核反应堆冷却剂系统智能事故诊断模型研究

1

作者 闫家胜 隋阳 +3 位作者 戴滔 刘家义 金艺 贾晓龙 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期282-292,共11页

尽管人工智能技术在核电厂的事故诊断领域中已被广泛应用,但传统模型存在诊断准确性不足、泛化性较弱等缺陷,难以满足核反应堆冷却剂系统(NRCS)对于事故诊断的高要求。本研究建立了一种NRCS智能事故诊断新模型。首先,为提高模型事故诊... 尽管人工智能技术在核电厂的事故诊断领域中已被广泛应用,但传统模型存在诊断准确性不足、泛化性较弱等缺陷,难以满足核反应堆冷却剂系统(NRCS)对于事故诊断的高要求。本研究建立了一种NRCS智能事故诊断新模型。首先,为提高模型事故诊断的准确性,应用了卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU),结合CNN强大的特征提取能力和GRU高效的时序数据分类能力,建立了NRCS事故诊断模型(CNN-GRU模型);其次,为提高模型的泛化性,应用灰狼优化(GWO)算法,在CNN-GRU模型中自适应优化超参数,建立了NRCS智能事故诊断模型(GWO-CNN-GRU模型);最后,为验证所提出模型的性能,本研究以核电厂仿真与严重事故分析仪(PCTRAN)中的NRCS为研究对象,模拟测试了1种正常工况和4种典型事故工况的诊断过程。结果显示,在CPR1000堆型的NRCS测试集上,所提出模型的事故诊断平均准确率为99.6%,相较于GRU和CNN-GRU模型分别提高了2.1%和1.5%;同时,在AP1000堆型的NRCS测试集上,所提出模型的事故诊断平均准确率为99.5%,相较于其他两种模型分别提高了1.7%和1.3%。因此,本文提出的模型在准确性和泛化性方面均表现出优异性能,为NRCS智能事故诊断提供了重要参考。 展开更多

关键词 核反应堆冷却剂系统(NRCS) 智能事故诊断 卷积神经网络(CNN) 门控循环单元(GRU) 灰狼优化(GWO)算法

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基于CEEMDAN-PCA-AC-CNN模型的离心泵故障识别技术 被引量：1

2

作者 李曈希 刘志龙 +3 位作者 罗骞 曾真 王钦超 聂常华 《核动力工程》 北大核心 2025年第1期265-272,共8页

为确保离心泵的长期健康稳定运行,对其进行在线监测与故障识别显得尤为重要。本文提出了一种基于自适应噪声的集合经验模态分解(CEEMDAN)-主成分分析(PCA)-自相关(AC)-卷积神经网络(CNN)的设备故障识别模型。首先将采集到的振动信号进行... 为确保离心泵的长期健康稳定运行,对其进行在线监测与故障识别显得尤为重要。本文提出了一种基于自适应噪声的集合经验模态分解(CEEMDAN)-主成分分析(PCA)-自相关(AC)-卷积神经网络(CNN)的设备故障识别模型。首先将采集到的振动信号进行CEEMDAN,对得到的内涵模态函数(IMF)分量进行判别,剔除噪声分量,重构第一轮去噪信号。再通过PCA对一轮去噪的信号进行二次降噪处理。然后将经历2次降噪处理后的信号进行AC处理,送入CNN作为输入数据,对模型进行训练。通过对某离心泵故障进行实验验证,结果表明:本文提出的方法相较于传统双层降噪结合CNN的算法、CEEMD-小波降噪-AC-CNN等算法具有更好的抗干扰性能与更快的模型收敛速度,具有更高的识别准确率与更好的鲁棒性,在同等量级下,识别准确率高达97.9%。 展开更多

关键词 自适应噪声的集合经验模态分解(CEEMDAN) 主成分分析(PCA) 信号降噪 卷积神经网络(CNN) 故障识别

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基于故障树分析的核动力装置实时智能故障诊断专家系统设计 被引量：10

3

作者 蔡猛 张大发 +1 位作者 张宇声 金仁喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期373-377,共5页

为实时有效诊断核动力装置故障,提高装置可靠性,本文在传统专家系统的基础上引入故障树分析技术,设计了基于综合诊断重要度的推理机制,引入机理模型诊断技术对专家系统诊断结果进行验证,进一步提高诊断系统的可靠性。

关键词 专家系统 故障诊断 故障树

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适用于核动力设备故障诊断的改进粒子群优化算法 被引量：7

