宁波市市政设施管理信息系统平台建设方案.docx
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宁波市市政设施管理信息系统平台建设方案
宁波市市政设施管理信息平台
建设方案
（路灯、桥梁及道路）
宁波市市政管理处
宁波市测绘设计研究院
二零零六年三月
第一章建设背景
一、宏观背景
当今世界正在发生着人类有史以来最为迅速、广泛、深刻的变化。
以信息技术为代表的高新技术突飞猛进，以信息化和信息产业发展水平为主要特征的综合国力竞争日趋激烈，信息化正在成为推动经济和社会发展的主要动力，信息化发展的状况已成为衡量一个城市现代化水平综合实力的重要标志。
发达国家和发展中国家都十分重视信息化，把加快推进信息化作为开展经济技术竞争，提高综合实力的制高点。
一场争夺“制信息权”的无形战争已经展开。
我国的信息化进程同样受到党和国家领导人的高度重视。
邓小平同志号召“开发信息资源，服务四化建设”，江泽民同志指出“四个现代化，那一化也离不开信息化”，党的十六大把大力推进信息化作为本世纪头二十年经济建设与改革的一项重要任务，明确指出信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择，要以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。
这些论断都充分说明了信息化在国民经济和社会领域的重要地位和作用。
中共宁波市委、宁波市政府也非常重视信息化发展，1996年上半年成立了市经济信息化工作领导小组，并提出了为建设现代化国际港口城市需要，在加快海港、空港建设的同时，建设宁波信息港的目标和思路。
经过几年努力，我市信息化建设取得了一定成绩。
宁波市市政管理处是隶属于宁波市城市管理局的一家全民事业单位，全面负责管理、养护和维修城区主要道路、桥梁、城市照明设施、地下通道、下水道等市政设施，负责城区防汛防台、地下管线管理等工作。
在十五计划中，城市市政信息化管理的水平已初具成效，建成了城市市政路灯、道路及桥梁等公共设施管理系统及行业管理信息化体系，在管理中日益发挥着重要作用。
城市道路、桥梁、路灯、下水道、隧道等公共设施或称市政设施，是充分发挥城市载体功能的先决条件，也是发挥城市综合功能的基础，是城市经济、科技、社会发展水平高低的重要标志，也是城市防灾、救灾的必要保证。
所以管理和养护好市政公共设施将直接体现城市的管理水平，对城市人民的生活和城市可持续发展的重要性是不言而喻的。
同时，随着改革的进一步深入，宁波已逐步建立起适应社会主义市场经济的市政设施管理和养护体制，实现管理专业化、养护市场化。
这就要求建立一套基于地理信息系统平台（GIS）完善的监督、检查、评价体系、市政公共设施管理信息系统及市政设施公共信息发布系统——宁波市市政设施管理信息平台。
而行业管理中遇到不少问题，包括管理中缺乏有效的抓手和载体，管理手段跟不上等等一系列的难题，惟有依靠建立起完整的信息系统及配套措施予以化解。
城市市政设施管理信息平台是“数字化城市市政管理体系”的一部分，将路灯、道路、桥梁等相关信息全部数字化，充分应用网络、数据库、GIS、GPS、虚拟现实等先进技术手段，使信息化手段在城市管理领域应用更广泛、全面。
由于城市市政设施信息有着典型的空间分布特征，而地理信息系统又是处理空间信息的有效工具，因此，在地理信息系统的支持下，开发与应用城市市政设施管理信息平台，不仅可以方便地实现路、灯、桥等市政信息的空间化、可视化管理，而且能对这些信息进行有效的监测、模拟、分析和评价。
提供一般办公自动化系统不具备的从宏观到微观的空间数据管理、空间分析和模型应用等功能。
从而既可以提高日常管理工作的质量和效率，节约管理成本，又能提升管理的层次，使路灯管理与规划决策更为科学、快捷与准确。
二、建设现状
