新乡XX生活小区联网视频监控系统方案设计书.docx

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新乡XX生活小区联网视频监控系统方案设计书

第一部分智能小区安全防范建设系统规划设计方案

第一章前言

1.1定义

本系统是新乡XX小区建设安全防范系统中的一个子系统,即视频安防监控系统(VSCS)。

本系统的设计以现有已颁布的安全防范国家标准、行业标准等规范性文件为主要依据,同时兼顾甲方的具体要求和特点。

中心控制室指用于对视频安防监控系统进行集中管理与监控的室内空间。

分控室指用于对视频安防监控系统进行区域性监控的室内空间。

管理中心指用于对视频安防监控系统实施管理的软件系统。

监控中心指用于实现视频安防监控系统服务器功能的软件系统。

控制中心指用于实现视频安防监控系统客户端功能的软件系统。

1.2系统设计依据

系统规划设计建设应依据并达到下列(或超过)中华人民共和国或行业现行的工程建设标准、规范的要求。

《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001

《信息技术设备包括电子设备的安全》GB4943-95

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《安全防范系统验收规则》GA/308-2001

《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001

《入侵报警系统技术要求》GA/T368-2001

《出入口控制系统技术要求》GA/T394-2002

《建筑智能化系统设计技术规程》GBJ01-615-2003

《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000

《智能建筑设计标准》GB/50314-2000

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000

《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94

《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB/02198-94

《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94

《有线电视系统工程技术规范》GY/T106-92

《防盗报警控制器通用技术条例》GB12663-90

《以太网10BASE-T标准》EEE802.3

《以太网100BASE-T标准》EEE802.3U

其他相关建筑设计文档和系统需求说明文档。

1.3系统设计原则

小区安全防范智能监控系统建设的总体目标:

对小区出入口、小区周界、单元出入口、电梯轿箱、车库出入口、车库内部等进行监看、监控图像储存等区域实施实时视频监控,利用智能视频分析设备对监控点的视频信号进行实时分析理解,通过该系统,各监控站点的监控内容以实时采集的视频数据文件方式传输给监控中心,智能分析结果呈现在中心的显示终端上,通过智能报警信号及时发现问题并在第一时间加以妥善处理,为管理决策提供信息依据,有效地增强系统的预警能力,提高系统的防范能力,提高管理效率和水平。

根据创建全国一流小区的总体目标,按照小区管理规范化、现代化、科学化的要求,安防系统设计体现以人为本的精神,坚持安全可靠性、技术先进性、经济实用性等原则,建成一个集视频图像技术、计算机网络技术、现代通信技术于一体的具有监控、报警、调度指挥等多种功能的综合管理系统。

1、安全可靠性:

系统规划设计应符合国家、行业和公安部门有关安全技术防范要求,统筹物理安全、网络安全、边界安全、系统安全、应用安全等安全技术平台,确保系统长期安全稳定运行。

2、技术先进性:

充分考虑安防领域技术的发展和系统的生命周期,参考目前安防设备的发展水平,选用符合国际规范和服务标准要求的最新技术和成熟成果,系统设备具有技术先进性和扩容性,以满足学校长远发展的需要,为后期建设扩展预留空间。

3、经济实用性:

在确保系统性能有效、稳定可靠的基础上,考虑系统技术先进性的同时,充分考虑使用要求,使系统的功能尽可能的完善并充分加以利用。

并根据实际需要选择最优性能价格比和具有扩充能力的主流产品,系统之间考虑资源的共享性,最大限度地降低系统造价和运行费用。

4、标准开放性:

系统设计与设备选择应遵循标准化与开放性原则,应考虑与已有其它系统之间的兼容,做到统一标准,统一接口,统一平台,统一管理,实行互通互联,资源共享。

1.4系统设计要素

本系统规划设计的规模为个监00控点。

具体摄像机类型、数量和分布位置经实地勘查后确定。

视频安防监控系统分现场监控点、弱电间设备、通讯线缆、网络设备间设备与中心控制室等几个部分。

现场监控点主要包括摄像机、镜头、防护罩、安装支架、云台和解码器等设备,分布在室内及室外各监控区域。

弱电间设备主要为视频监控系统电源箱,负责为现场监控点的设备提供电源,靠近中心控制室。

网络设备间在各分控室,内配置复合式网络硬盘录像机、网络交换机等设备。

所有设备均统一安装在十九英寸机柜中,用于视频信号的编码、录像存储和网络交换传输。

通讯线缆包括到现场摄像机电缆和光纤两部分,到现场摄像机电缆由现场摄像机敷设到分控室的网络硬盘录像机,视频采用的是SYV75-5电缆,控制信号采用RVVP2x1.0电缆。

