WO2016000906A1 - Sicherheitstechnische einrichtung für ein bahngleis und zugsicherungsverfahren für ein bahngleis - Google Patents

Sicherheitstechnische einrichtung für ein bahngleis und zugsicherungsverfahren für ein bahngleis Download PDF

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Martin Schiefer
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Definitions

  • the invention relates to a safety device with a speed of a rail vehicle measuring radar sensor for a railroad track.
  • a safety device with a speed of a rail vehicle measuring radar sensor for a railroad track.
  • Such a device is, for example, a lecture for the symposium "sensors technology and application”, Bad Nauheim 1994 removable.
  • the radar sensor is part of an autonomous navigation system of trains. If the radar sensor is stationary in the known device, the lengths of passing trains and their speed can be measured accurately.
  • the invention has for its object to further develop the known safety device so that with her the safety of the train service is further improved.
  • the radar sensor electrically and communicatively connected to a safety track device and the safety track device suitable to send an action signal to an electrical speed signal of the radar sensor.
  • a safety-related track device is understood to be a track device which is suitable for controlling and / or monitoring rail traffic.
  • a significant advantage of the safety device according to the invention is seen in the fact that with the influence of a radar sensor on a safe- technical trackside device is ensured that it emits an action signal to an electrical speed signal of the radar sensor.
  • the action signal can act in different ways on a rail vehicle or on the traffic with rail vehicles, for example, ensure that the safety-technical track device with the radar sensor passing rail vehicle receives a brake signal as an action signal at an impermissibly high speed.
  • the radar sensor may be communicatively connected in the safety device according to the invention in different ways with the safety-related track device, for example by a cable. It is considered particularly advantageous if the radar sensor is equipped with a radio interface. In this case, a wire connection does not have to be present for establishing the communication between the radar sensor and the safety-related track device.
  • the safety-related track device can be designed in various ways in the safety device according to the invention. It is considered to be particularly advantageous if the safety-related track device is a balise because track devices of this type are widespread and are located on many railway tracks.
  • the balises can be active or passive, depending on whether they are (actively) provided with a battery or have an external power supply or are passively configured, that is, without an internal power supply.
  • the safety-related route device is a route warning device. Such an embodiment is particularly advantageous if, due to temporary activities on the railway track, a warning is to be issued in front of an approaching rail vehicle for the line personnel.
  • the radar sensor can be designed differently, for example, have an I / Q receiver structure in order to generate an action signal dependent thereon also with respect to the direction of the rail vehicle.
  • the radar sensor is electrically connected to its power supply to the safety-technical track device. It is also conceivable to provide the radar sensor from the rail vehicle in a conventional manner with voltage.
  • Another object of the invention is to propose a train protection method with a radar sensor measuring the speed of a rail vehicle for a railroad track with which the safety in railway traffic can be increased.
  • an electrical speed signal is formed by means of the radar sensor and fed to a safety-technical track device;
  • an action signal is sent out on the speed signal of the radar sensor.
  • balise is advantageously used because it is widely used on railway tracks.
  • a brake signal or warning signal is generated in the case of a speed signal which signals a speed of the rail vehicle exceeding the speed permitted in the area of the balise.
  • a route warning device is used as the safety-related route device.
  • a warning device is often arranged temporarily on railway tracks as long as trackwork takes place.
  • the action signal serves here in the form of an optical and / or acoustic warning signal.
  • a radar sensor with an I / Q receiver structure is used as the radar sensor. It may also be advantageous to use in the train control method according to the invention a power-saving radar sensor, which may also be electrically connected to the power supply to the safety-related track device.
  • FIG. 1 An embodiment of a safety device according to the invention is shown in the figure.
  • the figure shows a schematic representation of a railway track 1, on which a likewise only schematically illustrated rail vehicle 2 moves in the direction of an arrow 3.
  • the rail vehicle 2 is equipped in a known manner with a traction unit 4 with which it can exchange information IF with a safety-related track device in the form of a balise 5 arranged on the railway track 1; If appropriate, transmission of operating energy to the balise 5 also ensues from the traction unit 4.
  • a radar sensor 6 is integrated in the balise 5, which measures the speed of the passing rail vehicle 2 and transmits a speed signal GS to the balise 5.