宁波市信息公共设施已初具规模，信息资源开发利用也已取得显著进展，信息产业进一步加快，信息化带动工业化作用日益明显，信息技术在改造传统产业、完善城市功能、改进政府服务和提高人民生活水平等方面正在发挥日益重要的作用，为宁波市实现经济和社会的跨越式发展提供了新的动力。
宁波城市管理信息系统工程的建设已也如火如荼，在十五计划中，以初步建立了饱含城建、地理、交通、公安、生产、社保、科教、金融等多个子项目的信息资源共享系统和政务公开及网上审批平台。
实现了信息发布、业务查询、信息咨询等功能，并初步建立网上审批和网上监督等新型管理机制，为社会公众提供方便快捷、透明公正的全方位服务，为政府各部门提供网上协作办公的交流平台。
宁波市基础地理信息系统的建设进一步完善，在十五计划中，完成了基础数据库建设、制定了宁波市基础地理信息数据标准、实现了基础空间信息的共享。
进一步完善了系统功能、建设了宁波用地调查信息系统、影像管理信息系统、基础地理数据发布系统、地理数据采集系统和管线数据采集系统等项目，为规划审批、土地管理、水利工程、国民经济管理、交通道路管理、电子地图发布等管理信息系统提供了强有力的支持，取得了良好的社会和经济效益。
基于“宁波市数字地理空间框架”的一系列城市管理信息系统的建设正逐步改变传统系统建设的观念，利用地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、建设和管理，服务于城市市政设施的管理和监控，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息公共设施和应用体系。
其本质就是建设空间信息公共设施并在此基础上深度开发、整合、应用、交流和共享城市的各种信息资源。
因此，宁波市市政设施管理信息平台的建立正是基于地理信息系统平台，围绕城市市政管理的信息化、现代化，提供城市市政设施管理水平的科学化、信息化以及可持续发展而提出的。
三、建设意义
“十五”期间，宁波市城市市政设施的建设和管理继续保持了高投入、高速度的发展，一大批桥梁设施工程、快速路、主干道、次干道、景观灯、照明灯等相继建成或得到维护，使得宁波城市的道路交通节点、瓶颈头绪错乱、路灯偷盗和损坏、危险桥梁等问题得到改造，促进了市政设施管理的可持续发展。
宁波市市政管理处在上级城市管理局的领导下，强调“规划－建设－管理”的全程性，严把会审、验收关，严把挖掘占用审批关，加强市政设施监管。
针对市政设施在管理上的薄弱环节与现代化城市管理间的差距，以市政设施管理信息化为切入点，提出了“信息化带动设施管理现代化”、“城市道路管理必须服务于交通”、“通过设施内涵型管理，实现动态交通供需平衡”等先进理念。
组织科研技术骨干，开展了一系列科技项目研究，取得了丰硕的成果。
宁波市市政设施管理信息平台建设保括了路灯、道路以及桥梁等市政设施管理信息系统，同时还包括市政公共设施网上发布系统。
它的建设将进一步巩固和深化城市基础设施管理系统，促进管理手段的科学化和信息化。
路灯信息化管理专门针对路灯管理的具体特点，符合市政路灯管理行业规范。
路灯管理地理信息系统与路灯自动化控制系统等有效结合，它能够在对路灯系统现有的配电设备、控制设备等各种设备现状和维修档案等进行管理，完成路灯养护等日常管理功能，有效降低市政路灯管理成本。
运用先进的通讯技术和计算机网络技术，贴合路灯管理部门实际情况，无论其实用性、可靠性、技术先进性、经济性等方面都有许多创新及可行性。
道路信息化管理将应用于道路使用性能评价、预测以及道路养护对策与养护计划的制定，从数据采集、系统评定、对策制定、实施对策、后评估等系统评价程序完成，形成每年一次城市道路检测制度。
桥梁信息化管理将应用于城市桥梁的辅助决策管理，将形成每年一次的城市桥梁定期检测制度，以达到桥梁长效管理安全受控的目标。
2006年是“十一五”规划的启动年，市管处将围绕城管局要拓宽信息化应用范畴，提高信息化管理水平的要求，继续努力通过信息化、动态管理来挖掘现有设施的潜力，提高道路、路灯以及桥梁设施的服务水平和运行效能，提高城市管理的现代化水平，更好的为市民生活和交通便捷服务。
