JPS58112108A - 送水ポンプの運転方法 - Google Patents
送水ポンプの運転方法Info
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- JPS58112108A JPS58112108A JP20951081A JP20951081A JPS58112108A JP S58112108 A JPS58112108 A JP S58112108A JP 20951081 A JP20951081 A JP 20951081A JP 20951081 A JP20951081 A JP 20951081A JP S58112108 A JPS58112108 A JP S58112108A
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Flow Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 技術分野の説明
本発明は上水道の送水ポンプの運転方法ζ二係り、浄水
池から配水池までの送水系に設けられたポンプを、1日
24時間にわ九り、安定かつ経済的に運転する送水ポン
プの運転方法1=関する。
池から配水池までの送水系に設けられたポンプを、1日
24時間にわ九り、安定かつ経済的に運転する送水ポン
プの運転方法1=関する。
(b) 従来技術の説明
送水ポンプは、需要水量時間曲線の極大値と、極小値を
平滑化するため鑑;設けられた配水池(:送水するポン
プである。したがって、配水池の水位が予め定められた
水位変動範囲内であれば良いため、種々な運転が許容さ
れること1:なる0ここで、運転方法というのは1日2
4時間1:わたるポンプ吐出量と、時間の関係を示した
もので、たとえば、18時から12時までq[♂/h)
という関係のn組から成るものである。(通常、Its
tl、nは正整数、qは正数である。) 従来は、配水池水位がその上下限位(二近すいたときに
、はじめて、ポンプの運転状態を変更することが行なわ
れていた。しかし、この方法では、需要水量が減少して
いるとき舊;最大吐出量であったり、逆(=需要水量増
大時C二最小吐出量が対応するため、基本的覗;池水位
を、上下限位の中位付近に安定6=保つことは、きわめ
て困難であった。
平滑化するため鑑;設けられた配水池(:送水するポン
プである。したがって、配水池の水位が予め定められた
水位変動範囲内であれば良いため、種々な運転が許容さ
れること1:なる0ここで、運転方法というのは1日2
4時間1:わたるポンプ吐出量と、時間の関係を示した
もので、たとえば、18時から12時までq[♂/h)
という関係のn組から成るものである。(通常、Its
tl、nは正整数、qは正数である。) 従来は、配水池水位がその上下限位(二近すいたときに
、はじめて、ポンプの運転状態を変更することが行なわ
れていた。しかし、この方法では、需要水量が減少して
いるとき舊;最大吐出量であったり、逆(=需要水量増
大時C二最小吐出量が対応するため、基本的覗;池水位
を、上下限位の中位付近に安定6=保つことは、きわめ
て困難であった。
(C) 発明の目的
本発明は、上記事由1:鑑みてなされ、配水池から流出
する需要水量の時間−線を用いて配水池流入流量の時間
曲線を決定し、かつ配水池水位時間曲線を計算すること
により安価な深夜電力料金制を活用して、昼間艦=おけ
るポンプ吐出量を減少させ、1日の電力費を少くした前
記欠点のない送水ポンプの運転方法を提供することを目
的とする。
する需要水量の時間−線を用いて配水池流入流量の時間
曲線を決定し、かつ配水池水位時間曲線を計算すること
により安価な深夜電力料金制を活用して、昼間艦=おけ
るポンプ吐出量を減少させ、1日の電力費を少くした前
記欠点のない送水ポンプの運転方法を提供することを目
的とする。
(d) 発明の概要
上記目的を達成するため、本発明C二おいては、次の事
実を巧妙−二利用するものである。すなわち、通常、配
水池からの流出流量すなわち需要水量の時間曲線は、す
でC二長年にわ九る運転記録が蓄積されているところが
多く、翌日の需要水量時間曲線を予測することは可能と
なっている。し九がって、まずこの子im*要水量時間
