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AIS航標(biāo)技術(shù)在海警艦艇執(zhí)法中的應(yīng)用*

2017-02-07 01:41:19常會(huì)振
世界海運(yùn) 2017年1期
關(guān)鍵詞:航標(biāo)海警艦艇

常會(huì)振

AIS航標(biāo)技術(shù)在海警艦艇執(zhí)法中的應(yīng)用*

常會(huì)振

近年來,AIS航標(biāo)技術(shù)得到了快速的發(fā)展,我國海事機(jī)構(gòu)也在內(nèi)河和沿海設(shè)置了相當(dāng)數(shù)量的AIS航標(biāo)。海警艦艇執(zhí)法執(zhí)勤的水域主要是在內(nèi)河和沿海,因此,研究如何充分利用AIS航標(biāo)技術(shù)來提高海警艦艇對(duì)轄區(qū)水域的監(jiān)控質(zhì)量以及對(duì)遇險(xiǎn)船舶人員的搜救效率有著重要的意義。在詳細(xì)分析AIS航標(biāo)功能和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上總結(jié)AIS航標(biāo)在海警艦艇進(jìn)行維權(quán)、執(zhí)法、服務(wù)中的應(yīng)用效能,以及海警艦艇在使用AIS航標(biāo)時(shí)面臨的問題,并提出相應(yīng)的對(duì)策和建議。

AIS航標(biāo);海警艦艇;航行安全;監(jiān)控

一、引言

作為海上交通安全保障體系的重要組成部分,航標(biāo)系統(tǒng)在保障艦船安全航行方面起著不可或缺的作用。傳統(tǒng)航標(biāo)系統(tǒng)雖然助航方式簡單直觀,但也存在著嚴(yán)重的不足,比如航標(biāo)的維護(hù)需要大量的人員和船只進(jìn)行現(xiàn)場巡檢,[1]傳統(tǒng)航標(biāo)不能向艦船提供精確的位置,浮標(biāo)存在移位問題,視覺效果受環(huán)境影響較大等。為彌補(bǔ)上述不足,適應(yīng)IMO提出的“E-航海”戰(zhàn)略,借助AIS網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,基于AIS的虛擬航標(biāo)、航標(biāo)監(jiān)控等技術(shù)得到了快速發(fā)展。[2]目前,越來越多的海警艦艇安裝了AIS、ECDIS、雷達(dá)等設(shè)備,通過AIS船載設(shè)備獲得AIS航標(biāo)信息,通過通用接口在ECDIS和雷達(dá)設(shè)備中顯示AIS航標(biāo)的圖示符號(hào)和詳細(xì)文本信息,可有效改善助航效果,提高海警艦艇進(jìn)行維權(quán)、執(zhí)法、服務(wù)的效率。

二、AIS航標(biāo)

根據(jù)IALA制定的《AIS在海上航標(biāo)中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》(A-126),[3]AIS航標(biāo)是為了保障和加強(qiáng)船舶交通安全及提高航行效率,由航標(biāo)主管機(jī)關(guān)在船舶外部設(shè)計(jì)并運(yùn)行的設(shè)備或系統(tǒng)。借助AIS網(wǎng)絡(luò),可以擴(kuò)展物理航標(biāo)的有效識(shí)別能力,發(fā)射浮標(biāo)的精確位置,指示浮標(biāo)是否移位,標(biāo)注航跡、航線和限制范圍,提供天氣、潮汐和海況數(shù)據(jù),利用虛擬航標(biāo)緊急標(biāo)注新出現(xiàn)的危險(xiǎn)物等。

1. AIS航標(biāo)的類型

AIS航標(biāo)共包括三種類型,即AIS真實(shí)航標(biāo)、AIS綜合航標(biāo)和AIS虛擬航標(biāo)。

(1)AIS真實(shí)航標(biāo)

AIS真實(shí)航標(biāo)是指航標(biāo)上安裝有AIS臺(tái)站的物理航標(biāo)。

(2)AIS綜合航標(biāo)