第二章建设目标
一、总体目标
本项目的总体目标是建设宁波市市政设施管理信息平台，构建路灯、桥梁及道路一体化信息应用和管理系统，积极推动宁波城市信息化管理的全面、科学、和谐及可持续发展。
二、具体目标
市政管理信息系统的具体目标就是以地理信息系统技术为核心，以计算机网络为传输载体，建立基于基本地形图的道路、路灯及桥梁城市市政公共设施信息库，实现市政管理部门内部的信息共享，并在此基础上，紧密结合市政管理工作的业务流程，建立路灯、道路和桥梁的一体化的动态监测网络平台，全面监测、快速调查和定期发布道路、桥梁、路灯的基本信息情况。
同时，建立以三维为基础的路、桥、灯评价模型，为市政管理工作提供科学的决策依据，使市政设施管理工作更加科学化、规范化和自动化。
三、建设原则
1）实用性：
用户界面具有良好的可操作性，简便、直观、实用；应用系统要具有易于掌握、操作简单的特性，易于管理。
2）可靠性和稳定性：
应采取成熟可靠的技术和体系结构，选用可靠性高、稳定性好的软、硬件产品，对开发的应用系统实行严格的项目管理和质量管理，保证系统可以支持每周7天，每天24小时的系统运作模式。
3）先进性：
应具有先进的技术水平，采用标准化产品，有较高的性能，符合当今世界技术发展的方向。
4）可扩展性：
系统提供良好的数据接口，并具有很好的可扩展性和可移植性。
市政管理信息系统的建设要立足于宁波城市公共设施管理的应用，同时着眼于未来技术的发展而留有余地。
5）安全性：
充分保证系统、网络和数据的安全，以确保相关是市政保密数据的安全。
6）灵活性：
系统要能与以后业务的变动相适应。
业务流程和信息分类应可自定义，当业务变动时，无需修改系统或只需极少修改即可。
7）经济性：
在保证系统功能和性能满足要求的前提下，适当考虑经济性，使系统具有较高的性能价格比。
同时避免重复建设和力争节约，对现有的市政公用信息要充分利用、发挥效益，对新建系统要科学论证，硬件设备通过政府采购形式购置。
8）设计一体化：
将路灯、城市道路、桥梁等市政设施信息统一纳入市政管理信息系统，要统一数据标准（指标体系和数据结构）、安全标准和网络接口标准，并形成统一的核心应用软件，同时兼顾不同数据和平台的转换或移植。
四、建设内容
建设的具体内容主要包括以下五个方面：
1、硬件环境建设
主要包括网络环境和微机系统建设，为整个系统运行提供硬件支撑环境。
2、软件环境建设
主要包括操作系统、数据库系统、系统开发平台以及GIS开发平台等的建设，用于搭建系统开发和运行的软件环境。
3、数据库建设
包括基础地理空间数据和路、桥、灯等市政公共设施专题数据两类数据库的建设。
其中基础地理空间数据作为系统的背景参考数据；路、桥、灯等市政公共设施数据则是系统的核心数据，主要包括路灯分布数据库、配电箱分布数据库、桥梁分布数据库、宁波道路信息数据库等，为管理系统和评价模型奠定数据基础。
4、系统开发
包括宁波市市政设施管理信息系统（路、桥、灯）和市政公共设施信息发布系统，前者面向市政管理部门，后者则面向社会公众。
5、人才培养
人才培养是有效使用和维护城市市政设施管理信息平台的重要条件。
第三章系统总体设计
在系统建设方案的设计中，我们将以提高平台的实用性、降低平台开发的成本和提高平台的生命周期为目的，充分地研究和总结以往基础地理信息应用系统的开发思路和方法。
根据用户的需求，在平台的设计中，融入当今在地理信息系统理论和技术研究的最新发展：
在集成平台技术方面，采用信息获取、分析、应用的一体化平台；在标准化方面，参照OPENGIS标准发展趋势，建立市政设施地理数据标准化方案；在数据库管理方面，采用图形数据和属性数据存放于同一数据库中的数据库技术。
设计的基本思路是：
首先，制定数据标准、设计数据库、建立入库（更新）流程；
其次，建立基础组件库，提供调用、查询、统计、分析和表现等操作接口；
最后，通过基础组件库构建《宁波市市政设施管理信息系统》以及《宁波市市政设施公共信息发布系统》两个子系统。
