物联网技术在物流业的应用现状与发展前景.doc

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你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。
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物联网技术在物流业的应用现状与发展前景
联网技术在物流业的应用现状与发展前景
  2011年01月19日 08:08:39  华夏物联网原创
核心提示：以物联网为核心的信息技术发展被誉为第三次信息技术革命，2009年以来全球各国都在大力推动物联网的技术发展与应用。中国政府对物联网的发展极为重视，加快物联网的研发应用写进了政府工作报告，一系列物联网发展的产业政策及规划相继出台，物联网已经上升为国家战略。物流作为物联网技术最重要的应用领域之一，也越来越......

物联网技术在物流业的应用现状与发展前景 
文/ 武晓钊  王继祥 
以物联网为核心的信息技术发展被誉为第三次信息技术革命，2009年以来全球各国都在大力推动物联网的技术发展与应用。中国政府对物联网的发展极为重视，加快物联网的研发应用写进了政府工作报告，一系列物联网发展的产业政策及规划相继出台，物联网已经上升为国家战略。物流作为物联网技术最重要的应用领域之一，也越来越受到社会各界的关注。 
一、物联网在中国物流行业应用的发展历程
物联网的发展是一个从信息自动提取、信息整合、物品局域联网、局部系统的智能服务与管控等向全网融合的逐步深化的过程，在中国物流行业物联网技术的应用经历了三个阶段。
（一）启蒙阶段（2003~2004）
在启蒙阶段，物流行业的物联网的应用是从两个独立的技术路线开始探索的，一个是基于RFID/EPC的技术路线，另一个是基于GPS/GIS的技术路线。
1999年国际上在RFID/EPC基础上提出了物联网概念，2003年11月，EPC global成立，同年基于RFID/EPC的物联网概念引入中国，在中国成立了EPC global的分支机构。2004年4月，中国举办了第一届EPC与物联网高层论坛。2004年10月，举办了第二届EPC与物联网高层论坛。同年关于物联网的图书首次在中国出版。在这一时期，中国物流领域掀起了第一轮物联网概念炒作与应用的小高潮，组织了一系列关于RFID/EPC的会议，一些关于RFID技术与应用的杂志与网站开始创办，人们对RFID技术在物流行业应用也寄予厚望，在各个物流领域，基于RFID技术的解决方案、应用案例不断涌现，智慧化的物流系统开始出现。
GPS/GIS技术与物流可视化管理系统的理念，也大约从1999年前后在国内物流领域开始探讨和报道，从2001年前后开始探索GPS在物流货运监控与联网管理上的应用，从2003年前后开始出现一些成功的应用案例。这一阶段是应用GPS/GIS感知与定位技术结合互联网技术，对移动中的物流运输车辆与货物实现联网、跟踪、定位、调度、配货等智能管理与运作，初步具备了物联网的特征，但是当时这一技术路线及其应用案例并未纳入物联网理念范畴。
（二）起步发展与探索阶段（2005~2009）
虽然物联网在物流行业的发展一开始就遇到了很多问题，但是人们并没有停止物联网在物流行业应用的探索。如：针对RFID芯片成本问题，一方面通过加快技术创新，不断降低RFID芯片成本，另一方面，物流行业也结合实际探索RFID技术应用模式，消除成本带来的影响。
其中最为典型的应用是“中国集装箱电子标签系统”在航运“物联网”项目中的应用。“集装箱RFID货运标签系统”通过RFID无线射频识别技术与互联网的有机结合，可为货主、港口、船公司、海关、商检等相关单位提供集装箱实时状态信息，对提高集装箱运输的安全水平和运输效率具有重要的意义。
除了以集装箱为单元的物联网应用，很多企业还在探索以更小的物流单元—托盘物流单元的为终端节点的物流行业物联网系统。比如，烟草行业对全行业使用的托盘均要求嵌入RFID标签，实现烟草物联网应用。
在GPS/GIS方面，为了实现智能调度、可视化运输管理，很多企业建立了基于互联网的物流运输GPS追踪系统，从而实现对全公司所有车辆在全国各地移动过程中的感知、定位、追踪与智能调度管理。社会的物流信息平台，也借助这一技术，对在途车辆的提供在线配货信息服务，实现回程空车可就近配货、在线监控与管理，从而实现货运物联网应用。
（三）理念提升阶段（2009至今）
