KR101606646B1 - 도로교통시스템과 연계하여 동작하는 트램우선신호제어시스템 - Google Patents

도로교통시스템과 연계하여 동작하는 트램우선신호제어시스템 Download PDF

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Abstract

궤도 기반의 트램과 일반 차량들이 혼용해서 운영 중인 도로환경에서 트램의 정시성을 확보하기 위하여 트램의 교차로 우선통과를 위한 트램우선신호제어시스템이 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트램우선신호제어시스템은, 트램차량에 설치되며 위치파악을 위한 GPS 수신기를 포함하는 트램차상장치와, 교차로에 설치되며 상기 트램차상장치와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출하고 우선신호제어가 필요한 경우에 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청하는 트램신호제어장치와, 상기 트램차상장치로부터의 위치정보에 따라 각 트램차량의 위치를 실시간으로 모니터링하고 트램차량의 배차관리를 수행하는 트램관제장치를 구비한다. 본 발명에 따르면, 교차로에 설치된 트램신호제어장치가 트램차상장치와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출하고 우선신호제어가 필요한 경우에 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청함으로써 트램운행의 정시성을 확보할 수 있다.

Description

도로교통시스템과 연계하여 동작하는 트램우선신호제어시스템 {Tram priority signal control system working in association with road traffic system}
본 발명은 도로교통시스템과 연계하여 동작하는 트램우선신호제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 궤도 기반의 트램과 일반 차량들이 혼용해서 운영 중인 도로환경에서 트램의 정시성을 확보하기 위하여 트램의 교차로 우선통과를 위한 트램우선신호제어시스템에 관한 것이다.
트램(Tram)은 도로 상에 부설된 전용 레일을 따라 운행되는 전동차로서, 자동차, 자전거, 그리고 보행자와 함께 노면을 사용하면서 운행되는 전동차이다. 트램은 친환경 에너지인 전기를 이용하여 운행되고, 지하철보다 건설비가 적게 들면서 공사 기간이 짧다는 장점을 가지며, 특히 운행시 대기오염과 소음공해가 발생하지 않아 도심 대중교통 수단으로 다시 각광받고 있다. 최근에는 인구가 밀집하여 도로 교통체증이 심한 대도시의 도심에 건설되거나 일시적으로 많은 사람이 몰리는 대형 행사장에 많이 사용되고 있다.
도심에 설치되는 트램의 경우에는 도시 내의 일반 도로에서 승용차나 버스 등과 함께 운행되어야 하므로, 도시 내의 교차로 신호등 시스템이나 버스와의 환승을 위해 교통정보를 공유하는 등 도시 교통정보 시스템과 연계되어 운행될 필요가 있다.
등록특허 제10-1262036호에는 도시 교통정보시스템과 연계된 트램 제어 시스템에 관해 개시되어 있다. 트램용 전용 철로 및 이에 연결되어 있는 승용차용 도로상에 설치된 도로용 철로를 운행하는 트램 시스템에서, 트램의 운행을 기존 승용차용 도로의 교통정보를 제어하는 도시교통정보시스템과 연계하도록 하기 위하여, 정밀위성측위시스템으로부터 수신된 트램 차량 위치 정보와, 도로교통정보시스템 관제시스템으로부터 수신된 도로 교통정보와, 트램차량 내에 설치되는 차량 데이터 제어 유닛으로부터 수신된 운행 데이터를 기초로 트램 차량의 제어 데이터를 생성하도록 하고 있다.
한편, 특허등록 제10-1387435호에서는 교통신호기 제어장치로부터 교통신호 정보를 입력받아 트램 검지신호가 입력되면 교통신호 정보에 따른 속도코드를 생성하여 그 속도코드 정보를 출력하도록 함으로써, 교차로 또는 건널목 구간에서 교통신호기의 정보를 교차로 또는 건널목 진입 전에 미리 트램 승무원에게 제공하여 트램 승무원의 오동작이나 대응이 늦어져 발생할 수 있는 충돌이나 접촉사고를 미리 방지하도록 하는 교통신호기 연동 트램 제어시스템 및 방법이 제안되었다.
