陳麗寧，何淋，王新輝，唐強榮

(1. 廣州航海學院 海運學院，廣州 510725； 2. 廣州航海學院 培訓中心，廣州 510725)

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動力定位操作員適任研究綜述

陳麗寧1，何淋1，王新輝2，唐強榮1

(1. 廣州航海學院 海運學院，廣州 510725； 2. 廣州航海學院 培訓中心，廣州 510725)

首先比較了英國航海學會2007、2012和2014年制定的動力定位操作員的培訓和發(fā)證規(guī)則，指出2014年規(guī)則做出的主要修改。進而，對動力定位操作員的海洋工程船培訓、穿梭油輪培訓的內(nèi)容、體系進行研究。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了中國動力定位操作員培訓、發(fā)證中存在的問題，針對這些問題提出具有建設(shè)性的解決方法。

動力定位操作員；海洋工程船培訓；穿梭油輪培訓；動力定位模擬器

一、引言

船舶動力定位(dynamic positioning, DP)系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，它通過控制系統(tǒng)驅(qū)動船舶推進器來抵消風、浪、流等作用于船上的環(huán)境外力, 從而使船舶保持在海平面某要求的位置上。[1]DP船舶廣泛應(yīng)用于鋪管、鋪纜、采砂、挖泥、潛水支持、海上裝載作業(yè)、油輪作業(yè)等領(lǐng)域。

DP海上作業(yè)，是通過DP船船員操縱DP系統(tǒng)及其他船上設(shè)備來完成的，因此DP船船員的知識水平和操作技能直接關(guān)系到DP作業(yè)的安全和效率。DP作業(yè)由動力定位操作員(Dynamic Positioning Operator, DPO)、輪機長、值班輪機員、電子員(electro-technical officer, ETO)等協(xié)作完成。[2]DPO為DP作業(yè)中最為關(guān)鍵的人員，其他船員配合DPO共同完成DP作業(yè)。截至2014年，全球約有5000余條DP船，每條1級、2級、3級DP船需要的DPO數(shù)量約為8.7人，全球DPO缺口約為18 500人。[3]國內(nèi)研究人員對DP船舶展開了研究，研究主要集中在DP控制系統(tǒng)[4-6]、傳感器信息融合[7-9]、DP測試[10-11]、DP海上作業(yè)[12-14]、DP系統(tǒng)故障診斷[15-16]、DP船體結(jié)構(gòu)與布局[17-18]、DP系統(tǒng)濾波器[19]、DP能力[20]、DP模擬器[21-22]等。目前我國尚未有DPO培訓、發(fā)證的相關(guān)法規(guī)， DPO適任研究仍處于起步階段。

國際上DPO的適任培訓計劃主要由英國航海學會(the Nautical Institute, NI)制定。NI也負責對DPO培訓機構(gòu)授權(quán)、監(jiān)督，以及DPO證書的發(fā)放與管理。中國船員要想獲得DPO證書，需要到NI授權(quán)的培訓機構(gòu)進行培訓，培訓費用較高。我國作為一個航運大國，應(yīng)該具有自己的DPO培訓、發(fā)證的法規(guī)和體系，這既能體現(xiàn)我國航運大國的地位，擺脫國外機構(gòu)的壟斷，又有助于我國DP船船隊的建設(shè)，降低DPO培訓成本，促進船員就業(yè)。因此，系統(tǒng)地研究DPO適任，對于我國盡早制定符合我國國情的相關(guān)法規(guī)，并建立獨立自主的DPO培訓、發(fā)證體系，具有重要的意義。

二、DP系統(tǒng)的組成

DP系統(tǒng)由以下部分組成：DPO、船橋操縱臺、計算機組、環(huán)境測量系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、位置參考系統(tǒng)、艏向傳感器、推進與推力系統(tǒng)，[23]DP系統(tǒng)的各組成部分關(guān)系如圖1所示。DPO為DP系統(tǒng)中的核心操作人員。船橋操縱臺是供DPO發(fā)送和接收數(shù)據(jù)用的設(shè)備，上面放置了所有控制的輸入端、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示器、報警器和顯示器。船橋操縱臺與安裝DP控制軟件的計算機組相連，計算機組主要負責DP功能，而不負責其他功能?？刂茊卧邮窄h(huán)境測量系統(tǒng)、位置參考系統(tǒng)、艏向傳感器等發(fā)送的信息，進行數(shù)據(jù)處理，并發(fā)出推進器指令來抵抗環(huán)境因素干擾。此外，控制單元還需補償系統(tǒng)的固有滯后、消除傳感器錯誤信號。