曲線を用いて、配水池水位の許容範囲の中位付近で水位
が変動するよう(=、配水池流入流量の時間曲線を決定
する。
実を巧妙−二利用するものである。すなわち、通常、配
水池からの流出流量すなわち需要水量の時間曲線は、す
でC二長年にわ九る運転記録が蓄積されているところが
多く、翌日の需要水量時間曲線を予測することは可能と
なっている。し九がって、まずこの子im*要水量時間
曲線を用いて、配水池水位の許容範囲の中位付近で水位
が変動するよう(=、配水池流入流量の時間曲線を決定
する。
次いで、配水池水位の時間曲線の計算結果から、池水位
に余裕があるとき1;は、安価な深夜−力料金制を活用
するため、昼間におけるポンプ吐出量を減少させ、深夜
の時間帯のポンプ吐出量を増大することにより、1日の
電力費を少なくしたポンプ吐出量時間曲線を決定する。
に余裕があるとき1;は、安価な深夜−力料金制を活用
するため、昼間におけるポンプ吐出量を減少させ、深夜
の時間帯のポンプ吐出量を増大することにより、1日の
電力費を少なくしたポンプ吐出量時間曲線を決定する。
このようc;シて、技術的条件の上c;、経済的条件を
も考慮したポンプ運転方法を得る。
も考慮したポンプ運転方法を得る。
わち、浄水池1からポンプ2を介して配水池3に送水さ
れる送水系C:おいては、配水池3の流出流量は配水管
細1:15111れ、給水装置を経て、需要家へ給水さ
れる。ポンプ2と配水池3は1対1の組合せを1組とし
、複数組が浄水池1から送水される。
れる送水系C:おいては、配水池3の流出流量は配水管
細1:15111れ、給水装置を経て、需要家へ給水さ
れる。ポンプ2と配水池3は1対1の組合せを1組とし
、複数組が浄水池1から送水される。
浄水池lには、流入側口流入流量調整弁7が付設され、
池内に水位計5が取付けられている。
池内に水位計5が取付けられている。
上記送水ポンプ2は複数台の同容量、あるいは異容量の
ポンプで構成され、運転台数を調整すること(二より、
その総吐出量を変化させるので、総吐出量は離散値をと
ることになる。この送水ポンプ2の流出側C二は、流量
計4が設けられており、総吐出量を計測する。配水池3
は需要水量の日量に対し、通常8時間から12時間分種
度の容積を有してお抄、需要水量の尖頭値C二対し、池
貯留水貴を減少させることによって対応することを目的
として設置されていて、水位計5が付設されているO 又、流量計4と水位計5は所定の時間間隔で、現在値を
電算機6に伝送する。これ【:より電算機6は、予測需
要水量時間曲線を用いて、予め作成したポンプ吐出量時
間曲線と浄水池流入流量時間曲線番二従って、指令を発
し、又、実際値と予測値との誤差を監視し、稀に発生す
ると考えられる大きき誤差の場合に対しては、1日の任
意の途中の離散時刻6二おいて、内蔵プログラムを始動
させて、訂正した時間曲線を作成すること(:より、そ
の訂正時間曲線に従って指令を発する等、これら2つの
役割を行なう。
ポンプで構成され、運転台数を調整すること(二より、
その総吐出量を変化させるので、総吐出量は離散値をと
ることになる。この送水ポンプ2の流出側C二は、流量
計4が設けられており、総吐出量を計測する。配水池3
は需要水量の日量に対し、通常8時間から12時間分種
度の容積を有してお抄、需要水量の尖頭値C二対し、池
貯留水貴を減少させることによって対応することを目的
として設置されていて、水位計5が付設されているO 又、流量計4と水位計5は所定の時間間隔で、現在値を
電算機6に伝送する。これ【:より電算機6は、予測需
要水量時間曲線を用いて、予め作成したポンプ吐出量時
間曲線と浄水池流入流量時間曲線番二従って、指令を発
し、又、実際値と予測値との誤差を監視し、稀に発生す
ると考えられる大きき誤差の場合に対しては、1日の任
意の途中の離散時刻6二おいて、内蔵プログラムを始動
させて、訂正した時間曲線を作成すること(:より、そ
の訂正時間曲線に従って指令を発する等、これら2つの
役割を行なう。
(f) 発明の作用
第2図は電算機6作用として、最も重要な予測需要水1
時間曲線を用いてポンプ吐出量と、浄水池流入流量の時
間曲線を予め作成することに関するアルゴリズムの流れ
図を示すものである。同図から明かなように、動作は大
