基于串联深度神经网络的跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷识别模型 被引量：1

1

作者 任利惠 周荣笙 +1 位作者 季元进 曾俊玮 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期136-148,共13页

针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度... 针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度以及易直接测量的位移、转角和角速度等车辆姿态信息构建数据集,并验证动力学模型的准确性;预处理数据集时,向其中混入噪声增强数据鲁棒性,进行归一化处理便于数据计算,扩充时间步长增强数据的时序关联性;在此基础上,构建基于一维卷积神经网络(1DCNN)和双向门控循环单元(BiGRU)串联深度神经网络的轮胎径向载荷识别模型,采用Hyperband算法进行模型的超参数优化,在学习率、批量大小和优化器种类最优下通过设置合理的卷积核尺寸和门控循环单元个数规划各层数据维度,在1DCNN中引入逐点卷积和膨胀卷积以提升模型识别效果,并从准确性、鲁棒性和泛化性3个方面对模型的载荷识别效果进行评估。结果表明:与传统模型相比,基于1DCNN-BiGRU的载荷识别模型均方误差较低,低于0.106,准确性较高;数据混入信噪比低至27 dB噪声时仍具有较好的识别效果,鲁棒性较强;在不同的曲线半径、曲线超高率和惯性参数扰动工况下仍能维持较好的识别效果,泛化性较好。 展开更多

关键词 载荷识别 跨坐式单轨车辆 卷积神经网络 双向门控循环单元 超参数优化 车辆动力学模型

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空气弹簧系统跨坐式单轨车辆的抗侧倾性能研究

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作者 赵增闯 杨田 +2 位作者 任利惠 季元进 朱冬进 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期64-71,共8页

跨坐式单轨车辆二系悬挂系统使用四点高度控制空气弹簧系统,当单轨车辆运行中出现偏载时,转向架左右两侧空气弹簧存在压力差,单轨车辆的抗侧倾性能明显受到空气弹簧系统的高度阀和差压阀的影响。该研究建立了包括空气弹簧系统的热力学... 跨坐式单轨车辆二系悬挂系统使用四点高度控制空气弹簧系统,当单轨车辆运行中出现偏载时,转向架左右两侧空气弹簧存在压力差,单轨车辆的抗侧倾性能明显受到空气弹簧系统的高度阀和差压阀的影响。该研究建立了包括空气弹簧系统的热力学模型的跨坐式单轨车辆动力学仿真对比模型,首先仿真分析了空气弹簧系统的高度阀和差压阀开启前后对车辆抗侧倾性能的影响,其次分析了差压阀开启阈值对车辆抗侧倾性能的影响。研究表明:空气弹簧系统跨坐式单轨车辆由于受到空气弹簧系统中高度阀的影响,其车体临界侧滚角约为未安装空气弹簧系统车辆车体临界侧滚角的50%;当差压阀开启后,车辆的抗侧倾性能受到明显不利影响,车辆处于不稳定的振荡状态。为了保证车辆的抗侧倾性能,差压阀的开启阈值应高于车辆处于临界侧滚角状态时的左右空气弹簧压力差。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 空气弹簧系统 差压阀 高度阀 抗侧倾性能

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跨坐式单轨车辆辅助导向装置的简化模型

3

作者 赵增闯 葛方顺 任利惠 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第1期179-186,共8页

跨坐式单轨车辆的辅助导向装置在车辆通过曲线时的输出力矩与二系悬挂回转力矩相互抵消,有利于减小转向架相对轨道梁的摇头角。该文给出了辅助导向装置的简化模型,推导了简化模型的输出力矩及其导向刚度,并分析了简化模型的误差,最后讨... 跨坐式单轨车辆的辅助导向装置在车辆通过曲线时的输出力矩与二系悬挂回转力矩相互抵消,有利于减小转向架相对轨道梁的摇头角。该文给出了辅助导向装置的简化模型,推导了简化模型的输出力矩及其导向刚度,并分析了简化模型的误差,最后讨论了油气弹簧的压力特性,提出了基于径向条件的油气弹簧初始预压力简化计算方法。简化模型直观地给出了辅助导向装置输出力矩、导向刚度和油气弹簧初始预压力,可用于指导辅助导向装置的初步设计。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 辅助导向装置 输出力矩 简化模型

