあったりし、プラント構成は通常運転時と異なっておりこれを考慮する手段がない。
【0010】
本発明の目的は、点検・保修作業の現場作業員の安全性及び操作の妥当性を評価して中央操作室および現場にいる現場作業員へ連絡・通報できるプラント作業監視装置および記憶媒体を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係わるプラント作業監視装置は、プラントの定検作業に必要な定検データを用いて定検作業ステップの実施後の状態を予測するシミュレーターと、前記定検データや前記シミュレーターにより予測された予測データに基づいて操作の影響を評価する評価手段と、前記評価手段の評価結果を表示する入出力装置と、前記評価手段の評価結果を現場作業員に通信するための通信装置と、前記通信装置を介して得られる評価結果を表示すると共に現場作業員が情報の入出力を行う携帯端末とを備え、前記評価手段は、前記定検データや前記予測データに基づいて隔離作業や点検作業の開始の可否を評価し、その評価結果を前記入出力装置または前記携帯端末に表示すると共に、機器操作による現場作業員への影響範囲を操作影響範囲として評価し、その操作影響範囲を前記入出力装置または前記携帯端末に表示し、その操作影響範囲と現場作業員位置とが重なるかまたは近接するときは、警報を前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする。
【0012】
請求項1の発明に係わるプラント作業監視装置では、プラントの定検作業に必要な定検データを用いて定検作業ステップの実施後の状態をシミュレーターで予測し、評価手段はシミュレーターで予測した予測データや定検データに基づいて操作の影響を評価する。そして、その評価結果を入出力装置に表示すると共に、通信装置を介して評価結果を現場作業員の携帯端末に送信し表示する。
【0014】
また、請求項1の発明に係わるプラント作業監視装置では、定検データや予測データに基づいて隔離作業や点検作業の開始の可否を評価し、その評価結果を入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、定検状況を中央操作室の運転員や現場作業員に通知する。
【0016】
また、請求項1の発明に係わるプラント作業監視装置では、機器操作による現場作業員への影響範囲である操作影響範囲を評価し、その操作影響範囲を入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、現場作業員の安全を図る。
【0018】
また、請求項1の発明に係わるプラント作業監視装置では、操作影響範囲と現場作業員位置とが重なるかまたは近接するときは、警報を入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、現場作業員の安全を図る。
【0019】
請求項2の発明に係わるプラント作業監視装置は、前記評価手段は、請求項1の発明において、前記操作影響範囲に基づいて現場作業員の最適通行ルートを求め、その最適通行ルートを前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする。
【0020】
請求項2の発明に係わるプラント作業監視装置では、請求項1の発明の作用に加え、操作影響範囲に基づいて現場作業員の最適通行ルートを求め、その最適通行ルートを入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、現場作業員の安全を図る。
【0021】
請求項3の発明に係わるプラント作業監視装置は、請求項1または請求項2の発明において、前記評価手段は、異常が発生したときはその異常による影響範囲である異常影響範囲を評価し、その異常影響範囲または警報を前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする。
【0022】
請求項3の発明に係わるプラント作業監視装置では、請求項1または請求項2の発明の作用に加え、異常が発生したときはその異常による影響範囲である異常影響範囲を評価し、その異常影響範囲または警報を入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、現場作業員の安全を図る。
【0023】
請求項4の発明に係わるプラント作業監視装置は、請求項3の発明において、前記評価手段は、前記異常影響範囲に基づいて現場作業員の最適通行ルートを求め、その最適通行ルートを前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする。
【0024】