別して5つのステップから成立っている。まず、送水ポ
ンプ2を構成するポンプ毎の吐出量や、配水池底面構と
水位上下限値などのシステム条件と、予測需要水量時間
曲線を入力するステップ1がある。つぎに、ポンプ吐出
量と配水池流入流量の時間曲線を決定して、配水池水位
を計算するステップ2がある。
時間曲線を用いてポンプ吐出量と、浄水池流入流量の時
間曲線を予め作成することに関するアルゴリズムの流れ
図を示すものである。同図から明かなように、動作は大
別して5つのステップから成立っている。まず、送水ポ
ンプ2を構成するポンプ毎の吐出量や、配水池底面構と
水位上下限値などのシステム条件と、予測需要水量時間
曲線を入力するステップ1がある。つぎに、ポンプ吐出
量と配水池流入流量の時間曲線を決定して、配水池水位
を計算するステップ2がある。
ζこでポンプ吐出量時間曲線の決定は、1日24時間を
m個の任意の時間区間1;分けて、その時間区間iの予
測需要水量平均値qiを目標値として、予測需要水量日
量q!を配分するという配分問題として定式化して、動
的計画法で解くことによって行なわれる。すなわち、時
間区間l:おける流量Qiは次式で得られる。
m個の任意の時間区間1;分けて、その時間区間iの予
測需要水量平均値qiを目標値として、予測需要水量日
量q!を配分するという配分問題として定式化して、動
的計画法で解くことによって行なわれる。すなわち、時
間区間l:おける流量Qiは次式で得られる。
ただし、水源状態が需要水量を制限しなくても良い場合
には、qy=、1戸とし、制限を要する渇水期の場合(
=は、式(1)でqIを許容需要水量日量Qrとする(
Qt−Qt) (ただし、qI<q q =t%t
q’ )。この配水池水位計算の結果、水位が許容範囲
の中位付近で変化し、余裕があるときには、技術的条件
を充分溝しており、さらC二経済的条件を包含しうろこ
とになるので、ステップ3ζ:移る〇 ステップ3では、昼間(二おける電力量単価は深夜の単
価(二比し、高くなっていること堪二着目し、高い単価
の時間帯(二おいてポンプを駆動する電動機の消費電力
量を減少させ、逆C二低い単価の時間帯のその消費電力
量を増加させることによって、同一日流量の送水に払う
一日の電力量料金を低減させるように演算する。この演
算は単位離散時間を単位とし、高い単価の時間帯こコお
いては、流入流量と流出流量の差が最大となる時間を、
低い単価の時間帯(:おいては、その差が最小となる時
間を、選定して、それぞれ、ポンプ1台分だけ減少、増
加させる。
には、qy=、1戸とし、制限を要する渇水期の場合(
=は、式(1)でqIを許容需要水量日量Qrとする(
Qt−Qt) (ただし、qI<q q =t%t
q’ )。この配水池水位計算の結果、水位が許容範囲
の中位付近で変化し、余裕があるときには、技術的条件
を充分溝しており、さらC二経済的条件を包含しうろこ
とになるので、ステップ3ζ:移る〇 ステップ3では、昼間(二おける電力量単価は深夜の単
価(二比し、高くなっていること堪二着目し、高い単価
の時間帯(二おいてポンプを駆動する電動機の消費電力
量を減少させ、逆C二低い単価の時間帯のその消費電力
量を増加させることによって、同一日流量の送水に払う
一日の電力量料金を低減させるように演算する。この演
算は単位離散時間を単位とし、高い単価の時間帯こコお
いては、流入流量と流出流量の差が最大となる時間を、
低い単価の時間帯(:おいては、その差が最小となる時
間を、選定して、それぞれ、ポンプ1台分だけ減少、増
加させる。
この場合、一般的には、ポンプ1台分は台数と総吐出量
が線形関係C二ないので、ポンプ1台分の減少と増加(
二より、過不足が生じる。この過不足は、たとえば低い
価格の時間帯盛二おいて、ポンプ1台分増加させた後:
二、もう一度、流入流蓋と流出流量の差が最小となる時
間を選定して、ポンプを1台分増加させること(二より
、小さな値としておく0この操作毎(=水位計算を行な
って、水位(=未だ余裕があるか否かを調べ、ある場合
には、この操作をくb返し、ない場合1:は、ステップ
4に進む。
が線形関係C二ないので、ポンプ1台分の減少と増加(
二より、過不足が生じる。この過不足は、たとえば低い
価格の時間帯盛二おいて、ポンプ1台分増加させた後:
二、もう一度、流入流蓋と流出流量の差が最小となる時
間を選定して、ポンプを1台分増加させること(二より
、小さな値としておく0この操作毎(=水位計算を行な
って、水位(=未だ余裕があるか否かを調べ、ある場合
には、この操作をくb返し、ない場合1:は、ステップ
4に進む。
ステップ4では、ポンプと配水池の流量時間曲線が決定
しているので、ポンプの上流にある浄水池の流出流量時
間曲線を計算してから、浄水池流入流量時間曲線を決定
する。この決定は式(1)と全く同様C二行なう。すな
わち、この場合(二は、式(1)のQlは所与の時間区
間iI=おける浄水池流入流量である。qiは時間区間
五6二おける浄水池流出流量の平均値であり、qIは浄
水池、流出流量の日量である。浄水池(二ついても、池
水位計算を実行するが、動力を使用していないので、修
正を加える必要はない。最後のステップ5は、ステップ
2から41でにおいて、決定、修正、計算した結果を出
力するものである。
しているので、ポンプの上流にある浄水池の流出流量時
間曲線を計算してから、浄水池流入流量時間曲線を決定
する。この決定は式(1)と全く同様C二行なう。すな
わち、この場合(二は、式(1)のQlは所与の時間区
間iI=おける浄水池流入流量である。qiは時間区間
五6二おける浄水池流出流量の平均値であり、qIは浄
水池、流出流量の日量である。浄水池(二ついても、池
水位計算を実行するが、動力を使用していないので、修
正を加える必要はない。最後のステップ5は、ステップ
2から41でにおいて、決定、修正、計算した結果を出
力するものである。
以上は基本的に、1日の始点時刻から終点時刻までの2
4時間を対象としているが、需要水量時間曲線が予測値
となってお9、実際値との誤差が必ず存在する。この誤
差が大きい場合には、水位計算値が上限水位、あるいは
下限水位に予定より早く近すいていくこと(二なるが、
この対策として、任意の離散時間Cニブログラムを始動
し、決定した流量時間曲線を訂正することが出来るよう
になされている。
4時間を対象としているが、需要水量時間曲線が予測値
となってお9、実際値との誤差が必ず存在する。この誤
差が大きい場合には、水位計算値が上限水位、あるいは
下限水位に予定より早く近すいていくこと(二なるが、
この対策として、任意の離散時間Cニブログラムを始動
し、決定した流量時間曲線を訂正することが出来るよう
になされている。
第3図〜第5図は、この例を示すものである。
例えば嬉3図は、技術的条件のみを考慮して決定した流
量時間曲線であり、その決定結果の水位時間曲線を見る
と、浄水池も配水池lも共に、水位は中位を中心C二変
化し、安定である。そこで、経済性を加味する余裕があ
ると考えられるから、安価な深夜電力量料金を適用しう
る22時から、!@8時までのポンプ吐出量を淘加させ
”て得た流量時間曲線が第4図である。配水池1の水位
変化を見ると、時間帯の境界である22時(二水位が鰍
低となってお9、この最低水位は下限水位よりも所与の
余裕水位だけ、高い値となっている。
量時間曲線であり、その決定結果の水位時間曲線を見る
と、浄水池も配水池lも共に、水位は中位を中心C二変
化し、安定である。そこで、経済性を加味する余裕があ
ると考えられるから、安価な深夜電力量料金を適用しう
る22時から、!@8時までのポンプ吐出量を淘加させ
”て得た流量時間曲線が第4図である。配水池1の水位
変化を見ると、時間帯の境界である22時(二水位が鰍
低となってお9、この最低水位は下限水位よりも所与の
余裕水位だけ、高い値となっている。
又、第5図は予測需要水量が実際値と大きく離れた場合
の例で、任意の離散時刻を21時としてプログラムを始
動させた結果である。これは予測値より4b実際値が9
.4−大きく、21時;;下限水位となると考えられる
ので、訂正時間曲線では水位修正が行なわれている。第
4図も第5図も共に、経済性を加味しているが、このと
きの最終水位は中位よりも高く、最高水位と中位の中間
水位を目標値としている。
の例で、任意の離散時刻を21時としてプログラムを始
動させた結果である。これは予測値より4b実際値が9
.4−大きく、21時;;下限水位となると考えられる