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跨坐式单轨车辆曲线通过性能仿真分析 被引量：19

4

作者 杜子学 李宁 陈帅 《城市轨道交通研究》 北大核心 2012年第7期22-25,共4页

讨论了跨坐式单轨交通线路超高率、最小曲线半径以及曲线限速等对车辆曲线通过性能的影响。运用多体动力学理论及动力学仿真软件,建立了跨坐式单轨车辆及线路的仿真模型,对跨坐式单轨车辆以不同速度通过最小曲线半径线路进行了动力学性... 讨论了跨坐式单轨交通线路超高率、最小曲线半径以及曲线限速等对车辆曲线通过性能的影响。运用多体动力学理论及动力学仿真软件,建立了跨坐式单轨车辆及线路的仿真模型,对跨坐式单轨车辆以不同速度通过最小曲线半径线路进行了动力学性能仿真,分析了车辆在最小曲线半径下的通过性能。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 曲线通过性能 动力学仿真

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跨坐式单轨车辆车体结构轻量化研究 被引量：5

5

作者 杜子学 潘丽雯 《城市轨道交通研究》 北大核心 2012年第2期59-60,99,共3页

在保证跨坐式单轨车辆车体整体结构力学特性的前提下,省略了一些非承载件,利用有限元软件建立了车体的有限元模型。以车体质量最小化为目标函数,车体构件应力为约束条件,车体构件厚度为设计变量,对其进行了尺寸优化设计,从而减轻了车体... 在保证跨坐式单轨车辆车体整体结构力学特性的前提下,省略了一些非承载件,利用有限元软件建立了车体的有限元模型。以车体质量最小化为目标函数,车体构件应力为约束条件,车体构件厚度为设计变量,对其进行了尺寸优化设计,从而减轻了车体的质量,取得了轻量化的效果。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 优化设计 轻量化

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跨坐式单轨车辆平稳性仿真研究 被引量：7

6

作者 杜子学 王行聪 《铁道机车车辆》 北大核心 2009年第5期56-59,共4页

在多体动力学理论的基础上,参照重庆市跨坐式单轨车辆动力学相关参数,运用SIMPACK动力学仿真软件建立了跨坐式单轨车辆的整车动力学仿真模型,并进行了仿真。根据Sperling车辆平稳性评价标准经验公式在MATLAB中编制相关程序,把SIMPACK仿... 在多体动力学理论的基础上,参照重庆市跨坐式单轨车辆动力学相关参数,运用SIMPACK动力学仿真软件建立了跨坐式单轨车辆的整车动力学仿真模型,并进行了仿真。根据Sperling车辆平稳性评价标准经验公式在MATLAB中编制相关程序,把SIMPACK仿真结果曲线导入MATLAB中进行计算。计算结果表明重庆市跨坐式单轨车辆有较好的运行平稳性。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 动力学 平稳性 仿真

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跨坐式单轨车辆头车车体的模态分析 被引量：2

7

作者 杜子学 吕俊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2011年第3期40-43,共4页

建立了跨坐式单轨车辆头车车体的三维几何模型和有限元模型,并对其进行模态分析,得到了该车体的固有频率和相应的振型。通过对计算结果的分析,指出了设计中可能存在的问题,提出了改进的建议。在低频段的外界激励下,车体的整体振动并不强... 建立了跨坐式单轨车辆头车车体的三维几何模型和有限元模型,并对其进行模态分析,得到了该车体的固有频率和相应的振型。通过对计算结果的分析,指出了设计中可能存在的问题,提出了改进的建议。在低频段的外界激励下,车体的整体振动并不强烈,主要是裙板部分产生较大的振动;为抑制其振动,可采用前、中、后裙板之间进行连接并在后裙板与铝地板之间加斜撑的方法。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 头车车体 模态分析

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含假人模型的跨坐式单轨车辆碰撞安全仿真分析 被引量：1

8

作者 杜子学 徐道雷 张晓旭 《城市轨道交通研究》 北大核心 2013年第2期52-55,共4页

以跨坐式单轨车辆为例,开展了含假人模型的跨坐式单轨车辆碰撞仿真有限元建模;并对其在一定初速度下与固定刚性墙的正面碰撞过程进行计算机仿真分析,验证了车体的耐撞性能。同时,得出了碰撞过程中乘员的响应程度与伤害程度,即:假人头部... 以跨坐式单轨车辆为例,开展了含假人模型的跨坐式单轨车辆碰撞仿真有限元建模;并对其在一定初速度下与固定刚性墙的正面碰撞过程进行计算机仿真分析,验证了车体的耐撞性能。同时,得出了碰撞过程中乘员的响应程度与伤害程度,即:假人头部HIC值为562mm,胸部压缩量为38mm,人体损伤低于损伤标准,车辆结构安全性也符合要求。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 正面碰撞 假人模型

