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基于t-分布随机邻域嵌入融合最优多频带盒维数的牵引整流器故障诊断 被引量:1
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作者 毛向德 董海鹰 梁金平 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期531-543,共13页
针对电力机车牵引变流器中故障率较高的牵引整流器,提出一种基于t-分布随机邻域嵌入(t-SNE)融合最优多频带盒维数特征的故障诊断方法。首先,在最优小波基函数的基础上,利用小波包分解牵引整流器在不同工况、不同运行模式下的故障信号,... 针对电力机车牵引变流器中故障率较高的牵引整流器,提出一种基于t-分布随机邻域嵌入(t-SNE)融合最优多频带盒维数特征的故障诊断方法。首先,在最优小波基函数的基础上,利用小波包分解牵引整流器在不同工况、不同运行模式下的故障信号,得到一系列的最优频带;其次,计算各频带系数的分形盒维数,作为高维故障特征;最后,采用t-SNE流形学习对高维特征进行融合,以减少特征之间的冲突和冗余,得到简单敏感的故障特征。结果表明:信噪比为30 dB时,15种故障模式的最终诊断结果为99.79%,对不同的信噪比仍有较高的准确率。与其他方法相比,所提方法对不同类型开关器件(绝缘栅双极晶体管和电力二极管)的开路故障具有较高的诊断率和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 牵引整流器 能熵比 分形盒维数 t-分布随机邻域嵌入 特征融合
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轮轨横移黏着作用下轨道车辆轮对−齿轮传动系统动力学研究
2
作者 樊林放 徐向阳 +2 位作者 田富文 倪元庆 陈兆玮 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期807-818,共12页
针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变... 针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变啮合刚度、非线性轴承接触力等因素,建立轮轨横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动力学模型;最后分析不同曲线段下轮轨黏着接触特性以及曲线半径、运行速度对传动系统动态特性的影响。研究结果表明:当横移量为0 mm时,左右轮轨接触斑对称且面积相等,两侧最大法向接触应力均为155.1 MPa,且位于接触斑正中心,两侧最大切向接触应力均为40.2 MPa,且均位于接触斑左侧滑移区;随着正向横移量增大,左侧轮轨法、切向接触应力幅值先减小后增大,右侧法向、切向应力幅值逐渐减小,且分布位置向轮对中心偏移,接触斑滑动区占比逐渐增大,轮轨黏着接触性能逐渐恶化;随着曲线半径减小和运行速度增加,齿轮啮合力、轴承接触力和左右侧横向轮轨力都随之增大,从而加剧系统振动,并且在内外耦合激励影响下,左侧轴承接触力和轮轨力均比右侧的高。 展开更多
关键词 轨道车辆 轮对横移 轮轨黏着 传动系统 动态特性
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牵引与制动工况下城市轨道交通车辆结构强度分析方法 被引量:1
3
作者 于春洋 程亚军 +4 位作者 刘春艳 薛宁鑫 姜春龙 廉帅 王家兴 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期72-76,共5页
[目的]牵引载荷和制动载荷过大,是城市轨道交通车辆牵引梁-枕梁-缓冲梁结构(以下简称“牵枕缓结构”)焊缝产生疲劳裂纹的重要原因之一。为了有效控制车辆结构产生裂纹的可能性,需要在设计阶段对牵引与制动工况下车辆结构强度的分析方法... [目的]牵引载荷和制动载荷过大,是城市轨道交通车辆牵引梁-枕梁-缓冲梁结构(以下简称“牵枕缓结构”)焊缝产生疲劳裂纹的重要原因之一。为了有效控制车辆结构产生裂纹的可能性,需要在设计阶段对牵引与制动工况下车辆结构强度的分析方法进行深入研究。[方法]以我国某城市轨道交通线路为研究对象,通过线路试验数据分析受力点载荷的相位关系,对牵引与制动工况下载荷的相位测试结果进行分析。在阐述牵引与制动工况下载荷分配理论的基础上,设计了4个有限元模型约束方案,以分析不同方案下的车辆牵枕缓结构强度,对比仿真载荷值与试验载荷值。选取牵枕缓结构与底架焊接的3处主要焊缝,分析了3处焊缝在4个建模方案下的疲劳评估结果。[结果及结论]方案1—方案3下,载荷通过惯性载荷的形式施加,牵引与制动工况下受力点的载荷分配比例、受力方向同列车运行时的载荷分配比例、受力方向不一致。方案4(集中力加载形式)能较好地反映受力点载荷的相位关系及载荷大小。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车牵引工况 列车制动工况 车辆结构强度
