JP4808531B2 - 移動体監視装置 - Google Patents

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Description

本発明は、建設機械等の移動体を監視する移動体監視装置に関するものである。
従来より、建設機械等の移動体を監視するための移動体監視システムが提供されている。この種の移動体監視システムは、監視対象となる移動体に搭載した移動体監視装置を備えており、移動体監視装置が収集した位置情報、バッテリ電圧情報、燃料残量情報等、移動体に関する情報を管理装置に送信するようにしたものである。
この移動体監視システムによれば、移動体が遠隔の作業現場に配置された場合であっても、管理装置で受信した情報に基づいて移動体の稼働状況やメンテナンスの要否等、移動体の状況を把握することができるようになり、仮に、移動体に異常が発見されたとしてもこれに迅速に対応することが可能となる。
上述した移動体監視装置による情報の収集処理は、エンジンが非稼働状態となった場合にも継続して実施しているのが一般的である。しかしながら、エンジンが非稼働状態にある場合においても移動体監視装置による情報収集処理を同じ稼働率で継続すれば、バッテリの負担も大きなものとなり、非稼働状態が長期に亘る移動体に関しては、エンジンを再始動することが困難になる等の問題を招来する虞れがある。
このため従来においては、エンジンの非稼働状態が所定の期間を超えた場合、移動体監視装置による情報収集処理の稼働率を減少させ、バッテリの寿命を延ばすようにしたものも提供されている。この従来技術によれば、長期に亘ってエンジンが非稼働状態となった場合、移動体監視装置による情報収集処理の稼働率が減少するため、つまり移動体監視装置を休止している時間が多くなるため、バッテリへの負担を可及的に減らすことができる。この結果、エンジンが非稼働状態にあってもその再始動性を確保しつつ、継続的な移動体の監視を行うことが可能となる(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−27528号公報
ところで、実際に移動体を操作する上で、エンジンをごく短時間だけ稼働とする場面(以下、適宜「ちょい駆け」という)は多々ある。例えば、作業現場において建設機械の駐車位置を変更したり、作業機の姿勢を変更する場合には、エンジンの稼働時間が5分以下となることがほとんどである。
ここで、非稼働状態のエンジンを稼働状態とするには、スタータモータを駆動しなければならないため、バッテリの電力消費が増大することになる。これに対してエンジンの稼働時間が5分程度では、オルタネータによるバッテリへの充電は必ずしも十分とはいえない。この結果、エンジンが非稼働状態となっている期間を基準として移動体監視装置による情報収集処理の稼働率を決定する従来技術にあっては、エンジンの非稼働状態が継続された後、ちょい駆けが実施された場合、スタータモータの駆動による電力消費に加え、高い稼働率で移動体監視装置による情報収集が実施されることになり、バッテリの負担が一気に増大する事態を招来することになる。
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、エンジンが非稼働状態にある場合の電力消費を可及的に低減することのできる移動体監視装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る移動体監視装置は、駆動源となるエンジンを備えた移動体に搭載され、移動体に関する情報の収集を行う監視制御手段と、前記監視制御手段の動作を制御する動作制御手段とを備えた移動体監視装置であって、前記動作制御手段は、エンジンが非稼働状態となった場合、その後エンジンの継続した稼働時間が予め設定した閾値を上回るまでの間、稼働率が漸次減少する間欠動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る移動体監視装置は、上述した請求項1において、前記移動体は、エンジンが稼働状態となった場合に充電されるバッテリを具備し、前記動作制御手段は、エンジンの稼働によってバッテリが所定の充電状態となるまでの時間を前記閾値として前記監視制御手段の動作を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る移動体監視装置は、上述した請求項1において、前記動作制御手段は、予め設定した割込条件が成立した場合、前記間欠動作スケジュールよりも稼働率の高い高稼働動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする。
