個性化多媒體農業信息推送系統

摘要：針對我國農業信息服務的針對性不強、對農民影響不大、信息質量低等問題，提出結合推送技術和多媒體技術的個性化多媒體農業信息推送系統，通過合理用戶分類和信息分類，能夠按地域、時間等因素實現針對性的農業信息服務。實際應用證明，該系統具有服務精準、信息生動、查詢簡單和服務主動等特點，是一套對用戶文化水平和計算機操作技能要求較低的低門檻服務工具，在農業信息服務領域具有較強的普適性和易用性，對解決困擾農業信息服務已久的“最后一公里”問題有一定的借鑒意義。

關鍵詞：個性化信息服務；推送技術；多媒體技術；農業信息化

中圖分類號： S126文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0395-05

收稿日期：2013-11-26

基金項目：國家科技支撐計劃（編號：2011BAD21B02）；北京市自然科學基金（編號：4122034）。

作者簡介：陳誠，碩士，研究領域為農業信息化、智能信息處理。E-mail：chenc@nercita.org.cn。

通信作者：吳華瑞，研究員，研究領域為農業信息化、人工智能技術。E-mail：wuhr@nercita.org.cn。

農業信息服務的主要區域是農村，最大的受眾是廣大農民。因此，農業信息服務的服務模式和服務內容必須貼近農村實際、符合農民需求。目前，我國農村地區的經濟發展水平、IT知識技能和文化水平相較城市還有一定差距，傳統的以互聯網為單一傳播渠道的農業信息服務系統很難滿足農民的實際需求，農業信息服務質量無法得到保障。本研究旨在構建一個低門檻、高效率的個性化農業信息服務系統，使農業信息服務能夠適應農村的信息服務現狀。系統在信息的服務方式上有所創新，通過分析用戶的知識結構、信息需求、心理傾向和行為方式等因素，以合理細致的用戶分類為基礎，實現個性化的信息服務，能夠將用戶所需信息及時推送給用戶，使用戶可以在龐雜的信息海洋中自動獲取適用、簡單和精煉的興趣信息。服務內容和傳播渠道方面，通過深入的需求分析，找出最符合農村現狀的信息服務載體和信息呈現方式，降低系統對用戶文化水平和計算機操作技能的要求，提高農業信息服務系統的普適性和易用性，力圖解決困擾農業信息服務已久的“最后一公里”問題。

1個性化農業信息服務需求分析

現階段中國農業信息服務存在服務針對性不強、對農民影響不大、信息質量低等問題[1-3]。近年來，隨著云計算的普及和發展，農業信息服務模式已經呈現出向云服務靠攏的趨勢。農業信息云服務降低了用戶的使用門檻和使用成本，支持用戶隨時隨地通過手機等簡易終端獲取信息[4]，同時也帶來了“信息過載”“資源迷向”等問題，增大了用戶發現所需信息的難度，使得尋找感興趣的信息變得愈加困難。針對農業領域用戶特點構建一種高效、快捷、易于普及的信息服務系統，方便用戶自動獲取適用、簡單和精煉信息是提高農業信息服務質量的可行之徑。目前，農業信息服務的個性化需求主要體現在以下幾個方面：

1.1地域性需求

我國農業產業結構具有明顯的地域性差異，尤其是種植業，綜合地理位置、農業地貌類型因素，我國種植業區可劃分為10個一級區（東北、北部高原、黃淮海、長江中下游、南方丘陵、華南、川陜盆地、云貴高原、西北綠洲、青藏高原）。由于每個種植區的種植結構具有明顯差異，農業信息服務的對象類型眾多，信息需求存在較大的地域性差異。因此，對用戶進行合理分類，針對不同用戶進行個性化的信息服務有助于信息的精確推送和高效服務。

1.2季節性需求

農業生產具有明顯的季節性和周期性特點，農業領域用戶信息需求多樣、不斷變化、會隨著時間推移而發生改變。結合用戶所在地理位置，推薦給用戶對應時期的農業信息，有助于提高農業信息服務的針對性和服務質量。