4

作者 刘锐 李铁萍 +1 位作者 周国强 田欣鹭 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期837-841,854,共6页

提出一种基于改进粒子群优化(IPSO)算法的核动力设备故障诊断方法.利用已知核动力设备故障征兆集合,选用概率因果模型求解具有最大后验概率的故障集合;在传统粒子群优化(PSO)算法的基础上,利用佳点集原理对PSO算法进行初始化,优化了粒... 提出一种基于改进粒子群优化(IPSO)算法的核动力设备故障诊断方法.利用已知核动力设备故障征兆集合,选用概率因果模型求解具有最大后验概率的故障集合;在传统粒子群优化(PSO)算法的基础上,利用佳点集原理对PSO算法进行初始化,优化了粒子群的初始化范围;借助自适应调整的惯性权重法,避免PSO算法未成熟收敛,加快了收敛速度.最后通过算例证明该方法的有效性.结果表明:基于改进粒子群优化算法的概率因果模型不受故障样本的限制,具有较好的通用性,且模型故障诊断精度较高、寻优速度快. 展开更多

关键词 核动力设备 故障诊断 粒子群优化算法 佳点集

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基于信息融合技术的核动力装置智能故障诊断系统研究 被引量：4

5

作者 蔡猛 张大发 +1 位作者 张宇声 金仁喜 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期105-108,113,共5页

将信息融合技术应用到船用核动力装置故障诊断中,建立由故障树专家系统、神经网络诊断系统和机理模型验证系统构成的空间融合架构,充分利用系统深层知识、浅层知识和机理模型知识,经仿真验证,信息融合诊断系统可有效提高故障诊断的可靠性。

关键词 故障诊断 信息融合 神经网络 专家系统

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核动力系统神经网络故障诊断专家系统研究 被引量：4

6

作者 梁洁 蔡琦 王晓龙 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1479-1485,共7页

以核动力系统故障诊断专家系统所存储的产生式规则库为依据,构造专家系统人工神经网络模块,建立具有并行推理能力的神经网络推理机制和实例学习能力的知识获取机制。在此基础上,建立了针对所构建神经网络的推理解释机制。系统融合了传... 以核动力系统故障诊断专家系统所存储的产生式规则库为依据,构造专家系统人工神经网络模块,建立具有并行推理能力的神经网络推理机制和实例学习能力的知识获取机制。在此基础上,建立了针对所构建神经网络的推理解释机制。系统融合了传统专家系统和神经网络各自优势,能高效、准确地进行实例推理、诊断解释并能有效地从实例中获取知识。 展开更多

关键词 核动力系统 产生式规则 感知器 专家系统 最大间隔法

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基于粒子群优化算法的压水堆失水事故研究 被引量：3

7

作者 马杰 郭立峰 彭俏 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期89-91,96,共4页

为提高对失水事故的诊断能力,在反向传播(BP)算法基础上,建立基于粒子群优化(PSO)算法的故障诊断网络,利用PSO算法训练神经网络的权重和阈值,以克服BP算法易陷入局部极小问题。仿真试验表明,该诊断网络对失水事故有较高的诊断精度。

关键词 失水事故 群智能 粒子群优化算法 优化 故障诊断

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基于遗传算法的核动力设备实时故障诊断系统 被引量：4

8

作者 蔡猛 张大发 张宇声 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期111-114,130,共5页

在神经网络故障诊断研究的基础上,将遗传算法引入神经网络优化,并在此基础上设计了核动力设备遗传优化神经网络实时故障诊断系统。测试结果表明,该故障诊断系统能迅速、准确、可靠地诊断出所设故障。

关键词 故障诊断 神经网络 遗传算法

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钠冷快堆一回路主循环泵在厂外主辅电源切换工况下的运行特性研究 被引量：3

9

作者 郭晓娴 谷继品 +3 位作者 朱皓 刘洋 李太峰 张虎 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期104-108,共5页

