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メタヒューリスティクスによる汎用問題解決システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 13558027
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 計算機科学
研究機関京都大学

研究代表者

茨木 俊秀  京都大学, 情報学研究科, 教授 (50026192)

研究分担者 堀山 貴史  京都大学, 情報学研究科, 助手 (60314530)
野々部 宏司  京都大学, 情報学研究科, 助手 (40324678)
柳浦 睦憲  京都大学, 情報学研究科, 講師 (10263120)
阿瀬 始  JFEエンジニアリング株式会社, 総合エンジニアリング事業部・制御技術部, 統括スタッフ(研究職)
HAJIME Ase  JFE Engineering Corporation, General Engineering Division, Research Manager
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2002年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード汎用問題解決システム / 組合せ最適化 / メタヒューリスティクス / 近似アルゴリズム / 標準問題 / 問題解決エンジン / 局所探索 / 制約充足問題 / スケジュールリング問題 / 配送計画問題 / 一般化割当問題 / 離散最適化 / スケジューリング問題 / 2次元カッティングストック問題 / 凡用アルゴリズム / 資源制約スケジューリング / 施設配置問題
研究概要

情報化とネットワーク化の進む現代社会では、解決すべき問題はますます大規模かつ複雑化している。これらの問題はさまざまな形態をとって現れるが、数学的にモデル化すると、本質的には最適化問題、それも組合せ的性質を持つ最適化問題がその核となっている場合が多い。本研究の目的は、このような組合せ最適化問題の形に記述されるものを対象とした汎用問題解決エンジンを構築することである。本アプローチの基本的な考え方は、まず、できるだけ広い対象をカバーするように標準問題を選び、それらに対して、効率が高く頑健性と汎用性に富む近似アルゴリズムを開発するというものである。アルゴリズムはすべてメタヒューリスティスの枠組に従っている。これらの中には、すでに企業において生産管理システムなどに組み込まれ定常的に利用されているものもあり、実用性の意味で高い評価を受けている。選ばれた標準問題は以下の通りである。
・制約充足問題(Constraint Satisfaction Problem,CSP)
・最大充足可能性問題(MAXimum SATisfiability problem,MAXSAT)
・資源制約スケジューリング問題(Resouce Constrained Project Scheduling Problem,RCPSP)
・一般化割当問題(Generalized Assignment Problem, GAP)、多資源一般化割当問題(Multi-Resource GAP,MRGAP)
・集合カバー問題(Set Coverlng Problem,SCP)
・配送計画問題(Vehicle Routing Problem,VRP)
・2次元詰込み問題(2-dimensional Packing Problem,2PP)
・1次元カッティングストック問題(1-dimensional Cutting STock Problem,1CSTP)
・2次元カッティングストック問題(2-dihensional Cutting Stock Problem,2CSTP)
・データからの特徴抽出問題(Feature Extraction from Data,FED)

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (70件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (70件)

  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "An improved tabu search method for the weighted constraint satisfaction problem"INFOR. 39(2). 131-151 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki: "Efficient 2 and 3-flip neighborhood search algorithms for the MAX SAT : Experimental evaluation"Journal of Heuristics. 7(5). 423-442 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Translation among CNFs, characteristic models and ordered binary decision diagrams"P.Eades and T.Takaoka(eds.), Algorithms and Computation, Lecture Notes in Computer Science, Springer. 2223. 231-243 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ono, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An index for the data size to extract decomposable structures in LAD"P.Eades and T.Takaoka(eds.), Algorithms and Computation, Lecture Notes in Computer Science, Springer. 2223. 279-290 (2001)

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  • [文献書誌] R.Enkhbat, T.Ibaraki: "Global optimization algorithms for general quadratic programming"Journal of the Mongolian Mathematical Society. 5. 22-56 (2001)

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  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "Formulation and tabu search algorithm for the resource constrained project scheduling problem"Essays and Surveys in Metaheuristics(MIC'99), edited by C.C.Rebeiro and P.Hanse, Kluwer Academic Publishers, Boston. 557-588 (2002)

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  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Ordered binary decision diagrams as knowledge-bases"Artificial Intelligence. 136. 189-213 (2002)

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  • [文献書誌] D.Ram Gaur, T.Ibaraki, R.Krishnamurti: "Constant ratio approximation algorithms for the rectangle stabbing problem and the rectilinear partitioning problem"Journal of Algorithms. 43. 138-152 (2002)

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  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "One-dimensional cutting stock problem to minimize the number of different patterns"European Journal of Operational Research. 146. 388-402 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki: "Local search algorithms for the rectangle packing problem with general spatial costs"Mathematical Programming. B97. 543-569 (2003)

