检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2014年第10期26卷 2247-2252页

作者：陈彬邱晓刚张烙兵国防科技大学信息系统与管理学院长沙410073

在利用ACP(Artificial Society,Computational Experiments,Parallel Execution)方法解决突发事件应急管理问题的研究工作中,人工社会的建立成为一个新问题。针对人工社会的多Agent和多领域性特征,提出一种面向人工社会的多范式建模方法... 详细信息

在利用ACP(Artificial Society,Computational Experiments,Parallel Execution)方法解决突发事件应急管理问题的研究工作中,人工社会的建立成为一个新问题。针对人工社会的多Agent和多领域性特征,提出一种面向人工社会的多范式建模方法,从构造基本人工社会元模型、特定领域人工社会建模和领域模型到仿真模型变换3个方面解决人工社会建模问题。利用通用建模环境(Generic Modeling Environment,GME)实现了公共卫生事件的人工社会建模流程,验证了方法的可行性。同时,方法也是"非常规突发事件模拟仿真与计算实验集成升华平台"的重要支撑。

关键词： ACP方法多范式建模人工社会元模型特定领域建模 GME

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面向IMA的AADL多范式建模及代码自动生成方法

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小型微型计算机系统 2021年第10期42卷 2223-2233页

作者：邱宝杨志斌周勇谢健王铁鑫郭鹏南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 高安全系统的软件开发与验证技术工信部重点实验室南京211106 航空工业计算所西安710065

综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)是安全关键领域中一类重要的复杂嵌入式系统,具有分布式、异构、计算资源和物理资源强耦合等特征,单一建模语言无法完全覆盖该类系统的建模要求.近年来,多范式建模方法(Multi-P... 详细信息

综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)是安全关键领域中一类重要的复杂嵌入式系统,具有分布式、异构、计算资源和物理资源强耦合等特征,单一建模语言无法完全覆盖该类系统的建模要求.近年来,多范式建模方法(Multi-Paradigm Modeling,MPM)已成为IMA设计的研究热点.AADL(Architecture Analysis and Design Language)是一种安全关键嵌入式系统体系结构描述语言,具有丰富的表达能力和可扩展性.本文提出一种面向IMA的AADL多范式建模及代码自动生成方法.首先,给出面向IMA的AADL多范式建模方法,即AADL用于表达IMA软硬件架构,AADL行为附件、同步语言SIGNAL和SDL(Specification and Description Language)用于描述软件构件的功能行为,分别支持状态机、同步数据流、异步执行等多种计算模型.其次,给出面向IMA的代码自动生成方法,涉及IMA任务、分区、内核3个层面的代码及其配置文件的自动生成.最后,在AADL开源建模环境OSATE中实现多范式建模和代码生成原型工具,并基于飞机空气增压系统案例,验证本文所提方法的有效性.

关键词： IMA 多范式建模 AADL 同步语言 SDL 代码生成

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安全关键系统多范式建模及安全性分析方法

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小型微型计算机系统 2022年第9期43卷 2005-2016页

作者：李书铭杨志斌谢健周勇陈静南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 高安全系统的软件开发与验证技术工信部重点实验室南京211106 北京计算机技术及应用研究所北京100854

随着安全关键系统的规模和复杂性不断增长,单一建模语言无法完全覆盖该类异构系统的建模要求.近年来,多范式建模方法逐渐成为表达复杂异构系统的有力手段,而安全性分析则是保证安全关键系统质量的重要步骤.本文提出一种面向安全关键系... 详细信息