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跨坐式单轨车辆车体结构静强度分析 被引量：1

9

作者 杜子学 潘丽雯 《城市轨道交通研究》 北大核心 2011年第10期53-55,60,共4页

在分析跨坐式单轨车辆车体结构特点的基础上,建立了车体结构的有限元模型。结合跨坐式单轨车辆的实际运行状态,确定了垂向弯曲、起动、制动、扭转、吊装等五种工况,并分析了车体结构在各个工况下产生的应力,以判断其静强度是否满足运输... 在分析跨坐式单轨车辆车体结构特点的基础上,建立了车体结构的有限元模型。结合跨坐式单轨车辆的实际运行状态,确定了垂向弯曲、起动、制动、扭转、吊装等五种工况,并分析了车体结构在各个工况下产生的应力,以判断其静强度是否满足运输要求,为车体的结构优化和疲劳寿命分析提供参考。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 车体结构 静强度 有限元模型

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跨坐式单轨车辆曲线通过性能评价指标体系研究 被引量：19

10

作者 杜子学 梁志华 《铁道机车车辆》 2014年第3期75-78,共4页

在分析以往单轨车辆曲线通过性能相关研究的基础上,对通过曲线时的车辆进行了相应的受力分析,并按照防止脱轨稳定性、防止车辆倾覆稳定性、轮胎磨耗性能、导向性能,对跨坐式单轨车辆曲线通过性能评价指标体系进行了研究。

关键词 跨坐式单轨车辆 曲线通过性能 评价指标体系

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基于遗传算法的跨坐式单轨车辆曲线限速研究 被引量：2

11

作者 杜子学 杨绪杰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第3期38-40,50,共4页

跨坐式单轨车辆的曲线限速是评价单轨车辆曲线通过性能好坏的一个重要指标,也是制定安全行车速度的依据。运用遗传算法,采用优化软件mode FRONTIER和动力学分析软件Adams实现联合仿真优化,求解跨坐式单轨车辆的曲线限速。

关键词 跨坐式单轨车辆 曲线限速 遗传算法

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跨坐式单轨车辆车体耐碰撞能力的改进研究 被引量：1

12

作者 杜子学 彭丽芳 《铁道机车车辆》 北大核心 2009年第4期54-57,82,共5页

随着我国城市轨道交通的发展,车辆运行安全越来越受到人们的关注,城市轨道车辆的被动安全性研究也越来越受重视。车体结构不能发生永久变形即为概念应变,它是基于可控制能量吸收过程的设计理念。本文以跨坐式单轨车辆为例,运用碰撞安全... 随着我国城市轨道交通的发展,车辆运行安全越来越受到人们的关注,城市轨道车辆的被动安全性研究也越来越受重视。车体结构不能发生永久变形即为概念应变,它是基于可控制能量吸收过程的设计理念。本文以跨坐式单轨车辆为例,运用碰撞安全设计理念,对跨坐式单轨车辆车体结构进行正面碰撞仿真分析,验证其耐撞性能,并对其结构进行适当的改进,以提高其耐撞性能,确保司乘人员的安全。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 正面碰撞 耐撞性

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跨坐式单轨车辆走行轮轮辋优化设计

13

作者 杜子学 杨震 +2 位作者 许舟洲 侯忠伟 王湘寿 《城市轨道交通研究》 北大核心 2017年第12期22-24,61,共4页

跨坐式单轨车辆的转向架结构与其他轨道交通车辆不同,其转向架走行机理差异是关键。为此,从单轨列车轮辋与轮芯的摩擦连接行为、摩擦特性研究入手,将走行轮轮辋圆锥斜面椎角由28°优化为27°。通过静扭试验,验证了优化后的27
... 跨坐式单轨车辆的转向架结构与其他轨道交通车辆不同,其转向架走行机理差异是关键。为此,从单轨列车轮辋与轮芯的摩擦连接行为、摩擦特性研究入手,将走行轮轮辋圆锥斜面椎角由28°优化为27°。通过静扭试验,验证了优化后的27°轮辋传动性能优于28°轮辋。运用Hyperwoks有限元软件计算分析,结果表明优化过后的轮辋刚度与强度均满足设计要求。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 走行轮 轮辋 优化设计

