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文檔簡介
1、編號NO: 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目 查詢型變電站操作票自動開票系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 成績 學(xué)院 機電工程學(xué)院 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師姓名 霍利民 指導(dǎo)教師職稱 教授 材料目錄:1、任務(wù)書 (1)份2、進度計劃表 (1)份3、文獻綜述 (1)份4、開題報告記錄表 (1)份5、指導(dǎo)教師評閱書 (1)份6、答辯記錄表 (1)份7、設(shè)計說明書 (1)份8、其它材料 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院: 教師姓名: 霍利民 職 稱: 教 授 2013年 02月26日專業(yè)名稱設(shè)計題目題目來源自選設(shè)計內(nèi)容:(可另附紙)智能電表的研究是構(gòu)建智能電網(wǎng)的一個重要環(huán)節(jié),智能電表不但可以顯示電量,而且
2、可以顯示用戶的詳細用電信息,當前費率,指導(dǎo)用戶理性用電。還可以使供電部門與用戶雙向通信,增強交互性。基于智能電表的自動抄表系統(tǒng),是利用多種通訊方式,將分散在用戶現(xiàn)場各電能表數(shù)據(jù)科學(xué)采集、上傳、處理、最終送到管理層,滿足抄表計費、管理決策、工程分析的需求。自動抄表系統(tǒng)的應(yīng)用,使供用電信息更加暢通,方便用戶隨時隨地查詢用電情況,供電企業(yè)可以隨時了解用戶的用電需求,掌控用電情況,實現(xiàn)用戶和企業(yè)的互動。設(shè)計要求及主要技術(shù)參數(shù):(可另附紙)居民小區(qū)的3層分布式無線居民用戶自動抄表系統(tǒng):系統(tǒng)第l層為 RS-485通信網(wǎng)絡(luò),負責智能電表中的用電信息采集,系統(tǒng)第2層為ZigBee Pro無線傳感器網(wǎng)絡(luò),負責用
3、電信息及設(shè)置參數(shù)的路由,系統(tǒng)第3層為通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS(General Packet Radio Service)通信網(wǎng)絡(luò),負責數(shù)據(jù)的遠距離可靠傳輸。進度安排:(可另附紙)2月26日- 2月29日 選題。3月1日- 3月15日 查閱文獻資料,完成開題報告。3月16日- 4月30日 對智能電表在自動抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用進行學(xué)習分析。5月1日- 5月20日 探討數(shù)據(jù)采集、匯總的方法,各層間通信方式的選擇。5月21日- 6月1日 完成設(shè)計初稿。6月1 日- 6月4日 按導(dǎo)師要求修改論文,并提交畢業(yè)設(shè)計說明書。6月 5 日- 6月7日 做答辯準備。專家意見:該選題具有一定的理論意義和實用價值,滿足本
4、科畢業(yè)設(shè)計的要求,同意作為本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。專家簽字:2013年 02月26日學(xué)院意見:(是否同意立題)同意立題院長:2013年 02月26日 學(xué)院 專業(yè) 學(xué)生:現(xiàn)把 2012-2013 學(xué)年,第 2 學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計安排下達給你,你本學(xué)期承擔的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)如下:1、依據(jù)本任務(wù)書中設(shè)計題目、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計要求及主要技術(shù)參數(shù)完成進度計劃表。2、按照進度計劃表的要求按期完成畢業(yè)設(shè)計各項工作的實施。3、完成畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫和圖樣的繪制(或計算機程序的編寫)。4、完成畢業(yè)設(shè)計的答辯。 請按相關(guān)要求完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。教師簽字:2013年 02月26日河北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計進度計劃表學(xué)生姓名專業(yè)班級
5、學(xué)號設(shè)計題目起止日期工 作 任 務(wù)指導(dǎo)教師意見: 計劃安排合理指導(dǎo)教師簽字: 2013年03月01日河 北 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)文獻綜述院(系): 機電工程學(xué)院 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 姓 名: 王容 學(xué) 號: 2007234030326 完成日期: 2013 年3月15日 一 前言操作票是電力系統(tǒng)運行中操作人員對電氣設(shè)備進行倒閘操作的書面依據(jù),正確填寫操作票不僅是防止誤操作的主要措施,而且是保障人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全,電網(wǎng)安全運行的必須。又由于操作票的填寫和執(zhí)行必須遵循相關(guān)的規(guī)定,即使是擁有專業(yè)知識和運行經(jīng)驗的工作人員要正確填寫操作票也需花費一定時間和精力。為減輕運行人員的工作
6、量,提高效率,人們一直關(guān)注著操作票自動生成系統(tǒng)。目前,國內(nèi)已經(jīng)有面向?qū)ο蟮亩嗾镜归l操作票集中自動生成系統(tǒng)、基于軟件復(fù)用的工作票操作票自動生成系統(tǒng)、基于多智能體的變電站操作票自動生成系統(tǒng)、以圖論為基礎(chǔ)面向?qū)ο蟮牟僮髌弊詣由上到y(tǒng)、基于框架理論的操作票自動生成專家系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡(luò)拓撲和安全校核的操作票、具有計算分析功能的電網(wǎng)調(diào)度操作票系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)一般具有多種開票方式,功能都較為完備。二 主題文獻1:文獻研究的系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)圖論為理論基礎(chǔ),將網(wǎng)絡(luò)的連通性算法與電網(wǎng)的操作規(guī)則有機結(jié)合,利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)快速生成操作票。系統(tǒng)除具有操作票校驗、存儲、打印、統(tǒng)計等功能外,還根據(jù)北京供電局的實際需求設(shè)計了