随着安全关键系统的规模和复杂性不断增长,单一建模语言无法完全覆盖该类异构系统的建模要求.近年来,多范式建模方法逐渐成为表达复杂异构系统的有力手段,而安全性分析则是保证安全关键系统质量的重要步骤.本文提出一种面向安全关键系统的多范式建模及安全性分析方法.首先,使用SysML和AADL两种建模语言对安全关键系统进行多范式建模,SysML定义系统需求和逻辑架构,AADL则用于表达系统实现的物理架构、执行平台和应用软件运行时.其次,面向航空适航安全分析标准ARP4761的要求,对多范式模型进行安全性分析,即,为支持SysML系统定义层的安全性分析,提出安全性扩展附件SafetyProfile用于表达安全性信息,并将安全模型和SysML系统模型进行链接,自动生成功能危害评估报告和故障树;提出SysML系统模型和安全模型到AADL架构模型和错误附件模型的自动转换方法,并对AADL模型进行系统实现层的安全性分析.最后,设计实现了原型工具,并以航空领域的飞机空气增压系统(Airplane Air Compressor System)这一安全关键系统为案例,验证本文所提方法和工具的有效性.

关键词：安全关键系统多范式建模安全性分析 SysML AADL ARP4761

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基于Anylogic的应急疏散多范式建模研究

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消防科学与技术 2021年第5期40卷 683-687页

作者：郭浩翔胡玉玲北京建筑大学电子与信息工程学院北京100044 北京建筑大学建筑大数据智能处理方法研究北京市重点实验室北京100044

为解决目前应急疏散仿真模型存在的可操作性、复用性、可扩展性不足的问题,将多范式建模理论与应急疏散系统相结合,基于Anylogic平台提出一种应急疏散多范式建模方法。基于元模型的多范式建模思想,整个多范式疏散模型由疏散个体元模型... 详细信息

为解决目前应急疏散仿真模型存在的可操作性、复用性、可扩展性不足的问题,将多范式建模理论与应急疏散系统相结合,基于Anylogic平台提出一种应急疏散多范式建模方法。基于元模型的多范式建模思想,整个多范式疏散模型由疏散个体元模型、疏散环境元模型,以及应急离散事件元模型构成,并分别利用Agent智能体、微分方程以及离散事件对三者进行建模。进行了以火灾为应急情景的建筑内人员疏散案例分析。实验结果证明了该多范式建模方法的可行性。

关键词：应急疏散多范式建模元模型动态交互

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基于AnyLogic的应急疏散多范式建模研究

基于AnyLogic的应急疏散多范式建模研究

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作者：郭浩翔北京建筑大学

学位级别：硕士

随着全国各地城镇建设的快速发展,灾害性突发事件频发。应急疏散作为降低灾难性损失的重要手段,其研究对于灾害风险评估、疏散管控措施制定、以及建筑结构化设计都有着重要的指导意义。由于实际疏散实验实施的困难,目前应急疏散研究主... 详细信息

