EP0699573A1 - Dispositif et procédé de transmission d'informations par balises et balise utilisée dans un tel dispositif - Google Patents

Dispositif et procédé de transmission d'informations par balises et balise utilisée dans un tel dispositif Download PDF

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EP0699573A1
EP0699573A1 EP95401953A EP95401953A EP0699573A1 EP 0699573 A1 EP0699573 A1 EP 0699573A1 EP 95401953 A EP95401953 A EP 95401953A EP 95401953 A EP95401953 A EP 95401953A EP 0699573 A1 EP0699573 A1 EP 0699573A1
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beacon
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control device
transmission
information
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Didier Riffaud
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Alstom Transport SA
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GEC Alsthom Transport SA
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    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles

Definitions

  • the present invention relates to automatic systems, on the ground and on board, for traffic control on urban transport networks, in general, and relates, more particularly, to a device and a method for transmitting information by beacons as well as to a beacon used in such a device.
  • the prior art information transmission devices use point beacons.
  • beacons are passive beacons and are arranged on the ground.
  • FIG. 1 represents a device for transmitting information of the state of the art comprising equipment on board a rail vehicle and a ground installation.
  • the information transmission device shown in FIG. 1 comprises ground installations 1, 2 and on-board equipment 3, 4 in a rail vehicle 5.
  • Ground installations consist of a beacon 1 and its control device 2, the assembly being connected by means of a transmission line 7.
  • the beacon 1 is fixed on sleepers, in the axis of a railway track 6.
  • the on-board equipment mainly consists of an antenna 3 and an evaluation unit 4.
  • the evaluation unit 4 which can be a computer, is powered by its own converter and is connected to the antenna 3.
  • the antenna 3 is located under the rail vehicle 5, preferably at the front of it.
  • the beacons used in the control systems allow the transmission of information on the state of the signaling downstream of their geographical position.
  • This information is received using an antenna located under the train.
  • the beacon transmits a series of bits in series, for example at a speed of 50 kbits / s, by means of electronic control equipment responsible for preparing a message.
  • These beacons have a fixed length, which defines a region of space in which the antenna on board a train is capable of receiving the message transmitted.
  • This capture length also called contact length, makes it possible to transmit a certain number of bits of a message to be transmitted.
  • a binary message is read between a control device and the train via a beacon. Synchronization takes place between the start of the message and the arrival of the train on the beacon and therefore at the start of reading the beacon.
  • FIGS. 2A to 2C illustrate, respectively, the transmission of messages Mn by means of a beacon of the state of the art, the reading of the message by means of the on-board antenna then the reconstruction of the message transmitted from the message read.
  • FIG. 2A shows a series of identical Mn messages sent by a control device and transmitted via a beacon to an on-board antenna.
  • the on-board antenna has a predetermined reading window which depends on its structure.
  • the binary message read by the on-board antenna may not correspond to the complete Mn message, but most often corresponds to a juxtaposition of two complementary parts of two successive Mn messages.
  • FIG. 2B illustrates this binary message read by the on-board antenna.
  • FIG. 2C illustrates the binary message reconstructed on board the train.
  • the antenna reception length therefore does not allow the reception of more than one message.
  • a difficulty therefore appears when the equipment responsible for establishing the messages sent switches the content of these messages, for example to take into account a change in signaling state.
  • the message reconstructed on board the train is therefore incoherent because it consists of two parts of a first and a second message sent with different contents.
  • An object of the invention is therefore a device for transmitting information by beacons which does not have this drawback.
  • Another object of the invention is a device for transmitting information by beacons allowing the reconstitution of coherent messages at any time.
  • the device for transmitting information Mn by means of a beacon controlled by a control device said information Mn being transmitted to an antenna by means of said beacon, said antenna being carried on a vehicle, said control device being capable of effecting a switching C between said messages Mn and messages Mn + 1, is characterized in that, when said vehicle is near said beacon, said control device delays said switching C between said Mn messages and said Mn + 1 messages by transmitting one or more additional Mn Mns messages.
  • the invention also relates to a tag for an information transmission device.
  • the tag for information transmission device is connected to a control device by a transmission line, and is characterized by means of transmission, to said control device, of a signal relating to the presence of a vehicle near said tag.
  • the invention also relates to a method for transmitting information.
  • FIGS. 3A to 3E illustrate the delayed transmission of the switching C between the messages Mn and the messages Mn + 1 by means of a beacon conforming to the principle of the invention.
  • This information relating to the presence of a train makes it possible to generate a delay in the switching C of the content of the messages.
  • control device transmits one or more additional Mn messages Mns to the beacon so as to delay switching C between the Mn messages and the Mn + 1 messages.
  • FIG. 4 represents a block diagram of a preferred embodiment of a beacon used in the device for transmitting information by beacons according to the invention.
  • the tag 1 used in the information transmission system is passive equipment, that is to say having no permanent own electrical energy source.
  • the beacon 1 is remotely supplied only when a train 5 is present below the beacon 1.
  • the remote supply is carried out in a known manner by coupling between the antenna 3 of the train and the beacon 1.
  • the beacon 1 is therefore not capable of supplying energy to supply an electric line 7 for transmission to the control device 2.
  • the information relating to the presence of a train is produced, in accordance with the invention, by the superimposition by the control device 2 of two signals on the transmission line 7 towards the beacon 1.
  • These superimposed signals consist of an alternating voltage corresponding to the messages sent Mn and of a direct current polarization of the transmission line corresponding to the information relating to the presence of a train.
  • the tag 1 In the presence of a train 5, the tag 1 short-circuits the end of the transmission line coming from the control device 2 for direct current only.
  • the control device 2 then detects a short circuit on the transmission line 7 for direct current only and deduces therefrom information relating to the presence of a train 5 directly above the beacon 1 connected to the short line. circuited.
  • the messages can be sent by the control device 2 to the antenna 3 on board by means of the beacon 1.
  • the first interface 8 sensitive only to AC signals has the function of receiving messages sent by the control device 2 and intended to be read by the on-board antenna 3.
  • the second interface 9 sensitive only to direct current has the function of short-circuiting the transmission line 7 for direct current only.
  • the information transmission method Mn comprises a first step consisting of superimposing, on the transmission line 7 connecting the beacon 1 and the transmission device 2, by means of the control device 2, an alternating voltage corresponding to the messages sent and a direct current.
  • a second step consists in short-circuiting for direct current only, by means of the transmission means 9, the transmission line 7, when receiving, by means of the transmission means 9, information 10 relating to the presence of the vehicle 5 near the beacon 1.
  • the next step is to detect the short circuit by means of the control device 2.
  • a fourth step consists in delaying, by means of the control device 2, the switching C between the messages Mn and the messages Mn + 1, by the transmission, still by means of the control device 2, of one or more additional messages Mn Mns.