一、系统设计原则
宁波市市政设施管理信息平台（路灯、桥梁及道路）是一项复杂性、综合性、专业性极强的系统工程，系统的建设严格遵循软件工程的规范程序，在保证系统具备科学合理的结构框架基础上，力求先进性和高效性，不仅要最大限度地满足用户要求、将传统作业模式计算机化，而且要尽可能地提高各项指标，如一致性、可靠性、可扩充性、兼容性和适用性等，切实提高生产效率、体现系统的优越性。
因此，系统设计过程中应遵循如下原则：
1、专业化原则
提供专业的工程解决方案，切实满足政府部门对路灯监控、维护和管理的需要，彻底解决在监控分析中出现的问题。
2、标准化原则。
信息系统管理的对象既包括路灯、桥梁以及道路专题地理信息，同时也包括基础地理数据，因此强调各类数据的标准化、规范化和统一化。
3、完备性原则
●数据的完备性：
包括数据的完整性、现势性、准确度
●功能的完备性：
系统功能应涵盖路、灯、桥等市政设施管理工作内容，满足成系统详细设计的全部功能要求
4、可靠性原则
●数据的可靠性：
系统提供的市政设施监控信息来源准确可靠，并能及时反映系统中数据的变更情况；
●抗干扰性（包括人为的和机器的故障）：
保证系统正常工作的能力，即体现工作的连续性和正确性，包括检查和纠正错误的能力
●在错误干扰下重新恢复和启动的能力
●数据的安全性
5、适用性原则。
系统易于操作，更新，管理，并能满足各层次用户的使用要求。
6、可扩充性原则
●能不断满足系统目标变化的要求
●系统的结构设计应考虑到功能扩充
●能适应技术更新（如软、硬件升级更新）的要求
7、兼容性原则。
系统提供公开的数据格式及完备的数据输入、输出接口。
8、方便性原则
●经系统深层次的应用开发，实现“傻瓜式”的操作
●考虑到应用人员的不同层次，系统采用汉化界面
●系统运行简单方便，用户经短期培训即能尽快掌握
9、先进性原则
在满足系统功能要求的基础上，始终保持系统的先进性。
二、系统总体框架
正确、全面、及时地获取城市市政设施资源——路、灯、桥等市政信息，并加以提炼、分析，为市政部门的直接管理者提供及时准确的监控信息，为城市管理部门的决策者提供辅助决策的依据，从而保障城市市政管理健康、和谐、科学地运作，以及为市民提供良好的交通、照明以及生活服务，这是市政管理的根本出发点。
GIS以其良好的开发性和可扩展性，集成并融合市政部门内已有的各种信息资源，并以其丰富直观的表达形式，从GIS分析的角度为城市市政建设构造新的管理平台，具有创新性的应用。
信息系统的设计与开发都要从整体和系统的角度考虑其角色和作用，并有效地利用最新的信息技术，如GIS技术、组件技术、WEB技术、数据库技术等，实现市政公共资源信息与基础空间数据相结合，构造一个既相互独立、又相互匹配、信息共享、可进行统计分析的、集成的、综合的市政管理和决策支持平台，实现经济和社会效益的最大化。
系统的框架结构如下图所示：
图3.1系统总体设计框架
如上图所示，在系统具有良好的运行环境保障下，根据系统建设的目标，系统的设计框架基于业界标准的三层体系结构——数据层、组件层、表现层。
因为采用这种体系结构无论从平台的角度还是从开发的方面，均是一个结构灵活，便于调整的应用体系。
而对整个系统的业务逻辑和数据访问、共享等通过组件层进行封装，各个应用可以基于组件迅速搭建。
（一）数据层
数据层指明了数据的来源，包括各类数据在数据库中的存储内容，组织方式和存储机制。
整个宁波市城市市政设施管理信息平台的数据存储选用主流数据库软件Oracle9或其更高版本；存储方式可采用GIS软件与数据库软件相结合，满足基础空间数据的存储要求；数据内容主要包含城市市政公共资源信息：
路灯、桥梁以及道路，同时还包括与市政公共资源信息相关的地理空间位置图——基础空间数据等。
除此之外，整个地理空间数据库采用统一数据模型与各类市政资源信息的属性数据一同存放在数据库中。
（二）组件层
