沈阳职业院校技能大赛通信与控制系统高铁集成与维护赛项规程中职组.docx

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沈阳职业院校技能大赛通信与控制系统高铁集成与维护赛项规程中职组

2017年沈阳技能大赛中职组

“通信与控制系统(高铁)集成与维护”赛项规程

一、赛项名称

赛项编号:

ZZ-26

赛项名称:

通信与控制系统(高铁)集成与维护

赛项组别:

中职组

赛项归属产业:

电子信息类、交通运输类

2、竞赛目的

本赛项紧紧围绕数据通信与智能控制技术,以高速铁路信号控制为行业背景,主要涉及通信与控制领域技术(如串口、短距离无线、Wifi、可编程逻辑控制器、人机交互界面、移动应用),全面考查参赛选手在设备安装与调试、系统运行与故障检测,系统设备维护和职业素养等专业技能。

通过赛项平台,可以促进职业院校电子与信息技术、通信技术、计算机应用、交通运输类相关专业教学模式的探索性改良,推动课程体系、教学内容和教学方法等教学资源的资源转化和质量提升。

三、竞赛内容与时间

(一)竞赛内容

竞赛通过对通信与控制系统(高铁)集成与维护实训系统的操作使用,完成系统安装部署、通信配置及调试、故障检测与维修、应用设计等工作任务。

一级指标

二级指标

考核内容

分数比例

职业素养

竞赛报告、用电安全等

考核参赛选手在竞赛报告撰写、职业规范、团队协作、组织管理、工作计划、团队风貌等方面的职业素养成绩。

10%

系统安装部署

系统设备安装、内部配线

按照提供的接线图完成硬件连线,网络等参数配置及基本测试:

电气线路连接正确,导线、线号等正确合理。

14%

程序下载,调试

上电前安全检查,上电后初步检测元件工作是否正常,检查局部电路功能;

运行程序。

测试、记录数据。

6%

通信配置及调试

平台网络基本配置,平台指定程序的局域网、串口参数设置

20%

故障检测与维修

故障检测与处理

通过给定的背景资料检测故障并完成维修。

15%

应答器检测与处理

按照指定模式运行列车,找出信息有误的应答器,并将故障信息整理至工作报告中,并利用给定的模块以及配置软件完成维修。

10%

应用设计

可编程逻辑控制器/人机交互界面设计

按照要求完成可编程逻辑控制器/人机交互界面的界面设计与功能要求。

16%

移动客户端应用设计

按照要求完成移动客户端的界面设计与功能要求。

9%

(二)竞赛时长

共3.5个小时。

(三)考核技术要点

通信技术、控制技术、电子技术、数据采集技术、智能终端技术。

(四)考核知识与技能

1.认知型知识:

常见采集模块知识、控制器设备认知、通信技术认知、通信与控制技术应用认知:

2.实操型知识:

包括硬件设备安装调试、通信网络设备连接及参数配置、硬件故障检测、软件系统部署维护:

(1)硬件设备安装调试

按照提供的接线图完成硬件连线,网络等参数配置及基本测试:

电气线路连接正确,导线、线号等正确合理,连接正确、走线合理;

(2)通信网络设备连接及参数配置

使用串口、网口调试工具,按照要求,完成设备网络的搭建,包括网无线路由器设定配置,计算机通信参数配置、移动互联终端等各类接入到网络的终端设备进行网络配置;列控中心参数配置等。

(3)硬件故障检测

按照要求上电,通过给定的背景资料,按照功能,逻辑判断问题,利用电子技术完成维修检测故障并完成维修。

涉及电子技术中的电阻(限流保护,上拉,下拉),电感,电容(滤波)、三极管(PNP、NPN)的简单应用,发光二极管,欧姆定律,常见电源电路,继电器控制电路等。

(4)软件系统部署维护

对产品配套的应用软件进行部署安装配置,如人机交互界面应用软件EB8000安装配置、计算机上的服务器及列控中心客户端应用软件安装配置等;

3.应用设计型知识

(1)可编程逻辑控制器

按照要求完成可编程逻辑控制器的功能设计。

涉及:

位逻辑、比较(整数或实数)、传送(字节、字、双字、实数、)、定时器(接通延时定时器)、子程序调用等;PLC内部寄存器的使用:

输入输出映像寄存器、变量存储器(V)、位存储区(M)、特殊存储区(SM)、模拟量输入映像寄存器(AIW0、AIW2、AIW4、AIW6)、定时器存储区(T);PLC自由口使用。

(2)人机交互界面设计

按照要求完成人机交互界面的界面设计与功能要求。

涉及:

触摸屏系统参数的设置;元件列表中各元件的属性;设计程序的编译,模拟与下载;向量图库与图片库的建立与使用;键盘的设计与使用;窗口的类型以及掌握窗口的建立、删除与设定;了解宏指令的结构,语法,语句,熟练掌握宏指令的读取及写入函数。

(3)移动客户端初级应用设计

按照要求完成移动客户端的界面设计与功能要求。

涉及:

eclipse开发工具,Android项目编译,APK下载安装;Android平台的相对布局,可以修改基本控件(如:

TextView,EditText,Button,ImageView)的名称,背景图,文字大小等;activity的生命周期,可以在不同activity间实现跳转;Android平台用户点击事件的功能逻辑实现;Android开发中的初级异常问题(如ClassNotFoundException,NullPointerException);java语言中数组的简单应用以及方法之间的调用。

四、竞赛方式

(一)组队

本赛项采用团体赛方式进行,每个参赛队由3名选手(设场上队长1名)和2名指导教师组成,每个学校限报2个队。

指导教师须为本校专兼职教师。

要求参赛队中队员必须来自同一所学校,不得跨校组队。

同一学校相同项目报名参赛队不超过2支。

(二)竞赛项目要求

竞赛项目采取任务书形式下达竞赛要求,由3名选手合作完成竞赛任务书给定的任务。

竞赛时间连续3.5小时,包括设备安装、布线、调试、运行维护及工作报告撰写等能力考核。

(三)抽签工作

加密裁判负责组织参赛队伍抽签,确定抽签顺序号。

各参赛队领队现场抽签,确定比赛工位。

五、竞赛流程

竞赛时间安排参照表2,竞赛流程参照图1。

表2竞赛时间

竞赛日程

内容

地点

第一天

12:

00之前

各参赛队报到

驻地

13:

30-14:

00

领队会(赛场纪律和赛场要求)

会议厅

14:

00-15:

00

场地参观,领队参观场地

赛场

第二天

8:

00-8:

30

参赛队赛场检录

赛场

8:

30-8:

45

一次加密、和二次加密

8:

45-9:

00

设备工具检查确认、题目发放

9:

00-12:

30

参赛队竞赛

12:

30-14:

30

申诉受理

14:

30-17:

00

评分核分

图1竞赛流程图

六、竞赛试题

(一)竞赛样题

1.本赛项公开样题,见附件一:

样题。

2.本赛项建立不少于3套试题的试题库,每套试题以任务书的形式呈现。

由大赛办在赛前委托命题人员,并签署保密协议,命题人员根据竞赛规程给出的知识点、技能点及其相关要求命题,签字封存后送大赛保密室。

(二)竞赛试题

赛前在监督组长监督下,由裁判长抽取试题库中两套题,作为正式竞赛用题及备选赛题。

七、竞赛规则

(一)参赛选手报名

1.以学校为单位组织报名,不允许跨校组队。

2.每支参赛队由3名选手组成,配备2名指导教师。

3.参赛选手须为学校全日制在籍学生;年龄须不超过21周岁(即1996年5月1日及以后出生)。

(二)熟悉场地

1.参赛选手应在竞赛日程规定的时间熟悉竞赛场地,选手可进入竞赛场地及工位体验。

2.参赛队熟悉竞赛场地后,认为所提供的设备、工具等不符合竞赛规定或有异议时,参赛队领队必须在2小时内提出书面报告,送交大赛办进行处理,超过时效将不予受理。

(三)检录与加密解密

1.检录:

正式竞赛前,参赛队按领队抽签顺序分批次参加检录,选手必须携带身份证、学生证、参赛证(简称三证)。

三证不全者原则上不能通过检录,特殊情况须经公安机关出具有效证明。

2.加密:

通过检录的选手取得一次加密号牌,加密号由选手亲自抽取,一次加密裁判统计制表(签字)连同参赛选手三证,当即装入一次加密结果密封袋中交保密室封存,一次加密号即参赛编号;然后选手用一次加密号换取二次加密号牌,同样由选手亲自抽取,由二次加密裁判统计制表(签字)连同选手参赛编号,当即装入二次加密结果密封袋中交保密室封存。

二次加密号即工位号。

3.正式比赛开始前参赛队确认设备及工具的完整性及安全性,如有异议及时反馈至裁判,根据实际情况进行检查或调整。

4.解密:

根据工位号评判成绩后,经过一次解密、二次解密,确定参赛队对应的成绩。

(四)正式比赛

1.选手凭二次加密号牌进入竞赛场地。

裁判在选手候赛时间内将竞赛任务书下发到各工位,参赛选手根据任务书要求,自行分工,合理计划安排。

2.各参赛队统一听从裁判长发布竞赛开始指令后正式开始竞赛,合理利用现场提供的所有条件完成竞赛任务。

3.竞赛时间为连续3.5小时。

食品、饮水等由赛场统一提供,选手休息、饮食或如厕时间均计算在竞赛时间内。

4.竞赛过程中,选手须严格遵守安全操作规程,以确保参赛人身及设备安全。

选手因个人误操作造成人身安全事故和设备故障时,裁判长有权终止该队竞赛;如非选手个人因素出现设备故障而无法竞赛,由裁判长视具体情况做出裁决(调换到备份工位);如裁判长确定设备故障可由技术支持人员排除故障后继续竞赛,将给参赛队补足所耽误的竞赛时间。

5.参赛选手在比赛过程中可提出设备、器件更换要求。

更换的设备、器件经裁判组检测后,如为非人为损坏,分别给予补时3分钟、15分钟,否则每次按规定扣分。

6.参赛选手须在比赛工位上所指定的计算机文件夹内存储比赛文档。

7.参赛队若提前结束竞赛,应举手向裁判员示意,竞赛结束时间由现场裁判记录,参赛队结束竞赛后不得再进行任何操作。

8.裁判长在竞赛结束前30分钟、10分钟分别进行竞赛剩余时间提醒,裁判长发布竞赛结束指令后所有参赛队立即停止操作,做好工位清理(经裁判长确认给予补时的参赛队可顺延至补时结束)。

9.参赛队须按照程序提交竞赛结果,现场裁判在竞赛结果的规定位置做标记,并与参赛队一起签字确认。

10.竞赛期间参赛选手不得自行离场,不得携带手机及其它电子设备。

(五)成绩评定

1.竞赛采用过程评分和结果评分相结合方式。

过程评分针对竞赛过程中操作规范、职业素养进行评判,结果评分针对通信与控制系统(高铁)集成与维护相关任务书设计、安装、接线、编程、调试、运行维护等任务完成情况进行评判。

裁判应在相应评分表处签字。

2.成绩评定后,由加密裁判按二次加密号统计成绩,签字封存,由裁判长和监督组长共同签字后,由专人送保密室封存。

(六)成绩复核与公布

1.为保障成绩评判的准确性,监督组将对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍(选手)的成绩进行复核;对其余成绩进行抽检复核,抽检覆盖率不得低于15%。

如发现成绩错误以书面方式及时告知裁判长,由裁判长更正成绩并签字确认。

复核、抽检错误率超过5%的,裁判组将对所有成绩进行复核。

2.竞赛成绩经复核无误后,由项目裁判长、监督人员审核签字后确定。

(七)竞赛纪律

1.所有有关专家和裁判将签订保密协议,严守保密纪律,不得私自透露赛题非公开部分的内容。

2.任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助、影响参赛选手。

3.竞赛过程中,除参加当场次竞赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外,其他人员一律不得进入竞赛现场,参赛人员竞赛完毕应及时退出竞赛现场。