그러나, 이러한 종래의 방법에서는 교차로 또는 건널목 구간에서 교통신호에 따라 트램을 정지시키거나 속도를 늦추고 있으므로, 트램의 정시 운행을 담보할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 교차로에서 트램에 대한 우선신호 서비스를 제공함으로써 트램의 정시성을 확보할 수 있는 트램우선신호제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트램우선신호제어시스템은, 트램차량에 설치되며 위치파악을 위한 GPS 수신기를 포함하는 트램차상장치와, 교차로에 설치되며 상기 트램차상장치와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출하고 우선신호제어가 필요한 경우에 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청하는 트램신호제어장치와, 상기 트램차상장치로부터의 위치정보에 따라 각 트램차량의 위치를 실시간으로 모니터링하고 트램차량의 배차관리를 수행하는 트램관제장치를 구비한다.
실시간 검지정보는 트램차량의 GPS 정보 및 트램차량이 교차로의 일정 거리 이내에 접근하였는지 여부를 나타내는 진입정보를 포함할 수 있다. 트램신호제어장치는 진입정보가 추출되면 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청한다.
교차로에 분기궤도가 형성되어 있는 경우에 트램신호제어장치는 트램관제장치로부터의 제어에 따라 트램차량의 진행방향에 따른 분기제어를 수행한다.
트램신호제어장치는 해당 교차로의 교통신호제어기로부터 실시간 신호운영정보를 수신하여 트램관제장치로 전송한다. 또한, 트램신호제어장치는 교차로에 접근하는 트램차량에게 해당 교차로의 실시간 신호운영정보를 전송한다.
실시간 신호운영 정보에는 각 신호등의 신호상태 및 각 신호등의 잔여시간이 포함되며, 실시간 검지정보에는 트램차량이 교차로를 빠져나갔는지 여부를 나타내는 진출정보 및 트램차량이 교차로 내에 있는지 여부를 나타내는 점유정보가 더 포함될 수 있다. 트램신호제어장치는 진출정보가 감지되면 상기 교통신호제어기로 우선신호해제요청을 전송할 수 있다. 또한, 트램차상장치는 교차로에 일정 거리 이내로 접근하면 해당 트램신호제어장치로 교차로 접근정보를 제공한다. 트램차상장치는 트램관제장치로부터의 배차관리 정보에 따라 운전 지시 정보를 화면 또는 음성으로 출력할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 교차로에 설치된 트램신호제어장치가 트램차상장치와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출하고 우선신호제어가 필요한 경우에 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청함으로써 트램운행의 정시성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트램우선신호제어시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 트램우선신호제어시스템의 동작을 설명하기 위하여 교차로에 트램이 진입하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 3은 트램관제장치의 내부 구성의 일예를 보여주는 블록도이다.
도 4는 트램신호제어장치의 내부 구성의 일예를 보여주는 블록도이다.
도 5는 트램차상장치의 내부 구성의 일예를 보여주는 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트램우선신호제어시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
본 발명의 트램우선신호제어시스템(100)은, 트램차량마다 설치되며 위치파악을 위한 GPS 수신기를 포함하는 트램차상장치(130)와, 교차로마다 설치되며 트램차상장치(130)와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출하고 우선신호제어가 필요한 경우에 해당 교차로의 교통신호제어기(220)로 우선신호를 요청하는 트램신호제어장치(120)와, 트램차상장치(130)들로부터의 위치정보에 따라 각 트램차량의 위치를 실시간으로 모니터링하고 트램차량의 배차관리를 수행하는 트램관제장치(110)를 구비한다.
트램관제장치(110)와 트램차상장치(130)는 광역무선통신방식을 사용하여 통신하며, 트램신호제어장치(120)와 트램차상장치(130)는 교차로 근방에서 무선통신할 수 있는 비교적 단거리의 무선통신방식을 사용하여 통신한다. 트램관제장치(110)와 트램신호제어장치(120) 사이에서는 유선통신방식을 사용할 수도 있고 광역무선통신방식을 사용할 수도 있다.