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基于T-S模糊神经网络的跨坐式单轨车辆运行可靠性评估 被引量：1

14

作者 金波 杜子学 薛胜超 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第8期77-81,85,共6页

针对跨坐式单轨车辆特点,结合重庆单轨交通3号线车辆的故障数据分析,建立车辆运行可靠性综合评估模型,并利用T-S模糊神经网络进行综合评估分析。评估结果显示:跨坐式单轨车辆运营可靠性等级为"良好"。评估结果与重庆跨坐式单... 针对跨坐式单轨车辆特点,结合重庆单轨交通3号线车辆的故障数据分析,建立车辆运行可靠性综合评估模型,并利用T-S模糊神经网络进行综合评估分析。评估结果显示:跨坐式单轨车辆运营可靠性等级为"良好"。评估结果与重庆跨坐式单轨交通3号线车辆实际运行情况基本吻合,表明了T-S模糊神经网络适用于跨坐式单轨车辆的可靠性评估,且可为减少跨坐式单轨车辆运行事故及制定安防措施提供依据。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 运行可靠性评估 T-S模糊神经网络

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跨坐式单轨车辆的临界横向力与曲线限速 被引量：9

15

作者 张让 任利惠 季元进 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期50-56,共7页

在离心力的作用下,跨坐式单轨车辆走行部一侧的稳定轮减载。根据稳定轮刚刚脱离轨面这一临界状态,定义此时车体离心力为临界横向力。采用达朗贝尔原理将跨坐式单轨车辆通过曲线的动力学问题转换为静力学问题,推导出临界横向力和稳定轮... 在离心力的作用下,跨坐式单轨车辆走行部一侧的稳定轮减载。根据稳定轮刚刚脱离轨面这一临界状态,定义此时车体离心力为临界横向力。采用达朗贝尔原理将跨坐式单轨车辆通过曲线的动力学问题转换为静力学问题,推导出临界横向力和稳定轮预压力之间的关系公式,并利用多体动力学软件UM验证了公式的准确性。依据临界横向力公式,从舒适度角度计算稳定轮预压力的合理取值,得到曲线最高限制速度和最低限制速度与稳定轮预压力、轨道梁超高率以及曲线半径之间的关系。结果表明:临界横向力与稳定轮和导向轮的预压力成线性关系;考虑运行安全性和舒适度要求,本文中车辆的稳定轮和导向轮预压力设置为7kN时,轨道梁最大超高率设置为6%比较合适。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 临界横向力 曲线限速 舒适度 安全性

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跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命预测研究 被引量：7

16

作者 杜子学 马帅 +2 位作者 杨震 唐飞 李耀 《城市轨道交通研究》 北大核心 2019年第8期50-53,共4页

为了验证采用计算机仿真分析跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命的可行性,建立了有限元分析模型,通过施加单位载荷,计算求得应力;分别将仿真分析得到的载荷时间历程和试验获取的载荷时间历程作为载荷激励,根据S-N曲线和Miner法则,结合疲... 为了验证采用计算机仿真分析跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命的可行性,建立了有限元分析模型,通过施加单位载荷,计算求得应力;分别将仿真分析得到的载荷时间历程和试验获取的载荷时间历程作为载荷激励,根据S-N曲线和Miner法则,结合疲劳分析软件Ncode对转向架构架进行疲劳寿命预测。基于仿真载荷时间历程的疲劳寿命为56.1年,基于试验载荷时间历程的疲劳寿命为62年,两种疲劳寿命分析结果相近,说明基于仿真进行疲劳寿命预测具有可行性。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 转向架构架 疲劳寿命 载荷时间历程

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稳定轮失效对跨坐式单轨车辆运行安全性及舒适性的影响 被引量：4

