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文檔簡(jiǎn)介

1、GIS在漯河市配電網(wǎng)中的應(yīng)用鄭珂 郭國(guó)方 (河南漯河供電公司,河南省 漯河市 462000)摘要:地理信息系統(tǒng)(GIS)是融合地理學(xué)、幾何學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及各類應(yīng)用對(duì)象為一體的綜合性高新技術(shù),電力地理信息系統(tǒng)是電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)以及電力用戶空間分布數(shù)據(jù)的管理信息系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:電力地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)是融合地理學(xué)、幾何學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及各類應(yīng)用對(duì)象為一體的綜合性高新技術(shù),是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)獲取、管理、處理、分析、建模、顯示地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),對(duì)空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、對(duì)屬性數(shù)據(jù)有效管理、研究各

2、種空間實(shí)體及相互關(guān)系。通過(guò)把社會(huì)生活中的各種信息與反映地理位置的圖形信息有機(jī)地結(jié)合在一起,并根據(jù)用戶的需要對(duì)這些信息進(jìn)行分析,將分析結(jié)果作為決策的參考依據(jù),并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果,提高了用戶在管理決策方面的科學(xué)化和合理化。隨著近年電網(wǎng)改造、強(qiáng)化電網(wǎng)管理、強(qiáng)化用電服務(wù)和配電自動(dòng)化工程的實(shí)施,使得電網(wǎng)設(shè)備及用戶等空間位置信息成為電力企業(yè)的核心數(shù)據(jù)之一,為了能夠有效的管理和使用這些數(shù)據(jù),必須是基于一種直觀的圖形化的方式即GIS(地理信息系統(tǒng))的方式來(lái)進(jìn)行處理。從目前電力企業(yè)的發(fā)展來(lái)看,在整個(gè)供電企業(yè)的管理系統(tǒng)及電網(wǎng)平臺(tái)信息化建設(shè)中,絕大部分的生產(chǎn)及生產(chǎn)管理部門的工作將逐步更加依賴

3、于地理信息數(shù)據(jù)的支持。無(wú)論是輸電線路、配電線路、用電規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理,均需要結(jié)合地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行。因此,發(fā)展電力地理信息系統(tǒng),是當(dāng)前進(jìn)行電網(wǎng)平臺(tái)信息化建設(shè)的一項(xiàng)重要而急迫的任務(wù)。一、GIS在配電網(wǎng)中的基礎(chǔ)地位電力地理信息系統(tǒng)是電力電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)以及電力用戶空間分布數(shù)據(jù)的管理信息系統(tǒng)。在漯河電力公司電網(wǎng)改造工程項(xiàng)目中,是為系統(tǒng)調(diào)度、用戶營(yíng)銷等系統(tǒng)服務(wù)、配套的一個(gè)基礎(chǔ)性系統(tǒng),是電力電網(wǎng)可視化管理、電網(wǎng)運(yùn)行情況監(jiān)控、電力用戶管理的基礎(chǔ)平臺(tái),同時(shí)也可以為SCADA系統(tǒng)仿真功能提供數(shù)據(jù)來(lái)源,是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等所有環(huán)節(jié)的信息集成基礎(chǔ)。電力地理信息系統(tǒng)與其它電力行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)相

4、比,其基礎(chǔ)性如下圖所示電力規(guī)劃電力設(shè)計(jì)事故搶修施工管理運(yùn)行維護(hù)設(shè)施管理用戶營(yíng)銷生產(chǎn)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控ERP系統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)漯河電力公司GIS基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)GIS平臺(tái)軟件商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)(如Oracle)操作系統(tǒng)1、GIS在電力建設(shè)中的重要作用電力GIS作為電力信息化平臺(tái)的基礎(chǔ),其本身在電力信息化平臺(tái)建設(shè)中起著置關(guān)重要的作用。電力GIS本身提供的豐富形象的空間數(shù)據(jù)以及和空間相結(jié)合的專業(yè)屬性數(shù)據(jù),能夠直觀的反映電力設(shè)備網(wǎng)絡(luò),為電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供切實(shí)的輔助決策;同時(shí),通過(guò) GIS與圖檔管理系統(tǒng)的結(jié)合,能夠真正做到專業(yè)數(shù)據(jù)空間管理和工程圖紙結(jié)合;豐富的數(shù)據(jù)做到最大的共享同時(shí)又結(jié)合權(quán)限進(jìn)行制約,從而