圖1 DP系統(tǒng)的組成部分

環(huán)境測量系統(tǒng)包括風傳感器、垂直參考單元(Vertical Reference Unit, VRU)、運動參考單元(Motion Reference Unit, MRU)。其中，風傳感器用于測量風速、風向，VRU和MRU用于測量船舶的橫搖、縱搖和垂蕩。位置參考系統(tǒng)用于對船舶的位置進行觀測，包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)、激光位置參考系統(tǒng)、水聲位置參考系統(tǒng)、張緊索系統(tǒng)、微波位置參考系統(tǒng)等。艏向傳感器用于測量船艏向，由電羅經(jīng)、組合傳感器和發(fā)送型磁羅經(jīng)(Transmitting Magnetic Compass, TMC)組成。動力系統(tǒng)既需要給推進器和所有輔助系統(tǒng)提供功率，還需要給DP控制單元和測量系統(tǒng)提供功率。動力系統(tǒng)包括柴油機、交流發(fā)電機、配電盤、電源管理、功率分配和不間斷電源(Uninterruptible Power Supply, UPS)。推進器與推力系統(tǒng)的基本功能是提供反抗環(huán)境干擾因素的力和力矩，以便DP船處于規(guī)定的作業(yè)區(qū)內(nèi)。推進器與推力系統(tǒng)包括主推進器、舵、槽道推進器、全回轉(zhuǎn)推進器等。

顯然，為了能夠安全、高效地完成DP作業(yè)，DPO既要對DP作業(yè)的相關(guān)知識有足夠的了解，還要具備熟練的操作技能、一定的實踐經(jīng)驗。這就要求DPO的培訓、發(fā)證既需要考慮到知識的學習，也要考慮受訓人的實際操作能力和海上經(jīng)驗。隨著DP技術(shù)的不斷發(fā)展，DPO的適任也應(yīng)與時俱進、不斷調(diào)整。

三、NI對DPO適任標準的修改

NI和國際海事組織(International Maritime Organization, IMO)對DPO的適任均有相關(guān)規(guī)定。NI在2007年[24]頒布了DPO適任培訓的標準。2010年，IMO首次將DPO的適任寫入STCW公約[25]，即STCW公約馬尼拉修正案B-V/f部分，但該部分過于簡短。NI在2012年[26]對DPO適任標準進行了修改，主要內(nèi)容與文獻[24]基本一致，同時也滿足IMO的相關(guān)規(guī)定。2014年12月，NI對DPO適任標準做出較大修改[27]，并在2015年10月對新標準的培訓內(nèi)容進行了更為詳細的說明[28]。NI的2014年標準與之前的標準差異較大，主要體現(xiàn)在三方面：DPO培訓受訓人資質(zhì)的要求、DPO證書的分類、DPO培訓體系。

1. DPO培訓受訓人資質(zhì)要求的改變

NI對DPO培訓受訓人的資質(zhì)有一定的要求。在文獻[24][25]中，要求DPO培訓受訓人應(yīng)持有STCW第II/1、II/2、II/3、III/1、III/2、III/3條規(guī)定的證書，即DPO培訓受訓人應(yīng)持有STCW規(guī)定的海船船舶駕駛員、船長、輪機員或輪機長證書。

文獻[27][28]對DPO受訓人資質(zhì)進行了修改，主要包括兩方面。其一，除了文獻[24][25]規(guī)定的STCW證書持有人外，持有STCW公約馬尼拉修正案第III/6條所規(guī)定證書的ETO也可申請參加DPO培訓并獲得DPO證書。其二，海上職業(yè)資格證(Marine Vocational Qualification, MVQ)的持有者可申請參加DPO培訓。NI所說的MVQ，是指STCW白名單(white list)[29]所列國家頒發(fā)的沿海、內(nèi)河船員證書，即這些國家沿海、內(nèi)河船舶的高級船員、船長、輪機員、輪機長、ETO也可以參加DPO培訓。目前白名單包含中國等127個國家和地區(qū)。