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Abstract

La présente invention porte sur un dispositif de transmission d'informations Mn au moyen d'une balise (1) commandée par un dispositif de commande (2), lesdites informations Mn étant transmises à une antenne (3) au moyen de ladite balise (1), ladite antenne (3) étant embarquée sur un véhicule (5), ledit dispositif de commande (2) étant susceptible d'effectuer une commutation C entre lesdits messages Mn et des messages Mn+1. L'invention porte également sur une balise pour dispositif de transmission d'informations, ainsi que sur un procédé de transmission d'informations. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne les systèmes automatiques, au sol et embarqués, de contrôle du trafic sur les réseaux de transports urbains, en générale, et porte, plus particulièrement, sur un dispositif et un procédé de transmission d'informations par balises ainsi que sur une balise utilisée dans un tel dispositif.
  • Les dispositifs de transmission d'informations de l'art antérieur font appel à des balises ponctuelles.
  • Ces balises sont des balises passives et sont disposées au sol.
  • La figure 1 représente un dispositif de transmission d'informations de l'état de la technique comprenant un équipement embarqué dans un véhicule ferroviaire et une installation au sol.
  • Le dispositif de transmission d'informations représenté à la figure 1 comprend des installations au sol 1, 2 et des équipements embarqués 3, 4 dans un véhicule ferroviaire 5.
  • Les installations au sol se composent d'une balise 1 et de son dispositif de commande 2, l'ensemble étant relié au moyens d'une ligne de transmission 7.
  • La balise 1 est fixée sur des traverses, dans l'axe d'une voie ferroviaire 6.
  • Les équipements embarqués se composent principalement d'une antenne 3 et d'une unité d'évaluation 4.
  • L'unité d'évaluation 4, qui peut être un ordinateur, est alimentée par son propre convertisseur et est connecté à l'antenne 3.
  • L'antenne 3 est située sous le véhicule ferroviaire 5, de préférence à l'avant de celui-ci.
  • Les balises utilisées dans les systèmes de contrôle, par exemple de la vitesse d'un train, permettent la transmission d'informations sur l'état de la signalisation en aval de leur position géographique.
  • La réception de ces informations s'effectue à l'aide d'une antenne située sous le train.
  • La balise émet une série de bits en série, par exemple à un débit de 50 kbits/s, au moyen d'un équipement électronique de commande chargé d'élaborer un message.
  • Ces balises ont une longueur fixe, ce qui définit une région de l'espace dans laquelle l'antenne embarquée à bord d'un train est capable de recevoir le message émis.
  • Cette longueur de captation, encore appelée longueur de contact, permet de transmettre un certain nombre de bits d'un message à transmettre.
  • La lecture d'un message binaire s'effectue entre un dispositif de commande et le train via une balise. Une synchronisation s'effectue entre le début du message et l'arrivée du train sur la balise et donc au début de la lecture de la balise.
  • Les figures 2A à 2C illustrent, respectivement, l'émission de messages Mn au moyen d'une balise de l'état de la technique, la lecture du message au moyen de l'antenne embarquée puis la reconstitution du message émis à partir du message lu.
  • La figure 2A montre une suite de messages Mn identiques émis par un dispositif de commande et transmis via une balise à une antenne embarquée.
  • L'antenne embarquée dispose d'une fenêtre de lecture prédéterminée qui est fonction de sa structure.
  • Le message binaire lu par l'antenne embarquée peut ne pas correspondre au message Mn complet, mais correspond le plus souvent à une juxtaposition de deux parties complémentaires de deux messages Mn successifs.
  • La figure 2B illustre ce message binaire lu par l'antenne embarquée.
  • La figure 2C illustre le message binaire reconstitué à bord du train.
  • A haute vitesse, la longueur de captation de l'antenne ne permet donc pas la réception de plus d'un message.
  • Une conséquence de ce qui précède est qu'il est possible à partir de la lecture d'un seul message émis de reconstituer ce message émis à la seule condition que les deux parties de messages disponibles appartiennent à des messages émis successifs aux contenus identiques.
  • Il apparaît donc une difficulté lorsque l'équipement chargé d'établir les messages émis commute le contenu de ces messages, par exemple pour prendre en compte un changement d'état de la signalisation.
  • Une conséquence de cette commutation du contenu des messages émis est que les messages émis avant et après cette commutation ont un contenu différent.
  • Le message reconstitué à bord du train est alors incohérent car composé de deux parties d'un premier et d'un second messages émis aux contenus différents.