また、本発明の請求項4に係る移動体監視装置は、上述した請求項3において、前記監視制御手段は、移動体の位置情報を収集する機能を有し、前記動作制御手段は、前記監視制御手段の収集した位置情報に基づいて算出される移動体の移動距離が予め設定した基準距離を超えた場合に割込条件が成立したと判断し、前記高効率動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする。
また、本発明の請求項5に係る移動体監視装置は、上述した請求項1において、前記動作制御手段は、間欠動作スケジュールに従って監視制御手段を動作させている間にエンジンが稼働状態となった場合には間欠動作スケジュールよりも稼働率の高い高稼働動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする。
また、本発明の請求項6に係る移動体監視装置は、上述した請求項3または請求項4において、前記動作制御手段は、間欠動作スケジュールを中断して高稼働動作スケジュールを実行した場合には、その間のエンジンの継続した稼働時間が前記閾値以下であることを条件に、その後、前記間欠動作スケジュールに従った前記監視制御手段の動作を再開することを特徴とする。
また、本発明の請求項7に係る移動体監視装置は、上述した請求項1において、前記間欠動作スケジュールは、エンジンが非稼働状態となった累積時間に応じて段階的に前記監視制御手段の稼働率を減少させ、かつ最終的に前記監視制御手段の動作を停止させるものであることを特徴とする。
また、本発明の請求項8に係る移動体監視装置は、上述した請求項1において、前記監視制御手段は、所定の送信条件が成立した場合、移動体に関する情報を、当該移動体を管理する管理装置に送信する通信処理手段を有したことを特徴とする。
本発明によれば、エンジンが非稼働状態となった場合、その後エンジンの継続した稼働時間が予め設定した閾値を上回るまでの間、監視制御手段の休止時間が短縮されることがない。従って、移動体のエンジンを短時間稼働させた場合にも監視制御手段の休止時間がそのまま維持されることになり、エンジンが非稼働状態となっている場合の消費電力を可及的に低減することが可能となる。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る移動体監視装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態である移動体監視装置を適用した移動体監視システムの概要構成を示すもので、建設機械の監視を行うための監視システムを例示している。監視対象となる建設機械10は、駆動源としてエンジン11を備えるとともに、バケット等の作業機12を備えたものである。この建設機械10では、操作入力部13を通じて駆動指令を与えると、エンジン制御部14によってエンジン11の稼働が制御されるとともに、作業制御部15によって作業機12の駆動が制御され、作業現場において所望の建設作業を行うことが可能となる。建設機械10のエンジン11が稼働状態にある場合には、エンジン11に付設した発電機(オルタネータ)16が駆動され、建設機械10の電源であるバッテリ17が充電されることになる。
この建設機械10には、GPSセンサ20、送受信機30、移動体監視装置40が搭載してある。GPSセンサ20は、アンテナ21を介して複数のGPS衛星GSから送られる情報を取得し、該取得した情報から自己の位置情報を検知するものである。送受信機30は、アンテナ31、通信衛星CS、地上局50及びインターネット等のネットワークNを通じて管理装置60に通信接続され、後述の移動体監視装置40と管理装置60との間の送受信処理を行うものである。
移動体監視装置40は、上述した管理装置60との間において移動体監視システムを構築するためのもので、監視制御部41、動作制御部42及び記憶部43を備えて構成してある。
監視制御部41は、建設機械10に関する情報の収集を主機能とするもので、監視情報収集部41a及び通信処理部41bを有している。監視情報収集部41aは、監視指令が与えられた場合に予め設定された情報の収集処理を行い、収集した情報を記憶部43に「移動体情報」として格納するものである。本実施の形態では、監視指令が与えられた場合に監視情報収集部41aが、エンジン制御部14及び作業制御部15を通じて建設機械10の稼働状況を示す情報の収集を行うとともに、GPSセンサ20を通じて建設機械10の位置情報を収集するものを例示している。エンジン制御部14を通じて収集する情報には、直接エンジン11の稼働状況を示すもののほか、例えば発電機16の動作状況、バッテリ17の電圧、燃料計18から取得する燃料残量の情報が含まれる。