组件层可采用二次开发的方式，基于主流GIS软件——ESRI提供的ArcGIS9或其更高版本，在此基础上进行开发组件库。
除了应继承ArcGIS强大的GIS管理和应用体系，还应针对市政管理信息系统对数据处理的特殊要求、满足用户提出的各种需求功能，主要包括数据输入、数据输出、查询统计、GIS分析、数据发布、三维表现、数据维护、数据更新以及安全管理等。
而且所开发的组件使得系统符合GIS空间决策分析的用户要求，实现后台对数据库的日常管理，如数据的备份、恢复，性能优化、用户管理、网络监控、安全管理等功能，为系统的高效、稳定运行创造良好的外部环境。
（三）表现层
表现层反映了图形用户界面以及所有的显示逻辑，它是应用的客户端部分，由它负责与用户进行交互。
在本系统中，表现层可包含路灯信息、配电箱信息、道路信息以及桥梁信息管理四个主要模块，分层、分类、相互协调以构成整个市政管理信息平台的主框架。
三、系统硬件体系
系统的硬件资源包括数据输入输出设备、数据存储和处理设备、网络设备及相关的辅助设备等。
硬件资源在现有的硬件设施基础上，需要增添相应硬件设备，即可满足系统需求的硬件环境，硬件配置要注意以下几个方面。
●硬件性价比高，可维护性好，可靠性高
●硬件的各项性能指标满足要求，且易于扩展
●硬件销售商有较强的技术实力和较好的售后服务
根据系统建设的基本要求，本系统构建了基于微机的基本硬件环境。
随着近年来硬件性能的飞速提高，微机服务器和图形工作站都已经能很好地满足系统建设与运行的要求。
与基于UNIX系统相比，微机系统具有易于维护、使用方便、性能价格比高的优点。
1、服务器
由于系统对基础信息数据实现统一存贮和多部门并发共享，并且具有数据的Web发布功能，因此对服务器提出了较高的要求。
同时出于数据安全性的考虑，系统应具有用于进行数据复制的数据备份服务器以及双机热备软件。
2、客户机
系统客户机分为两类系统应用客户机和专业地理信息系统客户机；系统应用客户机主要用于数据的输入、查询等应用工作，作为用户从数据库中获取地理信息的交互接口，不必进行复杂的数据处理和运算，采用当前中高档微机即可满足要求；专业地理信息系统客户机由于需求进行空间数据采集、检验和复杂的数据建模和分析等应用，因此需要具有较高的空间数据图形处理功能。
3、掌上电脑（PDA）
采用带有GPS的PDA来进行路灯数据的野外采集。
四、系统网络体系
计算机网络是该系统的重要环节。
根据具体业务情况，整个网络结构设计如下图：
图3.2系统网络结构图
可将网络分为三个层次：
1、政府专用网
政府专用网由主干网、高速通信网，路由设备等组成。
主干网用于连接着服务器及各局域网。
主干网采用FDDI双环光纤网，可以满足市政管理信息系统的需要。
在主干网配置远程路由器，利用向电信部分申请的高速通信网（如：
DDN64K远程数字线路网）将各个单位的局域网分别与主干网连接。
2、内部局域网
局域网为内部的用户工作站提供高速的网络互联。
局域网分为核心、工作组交换机以及与市政府的内网交换中心相连设备和线路三部分组成。
在局域网采用核心交换机，通过不同网段组成局内部各自的局域网。
同时通过专用网段，设置防火墙和路由器实现与党政信息网——政府专用网络的联接。
3、与公众连接的互联网
外部网络由防火墙、接入设备以及与Internet连接的通信线路组成。
外部网通过防火墙和外网交换机经通信线路与城管局各内部网连接。
外网用于向公众提供公共服务、信息发布，如等，Internet用户可以通过互联网访问该网络。
五、系统软件体系
1、操作系统平台
服务器操作系统平台选用Windows2000/2003Server。
该操作系统功能强大，安全可靠，适合于局域网和广域网应用，且其内部集成Internet发布服务器（IIS），可以方便地通过网络实现信息资源共享。
客户端的操作系统平台则不做限定。
2、数据库管理系统
系统采用Oracle9i作为整个应用系统的数据库平台。