对不听劝阻、无理取闹者追究责任,并通报批评。

4.裁判员、仲裁组成员、其他工作人员违反工作守则,经大赛组委会核实后视情节轻重予以警告处分或取消其任职资格。

5.对违反竞赛各种纪律的参赛选手及所在代表队和单位,视情节轻重、后果影响予以取消竞赛评奖资格或通报批评。

八、竞赛环境

(一)竞赛场地。

竞赛现场设置竞赛区、裁判区、服务区、技术支持区。

现场保证良好的采光、照明和通风;提供稳定的水、电和供电应急设备。

同时提供所有指导教师休息室1间。

(二)竞赛设备。

所有竞赛设备由大赛办负责提供和保障,竞赛区按照参赛队数量准备比赛所需的软硬件平台,为参赛队提供标准竞赛设备。

(三)竞赛工位。

竞赛现场各个工作区配备单相220V/2A以上交流电源。

每个比赛工位上标明编号。

每个比赛间配有工作台,用于摆放计算机和其它调试设备工具等。

配备3把工作椅(凳)。

(四)服务区提供医疗等服务保障。

(五)赛场开放。

竞赛环境依据竞赛需求设计,在竞赛不被干扰的前提下赛场面向媒体、行业专家开放。

允许媒体、行业专家在规定的时段内沿指定路线进行现场参观。

九、技术规范

ISO/IEC11801:

2002《信息技术用户建筑群的通用布缆》

IPC-A-610印制电路板组件可接受性标准

GB/T13926《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》

GB2423《电工电子产品基本环境试验规程》

GB/T6593-1996《电子测量仪器质量检测规则》

GB/T15969-1995《可编程序控制器》

GB/T7159-1987 《电气技术中的文字符号制定通则》

GB/T21746—2008《教学仪器设备安全要求总则》

GB/T13423-1992《工业控制用软件评定准则》

GB14081《系列国家低压电器标准》

GB/T4728.1-2005《电气简图用图形符号》

GB/T5465.2-1996《电气设备用图形符号》

GB21671-2008局域网系统验收测评规范

LD/T81.1-2006职业技能实训和鉴定设备技术规范

十、技术平台

每个竞赛工位设备明细见表三。

表3竞赛工位设备

序号

设备名称

设备数量

备注

1

通信与控制系统(高铁)集成与维护实训平台

1台

2

电脑

1台

由承办学校提供。

比赛时使用,Windows764bit系统,4G及以上内存,200G硬盘以上。

另配普通电脑桌一张。

3

工具箱

1套

包括:

万用表、网络通断测试仪、螺丝刀套件、尖嘴钳、偏口钳、刀片、镊子、烙铁、信号线连线等。

4

凳子

3把

由承办学校提供

通信与控制系统(高铁)集成与维护实训平台主要覆盖中等职业院校的信息技术类(如:

电子与信息技术、通信技术、铁道信号、计算机及应用、计算机网络技术等等)及交通运输(如:

铁道运输管理、交通运输管理)两大专业类型。

平台以高铁行业为背景,基于实践教学设计,主要涉及通信与控制领域技术(如串口、短距离无线、WiFi、可编程逻辑控制器、触摸屏、移动应用)。

通过平台及所搭载的案例,锻炼学生安装布线、配置调试、故障处理及学习创新等能力。

平台所支撑的实训内容主要分为三个层级,一是行业及产业认知类实训(帮助学生了解高铁系统、智能控制系统等)、二是单个技术点验证类实训(APP、平台按键或触屏按钮控制开关灯)、三是项目综合类实训(系统集成调试)。

可支撑《电子技术基础》、《综合布线》、《网络及通信技术》等课程的实践教学。

学生通过本平台的综合实训,可以面向电子信息通信类、高铁信号控制类相关的电子科技企业,从事设备生产、安装、维护等一线技术岗位。

也可以面向信息及交通类高职对口升学。

具体设备图片如下图所示。

图2通信与控制(高铁)集成与维护实训平台

通信与控制系统(高铁)集成与维护实训平台技术平台产品形态

高铁主控制台:

长2.1m;宽0.85m;高1.1m

站点副控制台:

长0.7m;宽0.45m;高1.4m

额定功率:

200W

本平台主要由高铁主控制台和站点副控制台组成。

(一)高铁主控制台

高铁主控制台主要是模拟列车车内场景,主要硬件设备有:

控制中心、人机交互、PLC、GPRS模块、开关门按钮、环境数据采集传感器、执行设备等;主要通信技术有:

串口、WIFI、GPRS等。

具有环境数据实时监测系统、温度自动控制系统、光线自动调节系统、烟雾报警系统等。

通过真实的控制按钮配合人机交互虚拟控制按钮,实现对高铁主控台执行设备的手动控制。

图3网络拓扑图

(二)站点副控制台

站点副控制台主要模拟地面设备和车站的场景,主要硬件设备有:

轨道电路、轨道继电器、列车、信号机、应答器、列控中心、点阵屏。

主要通讯技术有:

短距离无线、串口、以太网(WIFI)。

列控中心接收控制中心发来的调度信息,转发给轨道电路和列车;控制不同模式下信号灯的变化;并把列车行驶状态发布到点阵屏上。

发送轨道电路信号灯状态及列车上的各种数据给控制中心,控制中心及时显示并根据反馈来的数据对轨道电路进行调整。

图4轨道电路拓扑图

(三)软件功能体系

表4软件功能图

铁路运输管理层

网络传输层

地面设备层

车载设备层

1.铁路运输管理层

铁路运输管理系统是行车控制中心,以CTCS为行车安全保障基础,通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。

控制中心软件功能分为2部分:

(1)区间行驶模式

(2)进出站模式

(1)区间行驶模式

区间运行模式软件界面图如下图5所示,当列车由区段1开始,从左向右行驶到区段8时,此时列车运行模式为区间行驶模式。

允许车速信息为200km/h,区间行驶模式,控制中心界面上会实时显示列车当前所在区段的位置、允许车速、信号机状态。

轨道电路所有区段初始化信号机为绿灯,当列车经过时,再根据列车位置列控中心智能分配信号机状态。

图5区间运行模式软件界面

(2)进出站模式

进站模式软件图如下图6所示,当列车由区段8开始,从右向左行驶到区段1时,此时列车运行模式为进出站模式。

区段4为站台。

点击控制中心界面上的进出站手动控制按钮时,出现进出站手动控制界面。

进出站模式,当列车运行到对应轨道时,车速以及信号机状态会有相应变化。

当车运行到区段6时,点击进出站手动控制区域的进站按钮时,区段5信号机状态变为绿色,此时车允许进站,列车向前运行,进入站台,此时点击出站手动控制区的出站按钮时,区段3信号机变为绿色,允许出站。

图6进出站模式软件界面

2.网络传输层

网络分布在系统的各个层面,通过有线和无线通信方式实现数据传输。

3.地面设备层

地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和应答器设备、无线通信模块等。

列控中心是地面设备的核心,根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态,通过安全逻辑运算,产生控车命令,实现对运行列车的控制。

地面设备层软件功能如下,

(1)车站列控中心

主要功能:

根据其管辖范围内各列车位置、进路以及线路限速状况等信息,确定各列车行车许可,并通过轨道电路+应答器实时传送给相关列车。

(2)轨道电路

主要功能:

轨道电路是高铁信号系统中重要的组成部分,平台要包含轨道电路中,能够模拟信号等控制。

轨道电路由滑轨、主控电路板、电子标签及位置检测传感器组成。

作用:

(1)检测列车节点位置,并通过485总线上传给列控中心。

(2)根据列控中心发来的码序智能控制每个区间红绿灯的状态。

(3)每个区间都包含一个应答器(RFID射频标签),用于存储当前区间路况、坡度等基本信息。

(3)轨道继电器

主要功能:

当轨道电路的占用检测中判断轨道被占用(如有车在轨道时),轨道电路驱动轨道继电器吸起。

列控中心通过采集轨道继电器状态获得列车位置信息。

(4)列车节点

列车节点由RFID读写器、2.2寸彩屏、GPRS模块组成。

作用:

读取轨道电路上应答器(RFID射频标签)信息,将当前区间道路信息发送给列控中心、2.2寸彩屏显示当前列车所在区段位置及当前允许速度等信息、GPRS用于和控制中心(PC电脑)进行通信,以接收控制中心发来的调度信息。