通信処理部41bは、予め設定した送信条件が成立した場合に、記憶部43に格納した移動体情報を管理装置60に送信する処理を行うものである。送信条件として、例えばエンジン11が稼働状態となった場合、あるいはエンジン11の継続した稼働時間Wnが予め設定した時間に達した場合等、エンジン11の稼働状況に応じて適宜送信処理を行うものとすれば、管理装置60において稼働状態にある建設機械10の状況を把握することができるようになる。また、監視情報収集部41aの収集した情報に基づいて建設機械10に異常が発生したと判断した場合に送信処理を行うようにすることも可能である。建設機械10に異常が発生したと判断できる情報としては、バッテリ17の電圧や燃料残量を示す情報、並びに建設機械10の位置情報である。バッテリ17の電圧や燃料残量の低下は、建設機械10の稼働に直結するものであるため、これを管理装置60に送信することで対処しようとするものである。建設機械10の位置情報に関しては、これが予め設定した作業エリアから逸脱した場合、建設機械10に盗難が発生した可能性があるため、管理装置60に送信することで対応しようとするものである。
動作制御部42は、監視制御部41の動作を制御するもので、動作決定部42a及びタイマ42bを有している。
動作決定部42aは、エンジン制御部14を通じて取得したエンジン11の稼働状況、作業制御部15を通じて取得した作業機12の稼働状況、記憶部43に格納した移動体情報等、建設機械10の動作状態に基づいて監視制御部41の動作を決定するものである。本実施の形態においては、予め記憶部43に複数の動作スケジュールが記憶してあり、建設機械10の動作状態に応じて動作スケジュールを選択することにより、当該動作スケジュールに従って監視制御部41を動作させるようにしている。動作スケジュールとしては、通常動作スケジュールS1、割込動作スケジュールS2、間欠動作スケジュールS3が予め記憶部43に記憶してある(図2参照)。
通常動作スケジュールS1は、建設機械10のエンジン11が稼働されている場合に動作決定部42aが選択するもので、監視制御部41を常時起動した状態に保持し、かつ1〜2分間隔という、比較的高い稼働率で監視情報収集部41aに監視指令を与えることにより建設機械10の情報収集処理を実行させるものである。この間、上述した送信条件が成立すれば、通信処理部41bによって移動体情報が管理装置60に送信される。この通常動作スケジュールS1は、エンジン11が非稼働状態となった時点で終了するものの、所定の後処理時間を終了するまで監視制御部41の起動が継続される。
割込動作スケジュールS2は、予め設定した割込条件が成立した場合に動作決定部42aが選択するもので、通常動作スケジュールS1と同様、監視制御部41を常時起動した状態に保持し、かつ1〜2分間隔の高い稼働率で監視情報収集部41aに監視指令を与えることにより建設機械10の情報収集処理を実行させるものである。この割込動作スケジュールS2は、割込解除条件が成立するまで継続される。割込条件としては、例えば監視制御部41の収集した位置情報に基づいて算出される建設機械10の移動距離が予め設定した基準距離(例えば1km)を超えた場合に成立するものである。一方、この割込条件に対する割込解除条件としては、例えば建設機械10の移動状態が所定の条件(例えば500m/5min)を下回った場合に成立するものである。この間、上述した送信条件が成立すれば、通信処理部41bによって移動体情報が管理装置60に送信されるのも通常動作スケジュールS1と同様である。
一方、間欠動作スケジュールS3は、建設機械10のエンジン11が非稼働状態となった場合に動作決定部42aが選択するもので、監視制御部41を間欠的に起動して建設機械10の情報収集処理を実行させるものである。本実施の形態では、エンジン11が非稼働状態となった累積時間に応じて段階的に稼働率を減少させ、かつ最終的に監視制御部41の動作を停止させるものを間欠動作スケジュールS3として適用している。より具体的には、エンジン11が非稼働状態となった時点からタイマ42bを起動し、その累積時間が1〜2週間程度となるまでは休止時間8分、起動時間2分という10分周期T1で間欠動作し、その後、累積時間が1ヶ月となるまでは休止時間28分、起動時間2分という30分周期T2で間欠動作し、最終的に累積時間が1ヶ月を超えた場合、監視制御部41の動作を停止(T∞)させるようにしている。エンジン11が非稼働状態にある場合にも、監視制御部41が起動している間に上述した送信条件が成立すれば、通信処理部41bによって移動体情報が管理装置60に送信される。尚、エンジン11が稼働しているか否かは、上述した発電機16の発電電圧を基準に判定するようにしている。