트램관제장치(110)는 기존의 신호관제시스템(210)과 실시간으로 도로교통정보를 주고 받으며, 특히 트램의 정시운행을 위한 정보를 주고받을 수 있다. 트램신호제어장치(120)는 해당 트램신호제어장치(120)가 설치되어 있는 교차로에 설치된 교통신호제어기(220)에 트램의 정시운행을 위한 우선신호제어 요청을 보낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 트램우선신호제어시스템의 동작을 설명하기 위하여 교차로에 트램차량이 진입하는 모습을 보여주는 개념도이다.
트램차량에는 트램차상장치(130)가 설치되어 있다. 트램차상장치(130)에는 GPS 수신기가 설치되어 있어서, 자신의 위치를 파악하고 파악한 위치정보를 광역무선통신방식, 예를 들면 3G, 4G, LTE 등의 이동통신방식을 사용하여 주기적으로 트램관제장치(110)에 보고한다.
트램신호제어장치(120)는 교차로에서 일정 거리 전에 설치된 진입검지수단(122a)을 사용하여 트램차량이 진입하는지 여부를 검지하고, 교차로에서 일정 거리 뒤에 설치된 진출검지수단(122b)을 사용하여 트램차량이 진출하는지 여부를 검지한다. 또한, 트램신호제어장치(120)는 교차로로부터 일정 거리 이내에 있는 트램차량과 통신이 가능한 단거리 무선통신을 사용하여 트램차상장치(130)와 통신한다. 단거리 무선통신으로는 예를 들면 UTIS(Urban Traffic Information System, 도시교통정보시스템), WiFi 등의 통신방식이 사용될 수 있다.
트램신호제어장치(120)는 트램차상장치(130)와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출한다. 실시간 검지정보로는 트램차상장치(130)로부터 수신한 GPS 정보 및 진입검지수단(122a)을 사용하여 파악한 트램차량이 교차로의 일정 거리 이내에 접근하였는지 여부를 나타내는 진입정보, 트램차량이 교차로를 빠져나갔는지 여부를 나타내는 진출정보 및 트램차량이 교차로 내에 있는지 여부를 나타내는 점유정보 등이 포함될 수 있다.
트램신호제어장치(120)는 진입정보가 추출되면 해당 교차로의 교통신호제어기(220)로 우선신호를 요청하고, 교통신호제어기(220)는 우선신호 요청에 응답하여 트램차량이 무정차 통과할 수 있도록 신호등을 제어한다. 한편, 실시예에 따라서는교통신호제어기(220)가 트램신호제어장치(120)로 트램차량이 언제 통과하면 되는지에 관한 정보를 전송하면, 트램신호제어장치(120)가 그에 맞추어 트램차량이 무정차 통과할 수 있는 트램차량의 속도에 관한 정보 또는 교차로에서 무정차 통과가능한 시점에 관한 정보를 트램차상장치(130)에 전송할 수 있다. 그러면, 트램차상장치(130)는 수신한 정보에 따라 트램차량의 속도를 제어할 수 있다.
한편, 교차로에 분기궤도가 형성되어 있는 경우에는 트램신호제어장치(120)는 트램관제장치(110)로부터의 제어에 따라 트램차량의 진행방향에 따른 분기제어를 수행한다.
또한, 트램신호제어장치(120)는 해당 교차로의 교통신호제어기(220)로부터 각 신호등의 신호상태 및 각 신호등의 잔여시간 등을 포함하는 실시간 신호운영정보를 수신하여 트램관제장치(110)로 전송하도록 구성할 수도 있다. 교통신호제어기(220)로부터 실시간 신호운영정보를 수신한 트램관제장치(110)는 교차로를 통과하는 트램차량이 무정차로 통과할 수 있도록 트램차상장치(130)에 속도 제어정보를 전송할 수 있다.
또한, 트램신호제어장치(120)는 교차로에 접근하는 트램차량의 트램차상장치(130)에게 교통신호제어기(220)로부터 수신한 실시간 신호운영정보를 전송할 수도 있다. 그러면, 트램차상장치(130)는 자체적으로 교차로를 무정차로 통과하기 위한 속도를 계산하여 속도 제어를 할 수 있다.
