安全人机工程

1、人机工程学定义：研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器以及环境的相互作用，研究人在工作、生活中怎样才能够统一考虑效率、健康、安全、舒适等问题。

人机工程学研究内容：4,1、人的方面：人的生理、心理、人体测量和生物力学；2、机的因素方面：显示器、控制器等设计方面的；3、环境因素方面：温度、湿度、噪声、尘毒、照明、辐射对人体身心的影响等；4、人机系统的综合研究：人机系统的整体设计、岗位设计、显示控制设计、环境设计等。

人机工程学内涵：为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。

2、安全人机工程学定义：从安全的角度出发，以安全科学、系统科学与行为科学为基础，运用安全原理以及系统工程的方法去研究在人—机—环境系统中人与机以及人与环境保持什么样的关系，才能保证人的安全。安全人机工程学在安全科学、系统科学、管理科学以及人—机—环境系统工程学科中处的位置：是安全科学的一个分支，又是系统科学的一个分支，也是人—机—环境系统工程学科的一个分支，它是一个跨门类、多学科交叉的新兴分支学科。怎样理解安全人机工程学所处的位置：它作为人机工程的一个应用学科的分支，以安全为目标，以工效为条件，将与以安全为前提以工效为目标的人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要的分支学科。

3、安全人机工程学研究的内容：1、人的特性2、机的特性3、环境特性4、人—机的关系5、人—环的关系6、人—机—环境系统总体的性能7、事故预防以及事故致因的研究。为什么要进行这些方面的研究：因为从系统整体的高度，去正确处理和研究人、机、环境三大要素的各自性能、相互关系和整体变化规律是人—机—环境系统工程分支学科发展的正确途径之一。为什么在进行某一方面研究时强调要把人、机、环境作为系统整体，从系统整体出发去进行相应方面的研究：人—机—环境系统不是孤立的去研究这三个要素的，而是从系统的高度将它们看成一个相互作用、相互依赖的复杂系统并且运用系统工程的方法使系统处于最优的工作状态。因此，探讨如何实现人—机—环境系统处于最优是研究的核心问题之一，并且认为“安全高效、经济”是任何一个人—机—环境系统都应该满足的综合效能的准则。

4、事故的特征主要包括：1、事故的因果性2、事故的偶然性、必然性和规律性3、事故的潜在性、再现性和预测性。

5、事故的因果类型3：多因致果型（多种因素导致一种事故）、因果连锁型（四环紧扣连接最终造成事故）、集中连锁复合型。

6、为何海因里希骨牌理论是事故研究科学化的先导，并有重要的历史地位：虽然海因里希把事故致因的事件链假设的过于简单与绝对化了，然而他的事故因果连锁理论促进了事故致因理论的发展，成为事故研究科学化的先导，具有重要的历史地位。

7、能量引起的伤害2类：一类是由于转移到人体的能量超过了局部或全身性损坏阈值而产生的；另一类是由于影响局部或全身性能量的交换引起的（如因物理或化学因素而引起的窒息等）。例如，第一类由于物体打击、车辆伤害、机械伤害等产生的刺伤、割伤、骨折等伤害；第二类由于中毒和窒息、火灾等产生的化学性皮炎、窒息和烧伤等伤害。

8、比较威格里斯沃思事故模型与瑟利事故模型的基本特点。他们对预防事故的发生有什么指导意义？----威格里斯沃思：人的失误构成所有类型事故的基础。他认为：在生产操作过程中，各种各样的信息不断地作用于操作者的感官，给操作者以“刺激”。如果操作者能对“刺激”做出正确的响应，事故就不会发生；反之，就有可能出现危险。危险是否会带来伤害事故，则取决于一些随机因素。瑟利：把事故的发生过程分为危险出现与危险释放两个阶段。在危险出现阶段，如果在人的信息处理的每个环节上都正确，则危险就能被消除或得到控制；反之，只要任何环节出现了问题，便会是操作者直接面临危险。另外，在危险释放阶段，也一样。这种模型适用于描述危险局面出现的较慢时的情况。

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这类事故理论都有一个基本观点即人的失误会导致事故而人的失误的发生是由于人对外界信息的反应失误所造成的。