上述したように、この間欠動作スケジュールS3に従って監視制御部41を動作させている間においても、エンジン11が稼働された場合、あるいは割込条件が成立した場合には、通常動作スケジュールS1もしくは割込動作スケジュールS2に従って監視制御部41を動作させる。間欠動作スケジュールS3を実施している間に通常動作スケジュールS1もしくは割込動作スケジュールS2に従って監視制御部41を動作させた場合、動作制御部42は、その間のエンジン11の継続した稼働時間Wnに基づいてその後の監視制御部41の動作を決定するようにしている。具体的には、予め記憶部43に閾値W0が設定記憶してあり、この閾値W0を超えてエンジン11が継続稼働したか否かによってその後の監視制御部41の動作を決定するようにしている。閾値W0としては、エンジン11の稼働によってバッテリ17が所定の充電状態となるまでの時間に相当するものであり、通常の建設機械10に搭載されたバッテリにおいては、40〜60分程度である。
図3及び図4は、動作制御部42が実行する動作制御処理の内容を示したフローチャートである。以下、これらの図を適宜参照しながら、動作制御部42の動作について説明し、併せて本発明の特徴部分について詳述する。
図3に示す動作制御処理において動作制御部42は、まず、エンジン11が稼働状態にあるか否かを判断する(ステップS10)。エンジン11が稼働状態にある場合には(ステップS10:YES)、通常動作スケジュールS1を選択することにより、この通常動作スケジュールS1に従って通常動作処理を実行する(ステップS20)。この結果、エンジン11が稼働状態にある間においては、移動体監視装置40の監視制御部41が常時起動した状態に保持され、かつ1〜2分間隔という比較的高い稼働率で監視情報収集部41aが建設機械10の情報収集処理を実行することになる。
一方、エンジン11が非稼働状態にある場合(ステップS10:NO)、動作制御部42は、非稼働処理を実施する(ステップS100)。この非稼働処理において動作制御部42は、図4に示すように、タイマ42bを起動することにより、エンジン11が非稼働状態となった累積時間の計時を開始し(ステップS101)、その後、割込条件が成立するか否か、並びに再びエンジン11が稼働状態となったか否かを判断する(ステップS102及びステップS103)。
割込条件が成立した場合(ステップS102:YES)、動作制御部42は、割込動作スケジュールS2を選択することにより、この割込動作スケジュールS2に従って割込動作処理を実行し(ステップS104)、その後に手順をステップS102にリターンさせる。この結果、エンジン11が非稼働状態にある場合にも、割込条件が成立している間においては、割込動作処理が優先的に実行されることになる。これにより、例えばエンジン11が非稼働状態において建設機械10の移動距離が増大するような事態が発生した場合には、つまり建設機械10に盗難が発生した可能性が高い事態が発生した場合には、1〜2分という高い稼働率で建設機械10の位置情報を取得し、さらにはこの取得した建設機械10の位置情報が通信処理部41bによって管理装置60に送信されるため、建設機械10が遠隔の作業現場に配置されている状況においても管理装置60においてこれを認識し、かつ迅速に対処することができるようになる。
これに対してステップS102において割込条件が成立せず、あるいは割込条件が解除され、かつエンジン11が稼働状態となった場合(ステップS102:NO→ステップS103:YES)、動作制御部42は、通常動作スケジュールS1を選択することにより、この通常動作スケジュールS1に従って通常動作処理を実施する(ステップS105)。この結果、エンジン11が一旦非稼働状態となった後においても、その後再び稼働状態となれば、移動体監視装置40の監視制御部41が常時起動した状態に保持され、かつ1〜2分間隔で監視情報収集部41aが建設機械10の情報収集処理が実行されることになる。
一方、ステップS102において割込条件が成立せず、あるいは割込条件が解除され、かつエンジン11が非稼働状態にある場合(ステップS102:NO→ステップS103:NO)、動作制御部42は、非稼働処理においてエンジン11の継続した稼働時間Wnが予め設定した閾値W0を超えたか否かを判断する(ステップS106)。