在厂外主辅电源切换时,为避免因一回路主循环泵(简称主泵)运行引起反应堆保护停堆或电机辅助绕组启动,对主泵惰转特性及转速控制进行分析,分别对快切和慢切工况下主泵的快速飞车启动和搜频飞车启动模式进行研究,给出了不同模式下主泵的... 在厂外主辅电源切换时,为避免因一回路主循环泵(简称主泵)运行引起反应堆保护停堆或电机辅助绕组启动,对主泵惰转特性及转速控制进行分析,分别对快切和慢切工况下主泵的快速飞车启动和搜频飞车启动模式进行研究,给出了不同模式下主泵的最低转速预测模型,分析出了快切工况(断电1.5 s)下主泵最低转速为708.3 r/min,慢切工况(断电10 s)下最低转速为341.2 r/min。在主泵水台架上,用1.5 s和10 s断电试验来模拟厂外主辅电源快切和慢切工况,试验结果表明,快切工况下主泵最低转速为689 r/min;慢切工况下主泵最低转速为346.7 r/min。最低转速预测值与试验值吻合较好,偏差小于3%。试验验证了主泵在主辅电源切换工况下的运行特性,可实现快切不导致反应堆保护停堆,慢切不导致辅助绕组启动,对反应堆安全运行具有指导意义。 展开更多

关键词 厂外主辅电源切换 钠冷快堆 主循环泵(简称主泵) 控制系统

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反应堆补水系统诊断贝叶斯网络的建立和应用 被引量：2

10

作者 梁洁 蔡琦 +1 位作者 初珠立 王海萍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1840-1844,共5页

建立了补水系统贝叶斯故障诊断网络。在结合补水系统结构特点、运行规程和专家经验的基础上构建了初始诊断贝叶斯网络,运用基于微粒群优化的贝叶斯网络学习算法学习故障数据集,进一步构建完整网络,并进行推理分析。所建网络能有效分析... 建立了补水系统贝叶斯故障诊断网络。在结合补水系统结构特点、运行规程和专家经验的基础上构建了初始诊断贝叶斯网络,运用基于微粒群优化的贝叶斯网络学习算法学习故障数据集,进一步构建完整网络,并进行推理分析。所建网络能有效分析和更新系统中各节点故障概率,为故障诊断提供辅助决策。 展开更多

关键词 补水系统 故障诊断 贝叶斯网络 微粒群优化 不确定性

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基于免疫遗传算法的核动力船舶设备故障诊断 被引量：4

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作者 刘锐 李铁萍 +1 位作者 韩向臻 周国强 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第5期118-122,共5页

针对传统遗传算法收敛速度慢且容易未成熟收敛引起的核动力船舶设备故障诊断响应延迟、误诊、漏诊问题,提出一种基于信息熵的免疫遗传算法用于核动力船舶设备的故障诊断:利用已知船舶设备故障征兆集合,选用概率因果模型,引入信息熵免疫... 针对传统遗传算法收敛速度慢且容易未成熟收敛引起的核动力船舶设备故障诊断响应延迟、误诊、漏诊问题,提出一种基于信息熵的免疫遗传算法用于核动力船舶设备的故障诊断:利用已知船舶设备故障征兆集合,选用概率因果模型,引入信息熵免疫遗传算法,求解具有最大后验概率的故障集合。某船用核动力蒸汽发生器与液压泵故障仿真结果表明,基于信息熵免疫遗传算法优化的概率因果模型不受故障样本的限制,具有较好的通用性,且模型故障诊断精度较高、寻优速度快。本方法同样适用于其他领域的故障诊断问题。 展开更多

关键词 核动力船舶 故障诊断 信息熵 免疫遗传算法

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国外核潜艇反应堆系统事故浅析 被引量：8

12

作者 卢川 张丹 鲜麟 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期442-449,共8页

本文针对国外已发生的核潜艇反应堆系统事故进行了梳理分析研究,发现国外核潜艇反应堆系统事故多发生于早期型号,近年各国在役及新一代核潜艇未出现反应堆系统发生事故的报道。此外,还发现各国已发生的核潜艇反应堆系统事故中,失水事故... 本文针对国外已发生的核潜艇反应堆系统事故进行了梳理分析研究,发现国外核潜艇反应堆系统事故多发生于早期型号,近年各国在役及新一代核潜艇未出现反应堆系统发生事故的报道。此外,还发现各国已发生的核潜艇反应堆系统事故中,失水事故和反应性事故所占比例最大。本文研究表明,通过先进核安全方法及技术的采用、核安全文化的重视、核安全监管力度的加强,反应堆系统事故可不会给核潜艇带来额外的事故风险,核反应堆及核安全能够不成为制约核潜艇发展的主要因素。 展开更多