請求項4の発明に係わるプラント作業監視装置では、請求項3の発明の作用に加え、異常影響範囲に基づいて現場作業員の最適通行ルートを求め、その最適通行ルートを入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、現場作業員の安全を図る。
【0025】
請求項5の発明に係わるプラント作業監視装置は、請求項3の発明において、前記評価手段は、前記異常影響範囲の拡大を阻止した操作を前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする。
【0026】
請求項5の発明に係わるプラント作業監視装置では、請求項3の発明の作用に加え、異常影響範囲の拡大を阻止した操作を入出力装置や携帯端末に表示する。これにより、定検作業の安全性を確保する。
【0027】
請求項6の発明に係わるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータを、前記定検データや予測データに基づいて操作の影響を評価する評価手段と、評価結果を表示する入出力手段と、評価結果を携帯端末に通信する手段として機能させ、さらに、前記評価手段を、前記定検データや前記予測データに基づいて隔離作業や点検作業の開始の可否を評価し、その評価結果を前記入出力装置または前記携帯端末に表示すると共に、機器操作による現場作業員への影響範囲である操作影響範囲を評価し、その操作影響範囲を前記入出力装置または前記携帯端末に表示し、その操作影響範囲と現場作業員位置とが重なるかまたは近接するときは、警報を前記入出力装置または前記携帯端末に表示するように機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする。
【0028】
請求項6の発明に係わる記憶媒体に記憶された内容をコンピュータに入力し、コンピュータを作動させる。これにより、プラントの定検作業に必要な定検データを用いて定検作業ステップの実施後の状態を予測し、その予測データや定検データに基づいて操作の影響を評価する。そして、その評価結果を入出力装置や携帯端末に表示する。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるプラント作業監視装置の構成図である。図1に示すように、プラント作業監視装置は、ネットワーク15にプラントの定検に必要な各種の定検データを送出し、その定検データを用いて定検作業ステップの実施後の状態をシミュレーター7で予測して予測データ7aを求め、評価手段8ではシミュレーター7で予測した予測データ7aや定検データに基づいて操作の影響を評価する。そして、その評価結果を中央操作室の入出力装置9に表示すると共に、通信装置10を介して現場作業員の携帯端末11に送信し表示するようになっている。
【0030】
プラントの定検に必要な各種の定検データは、定検時の作業計画が保存されている計画データ1、プラントの構成を表すプラント設計データ2、プラントの状態を計測して得られるプロセスデータ3、プラント機器を操作した場合の操作データ4、現場作業員の現在の空間的位置を表す位置情報5、定検作業の開始および終了および作業ステップを表す作業進捗情報6等が含まれている。
【0031】
計画データ1は、作業件名、日付時間、作業ステップで構成され、作業の日付時間の前に入出力装置9に表示される。この計画データ1に含まれる作業ステップは、図2に示すように、アイソレーション開始、点検開始、点検終了、アイソレーション解除の4段階の作業ステップからなる。4段階の作業ステップの中でアイソレーション開始とアイソレーション解除とが機器操作を伴う作業である。この機器操作の情報は操作データ4に格納される。
【0032】
また、図2に示した各作業ステップ開始条件のANDロジックは評価手段8にあり、入出力装置9に表示された開始前作業を選択することで、各作業ステップの開始条件の判定を始める。すなわち、評価手段8から各作業ステップの開始条件調査の命令が発生する。
【0033】
プラントの状態と資源(電源、水、冷却能力)の状態とに関連する開始前条件については、プラントの状態を計測したプロセスデータ3により評価手段8で判定する。また、機器操作によるプラントへの影響評価に関する開始条件については、シミュレーター7に操作データ4を入力し、プロセスデータ3の変化量を予測した予測データ7aにより評価手段8で判定する。
【0034】
機器操作による現場作業員への影響評価に関する開始条件については、予測データ7aと操作データ4と設計データ2に格納されている各プロセスデータの計測点の3次元位置と操作データ4の対象となる機器の3次元位置とプラントを構成する機器の接続情報から求めた影響範囲と現場作業員の現在位置を示す位置情報5により評価手段8で判定する。
【0035】