  • the balise 5 checks whether this speed signal GS signals a speed which is below a permitted maximum speed of the rail vehicle 2 in the area of the balise 5. If this is not the case, then a brake signal BS (or a warning signal) is transmitted via a communication link 7 as an action signal to another balise 8, which is arranged adjacent to or at a relatively short distance from the one balise 5.
  • the brake signal BS can also be transmitted directly from the one balise 5 to the rail vehicle 2.
  • the involvement of another balise 8 has the advantage that more time can be gained for the generation of the brake signal BS and its evaluation in the one balise 5, so that in this way a brake signal BS can be generated with comparatively high accuracy. From the other Balise 8 is then via a communication link 9 to the passing rail vehicle 2 the
  • the illustrated safety device may have a route warning device 12, which is supplied via a further communication link 13 from the one balise 5 with a warning signal WS when the rail vehicle 2 approaches the balise 5.
  • a route warning device 12 which is supplied via a further communication link 13 from the one balise 5 with a warning signal WS when the rail vehicle 2 approaches the balise 5.
  • the personnel working there can be warned by, for example, an acoustic signal as an action signal before the approach of the rail vehicle.
  • the illustrated safety device can be dispensed with a balise 5 when using a route warning device 12 as a safety route device when the route warning device 12 can communicate with the rail vehicle 2 directly and is also acted upon by radar sensor 6 directly.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine sicherheitstechnische Einrichtung mit einem die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs (2) messenden Radar-Sensor (6) für ein Bahngleis (1). Um mit einer solchen Einrichtung die Sicherheit des Schienenverkehrs zu bessern, ist der Radar-Sensor (6) mit einer sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung (5) elektrisch und kommunikativ verbunden; die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung (5) ist geeignet, auf ein elektrisches Geschwindigkeitssignal (GS) des Radar-Sensors (6) ein Aktionssignal (BS) auszusenden. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Zugsicherungsverfahren für ein Bahngleis.

Description

Beschreibung
Sicherheitstechnische Einrichtung für ein Bahngleis und Zugsicherungsverfahren für ein Bahngleis
Die Erfindung betrifft eine sicherheitstechnische Einrichtung mit einem die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs messenden Radar-Sensor für ein Bahngleis. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise einem Vortrag zur Fachtagung "Sensoren-Technologie und Anwendung", Bad Nauheim 1994 entnehmbar.
Bei dieser bekannten Einrichtung ist der Radar-Sensor Be- standteil eines autonomen Navigationssystems von Zügen. Ist bei der bekannten Einrichtung der Radar-Sensor ortsfest angeordnet, können die Längen vorbei fahrender Züge und ihre Geschwindigkeit genau gemessen werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte sicherheitstechnische Einrichtung so fortzuentwickeln, dass mit ihr die Sicherheit des Zugverkehrs weiter verbessert wird . Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen sicherheitstechnischen Einrichtung erfindungsgemäß der Radar- Sensor mit einer sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung elektrisch und kommunikativ verbunden und die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung geeignet, auf ein elektrisches Geschwindigkeitssignal des Radar-Sensors ein Aktionssignal auszusenden. Dabei wird unter einer sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung eine Streckeneinrichtung verstanden, die zur Steuerung und/oder Überwachung des Schienenverkehrs geeignet ist.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung wird darin gesehen, dass mit ihr durch die Einwirkung eines Radar-Sensors auf eine sicher- heitstechnische Streckeneinrichtung dafür gesorgt ist, dass diese auf ein elektrisches Geschwindigkeitssignal des Radar- Sensors ein Aktionssignal aussendet. Das Aktionssignal kann in unterschiedlicher Weise auf ein Schienenfahrzeug bzw. auf den Verkehr mit Schienenfahrzeugen einwirken, beispielsweise dafür sorgen, dass ein die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung mit dem Radar-Sensor passierendes Schienenfahrzeug bei einer unzulässig hohen Geschwindigkeit ein Bremssignal als Aktionssignal erhält.
Der Radar-Sensor kann bei der erfindungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung in unterschiedlicher Weise mit der sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung kommunikativ verbunden sein, beispielsweise durch ein Kabel. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Radar-Sensor mit einem Funkinterface ausgestattet ist. In diesem Falle muss zur Herstellung der Kommunikation zwischen dem Radar-Sensor und der sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung eine Drahtverbindung nicht vorhanden sein.