5、保證了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性、共享性和安全性的結(jié)合。其重要性主要表現(xiàn)在:1.1強(qiáng)化電力設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)共享利用GIS平臺(tái)強(qiáng)大的屬性、空間管理能力,可以做到對(duì)電力設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效管理。GIS平臺(tái)提供了靈活的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析功能,可以直觀的展現(xiàn)電力設(shè)備的物理位置、屬性信息和運(yùn)行信息。在數(shù)據(jù)共享方面,如對(duì)已經(jīng)數(shù)化的圖形數(shù)據(jù)和新建工程或改造工程的圖紙資料進(jìn)行有效的管理和使用,可徹底改變目前圖紙管理可用率低、使用效率低的局面。同時(shí),可使數(shù)據(jù)更新進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)狀態(tài)。1.2與電力信息化平臺(tái)子系統(tǒng)接口GIS作為電力信息化平臺(tái)的基礎(chǔ),和其它系統(tǒng)的接口,有效利用現(xiàn)有系統(tǒng)的資源,結(jié)合GIS平臺(tái)自身的地理空間數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)

6、,可為電力生產(chǎn)提供極大的幫助。GIS和客服系統(tǒng)結(jié)合,可方便的展現(xiàn)電力用戶的分布,用電情況以及用電需求,可為電力負(fù)荷控制提供輔助決策;同時(shí),結(jié)合95598系統(tǒng),GIS可即時(shí)顯示來(lái)電用戶的位置信息,對(duì)電力故障可即時(shí)派搶修人員進(jìn)行搶修,挽回經(jīng)濟(jì)損失,提升公眾形象;和SCADA系統(tǒng)結(jié)合,可提高電網(wǎng)運(yùn)行效率、及時(shí)有效處理事故、確保供電可靠性,加強(qiáng)生產(chǎn)安全。1.3增強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的直觀性電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì),離不開(kāi)實(shí)際的地理環(huán)境。只有結(jié)合了實(shí)際地理空間信息的電力規(guī)劃設(shè)計(jì),才是有效的和可行的。而GIS最大優(yōu)勢(shì)就是可以將電力專業(yè)設(shè)備和地理信息結(jié)合起來(lái)。這樣,領(lǐng)導(dǎo)在進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電力設(shè)計(jì)時(shí),可以直觀的參考

7、由GIS提供的地形、地貌數(shù)據(jù),而不必每次都到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè),可以節(jié)省大量的時(shí)間,減少了成本,提高了生產(chǎn)效率。1.4為提高供電質(zhì)量提供分析手段提高供電質(zhì)量,減少輸電損耗,既是電力用戶的愿望,同時(shí)也是供電部門減少損失,提升公眾形象的一件大事。GIS平臺(tái)記錄了電網(wǎng)中每個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn),可以保存每個(gè)節(jié)點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù),同時(shí)結(jié)合設(shè)備的具體物理位置,為分析電力損耗帶來(lái)極大的方便。1.5提高配網(wǎng)自動(dòng)化電力GIS作為配網(wǎng)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分,通過(guò)對(duì)GIS的合理有效的運(yùn)用,結(jié)合電力信息化平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),在設(shè)備用電超負(fù)時(shí),積極有效地實(shí)施削峰填谷、移荷錯(cuò)峰;在出現(xiàn)了電力故障時(shí),做到自動(dòng)拉閘斷電。2、GIS主要結(jié)構(gòu)

8、根據(jù)電力GIS的功能和應(yīng)用特點(diǎn),其主要由如下幾個(gè)方面構(gòu)成構(gòu)成:2.1配電設(shè)施管理2.2 SCADA調(diào)度管理2.3停電管理2.4設(shè)備管理2.5設(shè)計(jì)和施工管理2.6電力用戶管理二 、GIS平臺(tái)介紹1、地理信息系統(tǒng)平臺(tái)選型 地理信息平臺(tái)是整個(gè)地理信息系統(tǒng)的支撐、是進(jìn)行地理信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。因此,對(duì)地理信息平臺(tái)的選型是我們建設(shè)地理信息系統(tǒng)重中之重。在進(jìn)行平臺(tái)選型中,我們遵循如下規(guī)則:1.1平臺(tái)必須具有良好的開(kāi)放性、先進(jìn)性和擴(kuò)展性GIS平臺(tái)是否具有良好的開(kāi)放性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是看其是否符合OPEN GIS標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一個(gè)不符合OPEN GIS標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái),其數(shù)據(jù)將不具備開(kāi)放性,無(wú)法實(shí)現(xiàn)和其它GIS平臺(tái)進(jìn)行無(wú)損