关键词 核潜艇 反应堆 事故

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压水堆中铬金属的产氢机理分析

13

作者 吕雪峰 张永祥 +3 位作者 李丹 汝小龙 邹文重 詹易 《现代电力》 2011年第3期62-65,共4页

为了从微观上寻找减少或控制氢气生成的措施,研究了压水堆核电站严重事故下金属铬和水反应生成氢气的微观机理,并计算了反应速率常数。铬水反应产氢的微观机理采用量子化学理论,应用量子化学软件包Gaussian03,在B3LYP/6-311++G(d,p)理... 为了从微观上寻找减少或控制氢气生成的措施,研究了压水堆核电站严重事故下金属铬和水反应生成氢气的微观机理,并计算了反应速率常数。铬水反应产氢的微观机理采用量子化学理论,应用量子化学软件包Gaussian03,在B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平上进行研究。过渡态通过振动频率分析和最低能量路径计算确认,反应速率常数根据传统过渡态理论进行计算。计算结果表明,铬水反应是由两个基元反应Cr+H2O→CrOH+H和CrOH+H→CrO+H2组成的总包反应,其中基元反应CrOH+H→CrO+H2的正反应速率常数较小,该基元反应是铬水反应产氢的速控步。因此,在微观上减少或控制铬水反应产氢的措施应从基元反应CrOH+H→CrO+H2入手。 展开更多

关键词 压水堆 严重事故 铬 氢气 反应机理 速率常数

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基于贝叶斯网络的余热排出泵故障诊断

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作者 梁洁 蔡琦 +2 位作者 初珠立 李世停 王海萍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期335-340,共6页

基于余热排出泵的故障树建立了贝叶斯故障诊断网络。在FT/BN基本转换的基础上,分析了多态逻辑表达的方法和不确定性问题的条件概率表的确定,运用专家分段投票的方法建立了BN网络根节点概率。所建网络可通过节点重要度、灵敏度分析和双... 基于余热排出泵的故障树建立了贝叶斯故障诊断网络。在FT/BN基本转换的基础上,分析了多态逻辑表达的方法和不确定性问题的条件概率表的确定,运用专家分段投票的方法建立了BN网络根节点概率。所建网络可通过节点重要度、灵敏度分析和双向诊断等功能为设备设计使用和维修决策提供参考。 展开更多

关键词 余热排出泵 故障诊断 贝叶斯网络 多态逻辑 不确定性

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摇摆条件下自然循环流量的混沌时间序列预测

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作者 袁灿 蔡琦 +1 位作者 郭里 晏峰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期60-63,共4页

采用相空间重构和支持向量机相结合的方法建立混沌时间序列预测模型,用该模型对冷却剂体积流量进行预测。应用粒子群算法对模型中参数取值进行同步优化后,预测值与实际测量值的平均相对误差为1.5%,相对精度为0.9879。结果表明,该模型能... 采用相空间重构和支持向量机相结合的方法建立混沌时间序列预测模型,用该模型对冷却剂体积流量进行预测。应用粒子群算法对模型中参数取值进行同步优化后,预测值与实际测量值的平均相对误差为1.5%,相对精度为0.9879。结果表明,该模型能够用于摇摆条件下自然循环的冷却剂体积流量预测,且具有较高的精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 摇摆条件 混沌序列 自然循环 相空间重构 支持向量机

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基于遗传神经网络与信息融合的实时智能故障诊断系统研究

16

作者 蔡猛 张大发 +2 位作者 张宇声 金仁喜 陈登科 《船海工程》 2010年第5期173-176,180,共5页

在传统BP神经网络的基础上引入聚类分析方法与遗传优化算法,可有效降低BP神经网络的训练难度并提高其训练精度;为有效利用各诊断单元的诊断结果,引入D-S证据理论对结论进行决策分析。仿真测试表明,该故障诊断系统能迅速、准确、可靠的... 在传统BP神经网络的基础上引入聚类分析方法与遗传优化算法,可有效降低BP神经网络的训练难度并提高其训练精度;为有效利用各诊断单元的诊断结果,引入D-S证据理论对结论进行决策分析。仿真测试表明,该故障诊断系统能迅速、准确、可靠的诊断出各种故障。 展开更多

关键词 故障诊断 神经网络 遗传算法 聚类分析 信息融合

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摇摆条件下自然循环流量的混沌时间序列预测

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作者 段孟强 《科技创新导报》 2015年第15期220-221,共2页

