地下停車場(chǎng)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：鑒于常規(guī)地下停車場(chǎng)中的照明控制系統(tǒng)在使用 期間存在光源長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟、能耗較高、智能化不足等問(wèn)題，文章結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)等， 提出智能照明控制系統(tǒng)。首先論述了常規(guī)照明控制系 統(tǒng)的局限性，然后分析智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，介紹了其原理及組成，*后結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)物聯(lián) 網(wǎng)智能控制系統(tǒng)在地下停車場(chǎng)的應(yīng)用予以分析。

【關(guān)鍵字】：智能照明；地下停車場(chǎng)；物聯(lián)網(wǎng)

1 常規(guī)照明控制系統(tǒng)的局限性

隨著城市的發(fā)展和人們生活水平的提高，以及私 家車的大量普及和停放需求，人們對(duì)住宅、辦公及商 業(yè)等業(yè)態(tài)的地下停車場(chǎng)等配套設(shè)施提出了更高的要求。當(dāng)前較多高層建筑在設(shè)計(jì)、施工中都有配套的地下停車場(chǎng)，便于滿足業(yè)主的停車需要。地下停車場(chǎng)屬于一個(gè)特殊場(chǎng)所，如果照明及運(yùn)行體驗(yàn)感較差，很容易讓人心理上感覺(jué)不安，通過(guò)合理地在地下停車場(chǎng)應(yīng)用照明控制系統(tǒng)，可以滿足地下停車場(chǎng)的照明需要，改善地下空間的環(huán)境氛圍 [1]。

照明控制系統(tǒng)是地下停車場(chǎng)的一個(gè)重要組成，設(shè)置時(shí)需考慮較多問(wèn)題，如地下停車場(chǎng)應(yīng)滿足白天、夜間不同的照明需求。地下停車場(chǎng)的出入口位置通常讓人產(chǎn)生光線突然變亮或變暗的感覺(jué)，對(duì)駕駛員的視覺(jué)產(chǎn)生短暫影響，因而地下停車場(chǎng)的出入口需要采取過(guò)渡照明方式；地下停車場(chǎng)中還存在坡度，在設(shè)置照明時(shí)，需要考慮坡道路面區(qū)域的照明要求，該區(qū)域的照明需要高于平面路面區(qū)段照明，以減少視覺(jué)盲區(qū)，保證車輛在進(jìn)入或駛出地下停車場(chǎng)時(shí)的安全。總之，地下停車場(chǎng)的照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工需要有系統(tǒng)、全面的考慮。

常規(guī)照明控制系統(tǒng)基本能夠考慮地下停車場(chǎng)對(duì)照明的各種要求，保證相關(guān)區(qū)域滿足日常照明需要。實(shí)際上較多地下車庫(kù)縱深較大，同時(shí)地下停車場(chǎng)整體面積也較大，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮防火要求，設(shè)置不同防火分區(qū) [2]。地下停車場(chǎng)在部分管理區(qū)域設(shè)置有專門(mén)的管理室，其余非管理區(qū)域內(nèi)通常不設(shè)置管理室?？紤]到對(duì)地下停車場(chǎng)的控制需要，需要在管理室中完成照明控制。常規(guī)地下停車場(chǎng)在照明系統(tǒng)控制中使用繼電器控制或者接觸器控制，上述兩種控制器的使用可達(dá)到照明控制效果，但是整個(gè)線路設(shè)置與連接復(fù)雜化程度高，增加了線路施工難度及后期維修難度，也增加了施工人員的工作量。從地下停車場(chǎng)照明控制系統(tǒng)方面分析，繼電器控制或者接觸器控制的可靠性與靈活性一般，此外，該控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的地下停車場(chǎng)日常照明模式比較單一，造成照明時(shí)間增加，增加地下停車場(chǎng)日常電力資源消耗量，不符合現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保要求?；诔Ｒ?guī)地下停車場(chǎng)照明控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用方面存在的不足，需要對(duì)地下停車場(chǎng)現(xiàn)有照明控制系統(tǒng)予以完善，推動(dòng)智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展。