9、數(shù)據(jù)交換,也就無(wú)法轉(zhuǎn)換繼承我局電力GIS中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。因此,對(duì)于GIS平臺(tái)的選型,該平臺(tái)要支持對(duì)常用的各種文檔能夠做到直接讀取或者經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換,進(jìn)行無(wú)損讀取。而且,可選擇的數(shù)據(jù)源要多,能夠非常友好的支持在電力工程建設(shè)中用得非常廣泛的CAD格式的圖檔。1.2國(guó)際知名的GIS廠商產(chǎn)品經(jīng)調(diào)查表明,國(guó)際知名的GIS廠商所開(kāi)發(fā)的GIS平臺(tái),擁有眾多GIS客戶,產(chǎn)品質(zhì)量比較有保障,且擁有良好的技術(shù)支持和售后服務(wù)支持,對(duì)電力GIS的長(zhǎng)期發(fā)展和應(yīng)用能夠提供較好的穩(wěn)定服務(wù)。1.3具有成功的大型應(yīng)用系統(tǒng)案例目前我局電力GIS建設(shè)是一個(gè)項(xiàng)大型的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目。只有具有成功大型應(yīng)用系統(tǒng)案例的GIS提供商,其產(chǎn)品質(zhì)量

10、和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)才能夠?yàn)槲覀兯邮堋?.4平臺(tái)提供二次開(kāi)發(fā)能力強(qiáng)對(duì)于平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)支持能力也是選擇GIS平臺(tái)的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。GIS平臺(tái)對(duì)于二次開(kāi)發(fā)能力的支持,表現(xiàn)在一是對(duì)二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的支持,要支持目前通用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言;二是提供的開(kāi)發(fā)功能要強(qiáng),能夠?qū)崿F(xiàn)GIS中的通用功能。1.5能夠方便的集成GIS系統(tǒng)和圖擋管理系統(tǒng)在電力信息化建設(shè)的各個(gè)流程,我們會(huì)形成大量的圖檔資料,利用圖檔管理系統(tǒng)來(lái)對(duì)屬于各個(gè)應(yīng)用程序的圖檔進(jìn)行有機(jī)管理,將給我們帶來(lái)極大的方便。圖檔管理系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用集成性就如同一個(gè)粘合劑,把各種應(yīng)用程序集成起來(lái),使得所有這些應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)被納入到一個(gè)有序的、有組織的、受控的環(huán)境中,使得這些種類異常豐富

11、、格式各不相同的數(shù)據(jù)不再雜亂無(wú)序,可以進(jìn)行高效地查詢、共享、交流,必然將極大地提高工作效率。同時(shí)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、唯一性、現(xiàn)勢(shì)性。電力GIS的空間數(shù)據(jù)在圖檔管理系統(tǒng)中被安全的、有效的管理。同時(shí),對(duì)于授權(quán)單位或個(gè)人可以利用另外應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù),使得我們的現(xiàn)有數(shù)據(jù)得到最大限度的安全共享。充分利用了現(xiàn)有資源,給電力信息化建設(shè)起到了極大的促進(jìn)作用。GIS平臺(tái)是否有強(qiáng)大的圖檔管理系統(tǒng)進(jìn)行配套,也是一個(gè)選擇的標(biāo)準(zhǔn)。1.6平臺(tái)對(duì)三維圖形支持好和傳統(tǒng)的二維圖形相比,三維圖形有非常大的優(yōu)勢(shì)。二維圖形只能以點(diǎn)、線、面的形式來(lái)表達(dá)一個(gè)實(shí)體,但是,這樣的表達(dá)往往比較抽象,不夠直觀。在電力里面,有相當(dāng)多的設(shè)備需要用三維