出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮,有時(shí)在物理航標(biāo)上安裝AIS設(shè)備可能并不合適,在這種情況下,可采用AIS綜合航標(biāo)(Synthetic AIS AtoN)的方式。AIS綜合航標(biāo)是指在遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS基站發(fā)射AIS電文21,即助航報(bào)告電文。根據(jù)實(shí)施方法的不同,AIS綜合航標(biāo)又分為“監(jiān)控”和“預(yù)報(bào)”兩種。監(jiān)控AIS綜合航標(biāo)是指從遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS站發(fā)射電文21,航標(biāo)實(shí)際存在,航標(biāo)與AIS站之間有通信鏈路,通過航標(biāo)與AIS設(shè)備之間的通信鏈路確認(rèn)航標(biāo)的位置與狀態(tài)。預(yù)報(bào)AIS綜合航標(biāo)是指從遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS站發(fā)射電文21,航標(biāo)真實(shí)存在,但由于航標(biāo)與AIS設(shè)備之間沒有通信鏈路存在,不能監(jiān)控航標(biāo)的位置或狀態(tài)。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,浮標(biāo)上一般不推薦使用預(yù)報(bào)AIS綜合航標(biāo),但由于固定航標(biāo)位置不變,預(yù)報(bào)AIS綜合航標(biāo)一般用于固定航標(biāo)。AIS綜合航標(biāo)的使用,可以在視距外觀測到航標(biāo),同時(shí)還能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理傳統(tǒng)航標(biāo)。

(3)AIS虛擬航標(biāo)

根據(jù)國際航標(biāo)協(xié)會(huì)IALA Guideline No.1081 On Virtual Aids to Navigation Edition 2010中的基本定義,虛擬航標(biāo)是指物理上并不存在的,由授權(quán)的服務(wù)提供機(jī)構(gòu)發(fā)布的,可以在導(dǎo)航系統(tǒng)上顯示的數(shù)字化信息物標(biāo)。AIS虛擬航標(biāo)能夠向艦艇指揮人員提供物理上并不存在的航標(biāo)符號(hào)或信息。AIS虛擬航標(biāo)具有以下優(yōu)勢:

①布設(shè)或更改方便快捷。比如當(dāng)發(fā)生沉船事故時(shí),主管當(dāng)局可以在發(fā)送航行警告的同時(shí)利用AIS基站布設(shè)關(guān)于沉船的AIS虛擬航標(biāo)。

②不受環(huán)境因素影響。物理航標(biāo)的布設(shè)需要航標(biāo)船前往航標(biāo)位置處布設(shè),當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí)很難完成工作,但AIS虛擬航標(biāo)的布設(shè)不存在這個(gè)問題,在AIS基站就能夠直接布設(shè)。同時(shí),由于AIS虛擬航標(biāo)工作在VHF頻道上,只要船載AIS設(shè)備能正常工作,即可觀測到相應(yīng)的AIS航標(biāo)。

③不會(huì)產(chǎn)生移位的問題。AIS虛擬航標(biāo)不存在物理航標(biāo),是由AIS基站發(fā)送的數(shù)字信息,因此不受風(fēng)流影響,不會(huì)產(chǎn)生移位現(xiàn)象,定位精度較高。

2.AIS航標(biāo)的顯示

國際海事組織(IMO)、國際電工委員會(huì)(IEC)和國際水道測量組織(IHO)等國際組織制定了AIS航標(biāo)顯示符號(hào)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

IMO SN/Circ.243號(hào)通函附件2規(guī)定了所有的船載導(dǎo)航系統(tǒng)或設(shè)備使用的航行相關(guān)符號(hào),其中,AIS航標(biāo)(包括虛擬航標(biāo))符號(hào)為菱形,航標(biāo)位置處是“+”字形,但是也指明了這些航行相關(guān)符號(hào)并非海圖符號(hào)。圖1為IMO規(guī)定的AIS航標(biāo)符號(hào)。

圖1 IMO規(guī)定的AIS航標(biāo)符號(hào)