Die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung kann bei der erfindungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung in verschiedener Weise ausgeführt sein. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die sicherheitstechnische Strecken- einrichtung eine Balise ist, weil Streckeneinrichtungen dieser Art weit verbreitet sind und sich an vielen Bahngleisen befinden. Dabei können die Balisen aktiv oder passiv sein, je nachdem, ob sie (aktiv) mit einer Batterie versehen sind oder eine externe Spannungsversorgung aufweisen oder passiv ausge- bildet sind, also ohne eine interne Spannungsversorgung auskommen .
Wird als sicherheitsechnische Streckeneinrichtung bei der erfindungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung eine
Balise eingesetzt, dann sollte diese vorteilhafterweise geeignet sein, bei einem Geschwindigkeitssignal, das eine im Bereich der Balise zugelassene Geschwindigkeit überschreiten- de Geschwindigkeit für Schienenfahrzeuge signalisiert, ein Bremssignal oder Warnsignal abzugeben.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung ist der
Balise entlang des Gleises mindestens eine weitere Balise benachbart angeordnet, die über das Funkinterface kommunikativ direkt mit dem Radar-Sensor oder mit der ersten Balise in Verbindung steht. Vorteilhaft ist diese Ausführungsform inso- fern, als die sicherheitstechnische Einrichtung hierbei mehr Zeit zur Verfügung hat, um eine Entscheidung über eine unzulässig hohe Geschwindigkeit zu treffen und damit das Aktionssignal an das Schienenfahrzeugsystem auszusenden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung ist die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung eine Streckenwarneinrichtung. Eine solche Ausgestaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn wegen vorübergehender Tätigkeiten am Bahn- gleis eine Warnung vor einem heranfahrenden Schienenfahrzeug für das Streckenpersonal ausgegeben werden soll.
Gemäß der Erfindung kann der Radar-Sensor unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise eine I/Q-Empfängerstruktur aufweisen, um auch hinsichtlich der Richtung des Schienenfahrzeugs ein davon abhängiges Aktionssignal zu erzeugen.
Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Radar- Sensor zu seiner Stromversorgung elektrisch mit der sicher- heitstechnischen Streckeneinrichtung verbunden ist. Denkbar ist aber auch, den Radar-Sensor vom Schienenfahrzeug aus in an sich bekannter Weise mit Spannung zu versorgen.
Ferner erscheint es vorteilhaft, wenn der Radar-Sensor in die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung integriert ist, so dass dann für den Radar-Sensor und die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung nur ein zusammenhängendes Gehäuse erforderlich ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Zugsicherungsverfahren mit einem die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs messenden Radar-Sensor für ein Bahngleis vorzu- schlagen, mit dem sich die Sicherheit im Bahnverkehr erhöhen lässt .
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mittels des Radar-Sensors ein elektrisches Geschwindigkeitssignal gebildet und einer sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung zugeführt; mittels der sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung wird auf das Geschwindigkeitssignal des Radar-Sensors hin ein Aktionssignal ausgesendet. Sinngemäß ergeben sich hinsichtlich des erfindungsgemäßen Zugsicherungsverfahrens die gleichen Vorteile, wie sie oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen sicherheitstechnischen Einrichtung angegeben sind. Bei dem erfindungsgemäßen Zugsicherungsverfahren wird es als vorteilhaft erachtet, wenn ein Funkinterface für den Radar- Sensor und die mit ihm verbundene sicherheitstechnische Streckeneinrichtung verwendet wird, weil sich auf diese Weise die kommunikative Kopplung zwischen Radar-Sensor und sicherheits- technischer Streckeneinrichtung relativ leicht bewerkstelligen lässt.
Als sicherheitstechnische Streckeneinrichtung wird mit Vorteil eine Balise verwendet, weil diese an Bahngleisen weit verbreitet ist.
Mit der Balise wird bei einem Geschwindigkeitssignal, das eine im Bereich der Balise zugelassene Geschwindigkeit überschreitende Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs signali- siert, ein Bremssignal oder Warnsignal erzeugt.