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基于Markov模型的高速列车牵引传动系统可靠性评估 被引量:18
4
作者 孟苓辉 刘志刚 +2 位作者 刁利军 徐春梅 王磊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期23-27,共5页
研究高速列车牵引传动系统关键设备故障机理,分析其可靠性及失效率模型,并对系统定义了"安全"、"亚安全"和"故障"三种状态,建立系统马尔科夫(Markov)状态转移模型,求解出系统可靠性随时间的变化趋势图,... 研究高速列车牵引传动系统关键设备故障机理,分析其可靠性及失效率模型,并对系统定义了"安全"、"亚安全"和"故障"三种状态,建立系统马尔科夫(Markov)状态转移模型,求解出系统可靠性随时间的变化趋势图,并对比分析不同设备在不同失效率条件下对系统可靠性的影响。对列车安全评估及维护维修具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 牵引传动系统 马尔科夫模型 失效率 可靠性 安全评估
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基于累积损伤理论的铝电解电容疲劳损伤估算方法 被引量:21
5
作者 卢西伟 刘志刚 +1 位作者 王磊 全恒立 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期13-18,共6页
基于线性累积损伤理论提出了一种使用累积损伤度的电解电容疲劳损伤评估方法。文中分析了电解电容的老化机理、老化过程中的主要影响因素以及老化过程的线性累积效应,以纹波电流热效应的累积值作为衡量电解电容疲劳极限和疲劳损伤的量... 基于线性累积损伤理论提出了一种使用累积损伤度的电解电容疲劳损伤评估方法。文中分析了电解电容的老化机理、老化过程中的主要影响因素以及老化过程的线性累积效应,以纹波电流热效应的累积值作为衡量电解电容疲劳极限和疲劳损伤的量纲对损伤度进行计算,根据对不同纹波电流损伤度进行求和所得到的总体累积损伤度对电解电容的疲劳损伤情况进行直接评估。文中详细介绍了损伤度的累积迭代计算方法。 展开更多
关键词 累积损伤理论 电解电容 疲劳损伤度 累积损伤度
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低开关频率下PWM调制方法研究 被引量:33
6
作者 周明磊 游小杰 王琛琛 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期53-57,共5页
在交直交电力机车等大功率牵引传动系统中,受到逆变器开关频率的限制,通常采用多模式PWM方法.本文中分析了低开关频率下多模式PWM的实现方法.在低载波比条件下采用了一种中间60°调制方法,并研究了不同模式PWM之间的切换条件,实现... 在交直交电力机车等大功率牵引传动系统中,受到逆变器开关频率的限制,通常采用多模式PWM方法.本文中分析了低开关频率下多模式PWM的实现方法.在低载波比条件下采用了一种中间60°调制方法,并研究了不同模式PWM之间的切换条件,实现了异步调制、同步调制和中间60°调制之间的平滑过渡,并通过仿真和实验验证了分析的正确性. 展开更多
关键词 PWM调制 低开关频率 同步调制 中间60°调制
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盘式永磁同步电机直接驱动独立车轮及导向控制技术 被引量:8
7
作者 孙效杰 陆正刚 张劲 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期93-98,共6页