  • Aussi un but de l'invention est-il un dispositif de transmission d'informations par balises ne présentant pas cet inconvénient.
  • Un autre but de l'invention est un dispositif de transmission d'information par balises permettant à tout instant la reconstitution de messages cohérents.
  • Conformément à l'invention, le dispositif de transmission d'informations Mn au moyen d'une balise commandée par un dispositif de commande, lesdites informations Mn étant transmises à une antenne au moyen de ladite balise, ladite antenne étant embarquée sur un véhicule, ledit dispositif de commande étant susceptible d'effectuer une commutation C entre lesdits messages Mn et des messages Mn+1, se caractérise en ce que, lors de la présence dudit véhicule à proximité de ladite balise, ledit dispositif de commande retarde ladite commutation C entre lesdits messages Mn et lesdits messages Mn+1 en émettant un ou plusieurs messages Mn supplémentaire Mns.
  • L'invention a pour objet un dispositif satisfaisant également à l'une des caractéristiques suivantes:
    • le dispositif de commande superpose, sur une ligne de transmission reliée à la balise, une tension alternative correspondant aux messages Mn émis et un courant continu,
    • le retard de la commutation C est effectuée lors de la présence dudit véhicule à l'aplomb de ladite balise.
  • L'invention porte également sur une balise pour dispositif de transmission d'informations.
  • Conformément à l'invention, la balise pour dispositif de transmission d'informations est connectée à un dispositif de commande par une ligne de transmission, et se caractérise par des moyens de transmissions, audit dispositif de commande, d'un signal relatif à la présence d'un véhicule à proximité de ladite balise.
  • L'invention a pour objet une balise pour dispositif de transmission d'informations comportant:
    • une première interface, sensible uniquement à des signaux alternatifs, dont la fonction est de recevoir lesdits messages émis par ledit dispositif de commande puis de les transmettre de manière à ce qu'une antenne embarquée sur un véhicule puisse lire ces messages Mn,
    • une seconde interface sensible uniquement à un courant continu, dont la fonction est de court-circuiter ladite ligne de transmission pour ledit courant continu uniquement, lors de la réception d'une information relative à la présence dudit véhicule à proximité de ladite balise.
  • L'invention porte également sur un procédé de transmission d'informations.
  • Conformément à l'invention, le procédé de transmission d'informations Mn au moyen d'une balise commandée par un dispositif de commande, se caractérise par les étapes suivantes:
    • superposition sur ladite ligne de transmission reliant ladite balise et ledit dispositif de transmission, au moyen dudit dispositif de commande, d'une tension alternative correspondant auxdits messages émis et d'un courant continu,
    • mise en court-circuit pour ledit courant continu seulement, au moyen desdits moyens de transmissions, de ladite ligne de transmission, lors de la réception, au moyen desdits moyens de transmissions, d'une information 10 relative à la présence dudit véhicule à proximité de ladite balise,
    • détection du court-circuit par ledit dispositif de commande,
    • retardement, au moyen dudit dispositif de commande, de ladite commutation C entre lesdits messages Mn et lesdits messages Mn+1, par la transmission, au moyen dudit dispositif de commande, d'un ou plusieurs messages Mn supplémentaires Mns.
  • D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du dispositif de transmission d'informations par balises, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
    • La figure 1 représente un dispositif de transmission d'informations de l'état de la technique comprenant un équipement embarqué dans un véhicule ferroviaire et une installation au sol,
    • Les figures 2A à 2C illustrent, respectivement, l'émission de messages Mn au moyen d'une balise de l'état de la technique, la lecture du message au moyen de l'antenne embarquée puis la reconstitution du message émis à partir du message lu, selon un principe connu de l'état de la technique,
    • Les figures 3A à 3E illustrent, respectivement, l'émission de messages Mn au moyen d'une balise de l'état de la technique, l'apparition d'une information de la présence d'un train, l'émission retardée de la commutation entre les messages Mn et les messages Mn+1 au moyen d'une balise conforme au principe de l'invention, la lecture du message au moyen de l'antenne embarquée puis la reconstitution du message émis à partir du message lu,
    • La figure 4 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation préféré d'une balise utilisée dans le dispositif de transmission d'informations par balises conforme à l'invention.