需要注意的是，DPO證書應(yīng)與STCW證書或MVQ證書配合使用，DPO所工作的DP船的噸位、主推進裝置功率、航行區(qū)域要符合DPO所持有STCW或MVQ證書的相關(guān)規(guī)定。

2. DPO證書分類的改變

文獻[24][26]根據(jù)DP系統(tǒng)等級對DPO證書進行分類，分為全任務(wù)級DPO證書(full DP certificate)、有限級DPO證書(Limited Certificate)。全任務(wù)級DPO證書頒發(fā)給在2級或3級DP船上工作的DPO，有限級DPO證書頒發(fā)給在1級DP船上工作的DPO。DP系統(tǒng)的分級見文獻[23][30]。

文獻[27][28]首先根據(jù)DP船種類對DPO證書進行分類，分為海洋工程船DPO證書和穿梭油輪DPO證書，前者頒發(fā)給在海洋工程船上工作的DPO，后者頒發(fā)給在穿梭油輪上工作的DPO。這里的海洋工程船(offshore vessel)是指為離岸作業(yè)工程提供服務(wù)的一系列船舶，包括鋪管船、鋪纜船、挖泥船、鉆井支持駁船等。根據(jù)DP系統(tǒng)級別的不同，海洋工程船DPO證書又可分為未分級證書(restricted to unclassified vessels)、有限級證書(limited certificate)、無限級證書(unlimited certificate)，這三種證書與DP系統(tǒng)級別的對應(yīng)關(guān)系見表1。穿梭油輪DPO證書未根據(jù)DP系統(tǒng)級別進行進一步細分。

表1 海洋工程船DPO證書分類

3. DPO培訓體系的改變

DPO的培訓體系主要包括兩大類培訓：岸上培訓、海上培訓。岸上培訓包括理論知識培訓和模擬器培訓。海上培訓以實際操作為主，如果船上安裝有DP模擬器，也可以在船上開展模擬器培訓。[2][24][26-28]

文獻[24][26]中，雖然DPO受訓人最終獲得的證書有差別，但其在岸上培訓的內(nèi)容相同。證書的差別主要受到海上培訓的影響。海上培訓至少為180天，如果此期間受訓人一直在1級DP船上接受培訓，且得到船長簽署的適任聲明，則NI授予其限制級DPO證書；如果此期間受訓人至少有60天在2級或3級DP船上接受培訓，且得到船長簽署的適任性聲明，則NI授予其全任務(wù)級DPO證書。

文獻[27][28]對DPO培訓體系進行了較大的調(diào)整。海洋工程船DPO需要參加海洋工程船培訓(offshore training)，穿梭油輪DPO需要參加穿梭油輪培訓(shuttle tanker training)。海洋工程船培訓和穿梭油輪培訓在培訓內(nèi)容、培訓流程上均有較明顯的差異，相關(guān)內(nèi)容在下文中予以介紹。

四、海洋工程船DPO的培訓和發(fā)證

海洋工程船DPO需要參加海洋工程船培訓，海洋工程船DPO證書分為未分級證書、有限級證書、無限級證書。未分級證書的培訓和發(fā)證流程見圖2，該證書的海上培訓在0級或未分級的DP船上進行。有限級證書、無限級證書的培訓流程與未分級證書相似，但NI對海上培訓的DP船等級和時間均有要求，相關(guān)內(nèi)容將在后文介紹。

圖2 未分級證書培訓和發(fā)證流程

1. A階段：DP入門課程+在線考試

A階段培訓為DP入門課程(DP induction course)，培訓完成后受訓人會參加在線考試。DP入門課程是DPO培訓的基礎(chǔ)。該課程在NI授權(quán)的培訓中心進行，最短的培訓時間為28小時。NI建議80%的課時用于教授DP理論，20%的課時用于DP模擬器實際操作。通常DP入門課程用時4～5天；也可以用最多6周完成，每周上課1天。一名教師負責8名受訓人，使用4臺船橋操縱臺。DP入門課程的主要內(nèi)容如表2[27][28]。