7、危險點分析和控制模塊。文獻2:文獻開發(fā)了適用于多變電站的操作票專家系統(tǒng),以Visual C+及Access為主要開發(fā)工具,提出了操作規(guī)則分層原則,總結(jié)了各層具體的通用規(guī)則和特殊規(guī)則,將通用的操作規(guī)則寫入源程序,特殊的操作規(guī)則放入知識庫,并設(shè)計了特殊規(guī)則的知識表示和推理機制,校驗決策靈活。文獻3:文獻研究的系統(tǒng)采用知識工程技術(shù),針對某個具體的35kv變電站設(shè)計的。系統(tǒng)的規(guī)則庫由開列標準票的知識與經(jīng)驗構(gòu)成,變電站的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)則構(gòu)成關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,推理機動態(tài)地操縱規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫。運用面向?qū)ο蟮睦^承性來構(gòu)造軟件的類體系,把用于安全措施的成員函數(shù)和用于操作的成員函數(shù)放入同一個類,實現(xiàn)了工作票和操作票的有
8、機結(jié)合。文獻4:文獻中的系統(tǒng)以國家電網(wǎng)的相關(guān)規(guī)定為開發(fā)準則,采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)建立通用數(shù)據(jù)庫,并將所有元件的操作規(guī)程按照相同和特殊進行分類,論述了定義過程SQL查詢方法和設(shè)計推理機制的面向?qū)ο蟮目刂撇呗?。系統(tǒng)是在Windows平臺上,以Delphi7.0和Microsoft Access 2003為開發(fā)工具實現(xiàn)的,雖沒有采用專家系統(tǒng)建立知識庫,但利用了專家系統(tǒng)的實現(xiàn)方法定義過程,完成了電力部門專家的任務(wù)。文獻5:文獻通過采用專家系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計了一個能在正常和變電站設(shè)備發(fā)生異常情況下進行點圖和自動開列操作票的開票系統(tǒng),且只需維護一套知識庫就可供兩個開票模塊使用。此外 ,知識庫與推理機完全分開,用戶
9、還可以根據(jù)廠站的發(fā)展而增刪、修改一、二次設(shè)備及操作任務(wù)、操作規(guī)則等知識,使本專家系統(tǒng)不斷發(fā)展完善。文獻6:文獻提出了基于Visual Graph圖形平臺的面向圖形對象建模的新方法。然后進一步提出一種基于圖形建模的拓撲分析的新方法。利用上述圖形系統(tǒng)實現(xiàn)了規(guī)則互鎖的操作票系統(tǒng)。文獻7:文獻開發(fā)了一種規(guī)則可配置、可維護的操作票自動生成系統(tǒng)。采取基于SCADA系統(tǒng)的平臺,共享電網(wǎng)的圖形和模型,實現(xiàn)針對實時電網(wǎng)在線預(yù)演的新型智能化電網(wǎng)調(diào)度操作票系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過對應(yīng)用對象進行分析,建立知識庫、規(guī)則庫和推理機,利用推理機對知識庫的解空間進行搜索,用專家系統(tǒng)的推理技術(shù)實現(xiàn)各類操作任務(wù)的形成;操作人員通過給
10、定界面選擇操作任務(wù)和其它配置項,經(jīng)過五防校驗、潮流校驗,生成相應(yīng)操作內(nèi)容。文獻8和文獻9都是國外有關(guān)操作票自動生成系統(tǒng)的研究成果。文獻8較晚,文獻9是較早。文獻9的系統(tǒng)采用基于知識的方法建立變電站模型,利用專家系統(tǒng)技術(shù)和分類方法,將操作規(guī)則分層,實現(xiàn)了自動推理生成操作票和模擬仿真等功能。文獻10:本文與文獻10都利用專家系統(tǒng)技術(shù),但本文側(cè)重于對倒閘操作策略的優(yōu)化。文獻采用基于知識的方法建立了一個三層結(jié)構(gòu)的變電站模型,通過優(yōu)化策略使系統(tǒng)具有更好的通用性和智能性。文獻11:文獻應(yīng)用專家系統(tǒng)語言CLIPS開發(fā)自動開票專家系統(tǒng),利用CLIPS6.0的COOL語言定義電力設(shè)備模型并根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定建立相
11、應(yīng)的操作規(guī)則庫。該系統(tǒng)已在仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中進行了測試和應(yīng)用。文獻12:文中采用面向?qū)ο缶幊?,利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)備參數(shù)信息,可接受SCADA系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)并反映到一次接線圖中。文獻提出了產(chǎn)生式知識表示和面向?qū)ο笾R表示相結(jié)合的知識表示。系統(tǒng)可圖形開票、典型開票和智能開票。文獻13:文獻采用面向?qū)ο蟮谋磉_方式對單線圖進行建模,將單線圖中需要操作的一次設(shè)備抽象成類,將二次設(shè)備作為類的數(shù)據(jù)成員封裝在類中。模仿專家思考問題的方式,將一次設(shè)備和二次設(shè)備的操作分開,并采用分層操作規(guī)則模板,將操作規(guī)則存于數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)實現(xiàn)了與SCADA系統(tǒng)共享實時數(shù)據(jù),自動開票或手動點圖開票及良好的防誤判定和模擬演示功能。