또한, 트램신호제어장치(120)는 진출검지수단(122b)을 통해 트램차량이 해당 교차로를 통과하였음을 나타내는 진출정보가 감지되면 교통신호제어기(220)로 우선신호해제요청을 전송할 수도 있다.
한편, 트램신호제어장치(120)의 진입검지수단(122a)과는 별도로, 트램차상장치(130)가 GPS 수신기를 사용하여 교차로에 일정 거리 이내로 접근하였음을 검지한 경우에 해당 교차로에 설치된 트램신호제어장치(120)로 교차로 접근정보를 제공하도록 구성할 수도 있다. 이때 트램차량(130)의 속도에 관한 정보도 함께 트램신호제어장치(120)에 제공할 수도 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 트램관제장치의 내부 구성에 대해서 설명한다. 도 3은 트램관제장치의 내부 구성의 일예를 보여주는 블록도이다.
노선/배치관리부(111)는 관리자가 트램차량의 노선을 등록하거나 편집할 수 있도록 하며, 노선별 배차관리(모니터링, 스케줄 제어 등), 지도에 기반하여 현재운행 중인 트램차량의 위치를 표시하는 등 기능을 수행한다.
정보처리부(112)는 실시간으로 트램차량의 운전자에 관한 정보, 정류장에 관한 정보, 트램차량에 관한 정보, 트램우선신호 제어를 위한 정보 등을 생성하고 처리하는 기능을 수행한다.
유지보수부(113)는 트램차상장치, 정류장 안내기, 트램신호제어장치 및 통신시스템의 동작상태를 모니터링하고 운영이력을 관리하는 역할을 한다.
신호시스템 연계부(114)은 신호관제시스템(210)의 정보와 연계하여 실시간 신호운영 정보 및 도로소통정보를 수신하고, 노선별 트램차량의 실시간 운행정보를 받아서 우선신호제어정보를 생성하여 신호관제시스템(210)에 제공한다.
돌발상황관리부(115)는 교차로의 영상을 모니터링하고 교차로에서의 정체, 사고 등을 검지하고 상황별 대응 시나리오에 따라 대응한다.
정보수집제공부(116)는 트램신호제어장치(120), 정류장 안내기, 선로전환제어기 등으로부터의 정보를 수집하고, 트램 배차정보, 운전자 관제정보 등을 제공한다.
트램운행관제부(117)는 노선 내의 트램차량 접근 정보(위치, 속도) 및 실시간 트램차량 정보, 실시간 선로정보를 수집하여 실시간으로 선로분기 제어, 트램운행 관제 등 트램차량의 운행을 제어한다.
외부시스템연계부(118)는 경찰서, 기상청, 소방서 등의 관청 시스템과 버스/열차 등의 정보시스템 등에 연결되어 필요한 정보를 송수신한다.
다음으로, 도 4를 참조하여 트램신호제어장치의 내부 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 트램신호제어장치의 내부 구성의 일예를 보여주는 블록도이다.
트램검지부(122)는 트램차량이 교차로에 진입하거나 진출하는 것을 감지하는 것으로서, 교차로의 일정 거리 전에 설치된 진입검지수단(122a), 교차로의 일정 거리 뒤에 설치된 진출검지수단(122b) 등이 포함된다.
트램신호등(123)은 정류장에 설치되어 제어부(121)의 제어에 따라 트램차량에게 출발/정지 신호를 주기 위한 신호등이다.
선로분기제어부(124)는 제어부(121)의 제어에 따라 교차로의 선로분기점에 설치된 선로분기제어기에 선로 분기를 위한 제어명령을 전송한다.
트램차상장치통신부(125)는 트램차상장치(130)와 무선으로 정보를 주고받으며, 트램관제장치통신부(126)는 트램관제장치(110)와 유선 또는 무선으로 정보를 주고받는다.
교통신호제어기통신부(127)는 같은 교차로에 설치된 교통신호제어기(220)와 필요한 정보를 주고받는다.
