(57)【要約】【課題】自動改札機の改札通路を複数の通行人が密に並んだ状態で通過するときに高い分解能で通行人を検知することができると共に、取付けの仕方が容易であり、かつ安価に実現することができる自動改札機の通行人検知装置を提供する。【解決手段】自動改札機の通行人検知装置は、自動改札機の改札通路に敷設されたラバーコンタクトマット２１と、ラバーコンタクトマットにマトリックス状の配列で配置された複数の接触検知スイッチ素子２２と、複数の接触検知スイッチ素子２２のそれぞれの検知信号を入力し、複数の接触検知スイッチ素子のすべてのオン・オフ状態に基づいてラバーコンタクトマットに加わる圧力状態を検知する信号処理装置３１を備える。この構成において、信号処理装置は、複数の人が改札通路を通過するとき、複数の人のそれぞれの靴の接触状態を、ラバーコンタクトマットの複数の接触検知スイッチ素子の検知動作状態に基づいて検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動改札機の改札通路に敷設されたマットと、
前記マットにマトリックス状の配列で配置された複数の接触検知スイッチ素子と、
前記複数の接触検知スイッチ素子のそれぞれの検知信号を入力し、前記複数の接触検知スイッチ素子のすべてのオン・オフ状態に基づいて前記マットに加わる圧力状態を検知する検知処理手段とを備え、
前記検知処理手段は、複数の人が前記改札通路を通過するとき、前記複数の人のそれぞれの靴の接触状態を、前記マットの前記複数の接触検知スイッチ素子の検知動作状態に基づいて検知することを特徴とする自動改札機の通行人検知装置。
【請求項２】
前記検知処理手段は、前記複数の人のそれぞれの靴跡に基づいて前記複数の人の位置の情報を得ることを特徴とする請求項１記載の自動改札機の通行人検知装置。
【請求項３】
前記検知処理手段は、一対の靴跡を画像処理することに基づいて前記複数の人の位置の情報を得ることを特徴とする請求項２記載の自動改札機の通行人検知装置。
【請求項４】
前記検知処理手段は、前記靴の一部が前記マットに接触したとき、この接触点の付近の前記接触検知スイッチのオン状態に係るデータを一定時間記憶部に蓄積し、蓄積した画像を重ねて合わせて前記靴跡に係る画像を作成することを特徴とする請求項２記載の自動改札機の通行人検知装置。
【請求項５】
前記接触検知スイッチ素子は、常時非導通状態にある電極素子と、接触押圧時に前記電極素子を導通状態にする電導ラバー部とから成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動改札機の通行人検知装置。
【請求項６】
前記マットはタッチ進入ゾーンと人数カウントゾーンと処理終了検知ゾーンを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動改札機の通行人検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動改札機の通行人検知装置に関し、特に、複数の人が密な状態で並んで改札通路を通るときに有効に通行人を認識しかつ監視するのに適した自動改札機の通行人検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動改札機では通行制御が行われる。自動改札機の通行制御とは、自動改札機の改札通路を通過する人の出入りを規制し、設定された条件が満たされないときにはフラップ（または開閉ドア）を閉じて通行止めとする制御である。現在の自動改札機における通行者の通行制御は、光センサによって通行人を検知することによって行っている。光センサは、光の透過または反射を利用して人の通過の有無を検知する。また光センサによる通行人の検知によれば、或る基準身長に基づいて通行人の身長も判別することも行われている。
【０００３】
また自動改札機の改札通路を通る人やものに関する検知システムとしては、従来、特許文献１に記載された不正抜き取り防止装置や特許文献２に記載された車いす対応自動改札機が存在する。
【０００４】