Um bei dem erfindungsgemäßen Zugsicherungsverfahren mit möglichst großer Genauigkeit zu arbeiten, kommuniziert mindes- tens eine entlang des Bahngleises benachbart zu der einen Balise angeordnete weitere Balise über das Funkinterface direkt mit dem Radar-Sensor oder mit der ersten Balise und gibt das Aktionssignal an das Schienenfahrzeug ab.
Vorteilhaft erscheint es ferner, wenn bei dem erfindungsgemäßen Zugsicherungsverfahren als sicherheitstechnische Streckeneinrichtung eine Streckenwarneinrichtung verwendet wird. Eine derartige Warneinrichtung wird häufig an Bahngleisen vo- rübergehend solange angeordnet, wie Streckenarbeiten stattfinden. Um das Streckenpersonal zuverlässig vor einem herannahenden Zug zu warnen, dient hier das Aktionssignal in Form eines optischen und/oder akustischen Warnsignals. Um ein Aktionssignal mit einem von der Fahrrichtung des jeweiligen Schienenfahrzeugs zusätzlich abhängigen Aktionssignal zu erhalten, wird als Radar-Sensor ein Radar-Sensor mit einer I/Q-Empfängerstruktur verwendet. Auch kann es vorteilhaft sein, bei dem erfindungsgemäßen Zugsicherungsverfahren einen stromsparenden Radar-Sensor zu verwenden, der zudem zur Stromversorgung elektrisch mit der sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung verbunden sein kann .
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel einer sicherheitstechnischen Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Bahngleis 1, auf dem sich ein ebenfalls nur schematisch dargestelltes Schienenfahrzeug 2 in Richtung eines Pfeiles 3 bewegt. Das Schienenfahrzeug 2 ist in bekannter Weise mit einer Zugeinheit 4 ausgerüstet, mit dem es mit einer am Bahngleis 1 ange- ordneten, sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung in Form einer Balise 5 Informationen IF austauschen kann; gegebenenfalls erfolgt von der Zugeinheit 4 her auch eine Übertragung von Betriebsenergie zur Balise 5. Wie der Figur ferner zu entnehmen ist, ist in die Balise 5 ein Radar-Sensor 6 integriert, der die Geschwindigkeit des vorbei fahrenden Schienenfahrzeugs 2 misst und ein Geschwin- digkeitssignal GS zur Balise 5 überträgt. Die Balise 5 überprüft, ob dieses Geschwindigkeitssignal GS eine Geschwindigkeit signalisiert, die unterhalb einer zugelassenen Höchstgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 2 im Bereich der Balise 5 liegt. Ist dies nicht der Fall, dann wird über eine Kommuni - kationsverbindung 7 als ein Aktionssignal ein Bremssignal BS (oder ein Warnsignal) an eine weitere Balise 8 übertragen, die benachbart bzw. in einem relativ kurzen Abstand zu der einen Balise 5 angeordnet ist. Das Bremssignal BS kann aber auch direkt von der einen Balise 5 an das Schienenfahrzeug 2 übertragen werden. Die Einschaltung einer weiteren Balise 8 hat jedoch den Vorteil, dass für die Erzeugung des Bremssignals BS und seine Auswertung in der einen Balise 5 mehr Zeit gewonnen werden kann, so dass auf diese Weise ein Bremssignal BS mit vergleichsweise hoher Genauigkeit erzeugbar ist. Von der weiteren Balise 8 wird dann über eine Kommunikationsverbindung 9 an das vorbeifahrenden Schienenfahrzeug 2 das
Bremssignal weitergeleitet.