そして、評価手段8で判定した結果、開始不十分な場合は、入出力装置9に開始不十分な理由と開始不可を表示する。一方、評価手段8で判定した結果、開始可能な場合は、現場作業員の現在位置を示す位置情報5から影響範囲に重なるまたは近づいている現場作業員を把握し、通信装置10を介して、把握した現場作業員が装着した携帯端末11及び入出力装置9に、操作前の警報と機器操作した場合の影響範囲と現場作業員の現在位置とを表示する。
【0036】
中央操作室の運転員は、入出力装置9で影響範囲内に現場作業員がいないことを確認したときは、機器操作の許可を入出力装置9から入力し、通信装置10により機器操作の許可を現場作業員が装着した携帯端末11に出力する。これにより携帯端末11にその操作の許可が表示される。一方、機器操作した場合の影響範囲内に現場作業員がいる場合は警報を出力する。
【0037】
評価手段8は、シミュレーター7で予測し格納した予測データ7aと機器操作の許可入力後のプロセスデータ3を比較し許容値内にあれば作業終了と判断し、作業進捗情報6を更新する。
【0038】
このように、評価手段8は、定検データや予測データに基づいて隔離作業や点検作業の開始の可否を評価し、その評価結果を入出力装置9や携帯端末11に表示すると共に、機器操作による現場作業員への影響範囲を評価し、その影響範囲を入出力装置9や携帯端末11に表示する。また、影響範囲と現場作業員位置とが重なるかまたは近接するときは、警報を入出力装置9や携帯端末11に表示する。
【0039】
この第1の実施の形態によれば、定検作業ステップ毎の機器操作による影響範囲を予測評価し、操作前に現場作業員が装着した携帯端末11と入出力装置9に操作前の警報と影響範囲と現場作業員の現在位置を表示するので、安全な点検・操作及びプラント監視が可能となる。
【0040】
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係わるプラント作業監視装置の構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示す第1の実施の形態に対し、ネットワーク15に現場におけるプラント構造物の部屋の出入り口データ12を追加したものである。
【0041】
評価手段8は、プロセスデータ3と作業進捗情報6とから選択される操作データ4と、設計データ2に格納されている各プロセスデータ3の計測点の位置と、操作データ4の対象となる機器の位置と、プラントを構成する機器の接続情報とから影響範囲を求める。現場作業員の現在位置を示す位置情報5から影響範囲に重なるまたは指定した範囲内に近づいている現場作業員を把握したときは、通信装置10を介して、把握した現場作業員が装着した携帯端末11及び中央操作室の入出力装置9に警報と影響範囲と現場作業員の現在位置を表示する。
【0042】
シミュレーター7は、求めた影響範囲と現場作業員の現在位置と、設計データ4に格納されているプラント構造物のレイアウト情報と、出入り口データ12とから通行ルート候補を予測し、予測データ7aとして格納する。評価手段8は、シミュレーター7で予測した通行ルート候補である予測データ7aから時間、ルートの高低差、影響範囲との相対位置から最適通行ルートを求め、現場作業員が装着した携帯端末11及び入出力装置9に最適通行ルートを表示する。
【0043】
この第2の実施の形態によれば、定検作業ステップ毎の機器操作による影響範囲を評価し、現場作業員が影響範囲内に近づいた場合、現場作業員が装着した携帯端末11と入出力装置9とに警報と影響範囲と現場作業員の現在位置を表示でき、最適な通行ルートを予測評価できるため、安全な点検・操作及びプラント監視が可能となる。
【0044】
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。図4は、本発明の第3の実施の形態に係わるプラント作業監視装置の構成図である。この第3の実施の形態は、図3に示した第2の実施の形態に対し、プラントの異常や定検の異常を検出する異常検出装置14と、異常検出装置14により異常が検出された現場の部屋に現場作業員がいないときはその部屋の出入り口をロックするための出入り口ロック装置13とを追加して設けたものである。
【0045】
いま、異常として配管または機器からの流体の漏洩が発生した場合について説明する。この異常の発生場所は、機器の温度検出器や備え付けのTVカメラ等から特定できる。異常検出装置14で異常を検出したときは、評価手段8は、プロセスデータ3と作業進捗情報から選択される操作データ4と、設計データ2に格納されている各プロセスデータの計測点の位置と、操作データの対象となる機器の位置と、プラントを構成する機器の接続情報とからその異常による影響範囲を求める。
【0046】