摄像机电源采用RVV2x1.5电缆,由摄像机敷设到中心控制室电源箱。

此外交换机的光纤连接沿用学校已建网络。

中心控制室包括视频解码服务器、网络交换机、流媒体服务器、管理中心服务器、控制中心服务器、集中存储服务器、磁盘阵列、电视墙等设施。

是视频监控管理系统管理监控中心。

系统设计作为一个独立的视频安防系统来设计,同时与安防集成管理系统预留接口。

1.5系统特点

1.5.1可靠性高

采用嵌入式DVR作为编码存储设备,是该系统的核心设备,其优秀性能既可帮助用户改造旧有模拟监控系统,又可建造全新的网络监控系统。

DVR压缩录像,录像码流不受网络通、断、波动的影响,确保录像文件完整性。

DVR平均无故障时间超过2万小时,内置大容量高速高可靠性的SATA硬盘作为存储介质。

中心控制室部署IPSAN对重要监控点进行备份录像。

技术成熟可靠,经大量工程项目验证为目前稳定性最优秀的解决方案。

1.5.2高解析度

海康威视的摄像机采用高性能CCD感光芯片,具备极高地解析度、色彩还原度、饱和度,最高可选择540线超高解析度。

海康威视第三代网络DVR采用DSP高性能压缩芯片和CPU控制芯片,以先进的H.264压缩算法确保网传和录像的画面有较高的画质。

后端海康威视解码器(或解码服务器)支持输出最高FullD1画质。

从画面采集、压缩编码(网传、存储)、解码上墙整个系统而言,各部分均保证了画质,做到了真正地高画质采集记录和还原。

1.5.3流控分离

业界首创的双码流技术(预览流与存储流分离技术),主码流和子码流的码流类型、分辨率、帧率、位率上限、图像质量、位率类型均独立可调。

借此在用户网络质量下降时,选用子码流进行网传,主码流进行录像,既满足录像文件的优秀画质,又确保远程预览得以进行。

同时,根据多年来对监控行业的深度认知,超过80%的录像为无用数据,我们提供事件录像机制:

7*24小时常规录像设置为低码率、低帧率、CIF画质进行录像,而移动侦测、报警量触发的录像采用高码率、全帧率、高画质进行录像。

这种方式既保证重要录像的高清性,又大大减小了录像文件的容量,能很好地契合用户的使用需求。

视频流与控制流分离技术。

因视频流数据量较大,并发访问数量增加将增大DVRCPU处理负荷以及出口带宽压力,利用流媒体快速复制分发的特点,解除DVR并发访问路数限制,稳定网口处理速度。

而因控制流数据量小,实时性要求高,不穿越流媒体服务器,在传输线路上减小延迟(小于300ms)。

1.5.4维护便捷

管理中心智能检测前端设备,自动判断设备运行状态是否正常,异常情况将以图示和文字提示的形式显示在管理界面上。

指示维护人员快速定位异常设备,并进行针对性处理,提高系统故障修复响应速度。

设备自身具备异常报警机制,包括视频错误、视频恶意遮挡、网络掉线、硬盘出错等现象,均会主动上传中心控制室提醒安保人员,维护人员至设备间可利用设备蜂鸣器的声音快速找到出错设备。

1.5.5兼容完美

海康威视的所有设备均基于同一套SDK开发包,保持纵向和横向兼容。

即同一型号不同软件版本的设备均可无缝接入监控平台,此外无论是DVR还是解码器均可接入同一平台。

向友商提供全套SDK(API函数)用于集成开发。

第二章系统总体设计

2.1总体架构

系统采用三级网络架构,分为前端各监控接入点-各区域分控中心-小区总监控指挥中心三部分,前端各监控接入点建议使用模拟球型摄像机或模拟枪型摄像机。

硬盘录像机将本区域内的数字视音频信号在中心通过监控专网向小区总监控指挥中心传送。

小区监控指挥中心主要部署管理服务器和流媒体服务器,电视墙服务器,电视墙等设备实现对系统内所有软硬件资源的调配和鉴权管理,电视墙集中视频监看等功能。

系统总体拓扑如下:

2.2系统传输部分设计

2.2.1监控点至分控室部分设计

视频及控制信号传输设计:

前段监控点至各分控中心硬盘录像机处,有冗余光纤资源的,建议通过视频线汇总至光纤接入点,用视频光端机通过冗余光纤将视频信号及控制信号传输至分控中心,接入硬盘录像机,距离分控室距离近且方便布线的监控点建议直接布设视频线缆及控制线缆将视频信号及控制信号传输至硬盘录像机。

前段设备电源供应设计:

前端监控点电源供应建议从分控中心UPS不间断电源直接供应,从分控中心至各光纤接入点或监控接入点各布设一条220V电源总线,在光纤接入点或监控接入点安放相应的电源适配器对前端设备供电,同时在光纤接入点或监控接入点安放电源设备箱用来盛放光端机,摄像机电源适配器等设备。

2.2.2分控室至总控室网络系统设计

各区域分控室至中心布放的嵌入式网络硬盘录像机除了进行本地编码存储和本地实时监控之外,还负责将区域内的数字视音频信号通过小区网络(已有或新建)传输至总控中心进行实时监看或中心备份存储。

对于分控室至总控中心已有网络连接的,建议使用原有网络链路分控中心至总控中心传输。

对于分控室至总控室没有网络连接的,建议利用医院冗余光纤资源,配置100M网络光端机进行分控中心至总控中心的数据传输。

2.2.3总控室网络系统设计

总控室是整个系统的数据中心及控制中心,为了保证系统的持续可靠运行,网络交换系统部分的可靠性及冗余设计是不能忽视的,网络接入部分建议采用双交换机双链路设计,为了保证总控室内部各功能服务器及监控终端之间的高速数据交换,建议全千兆交换机进行中心控制室内部的高速数据传输,在满足总控中心实际服务器及终端数量当前端口需求的基础上,还应保证一定的端口冗余,以备以后系统扩展其他分控或其他各小区联网监控系统图像资源接入及集中管理时相应的网络接入需求。

2.3监控点部署

监控范围覆盖整个小区,包括:

大门口、主干道、广场活动区及其周边辐射范围。

重点监视人员活动、车辆运行及物资流动情况。

并根据需要选择合适的摄像机、球型摄像机等图像采集设备。

各区域摄像机的部署情况见摄像机布设表,摄像机具体安装位置见监控系统布防点位图。

 

监控区域

摄像机类型

数量

设备选型

备注

主干道、生活广场与大门口

6寸18倍网络智能中速球型摄像机

0

海康威视DS-2DM1-612H/CY

(1)对进出小区的人员、车辆物资出入情况、主干道人员情况、生活广场活动人员等情况进行监控;

(2)对进出小区的车牌及司乘人员等情况进行监控。

车牌抓拍

540线车牌识别强光抑制摄像机

1

海康威视DS-2CC178P--A/CY

(1)对进出车库、地下室车辆等情况进行监控;

(2)对进出大门口车辆进行实时监控。

周界环境

540线红外防水彩色枪型摄像机

海康威视

DS-2CD892P-IR3/CY

(1)对小区周界人员活动情况进行实时监控;

(2)对周界墙边的物资安全堆放情况进行实时监控;

电梯内环境

480线电梯专用彩色摄像机

1

海康威视DS-2CC512P-FD1/CY

●对进出电梯人员活动情况进行监控;

●对进出电梯内货物活动情况进行监控。

合计

0个监控点(0个球形摄像机,0个电梯专用摄像机,0个红外防水彩色枪型摄像机)

2.4分控室及前段接入

分控室及前段接入部分主要负责前端摄像机视音频信号接入及区域监控管理,同时也把本区域内的数字视音频资源向小区总监控指挥中心传送,分控室及前段接入部分拓扑如下:

分控室主要设备构成功能描述如下:

模拟半型摄像机:

负责前端视频信号采集及云台镜头控制,传输到硬盘录像机上进行编码存储与网络传输。

网络硬盘录像机:

负责对前端模拟摄像机传送过来的视音频信号进行压缩存储及回放,同时通过网络将数字视音频信号传送到学院总监控指挥中心。

接入网络交换机及光端机:

负责将网络视音频信号进行光电-电光转换同时向监控专网传送。

根据现场勘查,监控点图像汇聚到就近的光端机或者网络交换机上。

将附近所有的视频、控制线缆汇集后,送入本地硬盘录像机(DS-8116HC-S系列)进行数字化压缩编码后本地存储,录像文件存储在硬盘录像机内置的硬盘上,同时通过内部光纤局域网络与中心控制室互联互通。

因监控点数多,实时监控任务分派到分控室完成。

分控室部署PC机用于本地监控,系统使用权限由总控室集中分配,使用前需登陆验证,确保视频监控系统的信息安全。

安保人员利用PC机完成本地监控,可实现实时监控、录像回放等基本功能。

担负着管辖区域内的安保工作,监控设备看护、事故发生优先响应、报警信号及时处理等常规工作。

同时,分控室的图像上传至中心控制室,用于内部管理。

在后期部署过程中,可以添加智能视频分析主机实现智能视频监控。

2.5小区总监控指挥中心

小区总监控指挥中心部分主要负责系统内的数字视音频资源的调配管理,集中备份存储,及电视墙图像集中显示功能。

学院总监控指挥中心部分拓扑如下:

图4中心控制室硬件结构示意图

小区总监控指挥中心主要设备功能描述如下:

管理服务器:

安装《网络视频监控管理平台》管理服务器软件用以实现对系统内的软硬件资源进行集中管理和用户权限的集中管理分配。

(为保证可靠性,建议采用双机热备份)

流媒体服务器:

安装《网络视频监控管理平台》流媒体服务器组件用以在多个用户对同一个视频通道进行并发访问时进行数据分发,保持与前端DVR/DVS/IPC单路视频连接,减轻前端DVR/DVS/IPC到监控中心的带宽压力。

电视墙服务器:

安装矩阵解码卡及《网络视频监控管理平台》电视墙服务器软件用以把从网络上传送过来的数字视音频信号解码还原成模拟视音频信向电视墙输出。

控制终端:

安装《网络视频监控管理平台》客户端软件用以对系统内的前端视音频及报警信号进行切换显示及对前端云镜设备进行PTZ控制。

电视墙或DLP显示系统:

负责图像的集中显示和切换。

中心控制室由监控中心和管理中心两部分组成,其中监控中心由功能服务器、控制中心主机(客户端)和复合式解码器组成,功能服务器包括视频解码服务器、集中存储服务器、流媒体服务器与WEB服务器。

控制中心主机由PC主机与控制中心软件构成。

控制中心主机的数据交换所需网络带宽具有不确定性,为确保其正常工作,通过千兆网卡与网络交换机相连。

视频解码服务器由工控主机系统、多路视音频解码起与视频解码服务软件构成,视频解码服务器的输出通道与电视墙相连。

每台视频解码服务器的视频输出通道数为8路。

现场部署1台视频解码服务器,交换的网络带宽上限需48Mbit/s,为确保其正常工作,通过千兆网卡与网络交换机相连。

视频解码器为单路复合式视频解码设备,视频输出接口通过模拟视频线缆与电视墙连接。

将通过网络传来的数字视频流还原为模拟视频信号输出到电视墙。

视频解码器利用一个10M/100M以太网接口与网络交换机相连。

流媒体服务器由服务器与流媒体软件构成。

其数据交换所需网络带宽具有不确定性,为确保其正常工作,通过千兆网卡与网络交换机相连。

管理中心包括一台管理中心服务器,它由服务器与管理中心软件构成,其数据交换所需网络带宽具有不确定性,为确保其正常工作,通过千兆网卡与网络交换机相连。

2.6数据存储部分设计

2.6.1前端分控室硬盘录像机本地存储

根据前端的硬盘录像机的选择配置,每台DS-816HC-S配置5块1000G的监控专用硬盘,假如每路按照1024Kbps的码流进行视频录像的话,每路每小时产生的录像文件所占的硬盘空间为500MB左右。

则每台硬盘录像机本机录像文件的保存时间可以保证在(2ⅹ1000ⅹ1000)÷(24ⅹ16ⅹ500)=27.78天以上.