12、文獻14:文獻在分析已有操作票專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,以Visual C+、和Microsoft Access數(shù)據(jù)庫為主要開發(fā)工具,利用面向?qū)ο蠹夹g(shù),結(jié)合專家系統(tǒng)理論,開發(fā)出一套基于圖形界面的操作票專家系統(tǒng)。系統(tǒng)具有完善的權(quán)限管理,采用全圖形開票方式,既可按實時系統(tǒng)狀態(tài)擬寫操作票,也可離線擬寫操作票,開完票后可進行模擬預(yù)演,具有培訓(xùn)功能;操作票可存成多種形式,具有操作票審查、分類、編號、查詢、統(tǒng)計和打印等功能。文獻15:文獻介紹了一個面向?qū)ο蟮膶<蚁到y(tǒng)。為實現(xiàn)源代碼的重用并改善軟件性能,面向?qū)ο蟮睦^承性被用于構(gòu)造軟件的類體系,且類的構(gòu)造是基于擬定操作次序和安全措施的需要,而不是根據(jù)詳細的設(shè)備分類。文
13、獻16:文獻設(shè)計了一種可用于生成變電站五防互鎖規(guī)則的軟件。此軟件有兩部分,一部分可從變電站數(shù)據(jù)中生成互鎖規(guī)則,另一部分可生成倒閘操作指令和說明。本系統(tǒng)采用基于對象的方法,可用于操作人員的培訓(xùn)和測評。文獻17:文獻介紹的操作票生成系統(tǒng)融合了專家系統(tǒng)理論和開發(fā)調(diào)度操作票專家系統(tǒng),采用模塊化設(shè)計分別實現(xiàn),并通過網(wǎng)絡(luò)通信方式與SCADA系統(tǒng)共享實時數(shù)據(jù)。文獻18:本書注重理論與實踐相結(jié)合,列舉了大量具有典型性和實用價值的Web應(yīng)用實例,并提供了詳細的開發(fā)和部署步驟。結(jié)合最新的Tomcat 6版本,詳細介紹了開發(fā)Java Web應(yīng)用的各種技術(shù)。文獻19:此文獻是國家電網(wǎng)公司關(guān)于電力安全工作變電部分的最新
14、規(guī)程。詳細介紹了倒閘操作的分類、基本條件和操作票填寫等內(nèi)容。文獻20:本身涵蓋了最新數(shù)據(jù)庫標準如SQL-99等,重點介紹了SQL內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫,給出基于常見的E-R模型的設(shè)計原則,解釋了SQL是如何通過JDBC(Java)和SQL CLI(ODBC)與現(xiàn)代宿主語言交互作用的。由上述文獻可見,操作票開票系統(tǒng)經(jīng)歷了調(diào)用典型票歷史票到自動推理開票系統(tǒng)的不斷發(fā)展和進步的過程。目前的變電站操作票自動生成系統(tǒng)多利用面向?qū)ο蟮木幊谭椒?,結(jié)合專家系統(tǒng)技術(shù)來實現(xiàn)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法可以從面向?qū)ο蠓治?、面向?qū)ο笤O(shè)計和面向?qū)ο蟪绦驅(qū)崿F(xiàn)三個部分進行分析。面向?qū)ο蠓治鍪峭瓿蓪栴}空間的分析和系統(tǒng)的模塊建立,具體任務(wù)是
15、完成確定和描述系統(tǒng)中的對象、對象的特性、對象間的關(guān)系及對象之間的行為約束等。面向?qū)ο笤O(shè)計則是確定問題的解決方案的過程。而一個專家系統(tǒng)可看作一個四元組,包括要解決的問題、系統(tǒng)的推理控制策略、學(xué)習機制和知識庫。在變電站自動開票系統(tǒng)中,知識庫存放網(wǎng)絡(luò)拓撲和操作票規(guī)則等。網(wǎng)絡(luò)拓撲描述的是變電站中各個電力設(shè)備的物理連接關(guān)系,是自動推理的基礎(chǔ)。操作票領(lǐng)域規(guī)則表述的是變電站運行與控制規(guī)程以及現(xiàn)場倒閘操作經(jīng)驗。數(shù)據(jù)庫用于存儲實現(xiàn)功能所必需存儲的數(shù)據(jù),比如用戶提供的初始事實、問題描述以及系統(tǒng)運行過程中得到的信息和結(jié)果。推理機是整個操作票專家系統(tǒng)的核心部分,依靠這一模塊,系統(tǒng)可根據(jù)用戶選擇的操作任務(wù)進行各種推理或
16、搜索然后形成操作票。為了讓變電站操作票自動生成系統(tǒng)更高效可靠,研發(fā)人員一直在探索更好的知識表示方法和推理機制。專家系統(tǒng)技術(shù)在這方面的應(yīng)用則使得操作票開票系統(tǒng)能夠結(jié)合運行人員的經(jīng)驗或?qū)<抑R,甚至自己總結(jié)經(jīng)驗從而更加智能。此外,研發(fā)人員也在努力提高系統(tǒng)的通用性和實時性,使系統(tǒng)更加實用方便。三總結(jié)多年來操作票自動生成系統(tǒng)一直備受矚目,許多專家學(xué)者都致力于設(shè)計通用性強、易于維護、實時性好、效率高的操作票自動生成系統(tǒng)或開票系統(tǒng)。分析上述文獻會發(fā)現(xiàn),幾乎所有文獻都涉及專家系統(tǒng)理論,可見操作票自動生成系統(tǒng)的研究設(shè)計是隨著專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的深入應(yīng)用而不斷發(fā)展的。進一步分析上述文獻又可知操作票專家系統(tǒng)開票方
17、式可分為查詢開票、點圖開票和自動推理開票三種,并且操作票專家系統(tǒng)除針對某個具體變電站或發(fā)電廠設(shè)計的以外,還有通用型的以及融合工作票開票即可開出兩票的系統(tǒng)。雖然各種操作票自動生成系統(tǒng)設(shè)計的思路不盡相同,基于的算法也并不一樣但仍有相似或相通之處,比如這些系統(tǒng)基本都用到類定義和分層的思想。本文設(shè)計的開票系統(tǒng)是在大多數(shù)變電站都裝有微機五防閉鎖裝置的情況下設(shè)計的。根據(jù)國家電網(wǎng)相關(guān)的倒閘操作規(guī)程和某變電站主接線圖編寫出典型操作票,將其存入數(shù)據(jù)庫,使用過程中新的通過審查并批準的典型操作票也可由管理員存入數(shù)據(jù)庫以供檢索查詢。用戶在給定界面輸入操作任務(wù),系統(tǒng)將檢索出相應(yīng)的典型票列表或典型票。用戶再結(jié)合工作票所列
18、的安全措施適當修改,及時在微機五防閉鎖裝置進行圖形模擬操作,模擬檢驗正確后就可打印出操作票以供實際操作。四參考文獻1林媛媛.變電站操作票自動生成系統(tǒng)的研究與應(yīng)用D.北京工業(yè)大學(xué),2006.2趙玉成.智能操作票系統(tǒng)研究與開發(fā)D.華北電力大學(xué),2008.3花蕊,霍利民,秦紅星,等.變電站工作票及操作票專家系統(tǒng)的研制.微計算機信息(管控一體化).23(4),2007:34-36. 4陳淑春.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的變電站工作票及操作票自動生成系統(tǒng)的開發(fā)D.河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.5李孝眾.變電站操作票專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)D.北京:華北電力大學(xué),2003.6譚嶺.電力系統(tǒng)通用智能倒閘操作票系統(tǒng)的研究D.天津