在IEC制定的IEC 62288《船載航行顯示器導(dǎo)航信息的顯示——通用要求,測試方法和要求的測試結(jié)果》以及IEC 62388《航海雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,AIS真實(shí)航標(biāo)的顯示采用IMO規(guī)定的符號(hào),但虛擬航標(biāo)的顯示符號(hào)不同,其在AIS真實(shí)航標(biāo)符號(hào)的菱形內(nèi)部加一“V”形符號(hào),圖2為IEC規(guī)定的AIS虛擬航標(biāo)符號(hào)。

圖2 IEC規(guī)定的AIS虛擬航標(biāo)符號(hào)

當(dāng)船載AIS設(shè)備接收到AIS航標(biāo)的信號(hào)后,雷達(dá)和ECDIS將疊加顯示,但是這些符號(hào)并未標(biāo)出航標(biāo)類型,而且相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中也未明確規(guī)定顯示AIS虛擬航標(biāo)時(shí)的顏色,因此,雷達(dá)和ECDIS在顯示AIS航標(biāo)符號(hào)時(shí),可能會(huì)存在某些不確定性。

在IHO出版的國際海圖規(guī)章和IHO海圖規(guī)范中,根據(jù)AIS航標(biāo)的類別,對(duì)AIS航標(biāo)的符號(hào)也做了相應(yīng)的規(guī)定,圖3為IHO規(guī)定的三種AIS航標(biāo)符號(hào)。

圖3 IHO規(guī)定的AIS航標(biāo)符號(hào)

AIS航標(biāo)符號(hào)中心的小圓圈代表航標(biāo)的實(shí)際位置,頂標(biāo)標(biāo)志位于中心圓圈正上方,標(biāo)識(shí)航標(biāo)的功能。

3.AIS航標(biāo)的識(shí)別

每一個(gè)AIS航標(biāo)站發(fā)射的航標(biāo)信息中都包含有唯一的MMSI識(shí)別碼。根據(jù)ITU-R M.585-5的規(guī)定,AIS航標(biāo)的MMSI識(shí)別碼的格式是99MIDXXXX,其中MID是國家區(qū)域碼,XXXX4位數(shù)字是唯一識(shí)別碼,AIS真實(shí)和綜合航標(biāo)的唯一識(shí)別碼以1開頭,即99M ID1XXX,AIS虛擬航標(biāo)以6開頭,即99MID6XXX。

三、海警艦艇使用AIS航標(biāo)的效能分析

根據(jù)《公安機(jī)關(guān)海上執(zhí)法工作規(guī)定》,海警艦艇執(zhí)勤執(zhí)法水域主要是我國內(nèi)水、領(lǐng)海、毗連區(qū)、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和大陸架水域。這些水域地形地貌復(fù)雜,海岸線曲折,島礁、暗礁眾多,水深、航道條件復(fù)雜,航行密度大,同時(shí)潮汐、潮流、海浪等天氣海況情況復(fù)雜多變,對(duì)于海警艦艇的航行安全及執(zhí)勤執(zhí)法提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1.對(duì)傳統(tǒng)航標(biāo)的增強(qiáng)和監(jiān)控,擴(kuò)大海警艦艇的監(jiān)管水域

傳統(tǒng)航標(biāo)是通過有關(guān)國際組織規(guī)定的標(biāo)志、顏色、燈光、聲響等方式提供助航信息,艦船指揮人員通過視覺、聽覺等方式獲得相應(yīng)信息,此種方式雖簡單直觀,但如前所述,也存在很大的缺陷,艦船指揮人員如不注意,可能會(huì)發(fā)生航行事故,影響艦艇執(zhí)勤執(zhí)法的效率。