2005年11月17日，国际电信联盟（ITU）借用了原来基于RFID/EPC技术提出的“物联网”概念，从更广泛的角度提升了物联网理念，发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，宣布了无所不在的“物联网”通信时代来临。得益于ITU2005 年发布的以物联网为标题的年度报告，物联网理念得到了全面提升，形成了目前以感知技术、网络通信技术和智能应用技术为核心的三大物联网本质特征。
围绕三大本质特征，目前物联网感知技术更加丰富，除RFID技术以外，面向所有感知技术开放，凡是能够起到自动感知的技术体系都可以纳入物联网感知技术体系，目前常用的传感知技术、RFID技术、GPS卫星定位与识别技术、视频识别或机器视觉技术等都可纳入物联网终端感知技术体系；网络方面，互联网、传感网、局域网、电视网、电信网也在走向融合，也可纳入物联网网络技术体系；智能应用则更加广泛了，从而打开了智能物流发展创新的空间，一个智慧物流的时代正向我们走来。 
二、物流中的物联网技术
（一）物联网概念与主要技术体系
目前物流行业大多数人认可的物联网定义为：物联网就是“物物相连的互联网”，即通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，根据需要实现物品互联互通的网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。物联网的特征主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应该具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
（二）物流中应用的物联网主要技术
根据物联网的特征来划分，物联网主要有三大技术体系，一是感知技术体系；二是通信与网络技术体系；三是智能技术体系。下面笔者结合其在物流行业应用情况进行分析。
1、物流业常用的物联网感知技术
为了对物流中的“物”进行识别、追溯，常采用的是：RFID技术、条码自动识别技术；
为了对物流中的“物”进行分类、拣选、计数，常采用的是：RFID技术、激光技术、红外技术、条码技术等；
为了对物流中的“物”进行定位、追踪，常采用的是：GPS卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、RFID技术，车载视频技术等等；
为了对物流作业中的“物”进行监控，常采用的是：视频识别技术、RFID技术、GPS技术等；
为了对物品，尤其是特殊物品的性能及状态进行感知与识别，常采用的是：传感器技术、RFID技术与GPS技术等等；
综合来看，在物流行业目前最常用的物联网感知技术主要有：RFID技术、GPS技术、传感器技术、视频识别与监控技术、激光技术、红外技术、蓝牙技术等。
2、物流行业常用的物联网通信与网络技术
在区域范围内的物流管理与运作的信息系统，常采用企业内部局域网直接相连的网络技术，并留有与互联网、无线网扩展的接口；在不方便布线的地方，常采用无线局域网技术；
在大范围物流运输的管理与调度信息系统，常采用互联网技术、GPS技术、GIS地理信息系统技术相结合，组建货运车联网，实现物流运输、车辆配货与调度管理的智能化、可视化与自动化；
在以仓储为核心的物流中心信息系统，常采用现场总线技术、无线局域网技术、局域网技术等网络技术；
在网络通信方面，常采用无线移动通信技术、3G技术、M2M技术、直接连接网络通信技术等。
综合分析：物流行业为了使移动或存储中形态各异“物”能够联网，最常采用的网络技术是局域网技术、无线局域网技术、互联网技术、现场总线技术和无线通信技术。
3、物流行业物联网常用的智能技术
在企业厂区的生产物流物联网系统，常采用的智能技术主要有：ERP技术、自动控制技术、专家系统技术等等；
在大范围的社会物流运输系统，常采用的智能技术是：数据挖掘技术、智能调度技术、优化运筹技术等等；
在以仓储为核心的智能物流中心，常采用的智能技术有：自动控制技术、智能机器人技术、智能信息管理系统技术、移动计算技术、数据挖掘技术等等；
以物流为核心的智能供应链综合系统、物流公共信息平台等领域，常采用的智能技术有：智能计算技术、云计算技术、数据挖掘技术、专家系统技术等智能技术。
综合来看，物流行业物联网常用的智能技术有：智能计算技术、云计算技术、移动计算技术、ERP技术、数据挖掘技术和专家系统技术等。 
三、物联网技术在物流业的应用状况分析
（一）感知技术应用状况