9、轨迹交叉论的基本思想：伤害事故是由许多相互联系的时间顺序发展的结果。

试举例说明这个事故模型所涉及的人事件链与物（含环境）事件链随着时间的发展以及运动轨迹橡胶所造成事故的过程-----酒驾。

10、人的基本特性：物理特性、生理特性、心理特性以及人的热感觉。为何研究人-机-环境工程问题时必须了解和掌握人的基本特性：因为在人-机-环境系统中包含着人、机、环境三大要素，它们相互依存、相互制约、相互补偿。其中，人是工作的主体并起着主导作用，所以在考虑任何一个人-机-环境系统时都要将人的特性考虑充分。由于人随时随地都和外界进行物质、能量和信息交换，所以研究和掌握人的基本特性很有必要。

11、人体的静态测量：是被测者处于静态下，并且其姿势、测量基准面、测量方向、测点都符合相应的国家标准时，所做的测量。与动态测量的区别：静态测量时被测者处于静止状态并有相应姿势，而动态测量的重点是测量人在执行某种动作时身体特征。

12、为何说人体测量参数是人机工程中一切设计的基础：以人体参数为基础建立的人体模型是描述人体形态特征与力学特性的有效工具，是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的辅助手段。

13、人的生理特性：人的感觉特性、适应性和生理节律性，人体的兴奋性和反应性。知觉特性大体上可以从哪些方面进行研究：知觉大体上可分为空间知觉、时间知觉和运动知觉三大类。知觉的基本特性4点：整体性、理解性、恒定性和错觉。人的三个基本心理过程：认识过程、情感过程与意志过程。 14、什么叫基础代谢率？什么叫相对能量代谢率？什么叫安静代谢率？它们三者之间的关系是什么？请用数学表达式进行描述。 基础代谢：是人体在基础条件下的能量代谢。单位时间内的基础代谢量称为基础代谢率，并用B表示，其单位为W/㎡。（2）为了消去个人之间的差别，引进相对能量代谢率，并用RMR表示，RMR=活动代谢率/基础代谢率=（M-R）/B或M=(RMR+1.2)B。(3)安静代谢：是作业开始之前，为了保持身体各个部位的平衡以及某种姿势条件下的能量代谢。安静代谢率一般取基础代谢率的1.2倍，用R表示，R=1.2B且RMR=（M-R）/B

15、疲劳类型4：1、个别器官疲劳；2、全身性疲劳，表现为全身肌肉酸痛、疲乏等；3、智力疲劳，表现为头昏脑胀、全身乏力等；4、技术性疲劳。

16、测定疲劳的方法并简述这些方法：1、生化法，该方法通过检查作业者的血、尿、汗以及唾液等体液成分的变化判断疲劳；2、生理心理测试法，该方法主要包括膝腱反射技能检查法，两点刺激敏感阈限检查法，频闪融合阈限检查法，连续色名呼叫检查法，反应时间测定法，脑电肌电测定法，心率、血压测定法等。3、他觉观察和主斥症状调查法。 17、为何一定要合理地安排作业休息制度呢？举例。 答：当机体的耗氧量与机体通过循环系统所摄取的氧量基本相等时，表明能量消耗处于平衡状态。当劳动强度较小时，这种平衡状态可以维持较长时间，作业也可以持续较长时间；但当劳动强度较大时，平衡状态在短时间内就会被破坏，作业只能维持很短时间。延长作业时间对消除疲劳是极为不利的，所以为了使作业者不至于过度劳累，就必须根据具体作业时的相对代谢率合理地安排休息时间。例如：用铁铲铲煤的能量消耗为41.86kj/min，木工用手工工具做活的能量消耗为33.49kj/min，显然这两种作业的能量消耗都超过了最大能耗界限，因此从事这两种作业者都不能连续作业8h。

18、人的动作习惯：绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作，绝大多数人也是惯用右脚。在人机界面设计时应如何符合人的动作习惯：绝大多数人习惯用右手右脚，因此机械的主要脚踏控制器，一般也放在机械的右侧下方，各种装置的主要操作部分都安装