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23、設(shè)計開題報告記錄表所在學(xué)院: 專業(yè)班級: 時間: 2013年03月15日學(xué) 生 姓 名學(xué) 號指導(dǎo)教師姓名霍利民職 稱教授畢業(yè)設(shè)計題目:審 核 小 組 成 員姓 名職 稱備 注姓 名職 稱備 注霍利民教授周玉宏講師趙睿明副教授趙秋霞講師高立艾講師開題報告記錄:本次開題報告由學(xué)院的審核小組成員進行了提問,提問的主要內(nèi)容是對選題論文的研究理解與學(xué)習,是否查閱了相關(guān)的文獻資料,并進行了自主學(xué)習,是否對所研究的論題通過學(xué)習有了進一步的理解。學(xué)生針對老師們提出的問題一一作了回答,并陳述了從選題到查閱文獻資料過程中遇到的問題,以及時如何解決的。最后審核小組一致通過了論文的選題,希望能認真的完成本次設(shè)計!審核
24、小組評語:選題立意明確,具有一定的實用價值,設(shè)計內(nèi)容充實,方法得當。通過閱讀學(xué)習相關(guān)文獻,對國內(nèi)外現(xiàn)狀有較為全面地了解。同時分析了課題研究的可行性,完成了開題報告。開題報告書寫格式規(guī)范,對于論文的時間安排基本合理。審核小組組長:(簽字)2013年03月15日學(xué)院意見:同意開題院長:2013年03月15日河北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評閱書學(xué)生姓名: 學(xué)號:專業(yè)班級: 所在學(xué)院:設(shè)計題目:導(dǎo)師對設(shè)計的評語:(1、對學(xué)生基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、獨立工作能力及學(xué)風的評語;2、對設(shè)計的選題意義、引用資料;創(chuàng)新點及圖樣的規(guī)范性;設(shè)計質(zhì)量;設(shè)計的不足之處等進行詳細說明)該同學(xué)就操作票自動開票的相關(guān)知識進行了
25、比較系統(tǒng)的學(xué)習,對課題研究的主要內(nèi)容以及研究方向和方法進行了總結(jié),并對目前國內(nèi)外相關(guān)內(nèi)容的研究與現(xiàn)狀進行了仔細地分析,明確了此次論文研究的重點與難點,對操作票自動開票系統(tǒng)進行了總體設(shè)計和程序開發(fā)。選題明確,具有一定的實用價值。本文的主要工作如下:1.在了解變電站操作票自動開票系統(tǒng)的概況后,設(shè)計了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),將系統(tǒng)分為開票模塊、人機接口模塊、數(shù)據(jù)庫管理維護模塊和幫助模塊。2.根據(jù)操作票的有關(guān)規(guī)定和某變電站主接線圖并結(jié)合工作人員的操作經(jīng)驗,填寫了該變電站倒閘操作的典型票,又利用My SQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了數(shù)據(jù)庫用于存儲典型票。3.開票模塊主要實現(xiàn)了檢索典型票的功能,調(diào)出典型票后操作人員還可根據(jù)
26、相應(yīng)工作票和實際情況進行編輯修改,再打印出操作票以供實際操作。數(shù)據(jù)庫管理維護模塊設(shè)置了權(quán)限,通過權(quán)限認證后,可對操作票進行查詢、修改、增加和刪除,對用戶信息進行修改和增刪。綜上所述,該同學(xué)掌握了本專業(yè)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識,學(xué)風正派,能獨立完成設(shè)計任務(wù)。成績評定:是否同意答辯: 同意答辯 指導(dǎo)教師(簽名): 2013年06月03日河北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計答辯評分表評分指標分值評 價 內(nèi) 容得分設(shè)計選題10選題有重要理論意義或?qū)嵱脙r值。立題依據(jù)充分。文獻引用8閱讀、引用文獻資料較廣泛,較全面了解本領(lǐng)域?qū)W術(shù)動態(tài),綜合分析能力較強。設(shè)計難度及工作量13難度較大,工作量大。設(shè)計成果的創(chuàng)新性13有獨
27、到見解,有較大的創(chuàng)新性成果。理論基礎(chǔ)與科研能力16具有堅實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識,具有較強的獨立從事科研工作的能力,設(shè)計方法和技術(shù)體系能實現(xiàn)設(shè)計內(nèi)容。設(shè)計能力201、設(shè)計說明書條理清楚,層次分明,語句通順,語法正確;設(shè)計概況簡明扼要,計算數(shù)據(jù)準確,表述正確。2、圖樣符合國家標準,圖面整潔、線條清晰、字跡工整。答辯報告10能簡明扼要、重點突出地闡述設(shè)計的主要內(nèi)容,有新見解,結(jié)論明確;時間掌握恰當?;卮饐栴}10思維敏捷,邏輯性強,準確流利地回答各種問題???分100注:本表為答辯小組成員評分用表,評分標準參照河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評定參考標準。河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 屆本科畢業(yè)設(shè)計答辯記錄表所在學(xué)院:
28、 專業(yè)班級: 時間: 2013年06月08日學(xué) 生 姓 名學(xué) 號指導(dǎo)教師姓名職 稱畢業(yè)設(shè)計題目:答 辯 小 組 成 員姓 名職 稱成 績姓 名職 稱成 績賈蘭英教授徐 宏副教授侯晨偉講師程 曼講師答辯小組評語:該生完成的“查詢型變電站自動開票系統(tǒng)的設(shè)計”論文,選題具有一定實際意義。論文敘述了變電站自動開票系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,設(shè)計了操作票自動開票系統(tǒng)的總體框架、各模塊框圖、工作流程和界面,實現(xiàn)了典型票開票,數(shù)據(jù)庫管理維護和幫助模塊的主要功能。論文寫作規(guī)范,條理較清晰,層次分明。答辯過程中,能夠較正確回答老師提出的問題。表明該同學(xué)掌握了較扎實的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識,也為將來的工作或科研打下了較好的基
