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2024年, 第21卷, 第1期 刊出日期：2024-03-15
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基于改进狼群算法优化LSTM网络的舆情演化预测 收藏
李若晨, 肖人彬
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 1-11.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.001
摘要
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4297 )
PDF (2540KB)
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1854
)
为提高预测舆情演化趋势的能力,提出了一种基于改进狼群算法(IWPA)优化长短期记忆(LSTM)神经网络的舆情演化预测模型。采用Halton Sequence进行初始化,提高种群多样性;设计步长因子进行高斯-正弦扰动变换,提高狼群探索开发能力;结合鲸鱼优化算法中的螺旋改进围攻机制,增强狼群的局部搜索能力;引入记忆力机制,使用双向记忆种群增加狼群协同合作能力,将改进后的狼群算法应用到LSTM神经网络的超参数预测。采用“新冠疫情”和“食品安全”等关键词作为实例,证明了IWPA-LSTM神经网络舆情演化预测模型具有良好的准确性和普适性,适用于多种舆情演化的预测。
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高阶结构对无标度网络上合作行为演化的影响 收藏
谢逢洁, 姚欣, 王思一
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 12-19.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.002
摘要
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290 )
PDF (1296KB)
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144
)
为研究高阶结构对无标度网络上合作行为演化的影响,构建基于囚徒困境博弈的网络博弈模型。在无标度网络上引入二阶高阶结构,定义含成对博弈的三角形面博弈,用高阶结构参数联系成对博弈收益与面博弈收益,并通过仿真实验分析高阶结构对合作行为演化的影响。结果表明,当高连接度个体优先合作并获得高收益时,会促使其他连接度个体也选择合作,博弈个体间一旦形成稳定的“全合作”三角形策略结构,就能显著提高每个合作者收益,进而促进合作行为的产生。
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基于层间邻域信息熵的时序网络节点重要性评估方法 收藏
洪成, 蒋沅, 严玉为, 余荣斌, 杨松青
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 20-27.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.003
摘要
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336 )
PDF (2974KB)
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138
)
为识别时序网络中的重要节点,提出基于层间邻域信息熵的时序网络节点重要性评估方法。受明显路径流网络模型的启发,该方法通过引入参数ω,融合节点在相邻时间快照的层间邻域拓扑信息,使用信息熵来刻画网络结构的复杂性,并且兼顾了相邻时间快照的全局拓扑信息。通过使用SIR传播模型、Kendall相关系数、以及Top-k指标来验证该方法的有效性与适用性,在6个真实数据集上与其他6种评估方法进行比较。实验结果表明,提出的方法能够更为有效的识别出时序网络中的重要节点,同时对重要性排名靠前的节点的识别更为准确;可根据时序网络的拓扑结构调整ω从而提升该方法的评估效果;该方法的时间复杂度仅为O(mn),适用于大型时序网络。
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基于双层网络频率控制的分布式风电并网研究 收藏
梁婵娟, 邹艳丽, 吴克祥, 邵贝贝
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 28-34.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.004
摘要
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227 )
PDF (2712KB)
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55
)
为研究含通信控制层的双层电网中分布式风电入网位置的选择,电网层采用二阶类Kuramoto模型进行建模,通信控制层收集发电机及其邻居节点信息形成控制信号并调整发电机的频率。根据负荷到原电网发电机节点的平均距离定义了3种并网方式,研究比较了含功率波动的分布式风电并网时最佳的入网位置。研究表明,加入双层网络频率控制可有效提高电网的同步性能和抗扰能力;分布式风电选择离原电网发电机节点平均距离小的负荷并网可提高电网稳定性。
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突发传染病情况下高校行人流建模分析与管理控制:以高校食堂为例 收藏
纪鑫, 徐嘉明, 杨瑷玲, 于子兰, 唐铁桥
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 35-42.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.005
摘要
(
231 )
PDF (2763KB)
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88
)
为降低密集人群封闭系统在突发传染病情况下的传播风险,以北京航空航天大学沙河校区第一食堂为研究场景,针对存在传染病传播的学校食堂这一特殊场景提出了12种疏散策略。并通过元胞自动机仿真模拟,评估控制策略的效果。仿真结果表明,在疏散前采取出入口消毒、患者隔离等措施,能够降低约40%的整体感染风险。控制措施不仅可以用来解决新冠肺炎背景下“人员聚集场所发现疑似病例的人员疏散”问题,而且在处理一些特定场合的突发情况和指导疫情预防方面也具有应用价值。