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  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An LP-based local search to the one dimensional cutting stock problem using a given number of cutting patterns"IEICE Transaction on Fundamentals. E86-A(5). 1093-1102 (2003)

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  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "A local search approach to the pattern restricted one dimensional cutting stock problem"Metaheuristics : Computer Decision-Making, edited by M.G.C. Resende and J.P. de Sousa, Kluwer Academic Publishers. 673-698 (2003)

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  • [文献書誌] T.Ibaraki, S.Imahori, K.Nonobe, K.Sobue, T.Uno, M.Yagiura: "An iterated local search algorithm for routing and scheduling problem with convex time penalty functions"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 33-1-33-6 (2003)

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  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, S.Umetani, S.Adachi, T.Ibaraki: "Local Search Algorithms for the Two Dimensional Cutting Stock Problem with a Given Number of Patterns"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 35-1-35-6 (2003)

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  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "A tabu search algorithm for a generalized resource constrained project scheduling problem"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 55-1-55-6 (2003)

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  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An LP-based local search for one dimensional cutting stock problem"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 75-1-75-8 (2003)

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  • [文献書誌] M.Yagiura, S.Iwasaki, T.Ibaraki: "A very large-scale neighborhood search algorithm for the multi-resource generalized assignment problem"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 83-1-83-8 (2003)

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  • [文献書誌] R.Enkhbat, T.Ibaraki: "On the maximization and minimization of a quasiconvex function"Journal of Nonlinear and Convex Analysis. 4(1). 43-76 (2003)

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  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Translation among CNFs, characteristics models and ordered binary decision diagrams"Information Processing Letters. 85(4). 191-198 (2003)

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  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover: "An ejection chain approach for the generalized assignment problem"INFORMS Journal on computing. (to appear).

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  • [文献書誌] T.Ibaraki, S.Imahori, M.Kubo, T.Masuda, T.Uno, M.Yagiura: "Effective local search algorithms for routing and scheduling problems with general time window constraints"Transportation Science. (to appear).

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  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki: "Improved local search algorithms for rectangle packing problem with general spatial costs"European Journal of Operational Research. (to appear).

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  • [文献書誌] K.Kogan, E.Khmelnitsky, T.Ibaraki: "Dynamic generalized assignment problems with stochastic demands and multiple agent-task relationships"Journal of Global optimization. (to appear).

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  • [文献書誌] M.Yagiura, S.Iwasaki, T.Ibaraki, F.Glover: "A very large-scale neighborhood search algorithm for the multi-resource generalized assignment problem"Discrete Optimization. (to appear).

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  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Reasoning with Ordered Binary Decision Diagrams"Discrete Applied Mathematics. (to appear).

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  • [文献書誌] 柳浦睦憲, 茨木俊秀: "組合せ最適化-メタ戦略を中心として-"朝倉書店. 244 (2001)

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  • [文献書誌] 茨木俊秀: "情報学のための離散数学"昭晃堂. 240 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "An improved tabu search method for the weighted constraint satisfaction problem"INFOR. 39(2). 131-151 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki: "Efficient 2 and 3-flip neighborhood search algorithms for the MAX SAT : Experimental evaluation"Journal of Heuristics. 7(5). 423-442 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Translation among CNFs, characteristic models and ordered binary decision diagrams"Twelfth Annual International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC2001) (P.Eades and T.Takaoka (eds.)) Algorithms and Computation, Lecture Notes in Computer Science (Springer). 2223. 231-243 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ono, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An index for the data size to extract decomposable structures in LAD"Twelfth Annual International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC2001) (P.Eades and T.Takaoka (eds.)) Algorithms and Computation, Lecture Notes in Computer Science (Springer). 2223. 279-290 (2001)

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  • [文献書誌] R.Enkhbat, T.Ibaraki: "Global optimization algorithms for general quadratic programming"Journal of the Mongolian Mathematical Society. 5. 22-56 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "Formulation and tabu search algorithm for the resource constrained project scheduling problem"Essays and Surveys in Metaheuristics (MIC'99) (edited by C.C.Rebeiro and P.Hansen) (Kluwer Academic Publishers, Boston). 557-588 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Ordered binary decision diagrams as knowledge-bases"Artificial Intelligence. 136. 189-213 (2002)