1.3便捷性需求

農業信息服務的最大受眾是農民，最大服務區域是農村，而我國農村地區發展水平相對落后，農民的IT技能和文化水平普遍偏低，限制了傳統農業信息服務系統的發展。因為傳統農業信息服務系統以互聯網為單一信息傳播渠道，信息服務載體多為電腦，對用戶的文化水平和IT技能要求較高，不利于農業信息服務的全面普及。針對農村領域用戶需求，信息接受能力和所能接受的終端進行合理評估，采用包括手機、觸摸屏、PC機、電話、IPTV等在內的多信息服務終端設計，通過短信、郵件、微博等形式進行針對性的信息推送服務是目前農業信息服務的熱點需求。

2個性化信息服務關鍵技術

2.1多媒體技術

多媒體技術是將文本、圖形、圖像、動畫、視頻和音頻等形式的信息進行數位化處理，使多種媒體建立邏輯連接，并整合在一定的交互式界面上，成為一個具有實時性和交互性的系統化表現信息的技術。多媒體技術使計算機等信息終端具有交互展示不同媒體形態的能力，從而極大改變人們獲取信息的傳統方法，符合人們在信息時代的閱讀方式[5]。在農業信息服務中應用多媒體技術的優勢在于：（1）多樣性。多媒體技術使得信息載體具有多樣性，除計算機以外，信息還可以在手機、觸摸屏、IPTV等終端上靈活展現，擴展了信息服務終端類型，同時也降低了用戶的使用門檻。（2）交互性。多媒體技術區別于傳統的單向或雙向傳輸技術，用戶可以給予多媒體技術的交互式工作方式實現與多種信息媒體的交互操作，從而為用戶提供更加有效控制和使用信息的手段。（3）實時性。聲音、動畫、視頻等多媒體信息具有隨時間變化的特性，因此具有較強的時效性，更符合農業信息服務的季節性和周期性特點。（4）普適性。多媒體技術可以處理農業生產、經營、管理中最直接、最普遍的信息，從而使得信息服務的普適性得到極大的擴展。

2.2推送技術

推送技術，又稱網播技術（netcast webcast technology）endprint

[6]，它是由PointCast Network公司于1996年提出的，目的是為了提高基于計算機網絡的信息獲取效率。目前信息推送技術的實現方式主要有頻道式、郵件式、網頁式、專用式推送，其中專用式推送區別于其他推送方式，通過機密的點對點通信方式將指定的信息發送給專門的用戶。

信息推送的主要優點：及時性、應用面廣、對用戶沒有技術上的要求。主要缺點：在一般情況下，推送服務的針對性比較差，難以滿足用戶個性化的要求[7]，在信息服務中的表現不夠理想[8]。基于地域和時間的推送技術是在傳統推送技術基礎上的一種針對性改進，能夠顯著提高信息服務的針對性。

2.2.1地域分塊推送技術農業中的大田種植業具有顯著的地域性特點，不同種植區作物結構的區別較大，該區域用戶對信息的需求類型也存在明顯差異。例如，湖南地區主要大田作物為水稻、油菜、棉花、甘薯、烤煙等，其中每個地市的種植結構都有所不同，尤其是山地丘陵地帶，主要以種植茶葉、烤煙、柑橘等經濟作物為主。農業信息服務可根據用戶所在地理位置判斷其所屬種植區，判斷用戶感興趣的信息，提高信息推送的匹配效率和推薦信息的針對性，提升農業信息推送服務的個性化程度。湖南省的農業信息中種植信息的地域分塊推送過程見圖1。

2.2.2時間分段推送技術農業生產具有明顯的季節性和周期性特點。就大田種植作物而言，不同季節對應著不同作物的不同生長期，因此，隨著季節的變化，用戶感興趣的信息也在不斷變化。農業信息服務可根據用戶訪問系統的信息時間，判斷用戶的種植結構、每種作物處于什么時期，推薦給用戶對應作物的對應時期信息，提高信息推送的匹配效率和推薦信息的針對性，提升農業信息推送服務的個性化程度。針對我國南方地區水稻、玉米和番茄種植的農業信息時間分段推送過程見圖2。

