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世界高速列车概况动车论坛
世界高速列车概况
(一)
高速铁路
根据UIC(国际铁路联盟)的定义,高速铁路是指透过改造原有线路(直线化、轨距标准化),使营运速率达到每小时200公里以上,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。
早在20世初前期,当时火车“最高速率”超过时速200公里者比比皆是。
直到1964年日本的东海道新干线系统开通,是史上第一个实现“营运速率”高于时速200公里的高速铁路系统。
高速铁路除了在列车营运速度达到一定标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。
广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。
在中国,时速高达200或以上,并使用CRH和谐号列车称为“动车组”,时速160-200公里的城际列车称为“准高速”及长途列车称为“特快”,120-160称为“快速”,120以下的称为“普快”,80或以下为“普客列车”。
法国自主技术的法国TGV
铁路是人类发明的首项公共交通工具,在19世纪初期便在英国出现。
直至20世纪初发明汽车,铁路一向是陆上运输的主力。
二次大战以后,汽车技术得到改进、高速公路亦大量建成,加上民航的普及,使铁路运输慢慢走向下坡。
特别在美国,政府的投资主要放在公路建设上,不少城市内的公共交通曾一度被遗弃。
如此的思维也影响不少地区,例如二次大战后的台湾及美占时期的冲绳。
世界上首条投入商业运作的高速铁路是日本的东海道新干线,于1964年东京奥运前夕正式营运。
第一代新干线列车主要由川崎重工业建造,行驶在东京—名古屋-京都-新大阪的东海道新干线,营运速度超过每小时200公里。
日本新干线300及700系
高速铁路与汽车及民航
无论是高速公路或机场都得面对挤塞的问题。
高速铁路的优点是载客量非常高,因此得以快速代谢乘客。
倘若旅程非以大城市中心为出发及目的地,使用高速铁路加上转乘的时间可能只跟驾驶汽车相若。
但高速铁路毋须自行驾车会较为舒适。
另一方面,虽然高速铁路的速度比不上飞机,但在距离稍短的旅程(650公里以下),高速铁路因无需到一般较为遥远的机场登机,亦减省了提早划位、安检、等待登机之程序,因而仍较为省时。
且高速铁路班次可以较为频密,总载客量亦远高于民航。
此外,高速铁路与航空等运输方式相比,较不易受到大雨、浓雾等气候因素影响。
德国ICE
世界各国的高速铁路发展都是首先连接人口密集的大城市:
日本的东京至大阪(东海道新干线);台湾的台北至高雄左营(台湾高速铁路);韩国的首尔至釜山(KTX);法国的巴黎至里昂(TGV);美国的波士顿至纽约和华盛顿;中国的北京至天津(京津城际铁路)。
这样可以减少投资,需要时亦可以将原有的路轨改良后使用。
高速铁路的顾客对象多数以商务旅客为主。
旅游游客是第二主要客户。
以法国高速铁路为例,它连接了海岸的度假区,并且在长程路线上减价以跟飞机竞争。
因为高速铁路的出现,不少以离巴黎现在低于一小时车程的地区开始成为通勤的住宅区。
不少高速铁路的兴建,本来是使偏远的地区亦得到较快的发展。
台湾、韩国、西班牙及荷兰的高速铁路亦是希望得到这种效果。
与车辆一样,高速铁路路线的建造也有特定的要求。
一般的列车路轨会使用道碴去把枕木固定,当列车以高速通过,所引起的气流有机会把石子溅起,有机会对列车构成危险,因此也出现了供高速铁路使用的无碴轨道。
这类轨道除了比有碴轨道安全及耐用外,还有数十年免维护等优点。
德国的高速铁路以无碴轨道为主,日本的新干线同时使用了有碴及无碴轨道,法国则以有碴轨道为主,但使用了胶水把道碴固定,防止石子被溅起。
欧洲之星
世界高速铁路
TGV技术
法国:
TGV