Die Figur zeigt ist ferner zu entnehmen, dass die eine Balise 5 über eine zusätzliche Kommunikationsverbindung 10 mit einer Zugsteuereinrichtung 11 in Verbindung steht, über die nicht nur Informationen ausgetauscht werden können, sondern auch Betriebsenergie übertragen werden kann. Zusätzlich zu der weiteren Balise 8 oder in Ergänzung dazu kann die dargestellte sicherheitstechnische Einrichtung eine Streckenwarneinrichtung 12 aufweisen, die über eine weitere Kommunikationsverbindung 13 von der einen Balise 5 mit einem Warnsignal WS versorgt wird, wenn sich das Schienenfahrzeug 2 der Balise 5 nähert. So kann beispielsweise bei vorübergehenden Arbeiten an einem Bahngleis das dort tätige Personal durch beispielsweise ein akustisches Signal als Aktionssignal vor dem Herannahen des Schienenfahrzeugs gewarnt werden. Abweichend von der dargestellten sicherheitstechnischen Einrichtung kann bei Einsatz einer Streckenwarneinrichtung 12 als sicherheitstechnische Streckeneinrichtung auch auf die eine Balise 5 verzichtet werden, wenn die Streckenwarneinrichtung 12 mit dem Schienenfahrzeug 2 direkt kommunizieren kann und auch von Radar-Sensor 6 unmittelbar beaufschlagt wird .

Claims

Patentansprüche
1. Sicherheitstechnische Einrichtung mit einem die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs (2) messenden Radar-Sensor (6) für ein Bahngleis (1) ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Radar-Sensor (6) mit einer sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung (5) elektrisch und kommunikativ verbunden ist und die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung (5) geeig- net ist, auf ein elektrisches Geschwindigkeitssignal (GS) des Radar-Sensors (6) ein Aktionssignal (BS) auszusenden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Radar-Sensor (6) und die mit ihm verbundene sicherheitstechnische Streckeneinrichtung (5) mit einem Funkinterface ausgestattet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung eine Balise (5) ist .
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Balise (5) geeignet ist, bei einem Geschwindigkeitssignal (GS) , das eine im Bereich der Balise (5) zugelassene Geschwindigkeit überschreitende Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (2) signalisiert, als Aktionssignal ein Bremssignal oder Warnsignal (BS) abzugeben.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Balise (5) entlang des Bahngleises (1) mindestens eine weitere Balise (8) benachbart angeordnet ist, die über das Funkinterface kommunikativ direkt mit dem Radar-Sensor (6) oder mit der ersten Balise (5) in Verbindung steht.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Balisen (5,8) vom Schienenfahrzeug (2) her oder aus einer externen Spanungsversorgung mit Betriebsspannung versorgt sind.
7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
an die sicherheitstechnische Streckeneinrichtung (5) eine Warneinrichtung (12) angeschlossen ist.
8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Radar-Sensor eine I/Q-Empfängerstruktur aufweist.
9. Zugsicherungsverfahren mit einem die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs (2) messenden Radar-Sensor (6) für ein Bahngleis ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
mittels des Radar-Sensors (6) ein elektrisches Geschwindigkeitssignal (GS) gebildet und einer sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung (5) zugeführt wird und mittels der sicherheitstechnischen Streckeneinrichtung (5) auf das Geschwindigkeitssignal (GS) des Radar-Sensors (6) hin ein Akti- onssignal (BS) ausgesendet wird.
10. Zugsicherungsverfahren nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
ein Funkinterface für den Radar-Sensor (6) und die mit ihm verbundene sicherheitstechnische Streckeneinrichtung (5) verwendet wird.
11. Zugsicherungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
als sicherheitstechnische Streckeneinrichtung eine Balise (5) verwendet wird.
12. Zugsicherungsverfahren nach Anspruch 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
mit der Balise (5) bei einem Geschwindigkeitssignal (GS) , das eine im Bereich der Balise (5) zugelassene Geschwindigkeit überschreitende Geschwindigkeit (GS) des Schienenfahrzeugs (2) signalisiert, als ein Aktionssignal ein Bremssignal (BS) für das Schienenfahrzeug (2) oder ein Warnsignal erzeugt wird .
13. Zugsicherungsverfahren nach Anspruch 11 oder 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
mindestens eine entlang des Bahngleises benachbart zu der einen Balise (5) angeordnete weitere Balise (8) über das Funkinterface direkt mit dem Radar-Sensor (6) oder mit der ersten Balise (5) kommuniziert und das Aktionssignal an das Schienenfahrzeug abgibt .
14. Zugsicherungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
als sicherheitstechnische Streckeneinrichtung eine Streckenwarneinrichtung verwendet wird.
15. Zugsicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
als Radar-Sensor ein Radar-Sensor mit einer I/Q- Empfängerstruktur verwendet wird.
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