摘要：隨著醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步和醫(yī)療機(jī)構(gòu)功能的不斷完善，醫(yī)療環(huán)境和工作環(huán)境的不斷優(yōu)化，中國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)電氣煤?jiǎn)挝坏拿娣e能耗逐年增加，醫(yī)療機(jī)構(gòu)的能源和環(huán)境質(zhì)量管理仍然存在廣泛的現(xiàn)象，如設(shè)備數(shù)據(jù)不足、賬戶不清、系統(tǒng)執(zhí)行力弱、員工隊(duì)伍不平衡等問(wèn)題。目前，絕大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)尚未開(kāi)展能源診斷和系統(tǒng)管理，醫(yī)療機(jī)構(gòu)的節(jié)能和環(huán)境質(zhì)量管理具有巨大的發(fā)展?jié)摿??；谠品?wù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我們主要研究智能醫(yī)院能效管理的云服務(wù)架構(gòu)

1.總體框架

本文設(shè)計(jì)了基于云服務(wù)的智慧醫(yī)療機(jī)構(gòu)能源效率管理系統(tǒng)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)獲取數(shù)據(jù)，利用信息平臺(tái)集成和分析數(shù)據(jù)，確定以能源效率與環(huán)境質(zhì)量綜合表征的智慧醫(yī)療機(jī)構(gòu)指標(biāo)體系，建立能源效率和環(huán)境質(zhì)量管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)提供了云計(jì)算服務(wù)模式下的多組織機(jī)構(gòu)、多用戶使用的支持，支持跨院區(qū)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和共享等，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)能量使用的在線分類、分項(xiàng)、分戶監(jiān)測(cè)和計(jì)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化節(jié)能控制，自動(dòng)地采集、存儲(chǔ)、分析能耗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸以及查詢、公示等，使醫(yī)療機(jī)構(gòu)的能源管理部門(mén)對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的各類能源實(shí)現(xiàn)可視化節(jié)能監(jiān)控、管理;對(duì)已實(shí)施節(jié)能改造的建筑進(jìn)行節(jié)能效果的量化評(píng)估。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖所示。

1.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

系統(tǒng)的整體組成是通過(guò)RS485接口或傳感器從智能儀器（包括水表、電表、空調(diào)機(jī)組和環(huán)境探測(cè)器等）中收集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中；授權(quán)用戶通過(guò)客戶端連接能效管理服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器租用第三方云服務(wù)，每年支付費(fèi)用，通過(guò)VPN專用通道與醫(yī)療機(jī)構(gòu)溝通，確保數(shù)據(jù)安全。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖所示。

1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

能源效率管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及處理、能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)管、查詢和預(yù)測(cè)、并針對(duì)能耗信息進(jìn)行維護(hù)、能耗數(shù)據(jù)預(yù)警、能耗數(shù)據(jù)公示以及輔助的環(huán)境監(jiān)測(cè)和決策支持等，能耗預(yù)測(cè)功能將在第三部分進(jìn)行介紹，其他功能如下：

(1) 數(shù)據(jù)采集處理

實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的并行通信采集，接收、預(yù)處理及存儲(chǔ)水電氣能耗數(shù)據(jù)，并對(duì)建筑能耗采集設(shè)備進(jìn)行集中管理、配置以及狀態(tài)監(jiān)控。對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)分析，使采集時(shí)間規(guī)范化，再根據(jù)用能模型拆分計(jì)算原始采集數(shù)據(jù)得到分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)，后將兩類數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

(2) 能耗監(jiān)管報(bào)警

設(shè)置能耗預(yù)警閾值，提供能耗監(jiān)測(cè)預(yù)警（能耗監(jiān)察、能耗異常追蹤）、郵件預(yù)警、短信報(bào)警、自動(dòng)生成能耗預(yù)警報(bào)告以及預(yù)警記錄查詢等功能。

(3) 能耗查詢

可以查詢建筑能耗數(shù)據(jù)基本信息、能耗動(dòng)態(tài)值、能耗歷史值等信息，查詢結(jié)果導(dǎo)出格式包含 XLS、doc、PPTX、PDF。