特許文献１の不正抜き取り防止装置では、自動改札機の改札通路の出口側の箇所にマット状センサの人間検知手段を配置し、かつ券取り出し口に抜取り検知手段を設けている。この不正抜き取り防止装置によれば、改札通路において後ろ側の通行人が機械の券投入口に投入した定期券等を前側の通行人が券取り出し口から不正に抜き取って持ち去るのを防止する。
【０００５】
また上記の車いす対応自動改札機では、入り口部から出口部までの改札通路の床上にマットセンサを配置している。マットセンサは複数のセンサをマトリックス状に配列している。自動改札機の改札通路にかかるマットセンサを配置することにより、自動改札機の改札通路内に入ろうとするものが、一般的な利用客であるのかまたは車いす利用客であるのかを判断している。車いす利用客である場合には、マットセンサは４つの車いす車輪を検知するので、車いす利用客であることを正確に判断することができる。車いす利用客であると判断されたときには移動機構が改札機本体の移動を行い、車いす利用客が通過しやすいように通路の幅を広げる。
【特許文献１】実開平７−２５４５１号公報
【特許文献２】特開平９−２１２６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光センサを利用した従来の通行人検知システムによれば、自動改札機の改札通路を通る通行人の認識精度を高めるためには、光センサの間隔を小さくする必要がある。そのためには光センサの個数を増し、多くの光センサを並べなければならない。光センサを利用する限り、光センサのサイズやセンサ取付け空間の確保が必要になる。またセンサ数の増加はコストの上昇を招く。また特に複数の通行人が密に並んだ状態で通過するときには、分解性能が低下するという問題も必然的に有している。
【０００７】
また前述の特許文献１および特許文献２に記載された発明も、自動改札機の改札通路の出口側や通路全体にマット状センサを配置しマット状センサを利用して通行人等を検出するように構成されている。マット状センサは光センサに代わる通行人検知するための検知手段として利用されている。しかし、特許文献１の場合には前側の通行人の検知のために利用され、特許文献２の場合には一般的な利用客か車いす利用客かを判別するために利用されており、複数の通行人が密に並んで通過するときにこれを検知する検知分解能を高めるようにした構成を有するものではない。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、自動改札機の改札通路を複数の通行人が密に並んだ状態で通過するときに高い分解能で通行人を検知することができると共に、取付けの仕方が容易であり、かつ安価に実現することができる自動改札機の通行人検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る自動改札機の通行人検知装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１０】
本発明に係る自動改札機の通行人検知装置は、自動改札機の改札通路に敷設されたマット（ラバーコンタクトマット）と、マットにマトリックス状の配列で配置された複数の接触検知スイッチ素子と、複数の接触検知スイッチ素子のそれぞれの検知信号を入力し、複数の接触検知スイッチ素子のすべてのオン・オフ状態に基づいてマットに加わる圧力状態を検知する検知処理手段（信号処理装置）とを備える。この構成において、検知処理手段は、複数の人が改札通路を通過するとき、複数の人のそれぞれの靴の接触状態を、マットの複数の接触検知スイッチ素子の検知動作状態に基づいて検知する。
【００１１】
上記の自動改札機の通行人検知装置では、改札通路の床面に、マトリックス状に配列された多数の接触検知スイッチ素子を内蔵するラバー等で作られたマットを敷設し、マットの多数の接触検知スイッチ素子のオン・オフ状態でマット上を通る通行人の靴跡（足跡）の情報を取り出し、この靴跡情報に基づいて複数の通行人の位置および移動状況を高い分解能で検知することが可能となり、通行人の通行状態の不正等を監視することが可能となる。
【００１２】