法国、英国、比利时:
欧洲之星
西班牙:
AVE
瑞典:
X3列车
法国、比利时、荷兰、德国:
Thalys
韩国:
KTX
ICE技术
德国:
ICE(德国国内路网)
德国、比利时、荷兰、瑞士、奥地利:
ICE(跨国路网)
西班牙:
AVES103
俄罗斯:
VelaroRUS
中国:
CRH3(以ICE-3列车为基础)
新干线(轮轨)技术
日本:
新干线(中央新干线除外)
台湾:
台湾高速铁路(以新干线系统为基础)
中国:
CRH2(以E2系列车为基础)
Talgo技术
西班牙:
Talgo350
摆式列车
意大利、芬兰、葡萄牙、捷克、斯洛文尼亚、英国、中国:
Pendolino(中国版命名为CRH5,以Pendolino列车为基础,但不设备摆式功能)
瑞典、中国:
X2000列车
瑞士:
ICN
意大利、瑞士:
EurostarItalia
美国:
Acela
加拿大:
LRC
法国高速列车(法语:
trainàgrandevitesse)也称TGV,是由阿尔斯通公司和法国国家铁路公司设计建造并由后者负责运营的高速铁路系统。
1981年,TGV在巴黎与里昂之间开通,如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络。
2007年4月3日,TGV以574.8公里的时速创造了轮轨列车的最快纪录[1]。
同时,TGV也是世界上定期轮轨客运列车中平均速度最快的。
“TGV”是法铁的注册商标。
TGV最初的成功促进了铁路网络的扩张,多条新线路在法国南部、西部和东北部建成。
随着TGV的成功,法国的邻国例如比利时、意大利、西班牙和德国也纷纷效仿,分别建立起了各自的高速铁路系统。
TGV通过法国铁路网络与瑞士相连,通过西北高速列车铁路网络与比利时、德国和荷兰相连,通过欧洲之星铁路网络与英国相连。
TGV普通列车的商业运行速度可以达到320Km/H,经过特殊改造的列车在测试中速度更是高达574.8Km/H。
高速铁路线(lignesàgrandevitesse,缩写为LGV)是特别设计的,没有急转弯,使用高功率电动机和铰接车架,轮轴高度较低且机车信号内置。
运行在LGV上的TGV列车可以获得与磁悬浮列车相同的速度。
TGV机车最初由阿尔斯通公司制造,如今通常由转包商制造,例如庞巴迪公司。
除了在巴黎、里昂和普罗旺斯之间有少量邮政货运外,TGV主要用于运送乘客。
韩国KTX和西班牙AVE的列车技术源于TGV。
由于旅行时间短、乘坐手续简便、车站位于城市中心,因此短途旅客大多放弃飞机而乘坐TGV。
TGV是一种非常安全的运输模式。
建造TGV的设想始于1960年代,之前日本新干线已于1959年动工。
当时法国政府热衷于采用气垫列车或磁悬浮列车,而法铁则开始研究基于传统轨道的高速列车。
在最初的计划中,TGV将由燃气涡轮-电力机车牵引。
但最终燃气涡轮发动机因体积小、单位功率高且能长时间提供高功率牵引力而被采用。
第一款原型机车TGV001是TGV中唯一采用这种引擎的机车。
但随着1973年能源危机爆发,石油价格高涨,燃气涡轮发动机因此被弃用。
TGV转而使用电力机车,电力通过架空线从法国新建的核电站输送而来。
TGV001被用于测试高速刹车、高速空气动力学和信号系统。
TGV001采用铰接技术,即两辆车厢之间共用一个转向架,两辆车厢可以相对自由运动。
TGV001时速可达318公里,是非电力牵引火车的最高时速保持者。
TGV001的外观和内饰由法国出生的设计师雅克·库珀设计,后来成为所有TGV列车的设计基础,包括与众不同的机车车鼻。
TGV列车改用电力牵引后,原先的设计也随之进行了巨大的调整。
第一款电力牵引原型机车于1974年完成,被称为“泽比灵斯(Zébulon)”。
泽比灵斯进行了集电弓、悬挂和刹车等测试,共运行了约1,000,000公里。
1976年,法国政府资助TGV计划,第一条LGV—法国高速铁路东南线随之开始建造。