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在右手的一侧。请举例说明之。

19、人为差错发生的原因并举例说明6：1、设计差错，由于设计人员设计不当造成的，例如负荷拟定不当，选材不当，经验参数选择不当，机构不妥，计算有错误等；2、制造差错，如使用了不合格的零件，楼庄或错装了零件，接错线路等；3、检验差错，检验手段不正确，放宽了标准，没有完成检验的有关项目，未发现产品所在的缺陷，4、安装差错，没有按照设计图或说明书进行安装也调试；5、维修差错，对设备未能进行定期维修或设备出现异常时，没有及时维修和更换零部件；6、操作差错，操作人员错误地操纵机器和设备。

20、有人认为，人在马路上靠左侧步行比较安全，其理由为：人靠左侧步行时，对前方来的车辆容易发现，如需躲避，而且左侧通常是房屋或空地。如靠右侧行走，由于车辆也靠右侧行驶，所以背后来车时不易发现，而且行人向左侧躲避，会落入马路中间。试问这种说法对吗？为什么？请用安全人机工程学中的相关知识给予说明。

答：对的。因为当人静立时发现前方有物袭来会立刻作出反应，有人试验统计躲向左侧的人数大致为躲向右侧的2倍。这是因为人体重心偏右，站立是身体略向左倾，而且右手右脚又比较强劲有力，所以在紧急时身体自然向左侧移动。当人在步行中如发现危险物自前方飞来时其躲险方向除了上面所说的以外，还要看这时迈出的是左脚还是右脚。迈出左脚时，有物飞来则身体比较容易向右倾斜；迈出右脚时有物飞来，则身体容易向左倾斜。大量观察表明：向左躲避的情况远比向右的多，所以认为这种说法有道理。

21、为什么要求进入作业场所尤其是立体作业现场的人要戴安全帽：由于从人所在位置正上方落下的物体，几乎所有人都在仰头向上的同时发现落下物并做出反应：一种是采取防御姿势，另一种是不采取防御姿势。采取防御姿势的占41%，不做防御姿势的占59%；在不采取防御措施的人中又有41%的全然没有任何行动的表现，其中大多数人是女性。结果显示，人对来自上方的危险物往往表现为无能为力。因此，建议在作业场所特别是立体作业的现场要求作业者一定要戴安全帽。

22、对于生物节律理论你认为存在么并举例说明：我认为生物节律是存在的。例如：不少国家应用体力、情绪、智力生物戒律理论安排交通运输、指导安全生产和重大科研及危险工作的最佳执行期等，都取得了良好的效果。如美国联合航空公司维修部门，对2800名职工运用生物节律安排生产，使事故减少50%。

23、机的本质可靠性是指在任何一个人—机—环境系统中，在特定的使用“环境”下，“机”（包括机器或过程）的设计要具有从根本上防止人的操作失误所引起的人—机—环境系统功能失常或导致人身伤害事故发生的能力。机的本质可靠性设计方法：连锁设计、“唯一性”设计、“允许差错”设计、“自动化”设计、“差错显示”设计、“保护性”设计。 24、人机界面的概念：在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的“面”。所有的人及信息交流都发生在这个“面”上，通常称这个面为人机界面。例如在人机界面上，向人们表达机械运转状态的仪表或器件称作显示器，工人们操纵机械运转的装置或器件称作控制器。 25、信息显示装置类型3：视觉显示器、听觉显示器、触觉显示器。例如：视觉显示器按其显示形式可分为数字显示器和模拟显示器；按其显示功能可分为读书用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。

26、显示器显示方式的选择原则4：1、用尽量简单明了的方式显示所传达的信息，尽量减少译码的错误；2、使用与信息精度要求相一致的显示精度，要保证最少的认读时间；3、采用与操作人员的操作能力及习惯相适应的信息显示形式，提高显示方式和人机可靠性；4、按观察条件（如照明、速度、振动、操作位置、运动约束等），运用最有效的显示技术和显示方式，使显示变化的速度不要超过人的反应速度。例如，在静态显示条件下，数字显示由于模拟显示，数字式显示所产生的误读率较低，而且认读所用的时间也比较短，所以选择数字显示器。