(4) 綜合統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)用能總量進(jìn)行展示、同時(shí)將詳細(xì)的用能數(shù)據(jù)分析結(jié)果展現(xiàn)給使用者。展示界面由圖形化界面構(gòu)成，包括柱狀圖、條形圖、儀表盤(pán)等呈現(xiàn)方式，從而能夠直觀地分析展示能耗數(shù)據(jù)。此展示界面還可查詢用能項(xiàng)屬性、分組歷史值以及分組實(shí)時(shí)值等。

(5) 臺(tái)賬管理

具有行政區(qū)域、折標(biāo)系數(shù)、學(xué)生分類、分類建筑、分類能耗信息、分項(xiàng)能耗編碼、學(xué)校信息、建筑附加信息及建筑信息等基礎(chǔ)信息維護(hù)。

(6) 節(jié)能項(xiàng)目管理

針對(duì)已經(jīng)或?qū)⒁M(jìn)行的節(jié)能改造項(xiàng)目進(jìn)行項(xiàng)目建檔、根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能量/費(fèi)用計(jì)算模型建立，并自動(dòng)計(jì)算實(shí)際節(jié)能量，可作為與合同能源管理公司的效益分析依據(jù)。

(7) 能耗公示

能耗公示模塊包括采集、修改、審核、公示以及自定義欄目管理，能夠?qū)崿F(xiàn)基于醫(yī)療機(jī)構(gòu)地圖的能耗監(jiān)督 、以及能耗數(shù)據(jù)分析及查詢等功能。

(8) 輔助能源審計(jì)

包含能源審計(jì)數(shù)據(jù)錄入、審計(jì)輔助計(jì)算以及報(bào)告自動(dòng)生成及導(dǎo)出功能，導(dǎo)出格式包括PDF、Word等。

(9) 環(huán)境監(jiān)測(cè)

主要包括對(duì)自然光、溫度、濕度、聲音、氣體、醫(yī)療廢物等的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集功能，在系統(tǒng)平臺(tái)中支持多角度查詢，形成多種形式的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。

(10) 決策支持

采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和B I工具開(kāi)發(fā)決策支持系統(tǒng)，分析能源、環(huán)境和醫(yī)療工作量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系 ，能靈活設(shè)定相關(guān)考核指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，尋找三者之間發(fā)展的平衡點(diǎn)，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)決策支持提供重要依據(jù)。

2.能源管理平臺(tái)4acrelEMS-MED

2.1平臺(tái)概述

AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺(tái)充分結(jié)合《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》和《綠色醫(yī)院建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、根據(jù)醫(yī)院用戶需求和能源管理部門(mén)要求，收集分析能源、能耗、能效數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)電力質(zhì)量、智能電力相關(guān)指標(biāo)等能源指標(biāo)，結(jié)合國(guó)家能源政策和能源模式改革?？蓞f(xié)助醫(yī)院后勤管理人員進(jìn)行能源供應(yīng)系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行管理，幫助醫(yī)院管理實(shí)時(shí)掌握醫(yī)院能耗，為醫(yī)院能源信息化建設(shè)和節(jié)能管理提供良好的技術(shù)平臺(tái)。

2.2平臺(tái)組成

安科瑞醫(yī)院能源管理系統(tǒng)基于云平臺(tái)建立了“監(jiān)控、維護(hù)"綜合能源管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)分析、異常預(yù)警、運(yùn)行維護(hù)訂單、系統(tǒng)架構(gòu)和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)，幫助醫(yī)院物流管理部門(mén)了解醫(yī)院能源運(yùn)行，注意消防和電氣安全，及時(shí)預(yù)警異常情況，提高運(yùn)行維護(hù)效率。它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電站運(yùn)維云平臺(tái)、配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、智能消防平臺(tái)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)、防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明疏散指示系統(tǒng)、充電樁管理系統(tǒng)、電力質(zhì)量控制解決方案、醫(yī)療隔離電源解決方案、

2.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

2.4平臺(tái)子系統(tǒng)

(1)醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案

電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、斷路器等重要設(shè)備的監(jiān)控、測(cè)量、記錄、報(bào)警功能，與保護(hù)設(shè)備、遠(yuǎn)程控制中心等設(shè)備通信，實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和可能的隱患，快速消除故障，提高醫(yī)院供電的可靠性。