そして、異常による影響範囲の拡大を阻止するための操作データを作成し、評価データ8aとして格納する。また、現場作業員の現在位置を示す位置情報5から影響範囲に重なるまたは指定した範囲内に近づいている現場作業員を把握したときは、通信装置10を介して、把握した現場作業員が装着した携帯端末11及び入出力装置9に、警報と影響範囲と現場作業員の現在位置を表示する。
【0047】
一方、流体の漏洩が発生した部屋に現場作業員がいないことを確認し、出入口ロック装置13を遠隔操作でロックして隔離し、出入り口データ12を更新する。なお、出入り口ロック装置13は、非常に備えて部屋の内側からロック解除できる緊急解除スイッチを備えている。
【0048】
シミュレーター7は、評価手段8で求めた影響範囲の拡大を阻止する操作データである評価データ8aから機器操作後のプロセスデータ3の変化量を予測し、予測データ7aとして格納する。入出力装置9に評価データ8aと影響範囲と現場作業員の現在位置を表示し、入出力装置9から評価データ8aの許可を入力し、評価データ8aの操作機器に一番近い現場作業員が装着した携帯端末11に許可と操作データと影響範囲と現場作業員の現在位置を表示し、影響範囲拡大を阻止した操作を新規作業として作業進捗情報6に追加する。
【0049】
評価手段8は、評価データ8aの機器操作後のプロセスデータ3とシミュレーター7で予測した予測データ7aを比較し許容範囲内であれば影響範囲拡大阻止の作業が終了したと判断し、作業進捗情報6を更新する。
【0050】
シミュレーター7は、求めた影響範囲と現場作業員の現在位置と設計データ4に格納されているプラント構造物のレイアウト情報と出入り口データ12とから通行ルート候補を予測し、予測データ7aとして格納する。評価手段8は、シミュレーター7で予測した通行ルート候補である予測データ7aから時間、ルートの高低差、影響範囲との相対位置から最適通行ルートを求め、現場作業員が装着した携帯端末11及び入出力装置9に最適通行ルートを表示する。
【0051】
この第3の実施の形態によれば、配管および機器から流体の漏洩が発生した時の影響範囲を評価し、漏洩の発生した部屋を隔離し、影響範囲拡大阻止の機器操作を作成して現場作業員に指示し、現場作業員が影響範囲内に近づいた場合、現場作業員が装着した携帯端末11と入出力装置9に警報と影響範囲と現場作業員の現在位置を表示でき、最適な通行ルートを予測評価できるため、安全な点検・操作及びプラント監視が可能となる。
【0052】
ここで、現場作業時には弁やスイッチなど操作の対象となる機器を見つけ出し、目標とする状態に変更または保持する必要がある。一般に、現場操作はプラント経験の浅い運転員が担当する場合が多く、操作すべき機器を見つけるのに時間がかかる場合がある。このようなとき、プラントの現場において画像のイメージで操作機器の場所を指示する機能が有れば機器を探す時間が省けプラント操作が効率的になりまた誤操作が少なくなり信頼性を増すことができる。
【0053】
そこで、現場にいる点検員が操作すべき弁などの名称や図5に示すP&ID図などから、そのシンボルを指定することにより対象とする弁の位置情報を得ることができるようにする。これは、図6に示すデータベースの機器名称が直接あるいはP&IDから指定されるので、形状データを伴った3DCADデータベースの検索により、3DCADデータベースの中での機器名称が検索され、3DCADデータの表示の中に指定した機器のマークをすることにより、弁の3次元的形状として対象とする弁の位置を把握することができる。また、図7に示すように2次元の投影図でも良いことはもちろんである。
【0054】
また、操作すべき機器の指定は、携帯端末11からでも中央操作室の入出力装置9からでもいずれから指定してもよい。また、定期点検の計画データ1を基に作業の進捗情報および操作データ4からアイソレーションなどの作業の進捗にあわせて順次表示していっても良い。
【0055】
さらに、点検員の位置情報5あるいは位置情報5と捜索している方向の情報を入力することにより、対象機器との距離および方向を得ることができ効率よく探すことができる。すなわち、プラントの3次元的形状の表示を点検員の視点から表示することでプラントの構成をわかりやすくすぐに把握することができる。
【0056】
また、上述した各実施の形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして記憶媒体に記憶し、各装置に応用したり通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。
【0057】