如果每台硬盘录像机要保留30天的录像资料,每台硬盘录像机需要配置5块1000G的硬盘才可以满足录像文件数据存储要求。

第三章系统详细设计

本部分将就监控系统各组成部件进行详细描述,并根据过去的经验提出我们的建议,以提高监控系统的水平。

3.1图像采集

监控画质总体要求,建议采用至少480线的摄像机,重要监控点至少应该选择540线的摄像机。

摄像机外观选择上取决于现场环境,室外建议选择枪式摄像机配置云台、护罩等或者选用一体化球机,室内建议选择半球摄像机。

照度均匀,无需24小时监控的环境可采用普通摄像机、定焦手动光圈镜头。

室外需要24小时不间断监控的环境要求采用低照度摄像机、自动光圈镜头,因低照度环境下摄像机信噪比降低,若噪点影响到监控质量,需要安装补光灯或者选用红外摄像机。

需要全景监控或者变焦以捕获近距离人脸面部时,建议选择球型摄像机。

室外摄像机的安装请注意防雷和接地,具体方法请参照相关施工细则。

除了摄像机自身的选择以外,视频线缆的选择也将在很大程度影响到监控画质,建议选择知名品牌的SYV75-5同轴线缆,因为阻抗75欧姆的线材较难实现,杂牌线缆往往容易出现视频信号过弱、易受干扰等现象。

同时,在视频线缆布线过程中,也应符合相关法规细则。

为了降低布线难度,在视频传输路径的选择上,可以将视频信号通过视频线缆汇总到就近的光纤接入点,通过光端机集中向区域分控中心传送。

在后期系统扩展过程中,可以利用医院内已有以太网系统部署网络摄像机,实现系统便捷扩展。

3.2编码压缩

编码压缩工作由DVR完成,其连线图如下所示:

海康威视DVR具有丰富的接口,完全支持作为一台独立设备运行。

球机、摄像机、拾音器以SYV75-5线缆接入DVR的Vin、Ain,球机、门禁控制器的控制信号借助RVVP-2*0.5线缆接入DVR,报警I/O(开关量形式)以RVVP-2*1.0接入DVR凤凰箝位口,完成视音频信号采集、报警输入与本地联动输出及PTZ控制。

采用先进的H.264算法作为压缩编码算法,以极低的码流(1.5Mbps)实现全实时D1画质。

编码参数可针对每个通道独立设置,包括分辨率、码率、图像质量、帧率,并且支持动态改变编码参数。

业界首创的双码流技术,对同一通道实现两次同步编码,主码流(高品质编码)用于本地录像,子码流(高传输性能)用于网络传输,既保证了录像文件的清晰性,又保证了网络传输的流畅性。

采用优秀的OggVorbis语音编码算法,保证监听效果清晰、真实。

支持语音对讲方式,中心控制室可与分控室进行直接对话,指示工作。

单台设备最高支持16路报警输入(开关量形式),既支持报警设备直接接入DVR,也支持与报警主机之间进行通信,以满足用户对报警信号与视频信号之间的联动要求。

独特的透明通道传输技术,支持与其它控制设备之间进行交互,以实现多个子系统之间的联合。

无论是视频信号、音频信号、控制信号、报警信号均通过网络与中心控制室进行交互。

DVR向中心控制室传送视频信号、音频信号、报警信号,接收来自中心控制室的控制信号。

具有优秀的容错机制,网络一旦瘫痪,将DVR的VGA接口直接连接至显示器,可组成一个个小的监控系统,以防止长时间的监控盲点。

3.3录像存储

录像存储工作主要由DVR完成,中心控制室部署IPSAN用于备份录像。

为了确保录像数据的安全性,禁止删除录像文件。

建议用户选用DVR专用硬盘,以提高录像的效率和磁盘的寿命。

λDVR作为主要存储

多种录像方式充分满足用户的使用需求,可根据需要设置定时录像、移动侦测录像、报警录像等等,并且支持为每个通道独立设置,互不影响。

海康威视的DVR支持磁盘预分配技术。

独特的预分配技术在写录像时采用索引进行文件管理,覆盖录像操作不涉及文件的删除和重建,让磁头只在数据区划动,而不进入核心FAT表区,即使突然断电等意外现象发生,磁头伤及盘片,也不会导致整块硬盘损坏,大大增强了磁盘的可靠性。