ので、訂正時間曲線では水位修正が行なわれている。第
4図も第5図も共に、経済性を加味しているが、このと
きの最終水位は中位よりも高く、最高水位と中位の中間
水位を目標値としている。
−)他の実施例
次に本発明の他の実施例(二ついて説明する。すなわち
、ポンプと配水池がl対1ではなく、1対k(k正整数
)のときには、ポンプ総吐出量を空間的+:k @ c
配分する・これは式(1)を用い、所与の時間区間毎に
演算するが、 Qi(i=1.2.・・・、k)は配水
池iの流入流量、qIは配水池iのその時間区間におけ
る需要水量平均値、q!はポンプ総吐出量とすれば良い
。また、ポンプと配水池の組合せでポンプがない場合を
含むとき(=は、技術的条件のみから式(1)を用いて
配水池流入流量を決定し、経済性を加味するステップ3
を省いておけば良い。
、ポンプと配水池がl対1ではなく、1対k(k正整数
)のときには、ポンプ総吐出量を空間的+:k @ c
配分する・これは式(1)を用い、所与の時間区間毎に
演算するが、 Qi(i=1.2.・・・、k)は配水
池iの流入流量、qIは配水池iのその時間区間におけ
る需要水量平均値、q!はポンプ総吐出量とすれば良い
。また、ポンプと配水池の組合せでポンプがない場合を
含むとき(=は、技術的条件のみから式(1)を用いて
配水池流入流量を決定し、経済性を加味するステップ3
を省いておけば良い。
上記は、ポンプを台数制御して、総吐出量を変化させる
ことを基本としているが、ポンプを駆動する電動機が速
度制御される場合(二は、式(1)を用いて計算した結
果は離散値化演算を省いて、そのまま用いる。
ことを基本としているが、ポンプを駆動する電動機が速
度制御される場合(二は、式(1)を用いて計算した結
果は離散値化演算を省いて、そのまま用いる。
又、時間区間は外部から指定することを基本とするが、
指定のないときには、需要家群毎に与えられた需要水量
をそれに対応□し九配水池容積で割った値を離散時刻毎
に加算して、システム全体の需要水量時間曲線を作成し
、その曲線上の変曲点を切換時刻とすれば良い。さらに
変曲点が5個以上のときC:は、細かい変化を!する曲
線上の変一点、 1・・、:: を省き減らしていくこと(二より時間区間数を5以下と
する。
指定のないときには、需要家群毎に与えられた需要水量
をそれに対応□し九配水池容積で割った値を離散時刻毎
に加算して、システム全体の需要水量時間曲線を作成し
、その曲線上の変曲点を切換時刻とすれば良い。さらに
変曲点が5個以上のときC:は、細かい変化を!する曲
線上の変一点、 1・・、:: を省き減らしていくこと(二より時間区間数を5以下と
する。
(h) 総合的な効果
以上詳記したように本発明C二よれば、上水道送水系の
送水ポンプの運転にさいし、配水池及び浄水池の水位を
安定Cニジ、かつ送水系の安定な運転を行なうことがで
きると共1:、経済的にして流量調整回数を少くし九、
効果的な送水ポンプの運転方法が提供できる。
送水ポンプの運転にさいし、配水池及び浄水池の水位を
安定Cニジ、かつ送水系の安定な運転を行なうことがで
きると共1:、経済的にして流量調整回数を少くし九、
効果的な送水ポンプの運転方法が提供できる。
図面は本発明の一実施例を示し、第1図はシステム構成
図、第2図は電算機のプログラムの流れ図、第3図〜第
5図はポンプ運転方法の例を示し、第3図は技術的条件
のみを考慮した場合の図、第4図は経済的条件を加味し
た場合の図、第5図は予測誤差が大きく、訂正を要する
場合の図である。 1−・・浄水池 2・・・送水ポンプ3・・・
配水池 4・・・流量計5・・・水位計
6・・・電算機7・・・流量調整弁 (7317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (
11が1名) ゛第3図 第5図゛−
図、第2図は電算機のプログラムの流れ図、第3図〜第
5図はポンプ運転方法の例を示し、第3図は技術的条件
のみを考慮した場合の図、第4図は経済的条件を加味し
た場合の図、第5図は予測誤差が大きく、訂正を要する
場合の図である。 1−・・浄水池 2・・・送水ポンプ3・・・
配水池 4・・・流量計5・・・水位計