在两列量产前的列车经过充分的测试和修改后,第一列正式生产的TGV列车于1980年4月25日交货。
1981年9月27日,运行于巴黎与里昂之间的TGV系统正式向公众开放。
TGV最初的目标客户是往来于两座城市之间的商务人士,但不久之后目标市场以外的人们也越来越喜欢乘坐这种快捷、实用的交通工具。
正在驶离巴黎里昂公园站的TGV双层列车从那以后,越来越多的高速铁路在法国建成,包括法国高速铁路大西洋线(巴黎至图尔和勒芒,1985年动工、1989年运营)、北线(巴黎至加来和比利时边境,1989年动工、1993年运营)、罗纳-阿尔卑斯线(东南线至瓦朗斯,1990年动工、1992年运营)、地中海线(瓦朗斯至马赛,1996年动工、2001年运营)和东线(巴黎至斯特拉斯堡,2002年动工、2007年运营)。
比利时、荷兰和英国也建成了基于LGV技术、与法国铁路相连的高速铁路线路。
欧洲之星于1994年投入运营,通过英法海底隧道将欧洲大陆与英国连接起来,行驶的是为适应隧道和英国铁路而设计的TGV列车。
欧洲之星在法国境内使用法国高速铁路北线。
目前英国正在建设与TGV标准相同的铁路以连接伦敦和隧道英国入口,预计于2007年下半年竣工。
那时,伦敦至布鲁塞尔仅需2小时,而伦敦至巴黎也仅需2小时15分钟。
TGV是日本新干线之后的世界第二条商业运行高速铁路系统。
后者于1964年10月1日开通,连接东京和大阪。
2005年,一列TGV从圣埃克塞佩里国际机场开往普罗旺斯大区艾克斯,平均时速263.3公里,创造了定班列车行驶时速的世界纪录[2]。
2006年5月17日,一列欧洲之星搭载电影《达·芬奇密码》的演员和制片人从伦敦出发开往戛纳,行程1421公里,费时7小时25分[3],打破了此前由TGV于2001年5月26日创造的3小时29分和1067.2公里的高速铁路不停站行程最长的纪录。
2003年11月28日,TGV迎来第10亿位乘客并预计于2010年乘客达到20亿
TGV列车是全球最快的高速列车之一,其商业营运的最高速度为每小时320公里,最高试验速度则可达到每小时574公里。
TGV的“V150”列车,在2007年4月3日的试验时更达到每小时574.8公里的纪录,虽然未能超越日本JR磁悬浮列车创下的陆上交通工具世界纪录(每小时581公里),但在轮轨列车上仍是“全球第一速”。
TGV列车在法国高速铁路线(Ligneàgrandevitesse,LGV)上运营速度为320公里每小时,从巴黎到里昂用时2小时,而巴黎至法国第二大城马赛的行车时间约为3小时。
SNCF及阿尔斯通均就未来的TGV列车技术方面进行研究。
AGV将是法国下一代的高铁车辆,采用动力分布式设计,部分车厢自带动力,与日本的新干线及德国的ICE-3(Velaro)类似。
现有车辆方面,SNCF计划在双列联挂的TGV列车中,以两辆客卡取代中间连接的两辆机车,以增加载客量,而这两辆客卡会使用自带动力的转向架,以补偿换走两辆机车导致的动力损失
TGV在法国及其周边国家行驶路线;其中蓝色线为德国ICE列车,黄色线为欧洲之星
ICE技术
德国:
ICE(德国国内路网)
德国、比利时、荷兰、瑞士、奥地利:
ICE(跨国路网)
西班牙:
AVES103
俄罗斯:
VelaroRUS
中国:
CRH3(以ICE-3列车为基础)
ICE3M列车停靠于布鲁塞尔南站
行经法兰克福的ICE-3列车城际特快列车(英语:
InterCityExpress,是德国国铁为迈向国际化所注册的英文名字,简称ICE,另外ICE亦被德国国铁注册为商标),原本是以德国为中心的高速铁路系统及高速铁路专用列车系列。
由联邦教育及研究部门(de:
BundesministeriumfürBildungundForschung)与位于波恩的交通部联邦铁路局为首的领导团队,并以西门子为主的厂商参与研发及制造,德国国铁(德语:
DeutscheBahnAG)所营运。