  • Les figures 1 et 2 sont décrites ci-dessus.
  • Les figures 3A à 3E illustrent l'émission retardée de la commutation C entre les messages Mn et les messages Mn+1 au moyen d'une balise conforme au principe de l'invention.
  • Pour éviter que le message reconstitué ne soit incohérent, il est possible de tenir le dispositif de commande informé de la présence d'un train à l'aplomb de la balise.
  • Cette information relative à la présence d'un train permet de générer un retard dans la commutation C du contenu des messages.
  • Lorsqu'un train arrive à l'aplomb d'une balise, celle-ci transmet au dispositif de commande une information relative à la présence du train qui permet au dispositif de commande de retarder la commutation C du contenu des messages émis.
  • Pour ce faire, le dispositif de commande émet un ou plusieurs messages Mn supplémentaires Mns vers la balise de manière à retarder la commutation C entre les messages Mn et les messages Mn+1.
  • Il résulte de ce qui précède que les deux demi-messages lus par l'antenne embarquée sont cohérents et permettrons donc la reconstitution d'un message également cohérent.
  • La figure 4 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation préféré d'une balise utilisée dans le dispositif de transmission d'informations par balises conforme à l'invention.
  • La balise 1 utilisée dans le système de transmission d'informations est un équipement passif, c'est à dire n'ayant pas de source d'énergie électrique propre permanente.
  • De plus, la balise 1 est téléalimenté uniquement lorsqu'un train 5 est présent à l'aplomb de la balise 1. La télé alimentation est effectuée de façon connue par couplage entre l'antenne 3 du train et la balise 1.
  • La balise 1 n'est donc pas capable de fournir de l'énergie pour alimenter une ligne électrique 7 de transmission vers le dispositif de commande 2.
  • L'information relative à la présence d'un train est élaboré, conformément à l'invention, par la superposition par le dispositif de commande 2 de deux signaux sur la ligne de transmission 7 vers la balise 1.
  • Ces signaux superposés sont constitués d'une tension alternative correspondant aux messages émis Mn et d'une polarisation en courant continu de la ligne de transmission correspondant à l'information relative à la présence d'un train.
  • En présence d'un train 5, la balise 1 court-circuite l'extrémité de la ligne de transmission en provenance du dispositif de commande 2 pour le courant continu uniquement.
  • Le dispositif de commande 2 détecte alors un court-circuit sur la ligne de transmission 7 pour le courant continu uniquement et en déduit une information relative à la présence d'un train 5 à l'aplomb de la balise 1 connectée à la ligne court-circuitée.
  • La tension alternative correspondant aux messages émis n'étant pas court-circuitée par la balise 1, les messages pourront être émis par le dispositif de commande 2 vers l'antenne 3 embarquée au moyen de la balise 1.
  • La balise 1 est donc connectée à le dispositif de commande 2 par une ligne de transmission 7 et se compose:
    • d'une première interface 8 sensible uniquement aux signaux alternatifs et
    • d'une seconde interface 9 sensible uniquement au courant continu.
  • La première interface 8 sensible uniquement aux signaux alternatifs a pour fonction la réception des messages émis par le dispositif de commande 2 et destinés à être lu par l'antenne embarquée 3.
  • La seconde interface 9 sensible uniquement au courant continu a pour fonction de court-circuiter la ligne de transmission 7 pour le courant continu uniquement.
  • Il résulte de ce qui précède un procédé de transmission d'informations Mn au moyen d'une balise 1 commandée par un dispositif de commande 2.
  • Le procédé de transmission d'informations Mn comporte une première étape consistant à superposer, sur la ligne de transmission 7 reliant la balise 1 et le dispositif de transmission 2, au moyen du dispositif de commande 2, une tension alternative correspondant aux messages émis et un courant continu.
  • Une deuxième étape consiste à mettre en court-circuit pour le courant continu seulement, au moyen des moyens de transmissions 9, la ligne de transmission 7, lors de la réception, au moyen des moyens de transmissions 9, d'une information 10 relative à la présence du véhicule 5 à proximité de la balise 1.
  • L'étape suivante consiste à détecter le court-circuit au moyen du dispositif de commande 2.
  • Une quatrième étape consiste à retarder, au moyen du dispositif de commande 2, la commutation C entre les messages Mn et les messages Mn+1, par la transmission, toujours au moyen du dispositif de commande 2, d'un ou plusieurs messages Mn supplémentaires Mns.