3系統構建

3.1系統服務定位

從農業部2012年對全國范圍所做的農業農村信息化現狀調查來看，農業信息服務呈現以下特點：（1）

服務需要緊貼“三農”，體現地方文化、產業等區域性要求。（2）

需要頻繁輸入性檢索信息服務難以滿足用戶實際需求，因為農民文化水平有限，大部分農民甚至無法完成文字輸入性信息查詢，這也就意味著農民很難從一個需要文字輸入性查詢的服務系統中獲得自己想要得到的信息。農業信息服務特點及農民現階段迫切需要為系統構建指出了工作重點，就是為誰服務、服務什么和怎么服務的問題。（1）為誰服務。根據用戶所處地域、從事行業、興趣和文化水平的不同，對用戶進行分類處理，制定針對性的推送機制。（2）服務什么。針對不同的用戶采用不同的服務策略，根據用戶興趣特點，為不同用戶提供有針對性的農業信息。（3）怎么服務。考慮農業信息服務對象主要集中在我國農村地區，針對農民知識技能和文化素質相對城市人員來說普遍偏低、對信息接受能力差等特點，構建方式靈活的傳播渠道和易于使用的服務終端。

3.2系統功能設計

3.2.1用戶分類模塊用戶分類模塊基于用戶興趣對用戶進行分類，針對不同用戶進行差異化管理和針對性服務。根據農業信息服務領域特點，用戶分類模型可以定義為：USER={F，L，I，DI，T，CT }，其中F代表領域，如水稻、小麥、生豬等；L代表用戶所處的產業鏈環節，如生豬養殖、飼料供應、生豬屠宰、豬肉銷售等；I代表用戶感興趣信息的集合，I={I1，I2，I3，…，In}；DI代表用戶對信息的感興趣程度，一般默認為1；T代表用戶對信息及時性的關心程度，取值是0～3之間的整數，即不關心、略關心、關心、非常關心；CT代表用戶感興趣的信息類型，包括文本、圖片、音頻、視頻等。

3.2.2信息分類模塊農業信息服務涉及的有用信息源包括數據、信息和知識。在信息服務的信息源管理過程中，數據挖掘和知識提煉是知識演進的正向過程；隨著信息量的增大，信息會出現噪聲，噪聲會妨礙用戶尋找感興趣的信息。對普通農民而言，信息服務中有用的是信息和知識；對于從事農業科研人員而言，數據、信息和知識都很重要。因此，根據知識的演進規律，將信息源有目的地分為數據、信息和知識3大類，將便于信息源的有效管理，使用戶能夠自動獲取適用、簡單和精煉的興趣信息。本研究在數據庫的構建過程中，將建立3個模塊即數據模塊、信息模塊和知識模塊。

3.2.2.1數據模塊數據模塊是存儲和管理數據的模塊。數據對一般農民沒有直接使用價值，但是對從事農業領域科研的研究人員來說，數據有很重要的價值，甚至比信息和知識還要重要。如進行農業信息服務中的測土配方數據等。

3.2.2.2信息模塊信息模塊是存儲和管理信息的模塊。信息對數據進行加工和提煉，信息能夠為用戶的決策提供參考，具有現實或潛在的利用價值。農業政策法規、市場價格等在農業信息服務中就屬于典型的信息。

3.2.2.3知識模塊知識模塊是存儲和管理知識的模塊。知識是對信息進行歸納總結和升華，一般認為是經過驗證的、具有正確真實性的觀點、經驗、程序等信息，可以直接用于指導實踐。農作物病蟲害防治技術、配方施肥等在農業信息服務中屬于典型的信息。

3.2.3信息推送模塊結合地域分塊推送、時間分段推送等技術，構建信息的個性化推送模塊（圖3）。信息推送模塊主要由用戶管理子系統、信息推送子系統、信息拉取子系統和后臺管理子系統組成。主要負責根據用戶需求定制針對性的服務策略，通過郵箱、短信、RSS、語音等多種推送方式，向電腦、手機、觸摸屏、IPTV等終端推送用戶感興趣的信息，并提供信息拉取功能作為信息推送的補充，用來滿足用戶主動向系統拉取信息的需求，為用戶提供完善的信息服務。

4系統構建

個性化推送系統是信息與用戶的“橋梁”（圖4），可以對用戶的興趣與愛好進行智能識別、預測，按照用戶要求自動搜集定制信息，并能夠定期、快速、無誤、連續向目標用戶主動傳遞用戶感興趣的信息，從而滿足不同用戶的個性化需求。整體構建方案見圖5。endprint