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)開(kāi)關(guān)站和10/0.4kV變電站，保護(hù)和監(jiān)控高壓電路配置的微機(jī)保護(hù)裝置和多功能儀表，并為0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表，測(cè)控出線電路的電氣參數(shù)和能耗。同時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)、無(wú)功補(bǔ)償裝置、有源濾波裝置等重要醫(yī)院設(shè)備，UPS、監(jiān)測(cè)隔離電源系統(tǒng)的狀態(tài)。

(2)醫(yī)院變電所運(yùn)維云平臺(tái)解決方案解決方案

AcrelCloud-1000電力運(yùn)維云平臺(tái)采用多功能電力傳感器、無(wú)線通信、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在本地，然后定期將數(shù)據(jù)推送到云平臺(tái)。平臺(tái)收集的數(shù)據(jù)包括變電站電路電氣參數(shù)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門(mén)禁等信息。10S內(nèi)通過(guò)短信和APP發(fā)出報(bào)警信號(hào)。平臺(tái)通過(guò)手機(jī)APP將運(yùn)維任務(wù)發(fā)送到指ding人員手機(jī)，通過(guò)GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運(yùn)維效率，立即發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并消除缺陷。

(3)醫(yī)院配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、母線電纜溫度監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、有害氣體監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)控、照明、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)電力環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)和設(shè)備控制，優(yōu)化電力環(huán)境，避免運(yùn)行環(huán)境失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，確保維護(hù)人員安全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)配電電力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

(4)醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)解決方案解決方案

實(shí)時(shí)測(cè)量各種建筑能耗設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析采集數(shù)據(jù)。合理確定各部門(mén)建筑能耗經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和績(jī)效考核指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費(fèi)，提高人員積極節(jié)能意識(shí)。

①　構(gòu)建醫(yī)院智能能源管理系統(tǒng)的基本框架，實(shí)時(shí)監(jiān)控各用能環(huán)節(jié)；

②　碳排放數(shù)據(jù)：通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑單位人均能耗分析（包括水、電、能），實(shí)現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)；

③　區(qū)域能效比：實(shí)現(xiàn)建筑單位區(qū)域能耗比較，方便能耗評(píng)估；

④　同期能效比：實(shí)現(xiàn)同年、同期、同區(qū)域能耗比較，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；

⑤　能耗評(píng)價(jià)管理：根據(jù)能耗定額標(biāo)準(zhǔn)約束值、標(biāo)準(zhǔn)值和指導(dǎo)值，分析單位面積能耗和人均能耗指標(biāo)；

⑥　能耗競(jìng)爭(zhēng)排名：各部門(mén)能耗比較，實(shí)現(xiàn)能耗排名，增強(qiáng)醫(yī)院工作人員的節(jié)能意識(shí)；

⑦　綜合分析、統(tǒng)計(jì)、打印、查詢能耗使用數(shù)據(jù)，根據(jù)能耗監(jiān)控管理系統(tǒng)的需要選擇不同樣式的報(bào)表打印。為能耗運(yùn)行管理部門(mén)提供可靠的依據(jù)；

⑧　能耗數(shù)據(jù)采集，隨時(shí)查詢，根據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，監(jiān)測(cè)異常能耗，報(bào)警智能能能源儀器故障，提高系統(tǒng)信息化和自動(dòng)化水平。

(5)醫(yī)院智能照明控制系統(tǒng)解決方案

醫(yī)院人流密集，科室多，照明用電約占醫(yī)院電能消耗的15%。因此，合理使用照明控制系統(tǒng)，在提高醫(yī)生和患者體驗(yàn)的同時(shí)，大大利用自然光，通過(guò)感應(yīng)控制實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈、人走燈或保持地面強(qiáng)度照明，盡量解決照明用電問(wèn)題。

ASL1000智能照明控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制、時(shí)間控制、區(qū)域控制、光感應(yīng)控制和紅外感應(yīng)控制，可有效避免公共區(qū)域照明浪費(fèi)，幫助醫(yī)院管理照明。

配電箱內(nèi)的模塊主要包括總線電源、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器、IP網(wǎng)關(guān)、耦合器、干接頭輸入模塊等。這些模塊安裝在35毫米的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上。

安裝在控制現(xiàn)場(chǎng)的模塊主要包括照明傳感器、紅外傳感器和智能面板。有些人可以設(shè)置紅外感應(yīng)控制燈，人們離開(kāi)后關(guān)閉燈，智能面板和其他手動(dòng)控制設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)控制和值班室遠(yuǎn)程控制的結(jié)合。