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27、显示装置设计的基本原则4：准确性原则、简单性原则、一致性原则、排列性原则。合实例说明。

28、控制器分类：1、按操纵控制器的使用方式：手动控制器和脚动控制器；2、按照控制器运动的类别：旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器。（2）适用范围：书上P164页表格。能否举例说明各类控制器的适用范围？

29、控制器设计的基本原则4：1、控制器应根据人体测量数据、生物力学以及人体运动特征进行设计；2、控制器运动方向应与机器设备的被控方向一致；3、应尽量利用控制器的结构特点以及操作者身体部位的重力进行控制；4、在尽可能的条件下，尽量设计和选用多功能控制器。例如对于要求快速而准确地操作，应该设计和选用手指或手操纵的控制器，例如按钮、按键、手闸、杠杆键等。

30、在下列情况下选用脚动控制器3：1、需要连续进行操作，并且用手又不方便时；2、无论是连续控制或间歇控制，其操纵力超过49—147N时；3、手的控制工作负荷过大，需要使用脚以减轻收的负担时。因为在操作过程中，脚的操作速度和准确度都不如手，因此只有在这些情况下才考虑选用脚动控制器。

31、控制—显示比（简称C/D比）是指控制器的位移量与对应的显示器可动原件的位移量之比。什么叫控制—显示比的最佳值？当粗调时间与微调时间之和最小时，则系统的控制—显示比为最佳。（3）旋钮的最佳C/D比的范围是0.2—0.8操纵杆的的最佳C/D比德范围是2.5—4.0。

32、人机与环境工程中，环境分类方法5：1、按照来源，分成自认环境与人工环境；2、按照环境对人-机的影响程度，可以分为通常环境与异常环境; 3、按环境与外部的连系，可分为密闭环境与开放环境; 4、按照环境随时间的变化，可分为野外环境、室外环境、舱室环境、高空环境、深水环境以及宇宙环境等；5、按照环境的组成因素，可分为单因素环境与复合因素环境等。

33、噪声的特性：①噪声的时间特性②噪声的强度特性③噪声的频率特性

34、作业空间的设计时应满足的基本要求：①人体测量学方面的要求②操作时要便于联系③机器布置要合理④信息交流应当通畅

35、高温作业影响：在高温作业环境条件下，人体通过呼吸、出汗以及体表血管的扩张向外散热，若人体产热仍大于人体向外的散热量，则人体便产生热积蓄，促使呼吸和心率加快、皮肤表面血管的血流量激烈增加，出现热应激反应。持续的高温环境会导致热循环机能失调，造成热衰竭，严重时甚至会死亡。在高温作业环境下工作，使作业者心情烦躁并容易诱发事故。低温作业影响：在低温环境条件下，最先感到不适的是人体的手、脚、腿和胳膊以及暴露部分—耳、鼻、脸。低温环境条件对人体四肢的灵活性影响较大。 36、噪声控制的措施：①控制噪声源②控制噪声的传播—调整声源的指向，或采用吸声、隔声、消声等③注意采取个体防护措施④当环境噪声强度较低时，采用音乐调节往往是十分有效的。

37、为什么说做到机宜人、人适机，使人机之间达到最佳匹配是进行人机系统设计时应遵循的一条基本原则：因为人-机-环境系统工程的设计重点是解决系统中人的效能、安全、身心健康以及人机匹配最优化的问题，即既要使机的设计既符合人的特点又应考虑如何才能保证人的能力适合机的要求，既做到机宜人，人适机，使人机之间达到最佳匹配，这是一条基本的原则。因此，在仁人-机-环境系统工程研究中必须处理好人-机关系，只有这样才能确保人-机-环境系统总体性能的实现。实例说明“机宜人、人适机”的具体含义宇宙飞船对于其绕月球飞行的成功率来讲

38、安全防护装置主要在哪儿方面起作用4：①防止机械设备因超限运行而发生事故②通过对系统进行自动监测与诊断的方式去避免或排除故障、避免事故发生③防止人的误操作而

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引发的事故④防止操作者误入危险区而设置的安全保护装置。安全防护装置的基本组成：传感元件、中间环节和执行机构