针对摇摆条件下,核动力装置自然循环出现的自相关性、非线性以及高度耦合性等特点,建立了一种基于耦合数据的混沌时间序列预测模型。通过研究摇摆条件下自然循环的流动特性,以相空间重构技术为基础,研究了混沌时间序列耦合多变量预测方... 针对摇摆条件下,核动力装置自然循环出现的自相关性、非线性以及高度耦合性等特点,建立了一种基于耦合数据的混沌时间序列预测模型。通过研究摇摆条件下自然循环的流动特性,以相空间重构技术为基础,研究了混沌时间序列耦合多变量预测方法。为了验证算法的有效性,以冷却剂剂体积流量为例,利用所建模型进行预测,预测值的相对精度为0.9712。结果表明,该模型的预测精度好、鲁棒性高,能够用于摇摆条件下自然循环的冷却剂体积流量预测。 展开更多

关键词 摇摆条件 混沌序列 相空间重构 耦合多变

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舰船核动力装置事故处理规程的改进 被引量：5

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作者 吴建平 蔡琦 +1 位作者 袁灿 刘俊腾 《四川兵工学报》 CAS 2014年第11期137-139,共3页

研究开发完善的事故处理规程是保证核动力装置安全运行的重要措施之一,在全面分析核电厂事故处理规程研究发展的基础上,根据舰船核动力装置的特点,提出了舰船核动力装置事故处理规程开发的基本原则和改进方案,为规程的持续改进完善提供... 研究开发完善的事故处理规程是保证核动力装置安全运行的重要措施之一,在全面分析核电厂事故处理规程研究发展的基础上,根据舰船核动力装置的特点,提出了舰船核动力装置事故处理规程开发的基本原则和改进方案,为规程的持续改进完善提供了借鉴。 展开更多

关键词 核动力装置 事故处理规程 核电厂

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反应堆卸料燃料组件吊运跌落事故辐射安全分析 被引量：5

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作者 吴耀 李莉 +3 位作者 毛常磊 董传江 左伟 金涛 《核安全》 2018年第3期47-51,共5页

在反应堆卸料过程中,燃料组件吊运是关键操作之一,由于在燃料组件吊运时发生跌落事故的后果较为严重,需要预先对该事故进行详细分析,评价事故对工作人员、公众及环境的影响。本文从事故起因、事故进程、事故缓解措施、事故处理程序及事... 在反应堆卸料过程中,燃料组件吊运是关键操作之一,由于在燃料组件吊运时发生跌落事故的后果较为严重,需要预先对该事故进行详细分析,评价事故对工作人员、公众及环境的影响。本文从事故起因、事故进程、事故缓解措施、事故处理程序及事故后果等方面对燃料组件吊运跌落事故进行了描述、分析和评价。从事故分析可见,发生燃料组件吊运跌落事故时,由于^(85)Kr的逸出而造成工作人员受到浸没外照射的剂量不超过1.28×10^(-1)m Sv。工作人员对事故进行处理而受照的剂量最大为15 m Sv。从环境影响评价可知,事故致使厂址N方向距离厂址边界约1.5 km处村庄公众接受的个人有效剂量最大,为2.56×10^(-6)m Sv,10 km范围内公众集体有效剂量为3.75×10-2人·m Sv。 展开更多

关键词 反应堆卸料 燃料组件跌落 事故分析

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华龙一号失水事故后安全壳内气溶胶自然沉降现象研究 被引量：7

20

作者 刘建昌 陈忆晨 +4 位作者 余剑 陈韵茵 沈永刚 张亚培 苏光辉 《核安全》 2022年第1期75-81,共7页

对于未采用喷淋系统的安全壳设计,安全壳内的自然沉降过程是放射性核素在安全壳内的一个重要去除机理。本文给出了重力沉降、扩散电泳、热电泳和布朗扩散四种自然沉降机理的沉降速率分析模型,对华龙一号冷管段双端剪切大破口失水事故后... 对于未采用喷淋系统的安全壳设计,安全壳内的自然沉降过程是放射性核素在安全壳内的一个重要去除机理。本文给出了重力沉降、扩散电泳、热电泳和布朗扩散四种自然沉降机理的沉降速率分析模型,对华龙一号冷管段双端剪切大破口失水事故后安全壳内气溶胶自然沉降现象开展了研究,分析了气溶胶粒径分布特性、气溶胶释放假设对自然沉降现象的影响。分析结果表明,气溶胶的粒径分布特性影响自然沉降过程,即粒径越大,重力沉降机理的贡献越大,而热电泳沉降机理的贡献机理逐渐减小;相比线性释放假设,采用瞬时释放假设,高估了瞬态过程中的沉降质量。 展开更多

关键词 气溶胶 自然沉降 华龙一号

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