4.车载设备层

车载设备层是对列车进行操纵和控制的主体,具有多种控制模式,并能够适应轨道电路和无线传输方式。

车载设备层主要包括点式信息接收模块、无线通信模块、人机界面等。

车载设备软件功能如下,

高铁主控制台主要是列车内部场景的具体化。

主要包括有温湿度控制系统、报警系统、灯光控制系统、左右门控制系统等。

十一、成绩评定

(一)评分标准制定原则

竞赛成绩评定本着公平公正公开的原则,评分标准注重对参赛选手价值观与态度、工业通信与控制技术应用能力、团队协作与沟通及组织与管理能力的考察。

以技能考核为主,兼顾团队协作精神和职业道德素养综合评定。

评分裁判负责对参赛队伍(选手)的技能展示、操作规范和竞赛作品等按赛项评分标准进行评定。

赛项评分标准力争客观,各评分得分点可量化,评分过程全程可追溯。

本竞赛采用满分100分,竞赛考核比例和标准见下表6评分细则。

表6评分细则

一级指标

二级指标

考核内容

分数比例

职业素养

需求分析

简单描述清楚功能需求。

2%

操作设置记录

描述清楚解决思路,实施流程。

绘制系统框架图。

5%

实施结果

记录实验结果,或进行任务总结,分析透彻。

3%

现场管理

及安全

本项只扣分不加分。

严格遵守大赛规章制度。

违反安全用电致使保险丝烧毁,每次扣1分;考试结束时,未整理好设备及工具扣2分;未按照要求绑扎线缆,扣1分;烧毁设备扣2分,总计分数5分,扣完为止。

系统安装部署

系统设备安装、内部配线

按照提供的接线图完成硬件连线,网络等参数配置及基本测试:

电气线路连接正确,导线、线号等正确合理,连接正确、走线合理;共计14分。

设备选型与安装区正确(扣分制,扣完为止)每一个设备未安装,扣1分;每一个设备安装区错误,扣1分;每一个设备选型错误扣1分;

设备安装牢固,检查设备安装是否牢固,每一个设备安装不牢固,扣1分;

设备安装螺母加垫片,有超过5个螺母没加垫片,扣1分

设备接线,每一接线出现接线不牢固,铜线裸露较多,扣0.5分。

安装线槽盖,每1条线槽没安装线槽盖,扣1分。

无线号管或用错线号管,每处扣除0.5分。

14%

程序下载,调试

上电前安全检查,上电后初步检测元件工作是否正常,检查局部电路功能;

运行程序。

测试、记录数据。

6%

通信配置及调试

平台网络基本配置,平台指定程序的局域网、串口参数设置,共计20分。

(扣分制,扣完为止)。

无线路由器配置,无线路由IP地址不是【192.168.工位号.1】,扣2分;无线网络名(SSID)不是【baisai工位号】,扣2分;无线加密模式不是【WPA2PSK】加密模式,扣2分;没有设置无线网络密钥,扣2分。

局域网各设备IP配置,控制中心IP地址不是【192.168.工位号.3】,扣3分;列控中心无IP地址,扣3分。

控制中心与无线路由器网络不能通信,扣2分;控制中心与列控中心网络不能通信,扣2分;

列控中心各项功能中有一下不能正常运行,扣2分。

20%

故障检测与维修

硬件故障检测与处理

按照要求上电,通过给定的背景资料检测硬件的故障并完成维修,共计15分。

注:

有4处需要维修。

故障原因答题卡上写明:

共计8分,共4处,每处2分;完成一处维修得1分,不在维修范围内的错误维修,每处扣1分,总计分数3分,扣完为止。

15%

应答器检测与处理

按照指定模式运行列车,找出信息有误的应答器,并将故障信息整理至工作报告中,并利用给定的模块以及配置软件完成维修。

共计10分。

故障原因答题卡上写明:

共计4分,共8处,每处0.5分;完成一处配置得0.5分,不在配置范围内的错误配置,每处扣1分,总计分数2分,扣完为止。

10%

应用设计

可编程逻辑控制器/人机交互界面设计

按照要求完成可编程逻辑控制器/人机交互界面的界面设计与功能要求。

共计16分。

按要求完成窗体界面背景得2分。

按要求完成界面设计得4分。

每完成一个功能要求得2.5分,共10分。

16%

移动客户端应用设计

按照要求完成移动客户端的界面设计与功能要求。

共计9分。

每完成一个功能要求得3分。

9%

(二)评判方式

(1)上机操作部分

内容描述:

通过对通信与控制系统(高铁)集成与维护实训平台设备

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