为解决低地板轻轨车辆所用传统电机体积大、能效低等问题,提出架悬盘式永磁同步电机(PMSM)解决方案。PMSM通过弹性万向节直接驱动低地板轻轨车辆的独立车轮;以滑模观测器获得的PMSM转子位置角和角速度的估计值作为控制依据,实现无位置... 为解决低地板轻轨车辆所用传统电机体积大、能效低等问题,提出架悬盘式永磁同步电机(PMSM)解决方案。PMSM通过弹性万向节直接驱动低地板轻轨车辆的独立车轮;以滑模观测器获得的PMSM转子位置角和角速度的估计值作为控制依据,实现无位置传感器的PMSM矢量控制;转向架同一侧的2个电机采用偏差耦合控制,以保持纵向转速同步;对左右两侧的电机,根据反馈的其转速差估计值进行控制,以保证车辆在直线上行驶时左右车轮同步,在曲线上行驶时左右车轮转速差合理。根据采用独立车轮的低地板轻轨车辆动力学方程,运用MATLAB/Simulink软件建模对该方案进行仿真验证。结果表明:采用该方案的车辆在直线上行驶时左右车轮同步,而且具有恢复自导向的能力;在曲线上行驶时通过控制左右车轮的转速差,能够使轮对几乎沿轨道中心线运行,横移量小于1mm,冲角接近于0,且因导向控制而消耗的电机功率不超过250W。 展开更多
关键词 永磁同步电机 架悬式 盘式 直接驱动 独立车轮 导向控制 轻轨车辆
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无速度传感器控制技术及其在大功率牵引传动中的应用研究 被引量:18
8
作者 丁荣军 桂卫华 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期75-81,共7页
首先介绍在大功率电力牵引交流传动中,速度传感器在实际应用中存在故障率高的问题,总结了采用无速度传感器控制带来的诸多优点,接着分析了目前国外无速度传感器技术研究及其在轨道牵引传动中应用的现状,总结了异步电机转速在线估计的常... 首先介绍在大功率电力牵引交流传动中,速度传感器在实际应用中存在故障率高的问题,总结了采用无速度传感器控制带来的诸多优点,接着分析了目前国外无速度传感器技术研究及其在轨道牵引传动中应用的现状,总结了异步电机转速在线估计的常用方法,分析了各种方法的优缺点和应用前景。针对无速度传感器技术在轨道牵引传动中应用的主要难点——电动机带速度重投、零频附近稳定运行等进行分析,介绍了目前国外解决这几个难点的技术方案,总结了进一步提高转速估计精度的方法,预测了无速度传感器技术在轨道牵引传动中应用的前景。 展开更多
关键词 异步电机 电力牵引 无速度传感器 速度估计
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市域动车组空压机组工作率优化研究
9
作者 刘俊言 阳靖 何小军 《电力机车与城轨车辆》 2025年第4期127-130,共4页
文章首先对空压机组工作率低的影响进行了分析,然后基于工作率的计算方式,从增加空压机组启机时间(增加耗气量)或减小空压机组的充风量两个方向出发,提出了工作率的优化措施,最后针对某型市域动车组空压机组内部锈蚀案例进行了分析。
关键词 空压机组 工作率 油乳化 市域动车组
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基于应力损伤的电力机车传动系统损伤度模型 被引量:2
10
作者 卢西伟 刘志刚 沈茂盛 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期13-16,共4页
参照现有机械结构应力损伤基本原理,分析电力机车传动系统设备故障的本质原因,提出一种基于应力分析的电力机车传动系统损伤度模型.该模型采用迈因纳准则和可靠性原理,对电力机车传动系统设备进行大修期限估算,计算出各个关键设备的损伤... 参照现有机械结构应力损伤基本原理,分析电力机车传动系统设备故障的本质原因,提出一种基于应力分析的电力机车传动系统损伤度模型.该模型采用迈因纳准则和可靠性原理,对电力机车传动系统设备进行大修期限估算,计算出各个关键设备的损伤度,从而估算出电力机车传动系统的大修期限. 展开更多
关键词 电力机车传动系统 应力损伤 迈因纳准则 大修期限
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基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究 被引量:11
11
作者 徐向阳 樊林放 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期123-129,153,共8页