(6)醫(yī)院智能消防平臺(tái)解決方案

基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，智能消防云平臺(tái)連接分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智能煙霧探測(cè)器、智能消防水等設(shè)備形成網(wǎng)絡(luò)，智能感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)收集消防信息，通過(guò)云平臺(tái)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格管理、實(shí)施多責(zé)任監(jiān)督等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守智能消防，實(shí)現(xiàn)智能消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火災(zāi)報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，用戶、安全人員、監(jiān)管單位可以通過(guò)平臺(tái)直觀地看到各種消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行，在細(xì)節(jié)、火災(zāi)等緊急和非緊急情況下，在幾秒鐘內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)音電話、電子郵件提醒和應(yīng)用推送，可以快速通知相關(guān)人員。

(7)醫(yī)院電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案解決方案

電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的預(yù)警子系統(tǒng)，由電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)單元、剩余電流電氣火災(zāi)探測(cè)器和溫度電氣火災(zāi)探測(cè)器組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線形成完整的電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可集成到企業(yè)消防控制室監(jiān)控系統(tǒng)。

醫(yī)院電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由建筑物設(shè)置，收集數(shù)據(jù)后上傳至值班室監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)建筑電氣安全預(yù)警?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器監(jiān)控配電系統(tǒng)電路漏電電流和電纜溫度，異常時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，重點(diǎn)關(guān)注門(mén)診樓、住院樓、醫(yī)療技術(shù)樓等區(qū)域漏電或電纜發(fā)熱。

(8)醫(yī)院消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

醫(yī)院的消防安全非常重要，消防設(shè)備很多。消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)控消防設(shè)備的工作電源是否正常，確保消防設(shè)備在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠正常投入使用。

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，建筑物設(shè)置區(qū)域分機(jī)采集消防設(shè)備電源狀態(tài)。區(qū)域分機(jī)通過(guò)二總線接收多個(gè)傳感器的電壓、電流信息和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(9)醫(yī)院防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

醫(yī)院有大量的防火門(mén)。由于有些地區(qū)經(jīng)常有人走動(dòng)，經(jīng)常打開(kāi)和關(guān)閉防火門(mén)。防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的作用是監(jiān)控防火門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，火災(zāi)發(fā)生后自動(dòng)關(guān)閉防火門(mén)，防止煙霧擴(kuò)散。防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)利用消防二總線連接具有通信功能的監(jiān)控模塊，監(jiān)控和控制防火門(mén)的狀態(tài)。當(dāng)防火門(mén)發(fā)生異常位置信號(hào)時(shí)，防火門(mén)監(jiān)控器可發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，指示故障報(bào)警部位，保存故障報(bào)警信息。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，關(guān)閉事故區(qū)域所有常開(kāi)的防火門(mén)，防止煙霧擴(kuò)散到安全區(qū)域。

(10)醫(yī)院消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)解決方案

醫(yī)院人員流動(dòng)性強(qiáng)，密度高，消防復(fù)雜。一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散指示系統(tǒng)非常重要。消防應(yīng)急照明和指示系統(tǒng)可與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，提供應(yīng)急照明和疏散路徑指示，引導(dǎo)人們快速找到疏散出口，一鍵選擇疏散應(yīng)急預(yù)案，提高逃生概率。

3.相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

4.結(jié)語(yǔ)

作為建筑節(jié)能的領(lǐng)域，我國(guó)醫(yī)院目前存在能耗使用較高，能源管理粗放的問(wèn)題，節(jié)能潛力巨大。本文通過(guò)對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)能源消耗進(jìn)行分類和綜合分析，采用RS485接口與傳感器等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能獲取，對(duì)能耗數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集，同時(shí)進(jìn)行建筑能耗在線監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)分析預(yù)測(cè)。在保證用能可靠性及病人和醫(yī)務(wù)人員舒適度的前提下，通過(guò)能耗分析和管理，降低了醫(yī)療機(jī)構(gòu)建筑的能耗，為構(gòu)建綠色智慧醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供了技術(shù)及平臺(tái)支撐，有效推進(jìn)了醫(yī)療機(jī)構(gòu)綠色節(jié)能建設(shè)發(fā)展。

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