6・・・電算機7・・・流量調整弁 (7317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (
11が1名) ゛第3図 第5図゛−
Claims (1)
- 浄水池と、この浄水池からそれぞれ1対1の組合せを1
組として複数組を構成し、送水しかつ送水される複数の
送水ポンプ及び複数の配水池とからなる送水系C二おい
て、蓄積された需要水量の時間曲線から翌日の需要水・
置時間曲線を予測するステップと、この予測し九需要水
量時間曲線:;より配水池水位の許容範囲の中位付近で
変動する配水池流入量の時間曲線を計算し決定するステ
ップと、前記配水池水位の算出された時間曲線から昼間
におけるポンプ吐出量を減少させ、深夜の時間帯のポン
プ吐出量を増大させるポンプ吐出量時間−線を決定し前
記複数ポンプを運転制御するステップとからなる送水ポ
ンプの運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20951081A JPS58112108A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 送水ポンプの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20951081A JPS58112108A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 送水ポンプの運転方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58112108A true JPS58112108A (ja) | 1983-07-04 |
Family
ID=16573987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20951081A Pending JPS58112108A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 送水ポンプの運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58112108A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100492752B1 (ko) * | 1999-02-08 | 2005-06-07 | 엘에스산전 주식회사 | 배수지 최적 운영 방법 |
JP2014067405A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-04-17 | Yaskawa Electric Corp | ピークシフト送水計画方法、ピークシフト送水計画装置および貯蔵可能な資源の送出計画方法 |
WO2014068728A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 株式会社日立製作所 | 給水制御システム及び給水制御方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5220402A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Hitachi Ltd | Control system of pumps based on operation plan |
-
1981
- 1981-12-26 JP JP20951081A patent/JPS58112108A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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JPS5220402A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Hitachi Ltd | Control system of pumps based on operation plan |
Cited By (4)
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