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基于复杂网络的疫情冲击对上证行业影响分析 收藏
刘建刚, 陈芦霞
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 43-50.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.006
摘要
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261 )
PDF (2393KB)
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151
)
为探究新冠疫情对中国股票市场的影响,利用格兰杰因果检测,构建疫情爆发前、爆发期和疫情常态化控制三个阶段的复杂网络模型。分别从网络拓扑结构、抗毁性能和节点重要性进行比较分析。发现疫情冲击明显改变了上证行业板块结构关系,行业指数间联动效应有所减弱;网络攻击仿真实验显示,面对破坏性更强的蓄意攻击,第三阶段抵抗能力更持久,其次是第一、二阶段的网络。疫情前后行业股票重要性排序发生了显著变化,电子、社会服务、综合和商贸零售行业在股市上逐渐处于中心主导位置;计算机、家用电器和通信行业成为股市网络中信息传输效率的重要控制节点。疫情过程中,医药生物所受正向冲击明显,成为了市场中风险传染的缓冲器。
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基于含时网络数据的卫星网络模体识别方法研究 收藏
胡博仁, 裴忠民, 罗章凯, 丁杰
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 51-57.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.007
摘要
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212 )
PDF (2141KB)
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65
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鉴于开展卫星网络局部结构研究是理解网络性质的重要手段,考虑星间链路天线可见性约束等条件,提出了一种基于含时网络数据的卫星网络模体识别方法,建立了从TLE文件输入到子结构识别输出的模体识别流程。以GPS卫星网络的三节点三边模体识别为例,结果发现在短时段内卫星天线最大扫描范围与具有特殊结构意义的三角形M4子图浓度呈正相关。
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基于组织-技术依存网络的技术融合机理 收藏
刘晓燕, 庞雅如, 谢桂生
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 58-65.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.008
摘要
(
225 )
PDF (1520KB)
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107
)
技术融合能够显著提高企业的创新能力,对技术融合机理的深入探索有助于选择合适的创新伙伴和融合技术。构建依存型网络分析模型,探究技术特征和技术依附的组织特征与技术融合的关系,并对人工智能产业进行实证研究。研究表明:吸收能力强或扩散能力强的技术容易吸收或流向其他技术;技术成熟度高、技术邻近性强的两种技术容易发生双向流动;被多个组织拥有的共性技术不容易吸收其他技术,但容易流向其他技术,单个组织内拥有的技术间容易发生双向流动。
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网络视角下航空公司竞争态势及影响因素研究 收藏
汪瑜, 雷迪, 于娇娇, 温国兵
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 66-73.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.009
摘要
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231 )
PDF (1584KB)
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151
)
为剖析疫情时期中国国内主要客运航空公司竞争格局和竞争优势的影响因素,利用TOPSIS-熵值法和修正Huff模型量化航空公司在航线上的竞争优势强度,构建基于优势强度的航空公司-航线赋权二分网络,从网络的视角对航空公司竞争优势市场划分及其静态特征进行研究,利用Tobit回归模型剖析竞争优势的影响因素。研究表明:在疫情时期航空公司多市场接触程度较低,三大航空公司竞争优势明显,其优势在城市分布上差异巨大,主要集中在其基地城市。HU、3U等航空公司在市场竞争中优势不明显,更多表现为竞争且主要围绕沿海二线城市展开;航空公司竞争优势受到多因素共同制约,疫情时期收益更多表示成本控制的能力,低成本航空公司9C相较HU、3C等航空公司更具优势。
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含多项式取绝对值函数的混沌系统分析与应用 收藏
高正中, 杜翔
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 74-84.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.010
摘要
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247 )
PDF (6301KB)
(
157
)
为获得更复杂的动力学特性,设计了一种含有三次多项式取绝对值函数的混沌系统,该混沌系统的理论模型由含有3个状态变量的非线性方程组描述。分析了该系统的基本属性,以及相轨图、时域波形、Lyapunov指数、Poincaré映射、分岔图等动力学特性。系统在一定的参数条件下存在周期和混沌的特性,初值对称时存在共存吸引子或聚合吸引子。此外,某些系统参数变化时,系统存在恒定的动力学特性,状态变量初值变化时系统的动力学特性也是恒定的。电路仿真验证了理论的正确性。基于新设计的混沌系统设计了一种加密方案,对加密性能进行了分析,表明了加密方案的有效性。
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混合所有制企业高管团队动态合作行为演化博弈分析 收藏
宋美, 王振源, 葛玉辉, 刘举胜