參加完DP入門課程后，受訓人需要參加在線考試，考試為選擇題，考試時間為75分鐘。通過考試后，NI會頒發(fā)DP航海日志(DP logbook)給受訓人。航海日志上有受訓人的姓名、受訓人持有的STCW證書或MVQ證書的編號、培訓中心以及海上培訓需完成的任務(wù)等內(nèi)容。

2. B、D階段：海上培訓

B、D階段的培訓在海上進行。如果一天累計培訓時間不低于2小時，則計做一個DP海上時間日(DP sea time day)。海上培訓分為Active培訓和Passive培訓。

Active培訓指的是在DP船有推力時候進行的培訓和評估，培訓需要在持證DPO監(jiān)督下進行。Active培訓的主要內(nèi)容包括：DP航海日志列出的需要完成的任務(wù)、FMEA、DP試驗、應(yīng)急演習等，DP航海日志上規(guī)定的任務(wù)見表3[31]。這里所說的DP試驗包括DP年度試驗、分級試驗、承租人試驗、靠泊實驗等。DPO受訓人在船上的操作必須由持證DPO進行監(jiān)督。Passive培訓指的是在DP船無推力時候進行的培訓，這種培訓包括受訓人操作安裝在DP船上的模擬器進行的培訓。船上空間有限，所安裝的模擬器可能為功能較單一的模擬器，而非功能全面、占用空間較大的全任務(wù)模擬器。每天培訓結(jié)束后，DP船船長要在DP航海日志上簽字，未經(jīng)簽字的培訓不得計入海上培訓時間。海上培訓結(jié)束后，需要DP船船長簽署適任聲明，船公司要提供確認信，DPO受訓人在申請證書時需將適任聲明和確認信交給NI。

表2 DP入門課程主要內(nèi)容

表3 DP航海日志的任務(wù)

需要注意的是，NI要求海上培訓應(yīng)以Active培訓為主、Passive培訓為輔，Active培訓的總時間不得低于全部DP海上時間的75%。

3. C階段：DP模擬器培訓+在線考試+實操評估

參加DP模擬器培訓的受訓人，需要完成A階段和B階段的培訓和評估，具備相應(yīng)的理論基礎(chǔ)、操作技能和海上經(jīng)驗。DP模擬器培訓的授課時間最少為28小時。NI建議C階段培訓中，理論講授、案例學習部分最多占總課時的20%，實際操作時間最少占總課時的80%。為了確保受訓人可以獲得足夠多的動手機會，每名教師最多負責4名受訓人，操作一臺符合NI DP模擬器分級的A級或B級DP模擬器。NI對DP模擬器分級在文獻[28]的附錄E中。

DP模擬器培訓授課方式包括理論講授、案例學習、模擬器實際操作。其中，模擬器實際操作的主要內(nèi)容包括：傳統(tǒng)駕駛模式與DP控制模式的轉(zhuǎn)換、不同DP控制模式的操作、不同DP控制模式間的轉(zhuǎn)換、位置參考系統(tǒng)和傳感器、海圖、作業(yè)圖紙和能力曲線等文件資料、危險的評估和識別、應(yīng)急計劃和逃生路線、故障和應(yīng)急程序。培訓完畢后受訓人要參加在線考試，在線考試題型為選擇題。此外，教師根據(jù)受訓人在模擬器實際操作課程表現(xiàn)，對其操作能力進行評估。

4.海上時間縮短(Sea Time Reduction, STR)課程

DPO受訓人在完成C階段培訓后，可以選擇是否參加STR課程以縮短海上培訓的時間。STR課程在一周內(nèi)完成，總課時不得少于37.5小時。為了確保每個受訓人獲得足夠?qū)嵺`經(jīng)驗、保證教學質(zhì)量，要求每名教師指導的受訓人不得超過3人，配置一臺A級DP模擬器。授課方式以實際操作為主。課程開始由教師進行講解、布置任務(wù)，然后由受訓人操作模擬器完成任務(wù)，并在實際操作中進行案例學習。實際操作結(jié)束后要進行總結(jié)、討論，要求受訓人要有反饋。STR課程不適用于穿梭油輪培訓。