随着全国各地城镇建设的快速发展,灾害性突发事件频发。应急疏散作为降低灾难性损失的重要手段,其研究对于灾害风险评估、疏散管控措施制定、以及建筑结构化设计都有着重要的指导意义。由于实际疏散实验实施的困难,目前应急疏散研究主要是基于计算机模型的仿真研究,建立真实合理的应急疏散模型成为研究的关键。但是,目前提出的疏散模型普遍存在应急情景单一、模型复用性低、可操作性差、可扩展性不足的问题,导致方案缺乏灵活变通性,且后续扩展相对困难。同时,目前大多数疏散模型难以刻画灾情环境对于疏散个体的实时影响,疏散模拟结果存在一定误差。针对上述问题,本研究开创性地将多范式建模理论与应急疏散领域相结合,提出了应用于应急疏散领域的多范式建模方法,以满足诸如建筑消防演练模拟以及建筑物设计初期消防性能化设计多方案仿真的需求,并以Any Logic作为开发平台,北京建筑大学科研楼为疏散物理环境、火灾作为应急环境设计案例模型,验证模型的可行性、复用性。主要研究内容包括以下四部分:1.提出建模方法与模型框架梳理并总结应急疏散领域与多范式建模方法的研究现状,提出应用于应急疏散领域的多范式建模方法,并以数值仿真层、数据层、模型描述层为核心提出应急疏散多范式模型框架,确定对疏散个体、疏散事件以及疏散环境三大子系统分别建模的技术路线。2.利用元模型建模方法建立各子系统通过对火灾情景中疏散个体影响因素分析,从生理因素、心理因素、外界因素三方面设计疏散个体元模型,利用Agent多智能体建模仿真方法对所设计元模型进行实现,建立疏散个体子系统;通过分析建筑(科研楼)总体疏散流程,综合考虑引导事件对疏散进程的影响,针对疏散系统状态变化的时间节点设计疏散事件元模型,利用离散事件建模方法,建立疏散事件子系统;综合火灾模拟软件CFAST与Any Logic进行联合仿真,并建立烟气扩散模型与模型数据库表,动态抓取疏散个体坐标实现烟气对建筑内疏散个体的实时动态影响,建立疏散环境子系统。3.建立子系统交互以疏散个体作为子系统交互的核心,通过Any Logic的组件接口设置实现各子系统之间的交互,并实现疏散进程的动态模拟。所建立模型可以从2D与3D视角观测疏散进程与疏散过程细节。4.复用性仿真实验从建筑结构应急性能化设计、建筑空间安全容量评判、引导信号时间点设置三方面考虑,设置了大规模仿真实验,并结合疏散进程进行大量分析,结果表明,楼梯与出口宽度、不同疏散个体初始位置、引导信号发出时间均会对疏散过程造成影响,根据实验结果分别提出了针对性建议。根据实验目的,通过调整元模型参数可以灵活设置与调整疏散系统,以满足实验需求。证明了多范式建模方法应用于应急疏散领域的可行性、多范式模型的灵活复用性,仿真结果具有实际参考价值。综上,本研究基于Any Logic平台提出了一种新的应急疏散系统建模方法,为应急疏散模型研究提供了新的模型与思路。所建立的多范式模型充分考虑了建筑空间、应急环境对疏散个体的动态影响,且具有复用性、可操作性及可扩展性的优点。实验仿真研究结果显示,该模型可以对疏散过程进行更精确地模拟,在应用层面为相关部门进行多方案建筑消防模拟演练、建筑消防性能化评估以及建筑设计初期的防灾优化分析提供了新的模型。

关键词：应急疏散多范式建模元模型智能体离散事件动态交互

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安全关键系统多范式建模及安全性分析方法

安全关键系统多范式建模及安全性分析方法

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作者：李书铭南京航空航天大学

学位级别：硕士

安全关键系统广泛应用于航空航天等领域,其运行失效可能引起系统处于危险状态,从而导致灾难性后果。安全关键系统的设计与开发往往需要系统开发和安全性评估这两个互补的过程,不同的安全关键领域会制定相应的开发过程标准和指南。传统... 详细信息