针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型。在此模型上,考虑定子匝间... 针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型。在此模型上,考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障,求得故障下机电耦合系统的动态响应;基于电磁转矩进行故障诊断,并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究。研究成果表明:在低频域,PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大,更易于识别故障;在高频域,PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量,在机电耦合系统的故障诊断中更有优势;基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障,为无传感器的故障检测技术提供理论支持。 展开更多
关键词 车辆工程 城轨列车 故障诊断 机电耦合系统 定子绕组短路 转子导条断条 电磁转矩
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韶山_8型机车齿轮联轴器几何接触状态及静力分析 被引量:2
12
作者 王秀琦 秦光里 王良君 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第3期1-6,共6页
本文采用逐点分析计算法,对韶山_8型机车大功率齿轮联轴器的修形、齿面接触点轨迹及受力情况进行了分析,明确了各工况下轮齿的静力状态及齿面间隙量分布,可以确定修形方式及齿厚减薄量的合理性及干涉等问题,为机车用齿轮联轴器的... 本文采用逐点分析计算法,对韶山_8型机车大功率齿轮联轴器的修形、齿面接触点轨迹及受力情况进行了分析,明确了各工况下轮齿的静力状态及齿面间隙量分布,可以确定修形方式及齿厚减薄量的合理性及干涉等问题,为机车用齿轮联轴器的设计工作提供了理论计算依据。 展开更多
关键词 电力机车 齿轮联轴器 修形 齿厚
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SS_4 型电力机车传动控制系统的仿真研究 被引量:5
13
作者 廖德 李治 《机车电传动》 北大核心 1999年第1期4-6,共3页
以SS4型电力机车传动控制系统为研究对象,用SIMULINK软件建立仿真模型,通过构造系统仿真模块和工具模块,既仿真了双闭环自动控制系统在机车恒流启动过程中相关量的变化情况,又实现了系统的功率因数分析和谐波分析。
关键词 SIMULINK软件 仿真 电力机车 传动控制系统
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交流电力机车传动系统启动过程动力响应分析 被引量:2
14
作者 丁彦闯 兆文忠 +1 位作者 李晓峰 刘辉 《大连铁道学院学报》 2002年第2期12-15,共4页
随着机车速度的提高,对机车传动系统的动力性能要求越来越高,对200km/h交流电力机车传动系统在启动过程中的强迫动力响应进行了分析,建立了驱动装置的计算模型,通过振型叠加法,得到传动系统的强迫扭转动力响应.计算了在给定激励... 随着机车速度的提高,对机车传动系统的动力性能要求越来越高,对200km/h交流电力机车传动系统在启动过程中的强迫动力响应进行了分析,建立了驱动装置的计算模型,通过振型叠加法,得到传动系统的强迫扭转动力响应.计算了在给定激励下的动载荷放大系数,并分析了激励函数及阻尼对动力响应结果的影响. 展开更多
关键词 电力机车 启动过程 动力响应 振型叠加法 交流传动系统
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弯扭载荷下内套式锥面过盈连接的设计方法 被引量:2
15
作者 沈龙江 柯其锐 +1 位作者 唐赢武 陈喜红 《电力机车与城轨车辆》 2014年第6期4-9,共6页
由齿轮啮合等引起的动态附加弯矩对过盈连接的扭矩传递能力具有决定性的影响。文章首先基于Leidich的椭圆准则来计算某牵引电机悬臂式传动端内套锥面过盈连接在弯扭载荷下的抗弛缓能力,接着结合解析方法和有限元方法来计算动态载荷条件... 由齿轮啮合等引起的动态附加弯矩对过盈连接的扭矩传递能力具有决定性的影响。文章首先基于Leidich的椭圆准则来计算某牵引电机悬臂式传动端内套锥面过盈连接在弯扭载荷下的抗弛缓能力,接着结合解析方法和有限元方法来计算动态载荷条件下过盈连接的微动滑移区。结果表明,旋转弯矩将使连接的弛缓扭矩大大降低;不发生弛缓条件下,由动态弯扭载荷特别是旋转弯矩引起的微动疲劳将是内套式锥面过盈连接面临的主要风险。设计中应同时满足抗驰缓准则和抗微动疲劳准则,尽量减少连接的旋转弯矩载荷,由工艺油槽等形成的接触边界应避开微动滑移区以避免出现微动疲劳。 展开更多
关键词 锥面过盈连接 弯扭复合载荷 设计方法 驰缓 微动疲劳
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轮轨激励对机车含裂纹齿轮接触特性及应力强度因子影响