Claims (6)

  1. Dispositif de transmission d'informations Mn au moyen d'une balise (1) commandée par un dispositif de commande (2), lesdites informations Mn étant transmises à une antenne (3) au moyen de ladite balise (1), ladite antenne (3) étant embarquée sur un véhicule (5), ledit dispositif de commande (2) étant susceptible d'effectuer une commutation C entre lesdits messages Mn et des messages Mn+1, ledit dispositif étant caractérisé en ce que, lors de la présence dudit véhicule (5) à proximité de ladite balise (1), ledit dispositif de commande (2) retarde ladite commutation C entre lesdits messages Mn et lesdits messages Mn+1 en émettant un ou plusieurs messages Mn supplémentaires Mns.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande (2) superpose, sur une ligne de transmission (7) reliée à la balise (1), une tension alternative correspondant aux messages Mn émis et un courant continu.
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le retard de la commutation C est effectuée lors de la présence dudit véhicule (5) à l'aplomb de ladite balise (1).
  4. Balise pour dispositifs de transmission d'informations connectée à un dispositif de commande (2) par une ligne de transmission (7), caractérisée par des moyens de transmissions (9), audit dispositif de commande (2), d'un signal relatif à la présence d'un véhicule (5) à proximité de ladite balise (1).
  5. Balise selon la revendication 4, comportant:
    - une première interface (8), sensible uniquement à des signaux alternatifs, dont la fonction est de recevoir lesdits messages émis par ledit dispositif de commande (2) puis de les transmettre de manière à ce qu'une antenne (3) embarquée sur un véhicule (5) puisse lire ces messages Mn,
    - une seconde interface (9) sensible uniquement à un courant continu, dont la fonction est de court-circuiter ladite ligne de transmission (7) pour ledit courant continu uniquement, lors de la réception d'une information (10) relative à la présence dudit véhicule (5) à proximité de ladite balise (1).
  6. Procédé de transmission d'informations Mn au moyen d'une balise (1) commandée par un dispositif de commande (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par les étapes suivantes:
    - superposition sur ladite ligne de transmission (7) reliant ladite balise (1) et ledit dispositif de transmission (2), au moyen dudit dispositif de commande (2), d'une tension alternative correspondant auxdits messages émis et d'un courant continu,
    - mise en court-circuit pour ledit courant continu seulement, au moyen desdits moyens de transmissions (9), de ladite ligne de transmission (7), lors de la réception, au moyen desdits moyens de transmissions (9), d'une information (10) relative à la présence dudit véhicule (5) à proximité de ladite balise (1),
    - détection du court-circuit par ledit dispositif de commande (2),
    - retardement, au moyen dudit dispositif de commande (2), de ladite commutation C entre lesdits messages Mn et lesdits messages Mn+1, par la transmission, au moyen dudit dispositif de commande (2), d'un ou de plusieurs messages Mn supplémentaire Mns.
EP95401953A 1994-08-31 1995-08-25 Dispositif et procédé de transmission d'informations par balises et balise apte à être utilisée dans un tel dispositif Expired - Lifetime EP0699573B1 (fr)

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