在傳統(tǒng)航標(biāo)上安裝AIS設(shè)備或采用監(jiān)控AIS綜合航標(biāo)的方式,可有效提高航標(biāo)的利用效率,解決傳統(tǒng)航標(biāo)存在的問題。通過在VHF頻道上發(fā)送AIS電文21,可使安裝有AIS設(shè)備的艦船接收到航標(biāo)類型、名稱、位置、位置精度指示、在位/移位指示、真實(shí)與虛擬航標(biāo)辨識(shí)等信息,根據(jù)航標(biāo)AIS設(shè)備天線的高度,可以使周圍5~15海里范圍內(nèi)的艦船接收到相應(yīng)信息,從而提高艦船航行安全的保障能力。同時(shí),利用AIS網(wǎng)絡(luò)的信息交換及AIS設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別、跟蹤能力,可有效擴(kuò)展AIS基站的監(jiān)控范圍,增加海警艦艇的電子視距,解決海警艦艇監(jiān)管水域廣泛、AIS VHF傳播距離限制的問題,擴(kuò)大監(jiān)管水域的范圍。航標(biāo)主管機(jī)關(guān)還可根據(jù)AIS航標(biāo)播發(fā)的航標(biāo)的健康狀態(tài)信息(例如燈光、電源等)對(duì)航標(biāo)的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,遙控改變航標(biāo)的參數(shù),減少艦船因航標(biāo)故障而發(fā)生事故的概率。

2.利用虛擬航標(biāo)快速標(biāo)記遇險(xiǎn)船,提高海警部隊(duì)海上搜救效率

作為我國海上重要的武裝力量和執(zhí)法隊(duì)伍,隨著國際海洋形勢和我國海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,海警部隊(duì)服務(wù)職能日益突顯,對(duì)轄區(qū)內(nèi)的遇險(xiǎn)船舶及人員進(jìn)行搜救逐漸成為海警部隊(duì)的重要職責(zé)之一。海警部隊(duì)主要在我國的內(nèi)水及沿海水域執(zhí)勤執(zhí)法,航行條件復(fù)雜,航行密度大,而且沿海多漁船、小船,船況差,船員素質(zhì)低,不按航行規(guī)則行駛的情況經(jīng)常出現(xiàn),以致船舶安全事故頻發(fā)。以浙江沿海為例,2011年至2015年間,發(fā)生船舶事故數(shù)共243起,死亡失蹤人數(shù)208人,直接經(jīng)濟(jì)損失41 804萬元。[4]轄區(qū)內(nèi)船舶事故的大量發(fā)生,促使海警部隊(duì)進(jìn)一步提高搜救效率,減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

為確保航行安全,大多數(shù)船舶都配備有AIS設(shè)備,當(dāng)船舶遇險(xiǎn)后,搜救艦船可以根據(jù)遇險(xiǎn)船舶AIS設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)快速確定搜救位置,減少搜救時(shí)間,提高搜救效率。但是,在沿海水域,仍有很多漁船、小船沒有安裝AIS設(shè)備,或?yàn)榱朔欠ú稉铺用摫O(jiān)控,私自拆除AIS設(shè)備,比如寧波“FS SANAGA”輪與“浙三漁00011”輪碰撞事故中,[5]“浙三漁00011”輪在禁漁期為躲避監(jiān)控非法捕撈私自拆除AIS設(shè)備,導(dǎo)致事故發(fā)生后,無法及時(shí)確定船舶位置,耽誤搜救時(shí)間,最終導(dǎo)致嚴(yán)重后果。沒有安裝或私自拆除AIS設(shè)備的船舶發(fā)生海難事故時(shí),海警部隊(duì)在搜救中大致確定遇險(xiǎn)船舶位置后,可及時(shí)協(xié)調(diào)航標(biāo)部門設(shè)置臨時(shí)虛擬航標(biāo)標(biāo)注遇險(xiǎn)位置,對(duì)于無法確定遇險(xiǎn)位置的船舶,可設(shè)置臨時(shí)虛擬航標(biāo)標(biāo)注搜救區(qū)域,這樣安裝有AIS設(shè)備的搜救艦船可以及時(shí)接收到虛擬航標(biāo)顯示的搜救信息,有利于搜救部門對(duì)搜救行動(dòng)進(jìn)行管理和效能評(píng)估,指揮搜救艦船高效、迅速實(shí)施海上搜救,提高搜救效率。