上記の構成において、好ましくは、検知処理手段は、複数の人のそれぞれの靴跡に基づいて複数の人の位置の情報を得ることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成において、好ましくは、検知処理手段は、一対の靴跡を画像処理することに基づいて複数の人の位置の情報を得ることを特徴とする。
さらに上記の構成において、靴の一部がマットに接触したとき、この接触点の付近の接触検知スイッチのオン状態に係るデータを一定時間記憶部に蓄積し、蓄積した画像を重ねて合わせて靴跡に係る画像を作成することを特徴とする。
【００１４】
上記の構成において、好ましくは、接触検知スイッチ素子は、常時非導通状態にある電極素子と、接触押圧時に電極素子を導通状態にする電導ラバー部とから成ることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成において、好ましくは、マットはタッチ進入ゾーンと人数カウントゾーンと処理終了検知ゾーンを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、自動改札機の改札通路の床面に、マトリックス状に配列された多数の接触検知スイッチ素子を内蔵するマットを敷設して通行人の靴跡（足跡）を検知するようにしたため、駅の構内の自動改札機の改札通路を複数の通行人が特に密に並んだ状態で通過する場合において、これらの複数の通行人を高い分解能を検知することができ、不正通行を確実に防止することができると共に、通行人を検知する手段の取付けの仕方が容易であり、かつ低コストで装置を取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図５を参照して、本発明に係る自動改札機の通行人検知装置の実施形態を説明する。図１は本発明に係る通行人検知装置が適用された自動改札機の外観斜視図を示し、図２はラバーコンタクトマットの要部構造を示し、図３および図４は１つの接触検知スイッチ素子を示し、図５は通行人検知装置の検知信号の処理システムの要部のブロック図を示す。
【００１９】
図１において、自動改札機１１は、通過方向に向かって左右に位置する一対の改札機本体１１Ａ，１１Ｂを備える。図示および説明の便宜上、改札機本体１１Ａは実線で描かれ、図１中手前側に位置する改札機本体１１Ｂは想像線で描かれている。一対の改札機本体１１Ａ，１１Ｂの間に改札通路１２が形成される。通行人は改札通路１２を移動する。自動改札機１１において、矢印Ａで示された方向が、通行人の移動する方向であるとする。図１に示した自動改札機１１で、場所１３が入り口となり、場所１４が出口となる。改札機本体１１Ａ，１１Ｂの各々の改札通路１２側の内側面において、入り口１３側と出口１４側の各箇所に開閉ドア１５が設けられている。
【００２０】
自動改札機１１の両側の改札機本体１１Ａ，１１Ｂの上部には、通常、検知器バーの機能を有するフレーム１６が取り付けられる。改札機本体１１Ａのフレーム１６の上には警報器１７が設けられている。警報器１７は必要に応じて音または光で警報を発する。
【００２１】
自動改札機１１の改札機本体１１Ａにおいて、その上面部には、入り口１３の側に券投入口１８ａと券検知器１８ｂが設けられ、出口１４の側に券取出し口１９ａと表示部１９ｂが設けられている。券投入口１８ａおよび券取出し口１９ａは磁気検知形式の券類（磁気カードや磁気切符等）を処理するために用いられる。磁気カード等を使用して自動改札機１１を通過する通行人は、入り口１３で磁気カード等を券投入口１８ａに挿入し、出口１４で券取出し口１９ａから排出された磁気カード等を抜き取る。また券検知器１８ｂは無線アンテナとリード・ライト部で構成されている。券検知器１８ｂは、無線による電磁結合に基づき非接触の状態でＩＣカードとの間で料金処理等の必要な情報の送受を行う。ＩＣカード（Suica(スイカ)等）を使用して自動改札機１１を通過する通行人は、入り口１３でＩＣカードを券検知器１８ｂにかざすことになる。また表示部１９ｂは、通行人がＩＣカードまたは磁気カード等を使用して自動改札機１１を通過するとき、出口１４で、ＩＣカード等との間で送受された情報内容またはＩＣカード等の残高等を通行人に対して提示する機能を有している。改札機本体１１Ａについての上記の構成は、改札機本体１１Ｂにも同様に設けられている。