5.有限級、無限級證書對海上培訓的要求

有限級、無限級證書的培訓流程與未分級證書相同，也要求進行至少120天的海上培訓，培訓必須在1級、2級或3級DP船上進行。如果受訓人在2級或者3級DP船上培訓的時間少于60天，則可獲得有限級證書。如果受訓人在2級或者3級DP船上培訓的時間超過60天，但最后30天的海上培訓未在2級或者3級DP船上進行，則也獲得有限級證書；如果最后30天的海上培訓在2級或者3級DP船上進行，則獲得無限級證書。已經(jīng)獲得有限級證書的DPO，如果在2級或者3級DP船上繼續(xù)進行至少60天的海上培訓，其DPO證書可升級為無限級證書。

五、穿梭油輪DPO的培訓和發(fā)證

穿梭油輪DPO需要參加穿梭油輪培訓，穿梭油輪DPO培訓和發(fā)證流程如圖3所示，穿梭油輪培訓共分為11個階段。其中，第1階段與海洋工程船培訓的A階段相同，第3階段與海洋工程船培訓C階段相同，不再贅述。

圖3 穿梭油輪DPO培訓和發(fā)證流程

1.第2、4、6、8、10階段：DP海上培訓

穿梭油輪DPO受訓人在第2、4、6、8、10階段均需完成為期24天的DP海上培訓，每階段受訓人需要完成至少2次完整的海上裝載作業(yè)。一次完整的裝載作業(yè)包括：海上油田靠泊、穿梭油輪DP系統(tǒng)的設(shè)定、軟管連接、裝貨、斷開軟管連接、離泊。如果受訓人在此期間內(nèi)完成完整的海上裝載作業(yè)少于2次，則需繼續(xù)在穿梭油輪上進行海上培訓，并完成規(guī)定次數(shù)的海上裝載作業(yè)。

在第2階段，受訓人要按照DP航海日志任務(wù)部分規(guī)定的項目進行操作，以確保扎實地掌握穿梭油輪DP操作的相關(guān)知識和技能，為后續(xù)的培訓奠定良好的基礎(chǔ)。建議受訓人專注于其需要完成的任務(wù)，負責指導的DPO不要為受訓人安排其他的任務(wù)，以確保受訓人順利完成該任務(wù)。

2.第5、7、9階段：A、B、C課程(任選其一)

受訓人在第5、7、9階段，需要進行A、B、C課程的培訓，A、B、C課程可以以任意順序進行，但必須在第5、7、9階段完成。A、B、C課程均以DP模擬器操作為主。

A課程培訓時間為1～2天，每天課時不得少于6小時，每個班最多10名受訓人，培訓的主要內(nèi)容為微波位置參考系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、水聲位置參考系統(tǒng)、Parker PMS系統(tǒng)的操作。其中，Parker PMS系統(tǒng)為穿梭油輪專用系統(tǒng)，在海洋工程船培訓中不包含該系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。培訓中所用的設(shè)備由經(jīng)認可的設(shè)備生產(chǎn)商或其代理商提供。

B課程每個班級最多3名受訓人，培訓時間為5天，每天課時不得少于6小時。授課時需要采用DP模擬器，模擬器必須為A級。B課程的重點應(yīng)放在海上裝置附近的實際操作，包括：海上油田的靠泊、穿梭油輪與海洋工程終端設(shè)備間的安全相互作用。這里的安全相互作用包括錨泊系統(tǒng)的影響、軟管連接、緊急關(guān)閉、與油輪支援船的交互以及現(xiàn)場通信等。所有的推進功能、動力供應(yīng)、位置參考系統(tǒng)以及裝備和系統(tǒng)錯誤和失敗的案例和后果均應(yīng)當納入討論和練習中。參加B課程后，受訓人可以正確操作穿梭油輪的位置參考系統(tǒng)，并進行演示和說明，能夠理解位置參考系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和故障的產(chǎn)生原因及解決方法。課程結(jié)束后需要進行評估，評估包括理論知識考試和實際操作評估。