17

作者 杜子学 何钦洪 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第3期15-18,共4页

通过Simpack建立稳定轮失效而安全轮正常工作的跨坐式单轨车辆动力学模型,根据安全性及舒适性评价指标,研究在横风作用下稳定轮失效对车辆的安全性及乘客舒适性的影响。结果表明,在横向风条件下,稳定轮失效的单轨车辆仍具有一定的安全... 通过Simpack建立稳定轮失效而安全轮正常工作的跨坐式单轨车辆动力学模型,根据安全性及舒适性评价指标,研究在横风作用下稳定轮失效对车辆的安全性及乘客舒适性的影响。结果表明,在横向风条件下,稳定轮失效的单轨车辆仍具有一定的安全运行能力,通过曲线时不会发生倾覆;但抗倾覆稳定性变差,在直线或曲线时乘客舒适性恶化。建议稳定轮失效后车辆应减速行驶,尽快到邻近站点疏散乘客。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 运行安全性 舒适性 稳定轮 辅助轮

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单轴转向架跨坐式单轨车辆牵引平衡装置参数研究 被引量：4

18

作者 杜子学 许亮 《城市轨道交通研究》 北大核心 2020年第7期129-132,共4页

根据单轴转向架跨坐式单轨车辆自身结构的特点,在转向架与车体之间安装有平衡拉杆与牵引拉杆。因平衡杆和牵引杆之间存在相互作用影响,如果两者设计不当,将会导致整车动力学性能恶化,所以需要恰当地选取平衡杆及牵引杆的刚度参数以及安... 根据单轴转向架跨坐式单轨车辆自身结构的特点,在转向架与车体之间安装有平衡拉杆与牵引拉杆。因平衡杆和牵引杆之间存在相互作用影响,如果两者设计不当,将会导致整车动力学性能恶化,所以需要恰当地选取平衡杆及牵引杆的刚度参数以及安装位置。通过仿真计算分析了牵引平衡装置的参数对整车动力学性能的影响,合理选取了满足车辆最佳动力学性能的牵引平衡装置参数。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 单轴转向架 牵引平衡装置 刚度参数 动力学性能

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跨坐式单轨车辆的耦合转向架 被引量：5

19

作者 任利惠 黄有培 +1 位作者 冷涵 孙达力 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第11期51-53,58,共4页

提出了一种新型的跨坐式单轨车辆转向架方案,将相邻车辆的两个单轴走行部通过摇头回转弹簧联系在一起构成耦合转向架。理论分析表明,通过设置合适的耦合回转刚度,耦合转向架在圆曲线上能够处于径向位置,从而消除走行轮的侧偏力和回正力... 提出了一种新型的跨坐式单轨车辆转向架方案,将相邻车辆的两个单轴走行部通过摇头回转弹簧联系在一起构成耦合转向架。理论分析表明,通过设置合适的耦合回转刚度,耦合转向架在圆曲线上能够处于径向位置,从而消除走行轮的侧偏力和回正力矩,同时减小导向轮的径向力。使用多体动力学软件UM仿真分析了跨坐式单轨车辆耦合转向架的曲线通过性能,仿真结果与理论分析一致。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 耦合转向架 动力学

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水平轮垂向刚度对跨坐式单轨车辆曲线通过性能影响的仿真分析 被引量：2

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作者 肖乾 王迪 +1 位作者 周生通 彭俊江 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第6期65-70,共6页

基于多体动力学理论,利用UM建立了跨坐式单轨车辆动力学模型。在轨道参数和车辆运行速度不变的情况下,仿真分析了不同水平轮垂向刚度下的单轨车辆曲线通过性能评价指标。仿真计算结果表明:在水平轮垂向刚度变化范围内,车体振动加速度和... 基于多体动力学理论,利用UM建立了跨坐式单轨车辆动力学模型。在轨道参数和车辆运行速度不变的情况下,仿真分析了不同水平轮垂向刚度下的单轨车辆曲线通过性能评价指标。仿真计算结果表明:在水平轮垂向刚度变化范围内,车体振动加速度和平稳性指标均满足国家相关标准要求,且评定等级均达优;随着水平轮垂向刚度的增大,车辆的曲线通过性能明显转好,但车辆的平稳性指标和振动加速度却逐渐增大,使乘客乘坐舒适度有所下降;当水平轮垂向刚度增大到一定程度时,车辆的曲线通过性能受其影响变小。 展开更多

关键词 跨坐式单轨车辆 曲线通过性能 水平轮 垂向刚度 仿真分析

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