29、礎(chǔ)。答辯小組組長:(簽字)2013年06月08日答 辯 成 績:注:本表與學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)一同在學(xué)院存檔(必須用鋼筆書寫) 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計)題 目: 查詢型變電站操作票自動開票系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué) 院: 機電工程學(xué)院 專業(yè)班級: 電氣工程及其自動化0703班 學(xué) 號: 2007234030303 學(xué)生姓名: 王 容 指導(dǎo)教師姓名: 霍利民 指導(dǎo)教師職稱: 教 授 二O一三年 六 月 一 日摘要操作票是電力系統(tǒng)安全運行的重要措施和保證,然而按照相關(guān)規(guī)定人工正確填寫操作票費時費力。為減輕運行人員的工作強度,也為適應(yīng)我國智能電網(wǎng)的建設(shè),本文對變電站操作票自動開票系統(tǒng)進行了研究。本系統(tǒng)
30、是在總結(jié)國內(nèi)外操作票自動生成系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后,以國家電網(wǎng)的有關(guān)規(guī)定為準則設(shè)計的。操作人員通過給定界面,輸入操作任務(wù)即可查詢檢索出典型操作票,再結(jié)合工作票適當修改,在微機五防裝置上進行模擬,檢驗正確則可打印出操作票以供實際操作。這樣,本系統(tǒng)的應(yīng)用使運行人員的工作效率得到了提高。關(guān)鍵字:變電站、操作票、查詢ABSTRACT Operation ticket is an important measure and assurance of power system's safe running,but filling the ticket correctly by hand costs ti
31、me and energy. In order to relieve the staff member's work intensity and adjust to the construction of intelligent power system in our country,this article has a study on the system for generating substation operation tickets.The system in this paper is designed on the basis of the domestic and
32、oversea research as well as the related rules in State Grid.By inputting operation task on a given interface,the system can search out typical operation tickets.Then the operator could amend it combined with the working arrangement, have a simulation on five anti-check device and print out the corre
33、ct ticket for practical operation.In this way ,the system can improve operator's work efficiency. Keywords: substation, operation ticket, query 目錄摘要IABSTRACTI1 緒論11.1 操作票及相關(guān)概念11.2 課題意義及研究現(xiàn)狀1課題意義1國內(nèi)外研究概況2常見的開票系統(tǒng)及存在的問題21.3 本文的主要工作32 系統(tǒng)的總體設(shè)計32.1系統(tǒng)的設(shè)計要求32.2系統(tǒng)的主要功能42.3系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)52.4系統(tǒng)的功能模塊介紹53 系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用6
34、3.1操作票的相關(guān)規(guī)定63.2 系統(tǒng)的應(yīng)用背景73.3開發(fā)平臺及工具73.4系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用83.4.1 系統(tǒng)的界面83.4.2 系統(tǒng)的工作流程104 結(jié)論與展望134.1 結(jié)論134.2 展望13參考文獻14致謝15附錄161 緒論1.1 研究目的和意義 倒閘操作是指電氣設(shè)備由一種運行狀態(tài)變換到另一種運行狀態(tài),或電力系統(tǒng)由一種運行方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運行方式時所進行的一系列的有序操作。根據(jù)電業(yè)生產(chǎn)安全規(guī)程倒閘操作應(yīng)遵循以下程序:(1)接受調(diào)度員的預(yù)發(fā)命令及信號(2)填寫操作票(3)審票(4)發(fā)布命令(5)預(yù)演(6)操作(7)檢查匯報(8)匯總。而現(xiàn)實中,絕大部分由人為因素造成的人員傷亡及設(shè)備損壞
35、事故都由誤操作引起1。為防止誤操作,人們規(guī)定了“五防”原則:防止誤分、誤合斷路器,防止帶負荷分合隔離刀閘,防止人員誤入帶電間隔,防止帶電連接地線,防止帶地線合閘送電2。操作票是為保證電氣設(shè)備倒閘操作遵守正確的順序,防止誤操作而必須先由操作人員填寫的有關(guān)倒閘操作內(nèi)容和順序的票據(jù),也就是說,操作票是電力系統(tǒng)運行中操作人員對電氣設(shè)備進行倒閘操作的書面依據(jù)。因此,操作票受到各級生產(chǎn)、安監(jiān)部門的重視,而對操作票的填寫、審查和內(nèi)容也都有嚴格的規(guī)定和要求。操作票包括調(diào)度指令票和變電操作票,其內(nèi)容主要有:操作票編號、操作任務(wù)、操作順序、發(fā)令人、受令人、操作人、監(jiān)護人、操作時間等。操作票和工作票(簡稱為“兩票”