系統基于B/S結構（瀏覽器/服務器模式）進行設計。服務器端系統全部采用JAVA語言開發，開發分模塊進行，模塊間保持高內聚、低耦合的關系。系統功能實現的核心部分集中到服務器上，客戶機通過瀏覽器訪問服務端的系統服務，瀏覽器通過Web Server 同數據庫進行數據交互。綜合考慮價格和性能穩定因素，服務器端采用SQLserver數據庫，其價格合理、性能穩定、兼容性好，可運行于多種平臺，易于操作和使用，在降低成本同時保證了系統性能和普適性，更利于系統的推廣應用。系統的信息推送界面見圖6、圖7、圖8 。

系統在開發完成后在Windows 平臺下運行，目前，系統已經在河北、天津、北京、海南等省市進行了成功應用，在北京郊區各大有機蔬菜生產合作社的應用可以高效集成合作社自身業務，具備了獨立提供農情監測信息服務的能力，在實際服務中取得了良好的應用效果。系統為合作社提供的農情預警的短信推送記錄見圖9。

5系統特點

5.1服務精準化

系統按使用對象、地理位置、氣候條件的不同對用戶進行合理分類，針對不同類型用戶實施差別化管理，可以提升信息服務個性化程度，能夠更加貼近農民的實際需求。解決了在農業信息的個性化推送過程中一直存在的用戶管理盲區問題，使得信息推送對象（用戶）易于識別，推送系統可以為用戶指定精確的信息匹配規則，從而實現信息的個性化推送。

5.2信息生動化

系統根據知識的演進規律，將信息源有目的地分為數據、信息和知識3大類，在數據庫的構建過程中建立數據模塊、信息模塊、知識模塊，并在數據服務時制定組策略，針對普通農民信息服務盡量多地以圖片、音頻、視頻等多媒體方式為信息源，方便低文化水平用戶順利獲取并消化信息，利用獲取的信息指導農業生產實踐。

5.3查詢流程化

與工業等領域相比，農業領域用戶的文化水平和信息獲取能力相對較弱，尤其是廣大農村的普通農民，基于互聯網的信息獲取能力基本為零，甚至連最基本的文字輸入都實現不了，更不可能在網絡上檢索自己感興趣的信息。因此，系統在用戶的信息拉取環節，盡可能地以圖片等形式把農民需要的信息以易接受的方式展現在農民面前，采取流程式的信息檢索，農民只需要根據自己的要求加以選擇，便于文化水平偏低的農民順利使用。

5.4服務主動化

針對我國農村地區實際情況，充分考慮農村農民知識技能和文化素質相對城市人員來說普遍偏低的特點，對信息接受能力和所能接受的終端進行合理評估，采用包括手機、觸摸屏、PC機、電話、IPTV等在內的多信息服務終端設計，通過短信、郵件、微博等形式進行信息推送服務。系統能根據客戶的需求和用戶所關心的領域，及時向用戶提供并主動推送相應的農業信息，有利提高用戶的信息獲取效率。

6結論與討論

近年來，國家農業科研領域開發了大量的農業專家系統，但由于一系列的原因（如農民文化水平普遍偏低，不熟悉或不會最基礎的輸入法，很難從一個需要文字輸入性查詢的服務系統中獲得自己想要得到的信息等），有些科研成果都未得到合理的應用和普及。原因主要是信息服務模式沒有貼合農業領域用戶的實際需求，服務難以深入到基層。本研究在用戶迫切希望能夠在無限的農業信息海洋中自動獲取適用、簡單和精煉信息的大背景下，針對農業信息服務過程中存在的問題，以推送服務和流程化的檢索為主要系統框架，結合地域分區推送、時間分塊推送等新方法，構建了一種適應我國農業農村發展現狀的農業信息服務系統，使農民能夠順利地運用這套系統，提高了農業信息服務的服務質量，使農業領域內研究成果更好地發揮應有的作用。

參考文獻：

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[5]顧沈明，陳榮品. 多媒體信息服務系統設計與實現[J]. 計算機工程與設計，2004，25（6）：999-1001.

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[7]許海玲，吳瀟，李曉東，等. 互聯網推薦系統比較研究[J]. 軟件學報，2009，20（2）：350-362.