【００２２】
自動改札機１１の両側の改札機本体１１Ａ，１１Ｂの間に形成された改札通路１２の床面にはラバーコンタクトマット２１が敷設されている。ラバーコンタクトマット２１は、シート状のマット部材であり、フレキシブルな性質を有している。マットは、同様な形状、性質、機能を有するものであるならば、ラバーコンタクトマットに限定されない。ラバーコンタクトマット２１の平面形状は長方形であり、入り口１３の周辺部から出口１４の周辺部まで敷設されている。ラバーコンタクトマット２１では、図２に示すごとく、短辺方向および長辺方向のそれぞれに所要の個数で配置され、かつ全体としてマトリックス状の配列で配置された多数の接触検知スイッチ素子２２が内蔵されている。接触検知スイッチ素子２２は、縦横の信号配線ＳＬ１，ＳＬ２が非接続状態で交差する位置に配置されている。図２において接触検知スイッチ素子２２は開閉スイッチとして概念的に図示されている。
【００２３】
なお図２において、接触検知スイッチ素子２２の図示は一部のみを示し、その他の残りの接触検知スイッチ素子２２の図示は省略されている。
【００２４】
接触検知スイッチ素子２２は通常の状態ではオフの状態にあり、圧力または外力が加わってオン状態になると、非接続（非導通）の状態で交差する縦方向の信号配線ＳＬ１と横方向の信号配線ＳＬ２を交差点で接続状態にする。いずれかの接触検知スイッチ素子２２がオン動作すると、接続状態になった縦方向の信号配線ＳＬ１と横方向の信号配線ＳＬ２に基づいてオン動作した接触検知スイッチ素子２２を知ることができる。
【００２５】
図３を参照して接触検知スイッチ素子２２の具体的構造を説明する。図３に示すごとく、ラバーコンタクトマット２１にマトリックス状に設けられた接触検知スイッチ素子２２は、下部ラバーシート２１ａに配置された電極２３と、上部ラバーシート２１ｂに固定された導電ラバー２４とから構成される。電極２３は図４に示すごとく櫛形状の電極パターン構造を有する。この電極２３の電極パターン構造は、２つの信号配線２３ａ，２３ｂの間における対向する一対の端子は、通常では、非導通状態の配線パターン構造になっている。また導電ラバー２４は、上部ラバーシート２１ｂに形成された突起部２１ｂ−１の凹所２１ｂ−２の内部に固定されている。上部ラバーシート２１ｂの上側の外側から圧力が加わらない限り、導電ラバー２４と電極２３は非接触の状態にある。このとき接触検知スイッチ素子２２はオフの状態にある。次に、例えば通行人が改札通路１２を通行してラバーコンタクトマット２１の上を通り、上部ラバーシート２１ｂの突起部２１ｂ−１を上側から靴で踏みつけると、導電ラバー２４が電極２３に接触する。導電ラバー２４が電極２３に接触すると、通常では非導通状態にある電極２３が導通状態になり、接触検知スイッチ素子２２がオンの状態になる。
【００２６】
上記のごとく、自動改札機１１の改札通路１２の床面に敷設されたラバーコンタクトマット２１により、通行人が通行時にこれを靴（足）で踏むと、当該通行人の靴の位置の情報を得ることができる。改札通路１２を多数の通行人が一列状態で密に並んだ状態で通行した場合であっても、各通行人の靴の位置の情報をその後のデータ処理の技術に基づいて正確に得ることが可能となる。
【００２７】
図５〜図７を参照して、自動改札機１１の改札通路１２を通過する通行人を検出するための装置構成および検出の仕方を説明する。
【００２８】
図５に示すごとく、ラバーコンタクトマット２１にマトリックス状に配列された多数の接触検知スイッチ素子２２のそれぞれから生成されるオン・オフ信号は、個別に、信号処理装置３１に入力される。これは信号処理装置３１の側から、縦方向の切替器３２と横方向の切替器３３を経由して、所定の時間間隔で、ラバーコンタクトマット２１内でマトリックス状に配列された多数の接触検知スイッチ素子２２のすべてを、縦横の信号配線の交点として、高速にスキャニングすることにより、各接触検知スイッチ素子２２のオン・オフ状態に係る状態信号を取り込む。すべての接触検知スイッチ素子２２のオン・オフ状態信号は信号処理装置３１に内蔵される記憶部に蓄積される。さらに、すべての接触検知スイッチ素子２２のオン・オフ状態信号は、所要の一定時間の間について、所要の時間間隔で時刻毎に蓄積される。