36、)有密切的聯(lián)系,它們是變電運行過程中允許工作和從事操作的書面命令和依據(jù)3。操作票是完成一個具體的工作時制定的書面的操作安全保證,工作票制度是保證人員安全工作的一項組織措施。兩票制度是指在進行全部或部分停電或帶電作業(yè)時,根據(jù)不同任務(wù)和不同設(shè)備條件,填寫工作票和操作票,由操作人和監(jiān)護人按操作票進行唱票操作,最后對工作票結(jié)果進行驗收和注銷4??梢哉f,兩票制度是保證電力檢修、試驗、基建等工作和變電運行倒閘操作安全的必要條件和重要組織措施。電力是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ),電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是國民經(jīng)濟發(fā)展的有力保障?!笆晃濉逼陂g,國家電網(wǎng)已將電網(wǎng)建設(shè)列為重點工程,而“十二五”規(guī)劃對智能電網(wǎng)的關(guān)注表明我國將進一
37、步推進電網(wǎng)改造以確保并提高電網(wǎng)運行的可靠性和效益。要保證電力生產(chǎn)的安全可靠就要保證倒閘操作的正確進行,因為倒閘操作是變電站運行值班人員的重要工作,它關(guān)系著變電站及電力系統(tǒng)的安全運行,也關(guān)系著在電氣設(shè)備上工作的工作人員的生命及操作人員自身的安全5。要進行電氣倒閘操作,開寫操作票就必不可少,換句話說,正確的操作票是正確進行電氣倒閘操作的前提和保證。填寫操作票的傳統(tǒng)方法是手工開票,但由于運行人員的素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平參差不齊以及人易受情緒和環(huán)境等的影響,手工開票常常會出錯。此外,隨著變電站綜合自動化水平的提高和變電運行管理模式的變化,開票的工作量有所增加,這使得手工開票更容易出錯從而導(dǎo)致誤操作,危害生命財
38、產(chǎn)安全5-7。因此,設(shè)計開發(fā)出自動開列操作票的系統(tǒng)來輔助工作人員開寫操作票,不僅能減輕他們的工作強度,提高他們的工作效率,還能提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平,滿足電力行業(yè)的發(fā)展要求。如果將系統(tǒng)用于培訓(xùn)等方面以提高人員的操作技能,系統(tǒng)又會具有更高的實用價值。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)外研究概況在國內(nèi),變電站操作票系統(tǒng)一直備受科研人員的關(guān)注。從上世紀80年代中期開始,一些高校、科研院所,如華北電力大學(xué)、福州大學(xué)、華南理工大學(xué)等等,就開展了這方面的研究。其中,華北電力大學(xué)最先將專家系統(tǒng)應(yīng)用于解決電網(wǎng)調(diào)度操作票、發(fā)電廠變電所倒閘操作票和電網(wǎng)故障診斷、恢復(fù)等問題。上世紀90年代后期,一些電力企業(yè)、研
39、究機構(gòu)和科技公司對計算機輔助填寫操作票也進行了研究,并開發(fā)出形式多樣的專門針對某些發(fā)電廠或變電站的計算機開寫操作票系統(tǒng)。至今,我國已有利用專家系統(tǒng)、框架理論、數(shù)學(xué)建模等各種方法技術(shù)開發(fā)的操作票開票系統(tǒng),其中,利用專家系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)操作票系統(tǒng)已有不少成果。在國外,科研人員對操作票開票系統(tǒng)的研究并不多??赡苁怯捎趪獾亩蜗到y(tǒng)不像國內(nèi)的復(fù)雜,從而對該問題考慮得較簡單,通常只考慮一次設(shè)備的順序且操作任務(wù)種類也相對較少。較早的是日本 Takashi Abe等人采用知識描述語言KDL實現(xiàn)的Virgo專家系統(tǒng),其操作任務(wù)僅限于4種:停、送電操作,并列、單獨運行;所涉及的電氣設(shè)備類型僅限于3種:母線、線路、變
40、壓器。另外,國外多側(cè)重于事故后恢復(fù)操作的研究6-17。1.2.2常見的開票系統(tǒng)及存在的問題 從歷年發(fā)表的文章來看,輔助人工開列操作票系統(tǒng)的總體設(shè)計思路可分為操作票管理系統(tǒng)、圖形化界面操作票審核系統(tǒng)、操作票自動生成專家系統(tǒng)等三種。其設(shè)計方法則經(jīng)歷了典型票據(jù)查詢開票,程序模塊,基于開關(guān)控制邏輯,圖形校核開票,基于產(chǎn)生式系統(tǒng)和基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)等六個過程。操作票管理系統(tǒng)把大量的典型票歷史票存入數(shù)據(jù)庫。開票時,運行人員先根據(jù)操作任務(wù)等條件檢索出相應(yīng)的典型票或歷史票,再手動地進行編輯和修改,最后打印輸出。它在早期開發(fā)的操作票專家系統(tǒng)和現(xiàn)在投運的MIS系統(tǒng)中較為常見。這種系統(tǒng)易于掌握,以文本形式存儲每個任務(wù)
41、的操作內(nèi)容又可靈活修改,具有一定的通用性,可用于多種接線方式但運行方式變化不多的變電站。不過這種系統(tǒng)沒有推理過程,無法識別所存儲的文本形式的操作內(nèi)容是否正確。因此,本質(zhì)上它不能算人工智能軟件,不能很好地適應(yīng)電力系統(tǒng)多變的運行方式1456。圖形化界面操作票審核系統(tǒng)的界面包括一次設(shè)備的主接線圖和二次設(shè)備圖,它在變電站操作票開票系統(tǒng)中有操作校驗和點圖開票兩種方式。操作校驗時用戶通過手寫或其他方法得到操作票后,在圖形上逐項模擬,系統(tǒng)根據(jù)操作設(shè)備的“五防”閉鎖規(guī)則進行校驗,不符合規(guī)則時將做出提示;點圖開票時用戶直接在圖上點擊設(shè)備,選擇要操作的方式,系統(tǒng)實時地進行規(guī)則檢查,并對通過規(guī)則檢查的操作形成一條操