安全关键系统广泛应用于航空航天等领域,其运行失效可能引起系统处于危险状态,从而导致灾难性后果。安全关键系统的设计与开发往往需要系统开发和安全性评估这两个互补的过程,不同的安全关键领域会制定相应的开发过程标准和指南。传统的纸质驱动系统开发过程存在系统需求不精确且与设计不一致、验证手段单一且滞后、开发时间成本较高等问题。一方面,模型驱动的安全关键系统设计与开发方法逐渐在国内外学术界和工业界得到广泛重视。随着安全关键系统日益复杂,单一的建模语言无法支持系统开发整个生命周期中的所有建模需求,而且模型验证往往面临着验证状态空间爆炸的问题。近年来,基于契约的组合验证方法成为解决这一问题的有效手段。另一方面,当前安全关键系统的安全性分析还面临着诸多挑战,主要体现在:安全分析与系统设计存在“两张皮”的问题,两者之间的数据不畅通导致安全分析低效,而且难以对复杂系统中软硬件紧密耦合、交互复杂所导致的安全性问题进行有效地分析。为此,本文提出一种基于Sys ML和AADL多范式模型的安全关键系统一体化安全性分析方法。结合Sys ML和AADL两种建模语言的优点对安全关键系统进行多抽象层次的多范式建模,Sys ML用于捕获系统需求并定义逻辑架构,AADL则实现物理架构、执行平台和应用软件运行时,从而将系统划分为系统定义层和系统实现层。主要研究成果如下: 首先,为支持系统定义层的安全性分析,提出面向ARP4761标准的安全性扩展Safety Profile,从需求图、活动图和状态机图三方面对Sys ML进行扩展,以此构建与系统模型相链接的Sys ML安全模型,并提出基于安全模型自动生成功能危害评估报告和故障树的方法。为支持系统定义层功能体系结构的组合验证,提出契约扩展OCRAContract Profile,构建与系统模型相链接的Sys ML契约模型,并给出基于契约模型自动生成OCRA模型的方法。其次,考虑多范式不同抽象级别模型之间的转换,提出Sys ML系统模型和安全模型自动转换到AADL架构模型和错误附件模型的方法以及AADL模型在实现层的精化方法。为支持系统实现层的安全性分析,给出对精化后的AADL模型进行故障树分析和失效模式及影响分析的方法,并给出基于AGREE框架的AADL模型组合验证方法,以支持系统实现层的功能体系结构组合验证。最后,设计和实现了安全关键系统一体化安全分析工具,并以工业界案例航空空气增压系统(Air Compressor System,ACS)为例进行分析,验证本文所提方法和工具的有效性。

关键词：安全关键系统多范式建模安全性分析组合验证 SysML AADL ARP4761

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多范式人工社会建模与多智能体仿真平台框架

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系统仿真学报 2011年第8期23卷 1702-1707页

作者：陈彬邱晓刚郭刚国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心长沙410073

ACP(Artificial Society,Computational Experiments,Parallel Execution)方法是一种新的解决突发事件应急管理的理论方法。基于ACP方法和多范式建模理论,提出了多范式人工建模方法及其运行支撑多智能体仿真环境,利用模型变换支持人工... 详细信息

ACP(Artificial Society,Computational Experiments,Parallel Execution)方法是一种新的解决突发事件应急管理的理论方法。基于ACP方法和多范式建模理论,提出了多范式人工建模方法及其运行支撑多智能体仿真环境,利用模型变换支持人工社会多领域建模,改造基于组件的并行仿真支撑形成支持FIPA(Foundation for Intelligent Physical Agents)协议的多智能体仿真引擎。以此为基础,最后提出了多范式人工社会建模与多智能体仿真平台框架。包括人工社会建模环境、人工社会运行环境和人工社会实验环境。该框架同时也是"非常规突发事件模拟仿真与计算实验集成升华平台"的重要支撑。

关键词： ACP方法多范式建模多智能体仿真人工社会建模环境人工社会运行环境人工社会实验环境

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基于多范式建模的能源互联网可靠性评估

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陕西电力 2015年第12期43卷 6-9,26页

作者：姜江枫丁涛寇宇胡源魏飞林刚电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 国网山东省电力公司临沂供电公司山东临沂276003

为了应对能源危机和环境污染的双重问题,能源互联网的建立迫在眉睫,导致能源供给的可靠性水平备受关注。能源互联网涵盖多种信息和能源的交互,传统可靠性评估方法难以实现对其评估。介绍了4种基础模型,并以此建立基于多范式理论的评估模... 详细信息

为了应对能源危机和环境污染的双重问题,能源互联网的建立迫在眉睫,导致能源供给的可靠性水平备受关注。能源互联网涵盖多种信息和能源的交互,传统可靠性评估方法难以实现对其评估。介绍了4种基础模型,并以此建立基于多范式理论的评估模型,同时给出评估算法,在AnyLogic平台搭建出能源互联网模型。最后对RTS-bus2算例及修改后的测试模型进行验证和评估。