【００２９】
接触検知スイッチ素子２２のそれぞれには、予め、ラバーコンタクトマット２１の平面形状の上で定義された座標系において個別に座標が割り当てられている。それにより、信号処理装置３１は、ラバーコンタクトマット２１でマトリックス状に配列された多数の接触検知スイッチ素子２２の当該配列状態のままで画像処理部３４により画像処理を行う。当該画像処理では、オン状態になった接触検知スイッチ素子２２は通行人の靴の一部または全部に踏まれた状態になり、オフ状態のままの接触検知スイッチ素子２２は通行人の靴に接触していない状態にある。
【００３０】
従って、例えば表示装置３５の画面に表示されたマトリックス状配列の多数の接触検知スイッチ素子２２のオン・オフ動作の関する画像処理に基づくオン・オフ表示の状態を確認すれば、自動改札機１１の改札通路１２を通るすべての通行人の靴跡（足跡）の情報を得ることができ、視覚的な２次元画像情報として知ることができる。
【００３１】
また改札通路１２の床面に敷設されたラバーコンタクトマット２１では、図６に示すごとく、３つのゾーンが仮想的に設定されている。第１のゾーンは入り口側に位置するタッチ進入ゾーン２１Ａであり、第２のゾーンは通路中央部に位置する人数カウントゾーン２１Ｂであり、第３のゾーンは処理終了検知ゾーン２１Ｃである。表示装置３５の画面に表示される画像は、第１から第３のゾーン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのそれぞれの画像を別々に得ることができる。上記のタッチ進入ゾーン２１Ａは、自動改札機１１の改札通路１２の入り口１３に通行人が入るときに、最初に進入の有無があるか否かを確認するためのゾーンである。なお図６において、図１等で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
次に靴跡（足跡）の画像を得る方法の例を説明する。靴跡の情報を得るためには、改札通路１２における通行人の歩き方を考慮することが必要である。通行人がラバーコンタクトマット２１上を歩くとき、通常、靴は、かかとからつま先に徐々にラバーコンタクトマット２１に接触する。従って、１つの靴跡の画像情報を得るためには、所要の時間の画像を重ね合わせることが必要となる。この場合の靴跡画像を得るためには、通行人の靴のかかとがラバーコンタクトマット２１に接触した時、その接触点の位置を基準にしてその付近の画像を、一定時間の間、信号処理装置３１の記憶部に蓄積し、重ね合わせる。こうして、或る任意の時刻で、ラバーコンタクトマット２１の表面に接触した小さい接触部からすべての通行人の靴跡に係る情報を画像として信号処理装置３１の記憶部に蓄積する。
【００３３】
上記において、ラバーコンタクトマット２１の上で付いた複数の接触箇所の各々で、或る一定時間その付近の場所の画像を重ね合わせる。靴跡は一人の通行人につき２つであるので、左右の対応関係にある新しい２足分の靴跡以前のものに関するデータは消去する。各靴跡を取得するときには、各々、異なる独立した時間において処理を行い、終了後にリアルタイム画像に反映する。次に、靴跡の形状、時間（発生パターン）、周辺の状況（配置パターン）に基づいて、複数の通行人の各々の足の靴跡を関連付ける処理を行う。
【００３４】
図７に、信号処理装置３１の記憶部に蓄積された通行人の靴跡画像の表示例を示す。図７では改札通路１２の床面に敷設されたラバーコンタクトマット２１の上における靴跡画像を示している。図７に示された靴跡画像は、或る時刻（ｔ１）における８個の靴跡（４１Ｌ，４１Ｒ，４２Ｌ，４２Ｒ，４３Ｌ，４３Ｒ，４４Ｌ，４４Ｒ）である。８個の靴跡は、それぞれ、（４１Ｌ，４１Ｒ）、（４２Ｌ，４２Ｒ）、（４３Ｌ，４３Ｒ）、（４４Ｌ，４４Ｒ）で対になっているものとする。
【００３５】