[8]李杰，徐勇，王云峰，等. 面向個性化推薦的強關聯規則挖掘[J]. 系統工程理論與實踐，2009，29（8）：144-152.孫志國，王文生，冀智強，等. 視頻優化算法在農技云平臺中的應用[J]. 江蘇農業科學，2014，42（9）：400-401.endprint

系統基于B/S結構（瀏覽器/服務器模式）進行設計。服務器端系統全部采用JAVA語言開發，開發分模塊進行，模塊間保持高內聚、低耦合的關系。系統功能實現的核心部分集中到服務器上，客戶機通過瀏覽器訪問服務端的系統服務，瀏覽器通過Web Server 同數據庫進行數據交互。綜合考慮價格和性能穩定因素，服務器端采用SQLserver數據庫，其價格合理、性能穩定、兼容性好，可運行于多種平臺，易于操作和使用，在降低成本同時保證了系統性能和普適性，更利于系統的推廣應用。系統的信息推送界面見圖6、圖7、圖8 。

系統在開發完成后在Windows 平臺下運行，目前，系統已經在河北、天津、北京、海南等省市進行了成功應用，在北京郊區各大有機蔬菜生產合作社的應用可以高效集成合作社自身業務，具備了獨立提供農情監測信息服務的能力，在實際服務中取得了良好的應用效果。系統為合作社提供的農情預警的短信推送記錄見圖9。

5系統特點

5.1服務精準化

系統按使用對象、地理位置、氣候條件的不同對用戶進行合理分類，針對不同類型用戶實施差別化管理，可以提升信息服務個性化程度，能夠更加貼近農民的實際需求。解決了在農業信息的個性化推送過程中一直存在的用戶管理盲區問題，使得信息推送對象（用戶）易于識別，推送系統可以為用戶指定精確的信息匹配規則，從而實現信息的個性化推送。

5.2信息生動化

系統根據知識的演進規律，將信息源有目的地分為數據、信息和知識3大類，在數據庫的構建過程中建立數據模塊、信息模塊、知識模塊，并在數據服務時制定組策略，針對普通農民信息服務盡量多地以圖片、音頻、視頻等多媒體方式為信息源，方便低文化水平用戶順利獲取并消化信息，利用獲取的信息指導農業生產實踐。

5.3查詢流程化

與工業等領域相比，農業領域用戶的文化水平和信息獲取能力相對較弱，尤其是廣大農村的普通農民，基于互聯網的信息獲取能力基本為零，甚至連最基本的文字輸入都實現不了，更不可能在網絡上檢索自己感興趣的信息。因此，系統在用戶的信息拉取環節，盡可能地以圖片等形式把農民需要的信息以易接受的方式展現在農民面前，采取流程式的信息檢索，農民只需要根據自己的要求加以選擇，便于文化水平偏低的農民順利使用。

5.4服務主動化

針對我國農村地區實際情況，充分考慮農村農民知識技能和文化素質相對城市人員來說普遍偏低的特點，對信息接受能力和所能接受的終端進行合理評估，采用包括手機、觸摸屏、PC機、電話、IPTV等在內的多信息服務終端設計，通過短信、郵件、微博等形式進行信息推送服務。系統能根據客戶的需求和用戶所關心的領域，及時向用戶提供并主動推送相應的農業信息，有利提高用戶的信息獲取效率。

6結論與討論

近年來，國家農業科研領域開發了大量的農業專家系統，但由于一系列的原因（如農民文化水平普遍偏低，不熟悉或不會最基礎的輸入法，很難從一個需要文字輸入性查詢的服務系統中獲得自己想要得到的信息等），有些科研成果都未得到合理的應用和普及。原因主要是信息服務模式沒有貼合農業領域用戶的實際需求，服務難以深入到基層。本研究在用戶迫切希望能夠在無限的農業信息海洋中自動獲取適用、簡單和精煉信息的大背景下，針對農業信息服務過程中存在的問題，以推送服務和流程化的檢索為主要系統框架，結合地域分區推送、時間分塊推送等新方法，構建了一種適應我國農業農村發展現狀的農業信息服務系統，使農民能夠順利地運用這套系統，提高了農業信息服務的服務質量，使農業領域內研究成果更好地發揮應有的作用。