12、圖形來(lái)直觀的表達(dá)其各個(gè)方面、內(nèi)部細(xì)節(jié),而用二維圖形就無(wú)法做到。因此,在平臺(tái)選型上,一定要對(duì)三維圖形有非常好的支持。一個(gè)方面是能夠友好的支持三維圖形的顯示;同時(shí),讀取三維圖形要能夠做到快速、準(zhǔn)確、無(wú)變形。1.7能夠高效的存儲(chǔ)和使用空間數(shù)據(jù)。1.8具有良好的性能價(jià)格比。1.9具有良好的人機(jī)交互界面。1.10平臺(tái)設(shè)計(jì)思想要符合現(xiàn)代軟件發(fā)展趨勢(shì)。1.11擁有完整企業(yè)管理方案。我們遵循GIS平臺(tái)選型原則,在深入調(diào)查研究各GIS平臺(tái)的功能特點(diǎn)及成功實(shí)施案例,并結(jié)合我局電力信息化建設(shè)需求,我們最終選擇的是美國(guó)Bentley公司著名的Microstation + Geographics平臺(tái)。三、系統(tǒng)訪問(wèn)模式結(jié)

13、合漯河供電公司電力生產(chǎn)調(diào)度對(duì)電力地理信息系統(tǒng)的需求以及電力信息化數(shù)據(jù)建設(shè)需要,同時(shí)考慮到地理信息系統(tǒng)本身的性能特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn),我們采取了以客戶端/服務(wù)器(C/S)進(jìn)行專業(yè)設(shè)備做圖的模式和以瀏覽端/服務(wù)器(B/S)進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)發(fā)布的模式。 在服務(wù)器端,存放電力專業(yè)設(shè)備的空間數(shù)據(jù)。使用這種數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的方式,客戶端作圖之后,專業(yè)設(shè)備的空間數(shù)據(jù)將自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上。其它客戶端上,只需要進(jìn)行本地更新,就可以同步顯示該專業(yè)圖元信息。 由于對(duì)專業(yè)圖形的編輯需要與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行大量的網(wǎng)絡(luò)交互,對(duì)GIS平臺(tái)要求也比較高。因此,需要采用C/S數(shù)據(jù)管理模式,達(dá)到高速、高效、方便的效果。 在成功的對(duì)電力專業(yè)基

14、礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集、編輯之后,在服務(wù)器上已經(jīng)形成了比較完整的專業(yè)數(shù)據(jù),以后對(duì)這些數(shù)據(jù)的改動(dòng)將是局部的。對(duì)這些數(shù)據(jù)的發(fā)布和瀏覽,我們采用B/S模式。只需要一個(gè)WEB服務(wù)器將專業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)布出來(lái),就可以在Internet/Intranet瀏覽端瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)專業(yè)數(shù)據(jù)。這樣就可以極大的節(jié)約成本、方便管理的效果。四、系統(tǒng)主要功能及應(yīng)用結(jié)合我局的生產(chǎn)實(shí)際需求,在電力地理信息系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)了如下功能:1.漯河市地理空間展示GIS系統(tǒng)提供了對(duì)漯河局電力輸配網(wǎng)圖的分布走徑展示的功能。電力管理人員可以在GIS系統(tǒng)中看到漯河局的整個(gè)電力線路分布電力設(shè)備所在的地理空間位置。(漯河103平方公里遙感全圖)漯河市區(qū)局部遙感

15、圖:2.網(wǎng)架錄入和更新GIS系統(tǒng)提供了輸、配、變?cè)O(shè)備的做圖功能。在GIS系統(tǒng)中,提供了變電一次接線做圖,輸電、配電線路做圖功能,電力專工可以參照地理背景圖進(jìn)行進(jìn)行規(guī)劃、線路設(shè)計(jì)、設(shè)備維護(hù)管理。3.網(wǎng)架維護(hù)提供對(duì)地圖化的配電網(wǎng)網(wǎng)架進(jìn)行修改、增減等功能和其他地理數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能。4.戶表管理在GIS系統(tǒng)中擁有臺(tái)區(qū)、表區(qū)和用戶之間的包含連接關(guān)系,同時(shí)在地圖上能夠清晰的得以表現(xiàn),為管理人員進(jìn)行戶表管理帶來(lái)極大的幫助。5.常用區(qū)域管理功能針對(duì)各專業(yè)人員所維護(hù)的供電區(qū)域不同,GIS系統(tǒng)提供了常用區(qū)域管理管理功能。專業(yè)人員針定義自己所管理維護(hù)的供電區(qū)域,在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)的時(shí)候,可以直接進(jìn)入該區(qū)域找到所轄區(qū)域進(jìn)行