3. 提高海警艦艇對(duì)轄區(qū)的監(jiān)控能力

近年來,由于AIS設(shè)備具有可以通過VHF頻道自動(dòng)廣播本船的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息,實(shí)現(xiàn)艦船間的自動(dòng)識(shí)別、跟蹤以及信息的交換等優(yōu)點(diǎn),使其在艦船上得到了廣泛的應(yīng)用。發(fā)揮AIS設(shè)備的優(yōu)越性,海警艦艇在開展執(zhí)勤執(zhí)法活動(dòng)時(shí),可以根據(jù)轄區(qū)水域內(nèi)的裝備有AIS設(shè)備的船舶發(fā)送的信息將不同種類的船舶分組管理;還可以利用AIS綜合顯示器監(jiān)控轄區(qū)水域船舶概況,從而合理調(diào)配海警監(jiān)管力量,做好重點(diǎn)區(qū)域的防護(hù)工作;海警艦艇還可以利用AIS數(shù)據(jù)庫預(yù)先將重點(diǎn)跟蹤船舶錄入,一旦該船舶進(jìn)入轄區(qū)水域,即派遣執(zhí)法人員進(jìn)行現(xiàn)場管控,從而提高海警艦艇對(duì)轄區(qū)水域的有效監(jiān)控和執(zhí)勤能力。[6]

四、海警艦艇使用AIS航標(biāo)存在的問題及對(duì)策

1.AIS航標(biāo)顯示問題

雖然IMO、IEC和IHO都規(guī)定了AIS航標(biāo)的符號(hào),但在實(shí)際應(yīng)用中依然存在問題。大部分海警艦船都裝備有帶MKD的A類AIS設(shè)備,但在A類AIS設(shè)備的MKD最低顯示要求中卻只能顯示字母-數(shù)字文本格式,沒有強(qiáng)制要求顯示圖形,這就導(dǎo)致小型的只裝備有AIS設(shè)備的海警艦船將無法觀測到AIS航標(biāo)的符號(hào),而只能接收文字信息。如果艦船上的官兵不提前了解附近AIS航標(biāo)的情況,僅僅通過AIS設(shè)備將很難觀測到AIS航標(biāo)。而且有的海警艦船裝備的AIS設(shè)備不能識(shí)別AIS航標(biāo),如FURUNO FA-100、FA-100、JHS-180等型號(hào)的AIS設(shè)備。

在2008年修訂的航海雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)中,要求新型雷達(dá)應(yīng)能顯示AIS目標(biāo),但對(duì)于AIS航標(biāo)是否屬于AIS目標(biāo),卻沒有明確指出。在MSC.232(82)的ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)中也沒有強(qiáng)制要求各ECDIS制造商生產(chǎn)的ECDIS要能夠顯示或整合AIS航標(biāo)。因此,AIS航標(biāo)在雷達(dá)和ECDIS顯示器上顯示與否以及顯示的符號(hào)將取決于制造商,這就導(dǎo)致有的設(shè)備不能識(shí)別顯示AIS航標(biāo),比如JRC JMA-9922-6XA、JRC JMA-9932-SA、FURUNO FAR 2825等型號(hào)的雷達(dá)不能顯示AIS航標(biāo),Transas的ECDIS、FURUNO、Kelvin Huges和Maris ECDIS不能顯示AIS航標(biāo)。對(duì)于2008年之前列裝的海警艦船而言,上述不能顯示AIS航標(biāo)的雷達(dá)和ECDIS在艦船中也有所列裝,這點(diǎn)需要引起海警官兵注意,由于設(shè)備的原因不能充分獲得執(zhí)勤水域的助導(dǎo)航信息。

海警官兵還需注意的是,即使雷達(dá)和ECDIS顯示器上顯示了AIS航標(biāo)的符號(hào),但是AIS航標(biāo)電文中包含的航標(biāo)信息(如航標(biāo)類型、名稱等)在AIS航標(biāo)符號(hào)中并沒有反映出來,符號(hào)只是表示是AIS航標(biāo),不是傳統(tǒng)航標(biāo)。