本発明における記憶媒体としては、磁気ディスク、フロッピーディスク、光ディスク(CD−ROM、CD−R、DVDなど)、光磁気ディスク(MOなど)、半導体メモリなど、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式はいずれの形態であっても良い。また、ここで記憶媒体とは、コンピュータと独立した媒体に限らず、LANやインターネットなどにより伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【0058】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、定検時などの機器操作及び故障の影響の及ぶ範囲を、系統上及びプラント内の具体的な場所によって評価でき、また処置すべき場所及び退避経路を導出できる。そして、その情報を中央操作室の運転員や現場作業員に連絡でき、現場作業員からも問い合わせができるため、安全かつ効率的な点検・操作及びプラント監視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わるプラント作業監視装置の構成図。
【図2】本発明の第1の実施の形態における定期点検の作業開始条件の説明図。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係わるプラント作業監視装置の構成図。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係わるプラント作業監視装置の構成図。
【図5】操作弁のP&ID表示を示す説明図。
【図6】設計データの一例を示す説明図。
【図7】プラントの2次元の投影図。
【図8】原子力発電プラントでの従来の定期点検の作業の流れを示す説明図。
【符号の説明】
7 シミュレーター
8 評価手段
9 入出力装置
10 通信装置
11 携帯端末
12 出入り口データ
13 出入り口ロック装置
14 異常検出装置
15 ネットワーク
Claims (6)
- プラントの定検作業に必要な定検データを用いて定検作業ステップの実施後の状態を予測するシミュレーターと、前記定検データや前記シミュレーターにより予測された予測データに基づいて操作の影響を評価する評価手段と、前記評価手段の評価結果を表示する入出力装置と、前記評価手段の評価結果を現場作業員に通信するための通信装置と、前記通信装置を介して得られる評価結果を表示すると共に現場作業員が情報の入出力を行う携帯端末とを備え、前記評価手段は、前記定検データや前記予測データに基づいて隔離作業や点検作業の開始の可否を評価し、その評価結果を前記入出力装置または前記携帯端末に表示すると共に、機器操作による現場作業員への影響範囲である操作影響範囲を評価し、その操作影響範囲を前記入出力装置または前記携帯端末に表示し、その操作影響範囲と現場作業員位置とが重なるかまたは近接するときは、警報を前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とするプラント作業監視装置。
- 前記評価手段は、前記操作影響範囲に基づいて現場作業員の最適通行ルートを求め、その最適通行ルートを前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする請求項1に記載のプラント作業監視装置。
- 前記評価手段は、異常が発生したときはその異常による影響範囲である異常影響範囲を評価し、その異常影響範囲または警報を前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプラント作業監視装置。
- 前記評価手段は、前記異常影響範囲に基づいて現場作業員の最適通行ルートを求め、その最適通行ルートを前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする請求項3に記載のプラント作業監視装置。
- 前記評価手段は、前記異常影響範囲の拡大を阻止した操作を前記入出力装置または前記携帯端末に表示することを特徴とする請求項3に記載のプラント作業監視装置。
- コンピュータを、プラントの定検作業に必要な定検データを用いて定検作業ステップの実施後の状態を予測する手段と、前記定検データや予測データに基づいて操作の影響を評価する評価手段と、評価結果を表示する入出力手段と、評価結果を携帯端末に通信する手段として機能させ、さらに、前記評価手段を、前記定検データや前記予測データに基づいて隔離作業や点検作業の開始の可否を評価し、その評価結果を前記入出力装置または前記携帯端末に表示すると共に、機器操作による現場作業員への影響範囲である操作影響範囲を評価し、その操作影響範囲を前記入出力装置または前記携帯端末に表示し、その操作影響範囲と現場作業員位置とが重なるかまたは近接するときは、警報を前記入出力装置または前記携帯端末に表示するように機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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