다음으로, 도 5를 참조하여 트램차상장치의 내부 구성에 대해서 설명한다. 도 5는 트램차상장치의 내부 구성의 일예를 보여주는 블록도이다.
광역통신부(132)는 이동통신 등의 광역무선통신방식을 사용하여 트램관제장치(110)와 정보를 주고받는다.
ITS 무선통신부(133)는 비교적 단거리의 무선통신방식을 사용하여 교차로에 배치된 트램신호제어장치(120)와 정보를 주고받는다.
트램운행장치 인터페이스(134)는 트램차량의 운행장치와 차량의 속도 등에 관한 정보 및 제어명령을 주고 받는다.
GPS 수신부(135)는 GPS 위성으로부터의 신호를 수신하여 트램차량의 현재 위치를 파악한다.
입출력부(136)는 트램차상장치(130)의 상태에 관한 정보 또는 트램관제장치로부터의 배차관리 정보에 따라 운전 지시 정보를 화면 또는 음성으로 출력하고 트램차상장치(130)의 제어를 위한 명령을 입력받는다.
행선안내기 인터페이스(137)는 트램차량의 행선을 안내하는 행선안내기에 표시할 정보를 트램차량에 설치된 다수의 행선안내기로 전송하는 역할을 한다.
이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 반도체 기록매체, 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 트램관제장치,
120 트램신호제어장치,
130 트램차상장치,
210 신호관제시스템,
220 교통신호제어기.

Claims (9)

  1. 각 트램차량의 위치를 실시간으로 모니터링하고 트램차량의 배차관리를 수행하는 트램관제장치;
    트램차량에 설치되며, 위치파악을 위한 GPS 수신기를 포함하며, 주기적으로 상기 트램관제장치에 자신의 위치정보를 전송하는 트램차상장치;
    교차로에 설치되며, 단거리 무선통신을 사용하여 일정 거리 이내에 있는 트램차상장치와 통신하며, 상기 트램차상장치와 연계하여 트램차량의 실시간 검지정보를 추출하고 우선신호제어가 필요한 경우에 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청하는 트램신호제어장치;
    를 구비하며,
    상기 실시간 검지정보는 트램차량의 GPS 정보 및 트램차량이 교차로의 일정 거리 이내에 접근하였는지 여부를 나타내는 진입정보를 포함하며, 상기 트램신호제어장치는 상기 진입정보가 추출되면 해당 교차로의 교통신호제어기로 우선신호를 요청하며, 우선신호를 요청받은 교통신호제어기가 트램신호제어장치로 트램차량이 언제 통과하면 되는지에 관한 정보를 전송하면, 트램신호제어장치가 이 정보에 따라 트램차량이 무정차 통과할 수 있는 트램차량의 속도에 관한 정보 또는 교차로에서 무정차 통과가능한 시점에 관한 정보를 트램차상장치에 전송하며, 트램차상장치는 수신한 정보에 따라 트램차량의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교차로에 분기궤도가 형성되어 있는 경우에 상기 트램신호제어장치는 트램관제장치로부터의 제어에 따라 트램차량의 진행방향에 따른 분기제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트램신호제어장치는 해당 교차로의 교통신호제어기로부터 실시간 신호운영정보를 수신하여 상기 트램관제장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트램신호제어장치는 교차로에 접근하는 트램차량에게 해당 교차로의 실시간 신호운영정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 실시간 신호운영 정보에는 각 신호등의 신호상태 및 각 신호등의 잔여시간이 포함되는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실시간 검지정보에는 트램차량이 교차로를 빠져나갔는지 여부를 나타내는 진출정보 및 트램차량이 교차로 내에 있는지 여부를 나타내는 점유정보가 더 포함되며,
    상기 트램신호제어장치는 진출정보가 감지되면 상기 교통신호제어기로 우선신호해제요청을 전송하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 트램차상장치는 교차로에 일정 거리 이내로 접근하면 해당 트램신호제어장치로 교차로 접근정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 트램차상장치는 상기 트램관제장치로부터의 배차관리 정보에 따라 운전 지시 정보를 화면 또는 음성으로 출력하는 것을 특징으로 하는 트램우선신호제어시스템.

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