非稼働処理においてエンジン11が継続して非稼働状態にある場合、あるいは再び稼働状態となった場合であってもその稼働時間Wnが5分前後のちょい駆け程度であって閾値W0以下である場合には(ステップS106:NO)、タイマ42bの計時時間を読み出し(ステップS107)、さらに、間欠動作スケジュールS3を選択することにより、この間欠動作スケジュールS3に従って間欠動作処理を実行し(ステップS108)、その後に手順をステップS102にリターンさせる。この結果、エンジン11が非稼働状態となった累積時間に応じて段階的に稼働率が減少する態様で間欠的に監視制御部41が起動されることになり、バッテリ17への負担を減らしつつ、継続的な建設機械10の監視を行うことが可能となる。
これに対して非稼働処理においてエンジン11の継続した稼働時間Wnが閾値W0を超えた場合には(ステップS106:YES)、タイマ42bがクリアされ(ステップS109)、その後に手順が動作制御処理にリターンされる。従って、動作制御処理のステップS10においてエンジン11が非稼働状態となり、再び非稼働処理を実施する場合には、タイマ42bがその時点から計時を開始し、たとえ前回の非稼働処理において監視制御部41の動作が停止されていたとしても、再び10分周期の間欠動作から間欠動作処理が開始されるようになる。
以下、上述した動作制御処理及び非稼働処理が繰り返し行われ、エンジン11が非稼働状態となった後においても一定の期間、建設機械10の監視が継続されることになる。
ここで、上記移動体監視装置40によれば、非稼働処理において間欠動作処理を実施する場合の基準となるエンジン11の非稼働状態累積時間は、割込動作処理に左右されるものではなく、また継続した稼働時間Wnが閾値W0を下回るエンジン11の稼働に影響されるものでもない。つまり、非稼働処理において割込動作処理を実施した場合にも、あるいは通常動作処理を実施した場合にも、その間のエンジン11の継続した稼働時間Wnが閾値W0を下回る場合には、タイマ42bが計時を継続しており、エンジン11の継続した稼働時間Wnが閾値W0を上回った時点で初めてタイマ42bがクリアされるものである。
従って、例えば図5に示すように、間欠動作処理において監視制御部41の動作が停止されている間にエンジン11がちょい駆けされた場合(W1<W0)、エンジン11が稼働状態にある間には間欠動作処理が中断されて通常動作処理が実施されることになるが、その後エンジン11が非稼働状態となった後には再び継続したタイマ42bの累積時間に従った間欠動作処理が再開され、監視制御部41が再び停止することになり、10分周期や30分周期の間欠動作が開始されることはない。
同様に、図6に示すように、間欠動作処理において監視制御部41が30分周期で間欠動作している間に割込条件が成立した場合、割込条件が解除されるまでは間欠動作処理が中断されて割込動作処理が実施されることになるが、その後割込条件が解除された後にはその間のエンジン11の継続した稼働時間Wnが閾値W0以下であることを条件に、再び継続したタイマ42bの累積時間に従って間欠動作処理が再開され、監視制御部41が30分周期で間欠動作停止することになり、10分周期の間欠動作が開始されることはない。
これらの結果、バッテリ17の電力消費が一気に増大する事態が発生することはなく、監視制御部41の起動によるバッテリ寿命の短縮化を招来する虞れがなくなる。
一方、間欠動作処理において監視制御部41の動作が停止されている間にエンジン11が継続して閾値W0以上稼働された場合(W2>W0)、つまりエンジン11の稼働によってバッテリ17が所定の充電状態となった場合には、タイマ42bがクリアされ、その後の間欠動作処理においては10分周期の間欠動作から開始されることになり、エンジン11の再始動性を確保しつつ、再び建設機械10の監視を強化することができるようになる。
尚、上述した実施の形態では、作業機12を備えた建設機械10を監視するための移動体監視装置40を例示しているが、駆動源としてエンジン11を備える移動体であれば、その他のものにも適用することが可能である。
また、上述した実施の形態では、間欠動作スケジュールS3としてエンジン11が非稼働状態となった累積時間に応じて段階的に稼働率が減少し、かつ最終的に監視制御手段の動作を停止させるものを例示しているが、必ずしもこれに限らず、例えば最終的に監視制御手段の動作を停止させる必要はない。尚、間欠動作の稼働率を三段階にわたって変化させるようにしているが、この点もこれに限らない。例えば、間欠動作スケジュールとして二段階にわたって稼働率が変化するものを適用しても良いし、四段階以上にわたって稼働率が変化するものであっても構わない。また、段階的に稼働率を変化させる必要もなく、エンジン11の非稼働状態となった累積時間に応じてリニアに稼働率を変化させるようにしても良い。