Oracle是最为成功的数据库管理系统之一，它采用客户机/服务器体系结构，实现真正开放和分布的数据管理，具有强大的功能，超常的速度和稳定性，特别适合管理大型数据库。
3、基础地理信息平台
地理信息处理是本系统的应用主体，因此GIS软件平台的选型对系统建设成功与否极为关键。
系统采用Engine为系统开发的GIS平台工具。
ArcGISEngine是一个创建定制的GIS桌面应用程序的开发产品。
包括构建ArcGIS产品的所有核心组件。
使用ArcGISEngine可以创建独立界面版本的应用程序，或者对现有的应用程序进行扩展，为GIS和非GIS用户提供专门的空间解决方案。
ArcGISEngine提供了COM、.NET和C++的应用程序编程接口（API）。
这些编程接口不仅包括了详细的文档，还包括一系列高层次的组件，使得临时的编程人员也能够轻易的创建ArcGIS应用程序。
4、市政信息发布平台
本系统的发布平台选用主流软件ArcIMS，它是ESRI针对WebGIS提出的InternetGIS解决方案。
它是一个基于服务器的产品，提供了一个用于在网页上发布GIS数据和服务的分层框架结构，通过它组织内外网络中的更多用户可以进行数据获取和浏览等操作。
因此，以此作为内外网系统的发布平台，ArcIMS使得网站提供GIS数据、交互式地图、元数据目录以及目标GIS应用成为可能。
5、系统开发平台
开发选用主流.NET（包含VC++.NET、VC#.NET、VB.NET）作为系统的主要开发平台。
系统底层模块的开发平台将采用VC++6.0。
六、系统数据体系
数据库作为市政管理信息系统的数据支撑层，是由多信息源、多种数据类型构成的，是整个系统的基础。
其数据库从数据内容上主要分为基础地理空间数据和市政信息专题数据库两个层次（如图3.3所示），市政信息又可以分为路灯、桥梁以及道路信息数据库等，以便统一管理空间数据和属性数据，确保了空间和非空间数据的一体化集成。
图3.3市政管理信息系统数据库组成
1、基础空间数据建设：
指基础地理信息数据库和它们的元数据。
这部分数据主要作为背景数据进行查询、编辑、分析使用。
主要包括：
地形、居民地、工矿建筑、道路、水系及行政境界等数据。
2、市政数据建设，主要建立如下数据库：
Ø道路数据库；包括（市主要管道路48条以及市路、街、巷等道路信息）；
Ø桥梁数据库：
131座；
Ø路灯数据库：
包括（道路灯42921盏，景观灯110559盏）；
Ø其他数据库：
包括（地下通道2个，雨、污水井19390座等）。
七、系统功能体系
宁波市市政设施管理信息平台功能模块如图3.4所示：
图3.4系统功能模块组成
（一）数据更新管理
能方便地对市政设施信息，如路灯数据，详细包括双挑立柱灯、单挑立柱灯、大弯肩立柱灯、铜管灯、配电箱等，以及各种城市道路数据（包括地下通道），桥梁数据（包括高架桥）等数据进行录入、修改和删除等更新操作。
同时包括对空间信息的更新和专题属性信息的更新两部分。
现场数据采集使用先进的带有GPS的掌上移动电脑，录入数据以后，直接通过网络发回服务器，经过处理确认后，导入路灯数据库，如图3.5所示。
图3.5数据采集模式示意图
（二）路灯信息查询
系统能对双挑立柱灯、单挑立柱灯、大弯肩立柱灯、铜管灯等路灯的类型、高度、底部直径、上部直径、挑肩长度、灯罩型号、灯罩内电器型号、灯罩产地、柱脚型号、柱子颜色、瓦数、电缆、灯颜色、变电箱ID、创建时间以及所属道路等信息进行查询，同时，可查询配电箱的类型、高度、颜色、启用日期、详细位置、进线电源点电缆型号、进线电源点黄相、进线电源点绿相、进线电源点红相、表计容量、表号、查户号、变率大小、CT型号、继电器型号、交流接触器型号、开启关闭时间以及上下熔断器安数等信息。
如下示意图：
图3.6配电箱查询结果
图3.7路灯查询结果
高级定制查询：
可按照道路名、周边地名、类型对路灯和配电箱进行查询，还可按
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