16
作者 朱海燕 陶则宇 +4 位作者 王宇豪 王梦威 张卫华 肖乾 易勇 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期148-160,共13页
使用数值法求解了齿根裂纹故障齿轮的时变啮合刚度,建立了六自由度齿轮动力学模型;采用Newmark法求解裂纹深度为1、2、3 mm齿轮传动系统动态响应,对时域信号进行了分析,计算了不同统计指标对不同故障程度的敏感度;结合多体动力学,建立... 使用数值法求解了齿根裂纹故障齿轮的时变啮合刚度,建立了六自由度齿轮动力学模型;采用Newmark法求解裂纹深度为1、2、3 mm齿轮传动系统动态响应,对时域信号进行了分析,计算了不同统计指标对不同故障程度的敏感度;结合多体动力学,建立了机车多体动力学模型,求解了18、19、24阶数车轮多边形激励以及0.5、1.0、1.5 mm波深钢轨波磨激励工况下含齿根裂纹齿轮传动系统接触特性,模拟了不同激励工况下的齿面接触状态。分析结果表明:时变啮合刚度随着裂纹扩展角度和裂纹深度的增加逐渐下降;随着裂纹深度的加深,传动系统的振动冲击愈加剧烈;脉冲因子对裂纹故障特征较为敏感,适合作为裂纹故障特征评价指标;随着车轮多边形阶数和钢轨波磨波深的增加,含裂纹单齿齿面接触力最大值分别约为无激励工况下的3.0和6.4倍,当车轮多边形阶数为24阶时,齿面接触合力和单齿齿面接触力均达到最大值,分别为4125、1178 N;Ⅰ型裂纹应力强度因子数量级远大于Ⅱ型裂纹应力强度因子,Ⅰ型裂纹在裂纹扩展中占主导地位,且应力强度因子随着载荷和扩展程度增加而增大,说明轮轨激励的存在会导致含裂纹齿裂纹扩展速率增加,缩短其使用寿命,影响机车的安全运行。 展开更多
关键词 车辆工程 车轮多边形 钢轨波磨 机车齿轮 齿根裂纹 接触特性 应力强度因子
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SS_4改型机车牵引从动齿轮裂损的分析及改进 被引量:2
17
作者 刘斌 汪洋 刘淑芳 《铁道机车车辆工人》 2006年第12期11-14,共4页
分析了SS4改型机车牵引从动齿轮的裂损,提出了改进措施。
关键词 电力机车 牵引从动齿轮 裂损
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电力机车齿轮箱的改进设计与加工
18
作者 彭跃湘 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第6期82-83,共2页
针对电力机车老式齿轮箱存在的缺陷进行了深入地分析,并对其进行了相应地改进,大大改进了产品质量,使用寿命得到了增加。
关键词 齿轮箱 焊缝 改进 工艺
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电力机车交流传动系统的半实物实时仿真 被引量:44
19
作者 丁荣军 桂卫华 陈高华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期96-102,共7页
以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型。借助于MATLAB/Simulink仿真系统,采用"实际控制器+虚拟被控对象"的硬件在线半实物仿真HIL形式... 以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型。借助于MATLAB/Simulink仿真系统,采用"实际控制器+虚拟被控对象"的硬件在线半实物仿真HIL形式,实现了电力机车交流传动系统的半实物闭环实时仿真。各种工况下的仿真实验表明,半实物仿真结果与地面实验结果有很好的一致性。通过现有的半实物仿真和快速控制原型仿真的组合,形成标准化的系统设计平台,可以有效预验证系统设计。 展开更多
关键词 电力机车 交流传动系统 半实物仿真
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SS7E型电力机车轴箱拉杆的改进
20
作者 张春良 许呈祥 +1 位作者 黄友剑 唐先贺 《橡胶科技》 2008年第17期24-26,38,共4页
以SS7E型电力机车轴箱拉杆的结构改进为例,详细介绍了轴箱拉杆的结构及性能特点。静刚度及疲劳试验表明,与老结构产品相比,新结构产品能够满足主机厂提出的新技术参数要求,并具有良好的耐疲劳性能和使用可靠性。
关键词 轴箱拉杆 结构改进 静刚度 疲劳性能
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