2 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

智能照明控制系統(tǒng)作為智能建筑的一個(gè)重要體現(xiàn)，可結(jié)合不同區(qū)域的不同功能，靈活調(diào)節(jié)并控制不同區(qū)域的照明時(shí)間、照明亮度等。與傳統(tǒng)地下室照明控制系統(tǒng)相比，智能照明控制系統(tǒng)在應(yīng)用中存在較多優(yōu)勢(shì)，如智能化優(yōu)勢(shì)，可智能化完成燈光的調(diào)節(jié)，根據(jù)地下停車場(chǎng)不同區(qū)域的自然照明情況，調(diào)節(jié)燈光的亮度，節(jié)約電力資源消耗。智能照明控制系統(tǒng)可通過(guò)系統(tǒng)控制電壓，避免電壓變化對(duì)燈具產(chǎn)生的沖擊，延長(zhǎng)照明燈具的使用壽命。從智能照明控制系統(tǒng)施工方面分析，其可減少使用電纜，后期維護(hù)更簡(jiǎn)單，減少了相關(guān)費(fèi)用支出，施工也更加簡(jiǎn)單，可在較短時(shí)間內(nèi)完成施工。智能照明控制系統(tǒng)可更好地進(jìn)行集中管理，改善人為因素下浪費(fèi)電力資源的現(xiàn)狀；可自動(dòng)調(diào)節(jié)不同區(qū)域光源的亮度，提高對(duì)自然光照的利用率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。智能照明控制系統(tǒng)可借助調(diào)光器系統(tǒng)、中央建筑控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用，靈活采取單點(diǎn)、雙點(diǎn)、多點(diǎn)等控制方式，便利人們?nèi)粘３鲂?。智能照明控制系統(tǒng)的使用還能夠與其他相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)系到一起，發(fā)揮聯(lián)合作用效果，利用各類聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將智能照明控制系統(tǒng)同樓宇智能控制系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)等連接起來(lái)，更好地發(fā)揮智能聯(lián)動(dòng)和智慧化管控作用。

3 智能照明控制系統(tǒng)的原理及組成

了解智能照明控制系統(tǒng)的原理，對(duì)更好地在地下車庫(kù)中使用智能照明控制系統(tǒng)有重要意義。智能照明控制系統(tǒng)為總線性控制系統(tǒng)，具有分布式特點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)中包括較多的元器件，不同元器件可通過(guò)一根信號(hào)線完成連接，使其呈現(xiàn)出聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。不同單元均有單元地址，負(fù)載的輸出由單元控制，輸出元件、群組地址都可同輸入單元之間建立聯(lián)系，建立聯(lián)系后可判斷不同輸出單元，并完成輸出回路的控制。智能照明控制系統(tǒng)中的相關(guān)元器件可在控制總線下連接到一起，形成強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，有相關(guān)的控制信號(hào)，依靠信號(hào)完成對(duì)相關(guān)照明的控制。輸出回路與控制開(kāi)關(guān)之間利用編程可使其形成一定的邏輯關(guān)系，提高整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)的靈活性。

我國(guó)智能照明控制系統(tǒng)遵循了國(guó)際的通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用自由拓?fù)?，不過(guò)不允許環(huán)形網(wǎng)絡(luò)存在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，確保整個(gè)系統(tǒng)中的正常通信。多個(gè)單元組成網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)。一個(gè)智能照明控制系統(tǒng)的基本組成包括輸入單元、輸出單元及系統(tǒng)單元，由輸入開(kāi)關(guān)、液晶顯示觸摸屏、場(chǎng)景開(kāi)關(guān)、智能傳感器等組成輸入單元；由智能調(diào)光模塊、智能繼電器組成輸出單元；系統(tǒng)時(shí)鐘、系統(tǒng)電源、網(wǎng)絡(luò)通信線等組成系統(tǒng)單元。不同組成部分在整個(gè)系統(tǒng)中發(fā)揮著不同的作用，比如開(kāi)關(guān)控制器、調(diào)光控制器能夠控制燈光的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)不同照明設(shè)備的明亮程度；管理人員通過(guò)面板了解信息及進(jìn)行必要信息的設(shè)置，系統(tǒng)中的紅外遙控、光電傳感、動(dòng)靜檢測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)等傳感器可感知外界環(huán)境變化，根據(jù)環(huán)境的變化情況反饋照明燈具開(kāi)關(guān)及亮度調(diào)節(jié)信息。