早在1980年代德国已经研究并开发ICE高速铁路系统及列车,其服务范围除涵盖德国境内各主要大城外,还跨越邻近国家行经多个城市。
ICE系统是一个连接各大城市的高速铁路系统,班次由每半小时、一小时或两小时一班不等,也有速度更快的特别直达车存在。
因为德国人口与及中型城市分布较为平均,所以德国境内的ICE线路旨在连接各大城市形成完整路网,而非求取点对点间的最短行车时间。
在整个ICE路网中,列车只可以在两段高速路线上达到300公里/小时的最高营运速率。
这与法国的TGV及日本新干线系统集中提高首都与其他城市的交通,与点对点高速铁路的构思有所不同
行经法兰克福的ICE-3列车
在1986年德国国铁正式研发高速铁路。
其第一代试作型试验型城际列车特快
InterCityExperimental列车停靠于科隆中央车站
ICE3M列车停靠于布鲁塞尔南站在1986年德国国铁正式研发高速铁路。
其第一代试作型试验型城际列车特快(InterCityExperimental及ICE-V)今日已经解体作研究用途,但第二代试作型ICE-S却尚存于世,并于纽伦堡的德国国铁铁路博物馆中作长期展览。
在1991年5月29日,ICE试车至卡塞尔。
在1989年第一批的ICE401型(ICE-1)正式投入服务。
最初的ICE路线在1991年6月2日时修改成由汉堡Altona经汉诺威、卡塞尔、法兰克福、斯图加特、曼海姆至慕尼黑。
自1997年起402型ICE(ICE-2)登场。
ICE2在基本结构上与ICE1几乎雷同,但在实际营运时最大的不同点是每一列ICE2的长度只有原本ICE1的一半,再以两列列车串连行驶的方式营运,其好处是在一样的运量之下ICE2可以拥有比较大的车辆与路线调度弹性。
ICE1和ICE2在车辆规格上,比国际铁路联盟(法语:
UnionInternationaledesCheminsdeFer,UIC)建议的国际火车规格更宽和更重。
ICE系列不但被计划在德国境内使用,对瑞士和奥地利等使用相同铁路宽度与供电电压的邻近国家来说,也具有非常重要的运用性。
为了能在未来将ICE推广至整个欧洲,ICE列车的型号已经过简化。
相对于ICE1、ICE2都是采用推拉式的传统火车系统。
为了合乎UIC的新标准,新型的ICE403型(德国境内称为ICE-3)及406型(也就是能适应多国电压的ICE3M)皆采用动力分布式设计。
所有的ICE3衍生车型都是属于西门子旗下的Velaro高速列车平台系列,此车系最大的特色是动力输出被分散在列车各车轮上,因此各车廂推进力量相同。
在相同的耗能下大大提升列车的稳定性、动力效率与爬坡能力。
与ICE2一样,ICE3亦采用“半列”的车辆编组,即是可与另一列ICE3串连合体作远途行驶,或在行驶至中途站后拆解成两列列车行走两条不同路线,路线弹性更佳。
ICE3及ICE3M是德国国铁最高速的铁道列车,在科隆—法兰克福及因戈尔施塔特—纽伦堡两段高速线路上,ICE3都可以高于300公里/小时的时速行走。
除了上述三种标准的车系外,以ICE3的技术为基础,德国国铁也发展了ICE-T(电力驱动版本,有5节一组与7节一组两种编组型号)及ICE-TD(柴油引擎驱动版本)两种摆式列车。
ICET/TD不以直线上的最高速度作为主要发展的目的,而是欲保持车辆在弯道上的平均车速。
其主要服务线路不是平坦的平原地带,而是多弯的山路,独有的车体倾斜技术令列车能够应付更多、更急的弯道并以更高的车过弯。
因为运作费用太昂贵,柴油的ICETD在2004年时曾一度被停用,直至2006年时供电网络尚未全面普及的德国东部对列车需求大增,柴油ICE才重新被重用。
在2004年时发展出第二代的倾斜列车,称为ICE-T2。
InterCityExperimental列车停靠于科隆中央车站
南北交通
ICE(红色)和(IC(蓝色和红色)在德国铁路系统由汉堡经汉诺威、法兰克福至弗赖堡巴塞尔(瑞士)