39、在安全防护装置设计中遵循的原则4：①坚持以人为本的设计原则②坚持装置的安全可靠原则③坚持安全防护装置与机械装备的配套设计原则④坚持简单、经济、方便的原则⑤坚持自动组织的设计原则。

40、例举几个你在工厂以及生活中所见到的机械、机电、液压等方面的安全防护装置，并简述它们的工作原理。

（1）超载安全装置：起重机超重限制仪。机械式、电气式、电子式、液压式等。 （2）越位安全装置：机电式、液压式。

（3）超压安全装置：锅炉、压力容器。安全阀、防爆膜、卸压膜。

41、从安全人机工程学的观点来看，设计视频显示器时应该注意些什么问题？为什么？ （1）显示屏的设计要符合安全人机工程原理，其中要求显示屏显示质量好、字体要清晰、大小要适宜、字符要尽量显示在视觉3°左右为佳、视距在360~720mm之间、显示屏应能够移动、设计照明要合理以漫射光亮为宜 防止反射、眩光的产生。（2）阴极显示器是视频显示器的主要部件，它能够产生电磁辐射。通常，辐射危害有两类：一类是离子化辐射，其能量强到足以改变一个原子的结构，可以致癌；另一类是非离子化辐射，其强度虽不致改变原子结构，但潜在的影响较大。

42、视频显示器的工作间摆放仙人掌：吸收一部分有害辐射。

43、为什么人在计算机前工作时间太长时会有不适的感觉：因为VDT使室内空气中的阴阳离子比例失调，室内外温差大容易导致人体感觉不舒适。

44、举例说明在汽车事故中人的操纵失误占很大比例的原因：①驾驶员的身体状况。是否睡眠不足，是否过于疲劳，是否操作驾驶不方便，是否在患病等。②驾驶员的心情与情绪驾驶员的心情是否愉快，是否忧郁、急躁、注意力不集中等。③汽车的内外环境。车窗的透明度如何，是否道路照明太暗，是否对标志判断错误等。④其他原因。驾驶员驾驶中与别人谈话，或驾驶员对新车不习惯等。

45、影响汽车驾驶员疲劳因素4：①生活上的因素②驾驶过程中的因素③驾驶员的条件④驾驶的连续时间。如何减轻驾驶疲劳：运用人机工程学的观点进行汽车的设计①汽车座椅设计②汽车的控制系统设计③驾驶室的空间设计④汽车的视野设计

46、多增加几个反射镜去扩大和改善驾驶员的视野是否可取并说原因：不可取。因为，经大量分析研究表明：汽车左转弯时，驾驶员用于观察前方的时间占全部时间的70%，观察其他方面的时间依次为：反射镜8%，信号灯6%，行人4%，对么车辆4%，左侧方3%，路面3%，路标1%，其他1%左右。由上面的数据可以看出，对于间接视野的反射镜是不能充分地引起驾驶员足够的注意力，这也就是说利用增加反射镜数量的办法去扩大和改善视野不是有效的措施。

47、人为失误：:是指对系统已设定的目标及系统的构造、模式、运行发生影响，使之逆转运行或遭受破坏的人的因素所造成的各种活动。人为失误类型：①操作失误，忽视安全与警告②人为造成安全装置失效③使用不安全设备④手代替工具操作⑤物体存放不当⑥冒险进入危险场所⑦攀坐在不安全的位置或在起吊物下作业⑧机器运转时加油、修理、检查、调整、焊接、清扫等⑨有分散注意力的行为⑩在必须使用个人防护用品用具的场合中忽视使用，或者穿不安全的装束。11@对易燃易爆的危险品处理错误。人为失误的各种分类方法5：①按照作业要求分类②按发生人为失误的工作阶段分类③按人体因素或者环境因素分类④按大脑信息处理过程⑤其他分类

48、人机系统安全可靠性的途径：合理设计人-机接口、人-环境接口、人-人接口，和采用容错设计、冗余设计等的肯能性设计技术使系统适应人的生理、心理特点从而减少人的失误。