一人の通行人の靴跡は左右の靴跡から成る。また一人の通行人の左右の靴跡は、所定の歩行速度で移動する場合には、通常、時間差を伴って左右個別に生じる。この場合には、靴跡の形状、発生パターン、および配置パターンを基準に、人の歩行における足の動かし方を想定して、一人の通行人の位置および移動を予測する。また歩行速度が遅い場合には、両方の靴跡が同時にラバーコンタクトマット２１に生じることもある。この場合には、一対の靴跡をそれらの間の距離関係に基づいて関連付けて処理・判別する。
【００３６】
以上のごとく、自動改札機１１の改札通路１２を通過する通行人について、ラバーコンタクトマット２１と信号処理装置３１等とから成る通行人検知システムは、それぞれの靴跡に基づいて当該複数の通行人の位置の情報を得る。
【００３７】
以上により、コンピュータで構成された信号処理装置３１において、情報処理的にも、自動改札機１１の改札通路１２を通るすべての通行人の靴の位置の情報を得ることができ、さらに靴の当該位置情報を用いて通行人の数を知ることができる。また靴の位置の変化、すなわち靴の移動の情報に基づいて通行人の移動の情報（移動の方向および変化）を得ることができる。さらに、靴の大きさの情報を得ることができ、それによって通行人の性別、年齢、身長等の情報も得ることも可能となる。
【００３８】
上記の実施形態において、ラバーコンタクトマット２１にマトリックス状に配列される接触検知スイッチ素子２２の個数や間隔、配置位置は、検知しようとする靴跡のサイズや通行人の人数に応じて適宜に設定される。
【００３９】
信号処理装置３１の画像処理部３４で実行される靴跡処理法によれば、特に、自動改札機１１に適用する場合に、複数人密着通行の不正利用の防止に効果がある。
【００４０】
例えば、図６を参照して説明したように、ラバーコンタクトマット２１でタッチ進入ゾーン２１Ａと人数カウントゾーン２１Ｂとを設定し、さらに人数カウントゾーン２１Ｂの上限人数を設定することにより、それ以上の人数が人数カウントゾーン２１Ｂにいるときには開閉ドアを閉めて、人数カウント処理内容を表示し、どの通行人が未処理であるのかを報知することができる。
【００４１】
上記の実施形態の説明では、自動改札機１１において通行人を検知する手段としてラバーコンタクトマット２１のみを使用する構成としたが、ラバーコンタクトマット２１と従来より公知の光センサを利用した通行人検知システムとを併用することができるのは勿論である。
【００４２】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、鉄道駅舎内の改札口に設けられる自動改札機に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る通行人検知装置が適用された自動改札機の外観を示す斜視図である。
【図２】ラバーコンタクトマットの要部の内部構造を示す平面図である。
【図３】ラバーコンタクトマット内の１つの接触検知スイッチ素子の要部を示す縦断面図である。
【図４】接触検知スイッチ素子の電極の平面図である。
【図５】通行人検知装置の検知信号処理システムの要部を示すブロック図である。
【図６】ラバーコンタクトマットのゾーンの例を説明するための平面図である。
【図７】表示装置における靴跡の表示例を示す図である
【符号の説明】
【００４５】
１１            自動改札機
１１Ａ，１１Ｂ  改札機本体
１２            改札通路
１３            入り口
１４            出口
１５            開閉ドア
１６            フレーム
２１            ラバーコンタクトマット
２１ａ          下部ラバーシート
２１ｂ          上部ラバーシート
２２            接触検知スイッチ素子
２３            電極
２４            導電ラバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008203975.tif 000007
【図６】
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【図７】
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