目前，智能照明控制系統(tǒng)還離不開(kāi)光源，如 LED光源、白熾燈、熒光燈、金鹵燈、鹵鎢燈等。不同照明方案均可通過(guò)計(jì)算機(jī)主機(jī)或 PLC 監(jiān)控器編程完成，滿足多種條件下的智能照明需要。不同單元中有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、微處理器的存在，不同單元中均分散著相關(guān)參數(shù)，這樣可以保證整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)某一單元在故障或系統(tǒng)斷電情況下，其他單元仍可正常使用，保證智能照明控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性 [3]。

4 物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析

4.1 物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)概述

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)以 DALI 智能照明控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)原來(lái)的控制方式予以優(yōu)化處理，即在 LED 燈具上集成通信模塊，并使用其代替開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，這樣可保證停車場(chǎng)中具體的每一個(gè)燈具都有對(duì)應(yīng)的獨(dú)立地址。工作期間可免去開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)可將整個(gè)照明回路控制優(yōu)化為對(duì)每盞燈具的獨(dú)立控制。

物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)中信號(hào)傳輸依賴于無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、電力載波通信技術(shù)，人或車輛進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的模擬信號(hào)可通過(guò)燈具上的傳感器完成信號(hào)采集，模擬信號(hào)通過(guò)載波控制芯片使其轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)，利用電力線某個(gè)頻段使其傳輸?shù)街悄苷彰骺刂破魃?。智能照明控制器能夠接收到高頻信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析、處理及發(fā)出指令等，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同燈具的控制，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)內(nèi)燈具的打開(kāi)與關(guān)閉。

4.2 工程概況

以筆者參與的某小區(qū)地下停車場(chǎng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)為工程設(shè)備與材料 。整個(gè)地下停車場(chǎng)面積較大，建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)合現(xiàn)代建筑綠色照明工程要求，需要對(duì)地下停車場(chǎng)采取智能照明控制系統(tǒng)，并要求整個(gè)系統(tǒng)符合可視化監(jiān)控、控制回路等要求。將動(dòng)靜探測(cè)器模塊設(shè)置在車道、通道等，如果有車輛或行人經(jīng)過(guò)，則可觸發(fā)探測(cè)器，開(kāi)啟對(duì)應(yīng)燈光回路，并設(shè)置一定的延時(shí)關(guān)閉時(shí)間。考慮到地下停車場(chǎng)的使用還與上下班人流、車流有關(guān)，需要針對(duì)高峰時(shí)間段進(jìn)行燈光回路控制設(shè)置，以提高照明系統(tǒng)的節(jié)能效果。整個(gè)地下車庫(kù)建筑面積有 11 486.54 m2，包括機(jī)動(dòng)車車位 689 個(gè)，包含防火分區(qū) 10 個(gè)。地下車庫(kù)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮上述問(wèn)題考慮消防救援等特殊情況下的照明需要。

4.3 系統(tǒng)配置要求

此次智能照明控制系統(tǒng)中使用物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)，綜合物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)、地下車庫(kù)照明設(shè)計(jì)要求合理進(jìn)行系統(tǒng)配置。系統(tǒng)包括照明主機(jī)、無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)模塊、智能照明控制器、新型 LED 車庫(kù)燈。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新型 LED 燈中有體現(xiàn)，包括 LED光源、人體感應(yīng)器、通信模塊等；通信功能可借助電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)，共用電源線與控制信號(hào)線，精準(zhǔn)控制車庫(kù)中的不同燈光。LED 燈可識(shí)別、處理反饋信號(hào)，利用波寬控制調(diào)光技術(shù)對(duì)車庫(kù)不同時(shí)間、不同區(qū)域燈光情況予以調(diào)節(jié)，達(dá)到智能化調(diào)節(jié)及節(jié)能降耗的目的。