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  • [文献書誌] D.Ram Gaur, T.Ibaraki, R.Krishnamurti: "Constant ratio approximation algorithms for the rectangle stabbing problem and the rectilinear partitioning problem"Journal of Algorithms. 43. 138-152 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "One-dimensional cutting stock problem to minimize the number of different patterns"European Journal of Operational Research. 146. 388-402 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki: "Local search algorithms for the rectangle packing problem with general spatial costs"Mathematical Programming. B97. 543-569 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An LP-based local search to the one dimensional cutting stock problem using a given number of cutting patterns"IEICE Transaction on Fundamentals. E86-A(5). 1093-1102 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "A local search approach to the pattern restricted one dimensional cutting stock problem"Metaheuristics : Computer Decision-Making (edited by M.G.C.Resende and J.P.de Sousa) (Kluwer Academic Publishers). 673-698 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ibaraki, S.Imahori, K.Nonobe, K.Sobue, T.Uno, M.Yagiura: "An iterated local search algorithm for routing and scheduling problem with convex time penalty functions"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 33-1-33-6 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, S.Umetani, S.Adachi, T.Ibaraki: "Local Search Algorithms for the Two Dimensional Cutting Stock Problem with a Given Number of Patterns"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 35-1-35-6 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "A tabu search algorithm for a generalized resource constrained project scheduling problem"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 55-1-55-6 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An LP-based local search for one dimensional cutting stock problem"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 75-1-75-8 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagiura, S.Iwasaki, T.Ibaraki: "A very large-scale neighborhood search algorithm for the multi-resource generalized assignment problem"The Fifth Metaheuristics International Conference (MIC2003). 83-1-83-8 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Enkhbat, T.Ibaraki: "On the maximization and minimization of a quasiconvex function"Journal of Nonlinear and Convex Analysis. 4(1). 43-76 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Translation among CNFs, characteristic models and ordered binary decision diagrams"Information Processing Letters. 85(4). 191-198 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover: "An ejection chain approach for the generalized assignment problem"INFORMS Journal on Computing. (to appear).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ibaraki, S.Imahori, M.Kubo, T.Masuda, T.Uno, M.Yagiura: "Effective local search algorithms for routing and scheduling problems with general time window constraints"Transportation Science. (to appear).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki: "Improved local search algorithms for the rectangle packing problem with general spatial costs"European Journal of Operational Research. (to appear).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kogan, E.Khmelnitsky, T.Ibaraki: "Dynamic generalized assignment problems with stochastic demands and multiple agent-task relationships"Journal of Global Optimization. (to appear).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagiura, S.Iwasaki, T.Ibaraki, F.Glover: "A very large-scale neighborhood search algorithm for the multi-resource generalized assignment problem"Discrete Optimization. (to appear).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Horiyama, T.Ibaraki: "Reasoning with Ordered Binary Decision Diagrams"Discrete Applied Mathematics. (to appear).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今堀慎治, 柳浦睦憲, 茨木俊秀: "Improved local search algorithms for the rectangle packing problem with general spatial costs"European Journal of Operational Research. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 茨木俊秀, 今堀慎治, 久保幹雄, 増田友康, 宇野毅明, 柳浦睦憲: "Effective local search algorithms for routing and scheduling problems with general time window constraints"Transportation Science. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 柳浦睦憲, 茨木俊秀, F.Glover: "An ejection chain approach for the generalized assignment problem"INFORMS Journal on Computing. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 梅谷俊治, 柳浦睦憲, 茨木俊秀: "A local search approach to the pattern restricted one dimensional cutting stock problem"Metaheuristics : Computer Decision-Making. 673-698 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 今堀慎治, 柳浦睦憲, 茨木俊秀: "Local search algorithms for the rectangle packing problem with general spatial costs"Mathematical Programming. B97. 543-569 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 梅谷俊治, 柳浦睦憲, 茨木俊秀: "One-dimensional cutting stock problem to minimize the number of different patterns"European Journal of Operational Research. 146. 388-402 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 柳浦睦憲, 茨木俊秀: "組合せ最適化-メタ戦略を中心として-"朝倉書店. 237 (2001)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umitani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "One Dimensional Cutting Stock Problem to Minimize the Number of Different Cutting Patterns"European J. of Operational Research. 146. 388-402 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] D.R.Gaur, T.Ibaraki, R.Krishanmurti: "Constant Ratio Approximation Algorithms for the Rectangle Stabbing Problem and the Rectilinear Partitioning Problem"J. of Algorithms. 43. 138-152 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "Formulation and tabu search algorithm for the resource constrained project scheduling problem"Essays and Surveys in Metaheuristics. 557-588 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Karuno, H.Nagamochi, T.Ibaraki: "Better approximation ratios for the single-vehicle scheduling problems on line-shaped networks"Networks. 39(4). 203-209 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover: "An ejection chain approach for the generalized assignment problem"INFORMS J. on Computing. (to appear).

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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