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 85-91.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.011
摘要
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221 )
PDF (1590KB)
(
208
)
基于有限理性视角,运用演化博弈理论,构建了国企高管团队和私企高管团队动态合作行为演化博弈模型,探讨了违约罚金、政府奖励、合作成本、合作收益对高管团队合作行为演化的影响,并对其演化过程进行了数值仿真和相关分析。研究表明:混合所有制企业高管团队合作双方的最终策略将会稳定于合作与不合作策略,不会稳定于一方合作,一方不合作策略。其中,在一定范围内,增大违约罚金,增加政府奖励,减小合作成本,增大合作收益系数将会促使国企高管和私企高管合作行为由不合作向合作进行转变。研究以期为中国国企混改顺利推进,形成国企混改高效制度安排提供一定参鉴意义。
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基于深度强化学习的通勤走廊韧性恢复双层规划 收藏
李雪岩, 张同宇, 祝歆
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 92-99.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.012
摘要
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220 )
PDF (1923KB)
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80
)
为实现通勤走廊内机动公交接驳方案的科学设计,将其韧性恢复过程视为复杂环境中接驳方案经过探索迭代实现韧性提升的双层规划。引入深度强化学习算法构建上层规划,采用价值函数神经网络拟合突发事件与出行者集群行为对接驳方案调整的反应函数,训练接驳方案达到决策目标。下层规划运用元胞神经网络模拟数据智能背景下的集群出行行为。实例研究表明,方法可以使通勤走廊韧性得到有效提升,而集群行为会对韧性恢复产生负面影响。
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价格竞争、保鲜努力与农产品电商冷链物流模式演化 收藏
李春发, 俎晓彤, 田盖地
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 100-108.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.013
摘要
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379 )
PDF (1171KB)
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100
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科学合理的冷链物流模式是确保农产品电商价格、新鲜度竞争力的关键。针对涉及两农产品电商、电商自营冷链物流和第三方冷链物流商的供应链,构建两电商竞争、第三方冷链物流商主导的Stackelberg博弈模型及两电商冷链物流模式选择的演化博弈模型,并通过仿真揭示交叉价格弹性、新鲜度需求弹性、自营和第三方保鲜投入成本系数对演化路径的影响。研究表明:若交叉价格弹性、新鲜度需求弹性和第三方保鲜投入成本系数分别增大,自营冷链物流为演化稳定策略,电商倾向自营冷链物流。若自营保鲜投入成本系数增大,第三方冷链物流为演化稳定策略,电商倾向与第三方冷链物流商合作。
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基于分工和模糊控制的粒子群算法 收藏
李金, 张纪会, 高学柳, 张保华
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 109-118.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.014
摘要
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369 )
PDF (3774KB)
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223
)
为解决粒子群算法在求解复杂优化问题时容易陷入局部最优、寻优精度低、后期收敛慢等问题,提出一种基于分工和模糊控制的粒子群算法,使用分工、参数自适应调整和融合距离因素的模拟退火三种策略对粒子群算法进行改进。将粒子分为侦察粒子和后卫粒子,侦察粒子负责进行探索,后卫粒子向个体最优解和全局最优解学习,保证种群多样性并加快搜索速度;使用Sigmoid函数调节惯性权重,模糊逻辑控制学习因子,以平衡算法的探索和开发能力;以模拟退火机制更新全局最优粒子,同时兼顾距离因素,增强算法跳出局部最优解的能力。采用25个标准测试函数进行仿真实验,仿真结果表明,改进算法在收敛精度、速度和稳定性上都有更好表现。
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基于FOA-BP的风电运维人员不安全行为风险评价 收藏
常丁懿, 石娟, 瞿丽莉, 何子春, 张银龙, 郑鹏
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 119-125.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.015
摘要
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191 )
PDF (1094KB)
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184
)
为评价风电运维人员不安全行为风险,减少行为安全事故的发生,在确定不安全行为风险因素集合的基础上构建不安全行为风险评价指标体系,利用果蝇优化算法调整BP神经网络权值和阈值,建立基于FOA-BP的不安全行为风险评价模型。以某风电场为例收集数据对模型进行测试,实现不安全行为风险评价并计算风险评价指标权重。结果表明:该模型预测性能较好,能够评价不安全行为风险,企业可依据评价指标、指标权重值及风险等级制定针对性的防控措施。
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基于编队和动态优先级的混合路口通行策略 收藏
吴易, 王庆芝
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 126-131.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.016