由汉堡经不来梅、汉诺威、富尔达、纽伦堡至慕尼黑
由汉堡经柏林、莱比锡、纽伦堡至慕尼黑
由汉堡经多特蒙德、科隆、法兰克福至斯图加特、慕尼黑或弗赖堡巴塞尔(瑞士)
东西交通
由汉堡、不来梅经汉诺威至柏林;由巴塞尔(瑞士)、弗赖堡、斯图加特经法兰克福至柏林;由萨尔布吕肯经法兰克福、莱比锡或哈勒、至柏林或德累斯顿;由多特蒙德、明斯特经过埃森、科隆、法兰克福国际机场至纽伦堡慕尼黑
跨国交通
以德国为中心的列车路线亦会经由汉堡至基尔、由不来梅到奥登堡、由科隆至亚琛(再连接至比利时)、由慕尼黑至Garmisch-Partenkirchen及Kufstein(再连接至因斯布鲁克)、由纽伦堡至Passau(再连接至维也纳)
ICE(红色)和(IC(蓝色和红色)在德国铁路系统
跨国路线
ICE3M列车停靠于巴黎东站现时ICE列车系统已发展至邻近各国的主要城市,包括阿姆斯特丹、巴塞尔、布鲁塞尔、苏黎世、哥本哈根、因特拉肯、库尔、因斯布鲁克、萨尔斯堡和维也纳之间,形成了一个在奥地利之内的小型ICE网络,一些在德国开往奥地利的ICE列车会经过这奥地利ICE网连接Kufstein,经过Rosenheim至萨尔斯堡。
在巴塞尔、因特拉肯与苏黎世之间亦形成瑞士ICE网络。
在瑞士ICE网络、奥地利ICE网络通常是无附加费的。
2007年巴黎与法兰克福快线通车(注:
法国高速铁路东线)。
这是一个与法国SNCF高速铁路TGV巴黎至斯图加特合并形成的“巴黎-东法国-南德”快线。
法国TGV将于巴黎-斯图加特-法兰克福线行走,而ICE3M将于巴黎-萨尔布吕肯-法兰克福线行走,ICE在该线的最高营运时速为320公里。
目前的班表中从巴黎直接开抵法兰克福只有18:
54最后一班的9559;法兰克福直开巴黎则是早上06:
43第一班9558(星期六日改为955408:
29开)
ICE3M列车停靠于巴黎东站
世界高速列车概况
(二)
ICESprinter
ICE在德国的铁路网
红色线路:
300km/h
橙色线路:
250km/h
蓝色线路:
200-230km/h
灰色线路:
普通速度有鉴于ICE系统令列车不能完全发挥的问题,德国国铁特别于早晨及黄昏列车需求量极大的时间、于各大城市之间推出ICESprinter(ICE特快)。
ICE特快线路与大部份ICE相同,但大量减少站数,令商务客人及长途旅客可以更快到达目的地。
除特快段落将会额外收费外、ICE特快余下的车程收费是与普通ICE列车一样的。
法兰克福与柏林、慕尼黑及汉堡等大城市的车程会缩短至大约3小时20分钟。
于2005年12月新推出的特快西线令科隆至斯图加特的车程缩减至小于两小时。
特快段落的额外收费(连同订坐费用)分别是10及15欧元(二等及头等)。
ICE特快除了有普通ICE的服务外、头等旅客都会有报纸赠阅、饮品及早餐(在黄昏则是小吃)免费提供。
黄昏的餐点需要另外收费2欧元。
ICE在德国的铁路网
车身涂装
车廂之间有红色线条和折子皮肤浅灰色火车车身相连接(跟其他德国国铁的火车不同)有椭圆的门和黑色的窗口(跟InterCity-/Metropolitan不同)
旋转和具轨道的路面(跟德国磁悬浮列车不同)
车型
ICE-1:
高底盤的餐车车廂,双动力车头,车头盖子跟德国国铁商标不划分,车辆之间的红线断续(只是在ICE-1中出现),ICE-1的车廂可在ICE-2使用。
ICE-2:
餐车车廂底盤的高度和其他ICE列车相同,动力车头的头盖可垂直打开和其他ICE列车串连。
ICE-3:
没有动力车头,采用动力分布式。
和在车辆的底部采用分散动力设计推动。
有大和圆的挡风玻璃。
在第二辆车上配备了集电弓。
红条在车箱下边申延至车头盖子,在窗口和挡风玻璃的中间的高处结束。
ICE-T/TD:
与ICE-3系列相似,只是有更高的“鼻子”,车顶配备集电弓(ICET)或符合空气动力学的上盖(ICE-TD)。
没有ICE-3的车身字样,红条与窗口平行,红条在车头的灯前面的红终止,秘诀信号在挡风玻璃上。