相比于AIS虛擬航標(biāo),AIS真實(shí)/綜合航標(biāo)符號(hào)是疊加在ECDIS原有的航標(biāo)符號(hào)之上的,因此海警官兵需要注意同一航標(biāo)的雙重顯示問題,即需要注意AIS航標(biāo)符號(hào)與ECDIS原有符號(hào)的關(guān)聯(lián)問題,否則航標(biāo)信息的不一致可能會(huì)給艦船指揮人員帶來疑問。

2.AIS航標(biāo)信息播發(fā)問題

根據(jù)海事部門的規(guī)定,航標(biāo)管理部門在播發(fā)AIS航標(biāo)報(bào)告時(shí),要嚴(yán)格審查AIS航標(biāo)報(bào)告的內(nèi)容,特別是AIS航標(biāo)的MMSI、航標(biāo)名稱、類型以及尺度等重要信息。如對(duì)于AIS綜合航標(biāo),根據(jù)ITU的相關(guān)規(guī)定,其MMSI格式應(yīng)該是99MID1XXX,但是在江蘇沿海水域由東海航保中心設(shè)置的大豐糧食碼頭北燈樁,其上安裝AIS航標(biāo),名稱是LIANG SHI MA TOU BEI,MMSI是999412126,顯然是不對(duì)的,正確的應(yīng)該是994121126。因此,海警官兵在識(shí)別AIS航標(biāo)時(shí)要特別注意,不符合規(guī)定格式的AIS航標(biāo)MMSI可能會(huì)導(dǎo)致疑問,必要時(shí)可采取其他方式對(duì)AIS航標(biāo)進(jìn)行核對(duì)確認(rèn)。

3.對(duì)策及建議

由于缺少統(tǒng)一的AIS航標(biāo)的測試和顯示標(biāo)準(zhǔn),因此,目前海警艦艇裝備的一部分AIS設(shè)備、ECDIS和雷達(dá)設(shè)備不能顯示或不能正確顯示AIS航標(biāo),特別是對(duì)于船齡較長的海警艦艇而言更是如此。對(duì)于這一問題,可以通過船載助導(dǎo)航設(shè)備的升級(jí)來解決,在設(shè)備升級(jí)的時(shí)候,一定要注意某些型號(hào)的雷達(dá)和ECDIS不能顯示或不能正確顯示AIS航標(biāo)。

另一問題是,接受培訓(xùn)和了解AIS航標(biāo)的海警官兵并不是很多,這也對(duì)AIS航標(biāo)在海警部隊(duì)充分應(yīng)用帶來了負(fù)面影響。對(duì)于這一問題,可以通過培訓(xùn),加強(qiáng)海警官兵對(duì)AIS航標(biāo)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的了解,切實(shí)掌握AIS航標(biāo)的功能、播發(fā)的具體內(nèi)容和顯示特征,對(duì)于增強(qiáng)海警部隊(duì)對(duì)海域的監(jiān)控能力、保障海警艦艇航行安全、提高執(zhí)法執(zhí)勤的效率有著重要的意義。

五、小結(jié)

AIS航標(biāo)技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)航標(biāo)功能的擴(kuò)展和有效補(bǔ)充,充分發(fā)揮AIS航標(biāo)的功能,對(duì)于海警部隊(duì)而言,可以有效擴(kuò)展監(jiān)管海域范圍,提高監(jiān)管質(zhì)量和執(zhí)勤執(zhí)法的效率,以及提高海警部隊(duì)對(duì)遇險(xiǎn)船舶搜救的效率。但是,海警艦艇在使用AIS航標(biāo)時(shí)也面臨著很多的問題,而“E-航?!睉?zhàn)略的全面實(shí)施為解決AIS航標(biāo)在應(yīng)用中存在的問題提供了重要契機(jī),在助導(dǎo)航設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和人員認(rèn)知等問題協(xié)調(diào)發(fā)展后,AIS航標(biāo)技術(shù)的潛力才能得到充分的開發(fā)和利用。

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浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究項(xiàng)目(YB201501)

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