C課程每個班最多3名受訓人，總課時為37.5小時，主要內(nèi)容為非穿梭油輪作業(yè)的DP操作。操作內(nèi)容可參照海洋工程船培訓C階段。

六、我國DPO培訓現(xiàn)狀及存在的問題

我國DPO培訓處于起步階段。上海海事大學已經(jīng)建成DP中心并得到NI授權(quán)，已開始DPO培訓。大連海事大學航海學院、廣州航海學院培訓中心雖購入DP模擬器，但并未開展DPO培訓。目前我國DPO培訓存在以下幾個問題：

(1)相關(guān)法規(guī)的缺失。目前我國尚未制定DPO培訓和發(fā)證相關(guān)的法規(guī)。

(2)DPO培訓機構(gòu)的資質(zhì)受制于NI。目前國內(nèi)僅有上海海事大學DP中心得到NI認證，可以進行DPO培訓。大連海事大學航海學院、廣州航海學院培訓中心雖已購入了DP模擬器，在硬件上滿足了NI DPO培訓的要求，但由于尚未獲得NI授權(quán)，而我國也沒有相關(guān)的法規(guī)，因此無法開展DPO培訓，導致場地、設(shè)備也處于閑置狀態(tài)，造成了資源的浪費。

(3)DPO師資力量不足。目前國內(nèi)持證的DPO較少，經(jīng)驗豐富的持證DPO則更少，DPO培訓師資不足。

(4)DP模擬器為國外廠商壟斷。目前DP模擬器由Kongsburg、Transas等廠商提供，售價高昂，維修、升級不便。國內(nèi)科研機構(gòu)、高校雖進行了相關(guān)研究，但尚未有產(chǎn)品推出。

七、結(jié)語

DPO是DP海上作業(yè)的核心操作人員。目前DPO的適任培訓規(guī)則由NI制定，DPO證書的發(fā)放與管理也由NI負責。我國在DPO培訓、發(fā)證方面尚無相應(yīng)的法規(guī)，DPO適任研究仍處于起步階段。本文對DPO的適任研究進行了綜述。為了有效解決目前我國DPO培訓存在的問題，建議可采取以下措施：

(1)國內(nèi)高校、培訓機構(gòu)與NI合作辦學積累辦學經(jīng)驗。NI具有豐富的DPO培訓、管理經(jīng)驗，國內(nèi)高校、培訓機構(gòu)應(yīng)與NI密切合作，積累DPO培訓、管理經(jīng)驗，這方面上海海事大學已經(jīng)邁出了重要一步，值得國內(nèi)同行借鑒、學習。

(2)加大DPO隊伍的建設(shè)。雖然我國尚未有DPO培訓、發(fā)證的相關(guān)法規(guī)，但現(xiàn)階段船公司、海事高校及科研機構(gòu)的人員可以參加NI的DPO培訓，這樣既擴大了我國的DPO隊伍，也為DPO師資隊伍的建設(shè)打下基礎(chǔ)。建議船公司、海事高校及科研機構(gòu)給予參加DPO培訓的人員優(yōu)惠政策，使其能安心學習。

(3)政府主管部門應(yīng)出臺適合我國國情的DPO適任的法規(guī)。通過與NI合作辦學以及DPO師資隊伍的建設(shè)，為我國政府主管部門出臺DPO適任法規(guī)奠定基礎(chǔ)。制定適合我國國情的DPO適任法規(guī)，使得我國可打破NI對于DPO培訓、發(fā)證的壟斷，充分利用國內(nèi)資源，發(fā)揮主觀能動性，由“受制于人”變?yōu)椤白粤Ω薄Ｔ谥贫ǚㄒ?guī)時，需要進行充分的調(diào)研，法規(guī)需要與國際接軌，可以參考NI、IMCA的相關(guān)文件、規(guī)定。

(4)國內(nèi)科研機構(gòu)、高校、廠商應(yīng)加大DP模擬器研發(fā)力度，推出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的高品質(zhì)DP模擬器，擺脫國外廠商的壟斷，為我國DPO培訓事業(yè)貢獻出力量。

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2016-10-08

廣東省普通高校特色創(chuàng)新項目(A510602)；廣州航海學院創(chuàng)新強校工程建設(shè)項目(B510620)

陳麗寧(1981-)，男，講師，博士，主要從事虛擬現(xiàn)實、計算機圖形學等研究。

U676.2

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1006-8724(2016)04-0065-07