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（造成人失误的因素有内部因素与外部因素，其中内部的为：受人的心理 信息传递与接收能力 记忆 意志 情绪 性格、体力 耐力 体质 年龄 文化 经验 个性的影响。其中外部的为：人-机接口（控制、报警、信息、通讯系统）、人-环境接口（气候环境、照明、声、粉尘及作业空间）、人-人接口（作业时间、安排轮班、操作规程、人际关系））。

Page1:【 1、】人机工程学定义、研究内容、内涵【2、】安全人机工程学定义、在安全科学、系统科学、管理科学以及人—机—环境系统工程学科中处的位置、怎样理解安全人机工程学所处的位置【3、】安全人机工程学研究的内容、为什么要进行这些方面的研究、为什么在进行某一方面研究时强调要把人、机、环境作为系统整体，从系统整体出发去进行相应方面的研究【4、】事故的特征【5、】事故的因果类型【6、】为何海因里希骨牌理论是事故研究科学化的先导，并有重要的历史地位【7、】能量引起的伤害、例如【8、】比较威格里斯沃思事故模型与瑟利事故模型的基本特点。他们对预防事故的发生有什么指导意义？

Page2:【9、】轨迹交叉论的基本思想、例如【10、】人的基本特性、为何研究人-机-环境工程问题时必须了解和掌握人的基本特性【11、】人体的静态测量、与动态测量的区别【12、】为何说人体测量参数是人机工程中一切设计的基础【13、】人的生理特性、知觉特性大体上可以从哪些方面进行研究、人的三个基本心理过程【14、】什么叫基础代谢率？什么叫相对能量代谢率？什么叫安静代谢率？它们三者之间的关系是什么？请用数学表达式进行描述。【15、】疲劳类型【16、】测定疲劳的方法并简述这些方法【17、】为何一定要合理地安排作业休息制度呢？举例。【18、】人的动作习惯、在人机界面设计时应如何符合人的动作习惯、例如

Page3:【19、】人为差错发生的原因并举例说明【20、】有人认为，人在马路上靠左侧步行比较安全，其理由为：人靠左侧步行时，对前方来的车辆容易发现，如需躲避，而且左侧通常是房屋或空地。如靠右侧行走，由于车辆也靠右侧行驶，所以背后来车时不易发现，而且行人向左侧躲避，会落入马路中间。试问这种说法对吗？为什么？请用安全人机工程学中的相关知识给予说明。【21、】为什么要求进入作业场所尤其是立体作业现场的人要戴安全帽【22、】对于生物节律理论你认为存在么并举例说明【23、】机的本质可靠性、机的本质可靠性设计方法【24、】人机界面的概念、例如【25、】信息显示装置类型、例如【26、】显示器显示方式的选择原则、例如

Page4: 【27、】显示装置设计的基本原则、例如【28、】控制器分类、举例说明各类控制器的适用范围【29、】控制器设计的基本原则、例如【30、】在下列情况下选用脚动控制器、原因【31、】控制—显示比（简称C/D比）、旋钮的、操纵杆的【32、】人机与环境工程中，环境分类方法【33、】噪声的特性【34、】作业空间的设计时应满足的基本要求【35、】高温作业影响、低温作业影响【36、】噪声控制的措施【37、】为什么说做到机宜人、人适机，使人机之间达到最佳匹配是进行人机系统设计时应遵循的一条基本原则、例如【38、】安全防护装置主要在哪儿方面起作用、基本组成

Page5：【39、】在安全防护装置设计中遵循的原则【40、】例举几个你在工厂以及生活中所见到的机械、机电、液压等方面的安全防护装置，并简述它们的工作原理。【41、】从安全人机工程学的观点来看，设计视频显示器时应该注意些什么问题？为什么？【42、】视频显示器的工作间摆放仙人掌【43、】为什么人在计算机前工作时间太长时会有不适的感觉【44、】举例说明在汽车事故中人的操纵失误占很大比例的原因【45、】影响汽车驾驶员疲劳因素、如何减轻驾驶疲劳【46、】多增加几个反射镜去扩大和改善驾驶员的视野是否可取并说原因【47、】人为失误定义、类型、各种分类方法【48、】人机系统安全可靠性的途径

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