本発明の実施の形態である移動体監視装置を適用した移動体監視システムの概要構成を示す図である。 エンジンの稼働状態と図1に示した動作制御部によって実施される監視制御部の制御内容との関係を示すタイミングチャートである。 図1に示した動作制御部が実行する動作制御処理の内容を示すフローチャートである。 図3に示した非稼働処理の内容を示すフローチャートである。 エンジンの稼働状態と図1に示した動作制御部によって実施される監視制御部の制御内容との関係を示すタイミングチャートである。 エンジンの稼働状態と図1に示した動作制御部によって実施される監視制御部の制御内容との関係を示すタイミングチャートである。
符号の説明
10 建設機械
11 エンジン
12 作業機
13 操作入力部
14 エンジン制御部
15 作業制御部
16 発電機
17 バッテリ
18 燃料計
20 GPSセンサ
21 アンテナ
30 送受信機
31 アンテナ
40 移動体監視装置
41 監視制御部
41a 監視情報収集部
41b 通信処理部
42 動作制御部
42a 動作決定部
42b タイマ
43 記憶部
50 地上局
60 管理装置
CS 通信衛星
GS GPS衛星
N ネットワーク

Claims (8)

  1. 駆動源となるエンジンを備えた移動体に搭載され、移動体に関する情報の収集を行う監視制御手段と、前記監視制御手段の動作を制御する動作制御手段とを備えた移動体監視装置であって、
    前記動作制御手段は、エンジンが非稼働状態となった場合、その後エンジンの継続した稼働時間が予め設定した閾値を上回るまでの間、稼働率が漸次減少する間欠動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする移動体監視装置。
  2. 前記移動体は、エンジンが稼働状態となった場合に充電されるバッテリを具備し、
    前記動作制御手段は、エンジンの稼働によってバッテリが所定の充電状態となるまでの時間を前記閾値として前記監視制御手段の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の移動体監視装置。
  3. 前記動作制御手段は、予め設定した割込条件が成立した場合、前記間欠動作スケジュールよりも稼働率の高い高稼働動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする請求項1に記載の移動体監視装置。
  4. 前記監視制御手段は、移動体の位置情報を収集する機能を有し、
    前記動作制御手段は、前記監視制御手段の収集した位置情報に基づいて算出される移動体の移動距離が予め設定した基準距離を超えた場合に割込条件が成立したと判断し、前記高効率動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする請求項3に記載の移動体監視装置。
  5. 前記動作制御手段は、間欠動作スケジュールに従って監視制御手段を動作させている間にエンジンが稼働状態となった場合には間欠動作スケジュールよりも稼働率の高い高稼働動作スケジュールに従って前記監視制御手段を動作させることを特徴とする請求項1に記載の移動体監視装置。
  6. 前記動作制御手段は、間欠動作スケジュールを中断して高稼働動作スケジュールを実行した場合には、その間のエンジンの継続した稼働時間が前記閾値以下であることを条件に、その後、前記間欠動作スケジュールに従った前記監視制御手段の動作を再開することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の移動体監視装置。
  7. 前記間欠動作スケジュールは、エンジンが非稼働状態となった累積時間に応じて段階的に前記監視制御手段の稼働率を減少させ、かつ最終的に前記監視制御手段の動作を停止させるものであることを特徴とする請求項1に記載の移動体監視装置。
  8. 前記監視制御手段は、所定の送信条件が成立した場合、移動体に関する情報を、当該移動体を管理する管理装置に送信する通信処理手段を有したことを特徴とする請求項1に記載の移動体監視装置。
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