ICE-T2:
与ICE-T系列相似,只是车辆之间没有窗口,有发光二极管的三光信号。
ICE-V:
紫色,宽阔的走廊,深深地和过来不操作更多车头盖子,德国国铁和ICE的商标,有完整的“鼻子”,车头盖子像1995年的ICE-2。
ICE-S
ICE-3列车巴登巴登号停靠于杜塞尔多夫中央车站
ICE-T列车停靠于斯图加特中央车站
ICE家族
在与法国TGV的激烈竞争下,ICE的出口在一段短暂的时间内一度被限制。
当法国将TGV技术出口到世界多国的时候,ICE网络显然被限制在和德国接壤的欧洲国家。
但是像在TGV,ICE也有分支或兄弟姐妹火车世界多国中行走。
荷兰铁路使用4辆ICE3M。
西班牙也有由RENFE购买,及以AltaVelocidadEspañola命名的ICE3分支(也即是强化版VelaroE)。
这些火车的外部与德国ICE-3一样,内部的设备完全一致。
在中国,在ICE3基础上制造的加阔版列车CRH3在2004年10月中国国家主席胡锦涛访问德国期间,与西门子公司被订购60辆,价值约6亿7000万欧元。
在此之前中国根据ICE仿制过动车组长白山号。
俄国铁路(RZD)在2006年5月订购人八辆ICE3Velaro。
这八辆ICE3是根据ICE3为基础,然后扩大轨距33厘米以协调俄罗斯1520mm的宽轨距。
1993年美国铁路局Amtrak寻求用于美国东北走廊的一高速火车系统。
连同一辆德国产的ICE3及一辆瑞典产的X2000被运至美国进行一次试车。
但是因为很多火车必须在北美生产,加拿大竞争者AnbieterBombardierTransportation跟其TGV型列车AcelaExpress赢得竞争。
在1998年,法国的SNCF和德国国铁开始合作为台湾发展一列高速的火车,Eurotrain。
ICE-2的动力车头和TGV双层车箱被加入到同一列火车。
这个欧洲作品进展不被选入更窄可供选择之列,最后日本新干线700T成功地被采用。
ICEInternational,荷兰
VelaroE,西班牙
VelaroRUS,俄罗斯
CRH3,中国
Eurotrain,台湾-失败(今天新干线700T)
Acela快车,美国-失败(今天TGV家族AcelaExpress)
新干线(轮轨)技术
日本:
新干线(中央新干线除外)
台湾:
台湾高速铁路(以新干线系统为基础)
中国:
CRH2(以E2系列车为基础)
新干线是日本的高速铁路客运专线系统,以“子弹列车”闻名。
新干线于1964年10月1日,东京奥运前夕开始通车营运,第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。
这条路线也是全世界第一条载客营运高速铁路系统。
新干线的轨距属于标准轨(1435mm)。
除了迷你新干线的路段外,列车运行车速可达到每小时270或300公里,但在进行高速测试时,则曾创下每小时443公里的最高纪录(由955系(300X)在1996年时所创下)。
新干线通车多年从未发生过因人为因素导致有人死亡的事故,因此号称为全球最安全的高速铁路之一。
新干线的稳定运行全靠日本的良好电力技术,列车可以缩短至5分钟的班距运行,是唯一适合大量运输的高速铁路系统。
除此之外由于全面采用动力分布式设计,新干线也是世界上行驶过程最平稳的列车之一,反观法国同类的TGV高速列车,由于采最前端和最尾端的机车驱动的动力集中式设计,摇晃较大、加减速较慢,而无法以仅有5分钟的班距运行。
于2007年2月1日开始营运的台湾高速铁路即采用新干线系统作为基础,也是新干线技术首次向海外输出。
2007年初,以E2系1000番台新干线列车为基础的和谐号CRH2型电车于中国开始营运,并作出部分技术转移,使中国车厂有能力自行生产
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