不存在频繁地删除、新建操作,保障硬盘长期运行不产生磁盘碎片,大大提升文件的写入、读取速度。

录像数据按照15天为一个周期进行存储,DVR将自动覆盖起始空间,以实现无人干预的情况下持续录像。

业界首家引入S.M.A.R.T信息报警机制,利用磁盘自身的S.M.A.R.T信息判断磁盘的运行状况。

能在发生故障以前,了解磁盘的异常信息,最大限度地保证数据的完整性、安全性。

错误盘自动跳过,不影响不终止录像,更新盘自动加入录像过程,无需人为调整。

业界首推的非工作盘休眠技术,既能节约大量电力资源,又能大大减少机内热量,提升整机的稳定性。

支持先进的事件压缩机制。

由于监控数据80%属于无用数据,通过降低分辨率、码率、帧率等措施降低对磁盘空间的消耗。

而在任意报警信号触发录像时,自动提升分辨率、码率、帧率,以提高重要录像的清晰度。

录像文件支持本地回放和网络点播两种方式,中心控制室还可上墙回放。

均支持同步回放,便于用户从多个角度同时追溯事发现场。

特有的智能数据搜索技术能帮助用户在极短时间内找到有用的信息,设备会自动快速搜索画面中有变化的图像呈现出来,直接跳过无人、无车的静态画面。

λIPSAN作为中心备份存储

中心控制室的IPSAN对重要监控点实行备份录像,由存储服务器和磁盘阵列组成。

利用先进的iSCSI协议,以IP包封装SCSI存储协议,借助甲方已有的IP网络承载网络存储数据流。

存储服务器基于易操作的Windows系统,降低用户使用难度。

数据流存储过程对用户而言是透明的。

由于文件系统在存储服务器一侧,IPSAN仅提供裸数据的磁盘介质,多个存储服务器共用一套IPSAN系统既能提高磁盘利用率,又具有极高的数据写入效率。

由存储服务器对外提供VOD点播服务,将用户与IPSAN隔离开,有效地阻止了IPSAN遭攻击的行为,确保了数据的安全性。

IPSAN自身具有很高的可靠性,关键部件采取冗余设计,内建RAID系统,具备磁盘损坏自恢复功能。

3.4网络传输

由于该项目基于已有医院网络建设,秉承技术规范中尽量减小系统投资的原则,在不改变用户网络条件的情况,我们给出以下建议:

λ本地存储的优势

大规模视频监控的数据流是稳定而庞大的,而在目前难以做到很高程度的事前预警时,录像数据是最有利的资料。

因此,我们建议用户不要将如此重要的咨询完全寄托在网络上,也没必要给网络无端增加压力而影响到其它业务数据的正常传输。

网络的抖动、延时均属于正常现象,但是丢包、宕机都会导致录像数据永久丢失,录像数据的缺失是任何用户无法忍受的。

因此,我们强烈建议用户采用以DVR为主的存储系统。

佐证便是视频监控行业用户——银行和公安均全面采用DVR设备。

λ实时预览

相对于庞大的存储流而言,实时预览流显得微小。

但是我们依然希望网络能保证每一台DVR设备都有至少1000Mbps全双工的交换接口。

若用户希望实时预览时能达到较高画质,建议为每个通道预留1Mbps带宽。

λ组播

组播技术能让传输码流所占用的网络资源最优化,但是它的前提条件是网内涉及的交换设备因该支持组播技术。

往往两层交换设备是无法很好地支持组播技术。

基于此原因,我们建议用户慎用组播技术。

如果用户确保网络能很好的支持组播,DVR也将全面支持组播方式。

λVLAN

作为局域网内目前最好的逻辑隔离技术,我们强烈建议用户为视频监控系统设计独立的VLAN。

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