摘要
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224 )
PDF (1464KB)
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211
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在包含自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的混合路口中,传统通行策略下的车辆平均速度慢,停车等待时间长,通行效率低。为解决这一问题,根据车辆间距建立编队,为不同类型领导者的编队制定不同的通行逻辑与通行优先级计算方法,有效地防止了自动驾驶车辆为形成编队而减速,保证了路口通行的公平性。实验结果表明,随着自动驾驶车辆渗透率的提高,所提策略在交通承载能力、平均速度、平均等待时间、平均油耗等方面均优于对比传统策略。
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探析Belousov-Zhabotinsky反应的复杂非线性特性 收藏
翟持
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 132-138.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.017
摘要
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206 )
PDF (1827KB)
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106
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为探究自振荡凝胶的自组织特性,基于耗散结构理论探讨BZ(Belousov-Zhabotinsky)反应的周期性结构,并利用Andronov-Hopf分岔理论分析自振荡凝胶化学能守恒关系;基于反应-扩散不稳定性原理进行仿真模拟与分析,探讨化学图斑的形成机制。研究发现,驱动自振荡凝胶机械运动的BZ反应是典型的远离热力学平衡态系统,过高的化学势输入导致系统失稳,在涨落效应的激励下凝胶自发进行周期性的形变作用。BZ反应动力学特性的研究为探索和调控智能软材料提供理论支撑。
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传染率季节性和流动人口对麻疹动态的影响 收藏
韩世峰, 翟夏菲, 赵继军
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 139-144.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.018
摘要
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286 )
PDF (1418KB)
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101
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为分析传染率季节性和流动人口对于河南省的麻疹动态的影响,比较分析麻疹的传染率季节性变化模式,对中国麻疹的未来防控提供理论支持。建立了包含流动人口和传染率季节性阶梯模型的SIR模型,使用马尔科夫蒙特卡洛方法估计模型中的参数,比较本地流动人群和省外流动人群的传染率,分析不同传染率模型对传播动态的影响。在河南的麻疹传播动态中,省外流动人群对麻疹传播动态的影响大于本地人群,河南传染率季节性变化模式更符合阶梯变化,流动人口对于河南麻疹传播动态的影响高于传染率季节性。在未来的麻疹防控工作中应该加强对流动人口的监测,合理选择免疫接种时间和人群。
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小餐饮商户接入食品安全溯源体系策略博弈研究 收藏
吕洋, 刘忠轶, 张振源, 刘溪溪
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 145-151.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.019
摘要
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194 )
PDF (1121KB)
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79
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为探究影响小餐饮商户接入食品安全溯源体系的关键因素及食品监管部门和社会公众的行为选择,基于演化博弈理论,构建了小餐饮商户、食品监管部门以及社会公众三方之间的演化博弈模型。在有限理性的假设下,分析了不同参数对博弈三方策略选择的影响。研究结果表明:为进一步维护食品安全环境,促使小餐饮商户选择积极接入食品安全溯源体系,应建立科学合理的奖惩与补偿机制,调动社会公众参与监管的积极性,利用信息技术手段降低小餐饮商户成本,实现食品全链条质量安全监管。
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面向磨煤机组故障诊断的聚类粗化图模型 收藏
邓中乙
复杂系统与复杂性科学. 2024, (1): 152-158.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.01.020
摘要
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219 )
PDF (2604KB)
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107
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磨煤机组是火力发电厂的重要设备之一,为了保证生产过程的安全性和稳定性,提出一种基于聚类粗化图卷积神经网络(CC-GCN)的故障诊断方法。首先通过KNN算法在原始故障样本之间建立图结构并转换成图样本,然后利用谱聚类将图样本压缩成多级粗化图,并分别对每一级别的粗化图进行卷积操作以及特征的融合,最后基于图分类方法对故障样本进行故障诊断。在磨煤机组的两组不同运行状态的数据集上进行仿真实验,结果表明该方法不仅能有效提高故障诊断的精度,还能显著降低模型的运行时间。
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