关键词：能源互联网可靠性评估多范式建模

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基于DSM的效能仿真多范式组合建模方法研究

基于DSM的效能仿真多范式组合建模方法研究

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作者：李小波国防科学技术大学

学位级别：博士

武器装备作战效能评估是武器装备论证、研制、训练等工作的重要基础,能够对武器装备在典型想定下完成指定作战任务的能力和效果进行定量分析。作战效能评估涉及作战双方或多方的作战武器装备体系和作战人员,包含复杂的作战对抗过程和大... 详细信息

武器装备作战效能评估是武器装备论证、研制、训练等工作的重要基础,能够对武器装备在典型想定下完成指定作战任务的能力和效果进行定量分析。作战效能评估涉及作战双方或多方的作战武器装备体系和作战人员,包含复杂的作战对抗过程和大量的不确定因素。鉴于传统基于纯解析方法的局限性和物理实验的难以操作性,近年来,武器装备作战效能的评定逐步引入了基于仿真的方法,即作战效能仿真评估。一方面,作战效能仿真要求在武器装备体系对抗的条件下针对多个典型想定进行,存在着突出的组合建模需求;另一方面,武器装备体系涉及到多个专业领域,为提高建模抽象层次,需要对领域特定建模(DSM)进行研究。论文从以上两大需求出发,对所涉及的模型设计与实现中的五个问题进行整体性研究,从仿真建模全生命周期的角度构建了作战效能仿真的多范式建模组合框架,并对模型框架中的建模方法和关键技术进行了研究,主要工作和创新包括以下四个方面:(1)建立了基于DSM的效能仿真多范式组合建模框架。针对现有的四类统一型建模方法在支持组合建模和领域建模中的不足,本文在构建效能仿真统一模型框架的基础上,应用DSM方法,构建在多形式体系支持下的效能仿真领域组合建模框架,并对建模框架所包含的建模方法、建模过程和关键技术等进行了总体性描述,为效能仿真建模提供方法论指导和技术支撑。该框架在领域通用建模范式的基础上构建领域特定建模范式,将建模抽象层次提高到问题领域层次,并支持多领域多方法模型的组合和效能仿真应用的快速开发。(2)提出了基于仿真模型可移植性规范(SMP2)的效能仿真架构建模方法。虽然仿真应用在开发过程中大都采用了模型框架的思路,但是一般都采用非形式化或者隐式的方法描述模型框架。本文采用MDA的三抽象层次对模型框架进行形式化和显式地设计和实现,实现了领域本体向SMP2模型框架的自动转换,并根据SMP2/C++映射自动生成平台特定模型层次的可执行模型。该方法在概念建模层次提供了形式化的结构元素支持领域特定建模,并在模型实现层次提供了基于模型框架的集成机制以支持多领域模型和多形式体系模型的组合。(3)在效能仿真多形式体系行为建模研究的基础上提出了以状态为中心的组合建模方法。首先分析了武器装备的作战行为特征,提出了面向行为特征的模型设计思路;然后根据作战行为特征,提出了以状态为中心的多形式体系组合建模方法;接着探讨了基于形式体系的模型分析方法;最后研究了行为模型的自动化实现和行为模型集成。状态为中心的组合建模方法以面向内部状态建模的形式体系为中心,在元模型层次建立其它行为特征的形式体系与状态形式体系建模元素的映射和组合关系,从而支持基于多个形式体系针对性地描述武器装备多方面的行为特征。(4)在DSM相关研究的基础上提出了基于领域特定仿真建模(DSSM)的组合建模方法。首先在DSM在软件工程和建模仿真界的研究成果的基础上,结合效能仿真的特点提出的本体-结构-行为元建模方法,综合利用效能仿真领域本体的外部接口信息、子领域本体的结构信息和建模形式体系的行为特征,采用该方法建立领域特定仿真建模语言(DSSML)元模型并生成领域特定建模环境;然后采用模型转换技术实现了DSSML向形式体系的转换,支持基于形式体系的模型分析;最后研究了基于代码生成的领域特定模型自动实现和基于模型框架的领域模型集成。最后,在上述研究成果的基础上研究了建模框架在效能仿真建模中的应用。首先采用多范式建模框架及其支撑建模方法对典型领域中的典型武器装备进行领域组合建模,然后结合案例研究进行效能仿真应用的组合式开发以验证本文提出的建模框架、方法和技术。论文提出根据问题领域的特征在形式体系的基础上定制领域特定建模范式,将多范式建模方法从领域通用的形式体系层次提高到问题领域层次,能够有效地解决效能仿真中的组合建模和领域建模问题。论文提出了在模型框架约束下基于DSM进行多范式组合仿真建模的研究思路,对于其它涉及多领域组合建模问题的复杂系统仿真研究也具有很强的借鉴意义。