42、作語句,對違反規(guī)則的操作給出提示。這種系統(tǒng)形象直觀,用形式化的操作票語言來描述操作規(guī)程或用一種數(shù)學(xué)模型來描述設(shè)備的倒閘操作規(guī)則,并利用上述建立的規(guī)則來審核用戶的操作。這種系統(tǒng)研究將操作設(shè)備數(shù)學(xué)模型化的表達方法和變電站設(shè)備的拓撲連接關(guān)系,而不涉及操作內(nèi)容的自動生成。操作票自動生成專家系統(tǒng)利用AI技術(shù),模仿運行人員經(jīng)驗,有的還有自學(xué)習功能。這種系統(tǒng)主要由知識庫、推理機、數(shù)據(jù)庫等模塊組成,關(guān)鍵在于如何將知識轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C能處理的信息(即“規(guī)則”)和推理機如何從知識庫中搜索與操作任務(wù)相關(guān)的規(guī)則。操作人員選擇操作任務(wù)后,可自動推理操作順序,生成操作內(nèi)容。這類系統(tǒng)如果規(guī)則表達正確則可提高開票的正確率,如果優(yōu)
43、化搜索策略則可進一步減少開票所花費的時間。盡管操作票開票系統(tǒng)從開始的操作票管理系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的操作票專家系統(tǒng),其省時高效等優(yōu)點已被接受和認可,但其在推廣方面進展緩慢。主要原因如下:(1)系統(tǒng)的通用性和可移植性需要進一步改善。比如多數(shù)開票系統(tǒng)是針對某個具體的發(fā)電廠或變電站開發(fā)的,當一次接線發(fā)生變化(如增刪線路等),保護或自動裝置配置發(fā)生變化或者需要將系統(tǒng)用于其它變電站時,就要對系統(tǒng)進行修改,甚至更改源程序。(2)靈活性不高。比如電力系統(tǒng)運行要遵守有關(guān)的操作規(guī)則,現(xiàn)有的系統(tǒng)多將操作規(guī)則用源代碼以規(guī)則庫的形式固化。而從電網(wǎng)運行的發(fā)展變化來看,還應(yīng)考慮運行經(jīng)驗和責任等因素,若能將規(guī)則設(shè)置留給用戶完成會
44、更靈活。(3)功能并不完善。比如很多系統(tǒng)在設(shè)備異常時不能開列操作票,但此時操作人員同樣需要先開票再進行倒閘操作來改變設(shè)備的運行狀態(tài)。1.3 本文的主要工作本系統(tǒng)是在目前變電站普遍裝有微機五防閉鎖裝置的情況下,針對某具體的35kv變電站倒閘操作而設(shè)計的。本文主要進行的工作有:1、 在了解變電站操作票自動開票系統(tǒng)的概況后,設(shè)計了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),將系統(tǒng)分為開票模塊、人機接口模塊、數(shù)據(jù)庫管理維護模塊和幫助模塊。2、 根據(jù)操作票的有關(guān)規(guī)定和某變電站主接線圖并結(jié)合工作人員的操作經(jīng)驗,填寫了該變電站倒閘操作的典型票,又利用My SQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了數(shù)據(jù)庫用于存儲典型票。3、 開票模塊主要實現(xiàn)了檢索典型票的
45、功能,調(diào)出典型票后操作人員還可根據(jù)相應(yīng)工作票和實際情況進行編輯修改,再打印出操作票以供實際操作。4、 數(shù)據(jù)庫管理維護模塊設(shè)置了權(quán)限,通過權(quán)限認證后,可對操作票進行查詢、修改、增加和刪除,對用戶信息進行修改和增刪。5、 人機交互界面簡單清晰,幫助模塊介紹了本系統(tǒng)各項功能的使用方法和操作步驟。2 系統(tǒng)的總體設(shè)計2.1系統(tǒng)的設(shè)計要求變電站操作票制度是保證變電站安全運行的重要組織措施。通過對操作票的認真填寫、審核和執(zhí)行,可有效防止誤操作及生產(chǎn)事故。操作票開票系統(tǒng)都是為了讓計算機快速自動地生成操作票以減輕運行人員的工作量。而隨著電力的發(fā)展,自動化水平的提高和無人值班變電站的投運,研發(fā)人員又都在努力使操作
46、票開票系統(tǒng)達到以下要求:(1)可靠性高,即保證操作票的出票率和準確性。(2)通用性強,即系統(tǒng)能廣泛用于各種電壓等級和接線形式的變電站,支持多個變電站的開票任務(wù)以適應(yīng)一個操作隊負責幾個變電站操作的現(xiàn)狀。(3)系統(tǒng)開放,具有實時性。系統(tǒng)能單獨使用,也能與其它相關(guān)系統(tǒng)通信或配合使用,比如與仿真培訓(xùn)系統(tǒng)或管理信息系統(tǒng)配套,與設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)連接等。(4)功能完善,方便實用。功能完善指電力系統(tǒng)設(shè)備異常時也可出票,有多種開票方式供選擇,比如典型開票、圖形開票和智能開票等,或者具有預(yù)演、維護、管理、查詢等功能;方便實用指具有防誤安全分析和自檢功能,用戶界面友好,易學(xué)易用、易維護、易擴充,用戶可根據(jù)需要自行修
47、改相應(yīng)的操作規(guī)則表。(5)智能性,即系統(tǒng)能運用工作人員已有的經(jīng)驗并且可以自行總結(jié)經(jīng)驗。3 系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用3.1操作票的相關(guān)規(guī)定3.4系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用 系統(tǒng)的界面本系統(tǒng)的界面以網(wǎng)頁形式出現(xiàn),啟動系統(tǒng)后在主界面上點擊“開票”、“管理維護”和“幫助”則分別進入相應(yīng)的界面,實現(xiàn)模塊各自的功能。系統(tǒng)以綠色為背景,因為綠色是安全色,表現(xiàn)出電力行業(yè)對安全的重視。點擊“開票”進入的界面如圖3-1所示:圖3-1 開票界面在給定處輸入操作任務(wù)名稱,系統(tǒng)將檢索出相應(yīng)的操作票,可精確搜索也可模糊匹配。若輸入準確且正確的任務(wù)名,頁面出現(xiàn)對應(yīng)的操作票;如果輸入正確任務(wù)名中的某個字段,則出現(xiàn)任務(wù)名包含該字段的所有操作票列
48、表,操作人員點擊所需的任務(wù)名選項,再出現(xiàn)相應(yīng)的操作票,操作票樣票見附錄;若輸入錯誤,系統(tǒng)將提示未找到;若不輸入而直接提交,系統(tǒng)將調(diào)出空白票,可供練功用。在開票模塊中檢索典型票的流程如圖3-2所示,各種操作票之間的關(guān)系如圖3-3所示。圖3-2 各種票的關(guān)系圖地區(qū)代表日110kV變壓器損耗地區(qū)代表日110kV變壓器損耗地區(qū)代表日110kV變壓器損耗地區(qū)代表日110kV變壓器損耗如表4-1所示。表4-1 地區(qū)代表日110kV變壓器損耗表變壓器有功電量銅損鐵損總損總損率(萬kwh)(kwh)(kwh)(kwh)(kwh)1#23.16423.251268.651691.90.732#31.05709.