16、管理。6.電網(wǎng)狀態(tài)查詢GIS系統(tǒng)提供了模型化的設(shè)備數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)功能,可以方便地對(duì)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。7.電力設(shè)備管理GIS系統(tǒng)提供了模型化的設(shè)備數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)功能,可以對(duì)專業(yè)數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)、臺(tái)帳數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì),方便管理人員對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行管理。GIS可以方便的根據(jù)查詢結(jié)果進(jìn)行圖形定位,進(jìn)行地圖化顯示,同時(shí)可以對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)后的數(shù)據(jù)更改,錄入、更新。8.調(diào)度管理功能GIS系統(tǒng)提供了對(duì)模擬調(diào)度管理功能。GIS系統(tǒng)結(jié)合地理信息空間數(shù)據(jù)與電力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù),可以模擬調(diào)度拉合閘所影響到的線路甚至該線路下的電力用戶,給調(diào)度人員進(jìn)行停送電操作帶來(lái)極大的參考幫助。9.客戶服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)操作工作流程:以往因?yàn)榫€路

17、或變壓器出現(xiàn)故障停電和計(jì)劃停電,出現(xiàn)用戶集中在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)撥打95598電話,從而大大降低95598電話接通率。據(jù)統(tǒng)計(jì):2006年日最高接通用戶電話達(dá)1262次,當(dāng)班座席人員8人,但仍有553次用戶電話未接通。在采用GIS系統(tǒng)后,通過(guò)GIS系統(tǒng)和95598客戶服務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)接口并采用雙屏顯示,95598坐席人員在接聽(tīng)到電力用戶呼入電話后,可以在地理圖上直接判斷用戶所在位置,并能根據(jù)用戶的描述判斷是否是臺(tái)變故障以及所發(fā)生故障的臺(tái)變的臺(tái)變編號(hào)及地理位置,并上報(bào)管理人員通知檢修人員檢修。GIS系統(tǒng)和95598客戶服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)合,使得我們?cè)谶M(jìn)行故障判斷、派單、檢修工作效率得到極大的提升,減少了工作事故

18、、提升了公眾形象、減少了財(cái)產(chǎn)損失。綁定客戶信息:用戶定位:戶號(hào)電話號(hào)碼綁定及用戶定位10.計(jì)劃停電管理利用GIS系統(tǒng)的地理空間信息優(yōu)勢(shì),我們?cè)贕IS系統(tǒng)中增加了計(jì)劃停電管理功能。調(diào)度人員通過(guò)GIS系統(tǒng)制作停電計(jì)劃,當(dāng)計(jì)劃內(nèi)停電的臺(tái)區(qū)用戶因停電呼入95598電話后,電話將播放自動(dòng)錄音,告訴該用戶所在臺(tái)區(qū)計(jì)劃停電,并提示計(jì)劃停電時(shí)間。通過(guò)計(jì)劃停電管理,減少了95598漏接電話的情況,提升了漯河供電公司的公眾形象。11.故障定位功能配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,發(fā)生了故障不容易判斷故障位置,給電力搶修人員帶來(lái)極大的困難。為了解決這一問(wèn)題,我們結(jié)合地理信息系統(tǒng),將故障路波系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接口,當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí),GIS系統(tǒng)自動(dòng)定位線路故障發(fā)生位置,搶修人員可根據(jù)故障點(diǎn)進(jìn)行搶修。節(jié)省了搶修時(shí)間,減少了因故障斷電所造成的損失。如圖:12.GPS車輛監(jiān)控功能當(dāng)出現(xiàn)重大電力事故時(shí),管理層和決策層都希望了解搶修人員所在位置和搶修情況,因此我們結(jié)合GPS車載系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng),利用GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和GIS系統(tǒng)的地理空間展

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