关键词：领域特定建模多范式建模模型框架效能仿真形式体系元建模模型转换模型驱动仿真工程

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面向IMA的AADL建模及代码自动生成方法研究

面向IMA的AADL建模及代码自动生成方法研究

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作者：邱宝南京航空航天大学

学位级别：硕士

安全关键系统广泛应用于航空电子、航天器、武器装备以及轨道交通等领域,这类系统具有高安全、资源受限、实时响应等特点。近年来,模型驱动开发方法在安全关键系统领域得到广泛应用。综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionic... 详细信息

安全关键系统广泛应用于航空电子、航天器、武器装备以及轨道交通等领域,这类系统具有高安全、资源受限、实时响应等特点。近年来,模型驱动开发方法在安全关键系统领域得到广泛应用。综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)是安全关键领域中一类重要的复杂嵌入式系统,具有分布式、异构、计算资源和物理资源强耦合等特征,单一建模语言无法完全覆盖该类系统的建模要求。多范式建模方法(Multi-Paradigm Modeling,MPM)已成为IMA系统设计的研究热点。AADL(Architecture Analysis and Design Language)是一种安全关键嵌入式系统体系结构描述语言,具有丰富的表达能力和可扩展性。本文提出一种面向IMA的AADL建模及代码自动生成方法,重点研究了面向IMA的AADL多范式建模、AADL模型的组合验证和AADL代码自动生成方法;设计并开发了相关的原型工具,并以飞机空气增压系统为例验证方法的有效性。本文的主要研究成果如下:首先,提出面向IMA的AADL多范式建模方法,AADL用于表达IMA系统软硬件体系结构,并通过扩展属性集Property Set4IMA,使AADL模型能够使用AADL行为附件BA、SDL(Specification and Description Language)和同步语言SIGNAL描述构件功能行为,分别支持状态机、同步数据流、异步执行模型等多种计算模型,通过ARINC653属性集精化的方式向模型中添加平台相关属性得到平台相关的AADL模型。其次,提出面向IMA的AADL模型的组合验证方法,给出基于自然语言需求的契约模式定义语言(Contract Pattern Language,CPL),并给出CPL到AADL组合验证扩展附件(AGREE ANNEX)的转换算法CPL2AGREEANNEX,通过验证飞机空气增压系统案例说明方法的有效性。然后,提出面向IMA的AADL代码自动生成方法,涉及内核、分区、任务三个层面的代码自动生成,其中内核层是管理分区和配置系统资源,通过时空隔离来实现安全性和可靠性需求,包含内核服务和内核配置文件;分区层主要是管理任务和任务的通信,包含分区的初始化、分区任务代码和分区部署;任务层是描述系统的功能行为,包含SDL、SIGNAL、BA和数据构件的代码自动生成。最后,基于开源工具OSATE对本文所提方法设计并开发相应的原型工具,并以航空领域的飞机空气增压系统(Airplane Air Compressor System,AACS)作为案例,说明方法和工具的有效性。

关键词： IMA AADL 多范式建模组合验证代码自动生成

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