49、061057.531766.590.569 (3-1)式中 表示某某某;表示某某。上面都是示范,上面都是示范,上面都是示范,上面都是示范,上面都是示范,上面都是示范。4 結(jié)論與展望4.1 結(jié)論隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展,電網(wǎng)自動化程度的不斷深化以及電力企業(yè)管理水平的不斷提高,變電站傳統(tǒng)的手工開票方式已經(jīng)越來越難以滿足高效率和高可靠性的要求。因此,研發(fā)人員一直致力于開發(fā)通用性好、功能完善的智能變電站操作票自動生成票系統(tǒng)。本文的主要工作和成果如下;1.在了解變電站操作票自動開票系統(tǒng)的概況后,設(shè)計了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),將系統(tǒng)分為開票模塊、人機接口模塊、數(shù)據(jù)庫管理維護模塊和幫助模塊。2.根據(jù)操作票的有關(guān)規(guī)定和
50、某變電站主接線圖并結(jié)合工作人員的操作經(jīng)驗,填寫了該變電站倒閘操作的典型票,又利用My SQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了數(shù)據(jù)庫用于存儲典型票。3.開票模塊主要實現(xiàn)了檢索典型票的功能,調(diào)出典型票后操作人員還可根據(jù)相應(yīng)工作票和實際情況進行編輯修改,再打印出操作票以供實際操作。數(shù)據(jù)庫管理維護模塊設(shè)置了權(quán)限,通過權(quán)限認證后,可對操作票進行查詢、修改、增加和刪除,對用戶信息進行修改和增刪。本系統(tǒng)是針對某個具體的35kv變電站倒閘操作設(shè)計的。由于時間和本人水平等各方面的原因,該系統(tǒng)主要實現(xiàn)調(diào)用典型票、操作票的查詢、添刪和修改以及簡單的培訓(xùn)功能。鑒于操作票的實際辦理流程,本系統(tǒng)確能減輕工作人員的擬票壓力,減少填寫倒閘操
51、作票的時間從而提高工作效率。同時,本系統(tǒng)具有一定的可維護性和開放性,可與其它系統(tǒng)配合使用。本系統(tǒng)也存在一些不足,比如功能簡單,不能點圖開票和自動推理開票,與相關(guān)系統(tǒng)的接口并不完善等,但通過進一步探究相信可以彌補不足并更好地完善系統(tǒng)功能。4.2 展望由于變電站接線方式多種多樣,特殊操作的要求也各不相同,變電站操作票自動開票系統(tǒng)需要考慮多方面的問題。盡管操作票生成系統(tǒng)的研究和應(yīng)用都已經(jīng)取得了一些成績,在通用性和功能上也都有有所完善,系統(tǒng)仍有很多地方可以改進。相信將來的操作票開票系統(tǒng)在可靠性、通用性、開放性、實時性、智能性和實用性等方面都能進一步提高。 隨著人工智能和專家系統(tǒng)等的發(fā)展,在技術(shù)和理論上
52、,相信人們會探索出更好的知識表達方式和知識獲取方式以及知識的學(xué)習機制,更好地對操作規(guī)則進行表達并對其執(zhí)行情況進行解釋,引入更先進的圖形技術(shù),更充分地利用面向?qū)ο蠹夹g(shù),建立更完備的知識庫,更好地模擬仿真??傊S著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,將會有各方面都更加完善的操作票自動生成系統(tǒng)面世,更好地為我國電力系統(tǒng)的自動化智能化服務(wù)。參考文獻1林媛媛.變電站操作票自動生成系統(tǒng)的研究與應(yīng)用D.北京工業(yè)大學(xué),2006.2趙玉成.智能操作票系統(tǒng)研究與開發(fā)D.華北電力大學(xué),2008.3花蕊,霍利民,秦紅星,等.變電站工作票及操作票專家系統(tǒng)的研制.微計算機信息(管控一體化).23(4),2007:34-36. 4陳淑春.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的變電站工作票及操作票自動生成系統(tǒng)的開發(fā)D.河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.5李孝眾.變電站操作票專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)D.北京:華北電力大學(xué),2003.6譚嶺.電力系統(tǒng)通用智能倒閘操作票系統(tǒng)的研究D.天津大學(xué),2006.7饒明軍.基于SCADA的調(diào)度操作票生成系統(tǒng)D.浙江大學(xué),2008.8N.N.Schulz,B.F.Wollenberg.In
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