4.4 控制方式

地下停車場(chǎng)照明設(shè)計(jì)需要從多角度分析，合理分布照明燈具，同時(shí)保證不同區(qū)域內(nèi)的照明視線要求。在車庫(kù)中有車輛或行人進(jìn)入的情況下，燈具上存在的傳感器可感應(yīng)信號(hào)，接收到信號(hào)后可快速啟動(dòng)控制模塊，打開(kāi)主干道上的燈光，滿足車庫(kù)中車輛、行人等在不同區(qū)域的照明需求。這個(gè)過(guò)程中，不同車位中的燈不亮；有車輛或行人進(jìn)入停車位時(shí)，對(duì)應(yīng)停車位LED 燈打開(kāi)并發(fā)揮照明作用。車庫(kù)中人或車離開(kāi)車位后，車位的照明設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉，而車道燈亮度調(diào)整為入庫(kù)時(shí)亮度的一半，降低燈光亮度能夠達(dá)到節(jié)能的目的，但是調(diào)節(jié)后的燈光需要滿足基本照明需要。利用燈具功率的調(diào)節(jié)達(dá)到節(jié)約電能的目的，通過(guò)輪流切換點(diǎn)亮燈具的控制方式，保證每次照明中可有一半的照明工具處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣不僅節(jié)能，而且有利于長(zhǎng)照明設(shè)備的整體使用壽命，降低后續(xù)維護(hù)成本。考慮到地下車庫(kù)還需要滿足夜間基本照明、保證視頻監(jiān)控質(zhì)量等要求，需要對(duì)不同燈具采取分時(shí)段、分區(qū)域控制方式，滿足車庫(kù)夜間值班、視頻監(jiān)控照明等要求，通過(guò)*少的電能消耗滿足各方面的實(shí)際照明需要?？傊?，智能照明控制系統(tǒng)在應(yīng)用中還需要考慮燈光變化對(duì)其他系統(tǒng)的影響，

實(shí)現(xiàn)節(jié)能與智能等綜合要求。根據(jù)上述車庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，利用 DIALUX 照明設(shè)計(jì)與計(jì)算軟件工具建立地下停車場(chǎng)的照明模型，并對(duì)模型予以分析。通過(guò)建模與模擬分析，不同組合條件下，車庫(kù)中燈光的開(kāi)啟或關(guān)閉都能夠滿足規(guī)范的照度要求；燈光調(diào)節(jié)期間，也可以滿足不同設(shè)置條件的照明要求，既能夠達(dá)到節(jié)能效果，也能夠?qū)噹?kù)中的燈具進(jìn)行各方位智能化控制。

4.5 節(jié)能效果

根據(jù)筆者負(fù)責(zé)的某小區(qū)地下停車場(chǎng)工程實(shí)際情況，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，案例車位中共設(shè)置 342 盞燈，車道設(shè)置 485 盞燈。在地下停車場(chǎng)內(nèi)使用 LED 智能照明控制系統(tǒng)，其所使用的是智能LED 燈，較傳統(tǒng)的非智能 LED 燈，能夠明顯提高節(jié)能效果；同時(shí)，智能化控制不同區(qū)域、不同時(shí)間內(nèi)車庫(kù)燈光的打開(kāi)與關(guān)閉，節(jié)能效果好；不同燈具使用壽命明顯延長(zhǎng)，燈具回路使用時(shí)間與次數(shù)都顯著減少，在節(jié)省電纜的同時(shí)也減少照明電費(fèi)。實(shí)際使用過(guò)程中，可以滿足地下停車場(chǎng)日常車輛與人員出入的照明要求，提高地下停車場(chǎng)管理效率與智能化程度，減少管理人員的日常工作量。應(yīng)用期間，還可以將物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統(tǒng)與其他智能系統(tǒng)相結(jié)合，更好地發(fā)揮智能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，從更多角度進(jìn)行地下車庫(kù)不同燈光的全面控制?？紤]到物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統(tǒng)在使用中可能還會(huì)遇到其他問(wèn)題，需要在具體實(shí)踐中不斷總結(jié)。

5安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

5.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器具備獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型的項(xiàng)目；模塊化設(shè)計(jì)，可以任意拼接擴(kuò)展，同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

5.2應(yīng)用場(chǎng)所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對(duì)每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對(duì)一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對(duì)多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過(guò)圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)場(chǎng)景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標(biāo)的亮滅顯示對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對(duì)該事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過(guò)預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動(dòng)計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動(dòng)模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過(guò)程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或第三方集成平臺(tái)接口，采用modbus、opc等方式。

5.5設(shè)備選型

6結(jié)束語(yǔ)

智能照明控制系統(tǒng)在地下停車場(chǎng)中的應(yīng)用較傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)勢(shì)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)地下停車場(chǎng)照明控制系統(tǒng)的不足?，F(xiàn)代地下停車場(chǎng)照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可綜合不同要求，積極推進(jìn)智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

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