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[8]李杰，徐勇，王云峰，等. 面向個性化推薦的強關聯規則挖掘[J]. 系統工程理論與實踐，2009，29（8）：144-152.孫志國，王文生，冀智強，等. 視頻優化算法在農技云平臺中的應用[J]. 江蘇農業科學，2014，42（9）：400-401.endprint

系統基于B/S結構（瀏覽器/服務器模式）進行設計。服務器端系統全部采用JAVA語言開發，開發分模塊進行，模塊間保持高內聚、低耦合的關系。系統功能實現的核心部分集中到服務器上，客戶機通過瀏覽器訪問服務端的系統服務，瀏覽器通過Web Server 同數據庫進行數據交互。綜合考慮價格和性能穩定因素，服務器端采用SQLserver數據庫，其價格合理、性能穩定、兼容性好，可運行于多種平臺，易于操作和使用，在降低成本同時保證了系統性能和普適性，更利于系統的推廣應用。系統的信息推送界面見圖6、圖7、圖8 。

系統在開發完成后在Windows 平臺下運行，目前，系統已經在河北、天津、北京、海南等省市進行了成功應用，在北京郊區各大有機蔬菜生產合作社的應用可以高效集成合作社自身業務，具備了獨立提供農情監測信息服務的能力，在實際服務中取得了良好的應用效果。系統為合作社提供的農情預警的短信推送記錄見圖9。

5系統特點

5.1服務精準化

系統按使用對象、地理位置、氣候條件的不同對用戶進行合理分類，針對不同類型用戶實施差別化管理，可以提升信息服務個性化程度，能夠更加貼近農民的實際需求。解決了在農業信息的個性化推送過程中一直存在的用戶管理盲區問題，使得信息推送對象（用戶）易于識別，推送系統可以為用戶指定精確的信息匹配規則，從而實現信息的個性化推送。

5.2信息生動化

系統根據知識的演進規律，將信息源有目的地分為數據、信息和知識3大類，在數據庫的構建過程中建立數據模塊、信息模塊、知識模塊，并在數據服務時制定組策略，針對普通農民信息服務盡量多地以圖片、音頻、視頻等多媒體方式為信息源，方便低文化水平用戶順利獲取并消化信息，利用獲取的信息指導農業生產實踐。

5.3查詢流程化

與工業等領域相比，農業領域用戶的文化水平和信息獲取能力相對較弱，尤其是廣大農村的普通農民，基于互聯網的信息獲取能力基本為零，甚至連最基本的文字輸入都實現不了，更不可能在網絡上檢索自己感興趣的信息。因此，系統在用戶的信息拉取環節，盡可能地以圖片等形式把農民需要的信息以易接受的方式展現在農民面前，采取流程式的信息檢索，農民只需要根據自己的要求加以選擇，便于文化水平偏低的農民順利使用。

5.4服務主動化

針對我國農村地區實際情況，充分考慮農村農民知識技能和文化素質相對城市人員來說普遍偏低的特點，對信息接受能力和所能接受的終端進行合理評估，采用包括手機、觸摸屏、PC機、電話、IPTV等在內的多信息服務終端設計，通過短信、郵件、微博等形式進行信息推送服務。系統能根據客戶的需求和用戶所關心的領域，及時向用戶提供并主動推送相應的農業信息，有利提高用戶的信息獲取效率。

6結論與討論

近年來，國家農業科研領域開發了大量的農業專家系統，但由于一系列的原因（如農民文化水平普遍偏低，不熟悉或不會最基礎的輸入法，很難從一個需要文字輸入性查詢的服務系統中獲得自己想要得到的信息等），有些科研成果都未得到合理的應用和普及。原因主要是信息服務模式沒有貼合農業領域用戶的實際需求，服務難以深入到基層。本研究在用戶迫切希望能夠在無限的農業信息海洋中自動獲取適用、簡單和精煉信息的大背景下，針對農業信息服務過程中存在的問題，以推送服務和流程化的檢索為主要系統框架，結合地域分區推送、時間分塊推送等新方法，構建了一種適應我國農業農村發展現狀的農業信息服務系統，使農民能夠順利地運用這套系統，提高了農業信息服務的服務質量，使農業領域內研究成果更好地發揮應有的作用。

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