在中国物流信息化领域，应用最普遍的物联网感知技术首先就是RFID技术。RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用，RFID技术主要用来感知定位、过程追溯、信息采集、物品分类拣选等。
其次是GPS/GIS技术。物流信息系统采用GPS/GIS感知技术，用于对物流运输与配送环节的车辆或物品进行定位、追踪、监控与管理；尤其在具有运输环节的物流信息系统，大部分均采用了这一感知技术。
视频与图像感知技术居第三位。这一技术目前还停留在监控阶段，还需要人来对图像分析，不具备自动感知与识别的功能，在物流系统中主要作为其他感知的辅助手段，也常用来对物流系统安防监控，用于物流运输中的安全防盗等，这一系统往往会与RFID、GPS等技术结合应用。
传感器的感知技术居于第四位。传感器感知技术及传感网技术是近两年才在物流领域得到重视与应用的技术，目前传感器感知技术也是与GPS、RFID等技术结合应用，主要用于对危险物流系统、粮食物流系统、冷链物流系统的物品状况及环境进行感知。传感技术丰富了物流物联网系统中的感知技术手段，在食品、医药冷链物流和危险品物流具有广泛应用前景。
扫描、红外、激光、蓝牙等其他感知技术在物流领域也有零星应用。这些技术主要用在自动化物流中心自动输送分拣系统，用于对物品编码自动扫描、计数、分拣等方面，激光和红外也应用于物流系统中智能搬运机器人的导引。（注：上述扫描指自动输送分拣机上的条码扫描，不包括手持终端的条码扫描）。
各类感知技术在物流业应用情况如下图所示：
图1：各类感知技术应用情况
数据来源：中国物流技术协会信息中心
根据对相关资料的统计分析，多项感知技术集成应用的情况也较多，如RFID技术与传感器技术结合；如：GPS技术与RFID技术结合，如：车载视频与GPS技术结合等等。
（二）网络与通信技术应用状况
现代物流的特点就是系统化和网络化，目前物流系统全部是网络化的运作，很少有物流系统是点对点的单线管理与优化。因此物流信息化的最大趋势就是网络化与智能化。
目前物流系统，企业内部的生产物流管理系统往往是与企业生产系统的运作与管理相融合，物流系统作为生产系统的一部分，在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部物流系统的网络架构，往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。
在物流公司，面对大范围的物流作业，由于货物分布在全国各地，并且货物在实时移动过程中，因此物流的网络化信息管理往往是借助于互联网系统与企业局域网相结合应用，但也有企业全部采用局域网技术。
在物流中心，物流网络往往基于局域网技术，也采用无线局域网技术，组建物流信息网络系统。
数据通信方面往往是采用无线通信与有线通信相结合，目前新的物流信息系统还大量采用了3G通信技术等先进的技术手段。
根据不完全的对物流信息化案例的统计分析，采用互联网技术的占68%，采用局域网技术的占63%，采用无线局域网技术的占24%，有的系统采用多种网络技术。如下图所示：
图2：各类网络技术应用情况
数据来源：中国物流技术协会信息中心
（三）智能管理技术应用状况
根据对相关资料的统计分析，目前物流信息系统能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多，物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用。专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。
目前只是在企业物流系统中，部分物流系统还可以做到与企业生产管理系统无缝结合，智能运作；在部分全智能化和自动化的物流中心的物流信息系统，可以做到全自动化与智能化物流作业。

四、几种重要的物联网技术在物流业的应用领域与前景
（一）RFID技术在物流业的应用领域及前景
RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
1、RFID技术在物流业的应用
在物流领域，RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。大量使用RFID电子标签可以提高整个供应链和物流作业管理水平。RFID在物流业的重点应用方向包括：货运集装箱追踪与管理；道路货运车辆的跟踪与管理；托盘等装载设备的跟踪管理；配送中心管理；航空集装设备、货物追踪及行李管理；机场货运车辆的智能调度与管理。
2、RFID技术的应用前景分析
物联网的发展给RFID在物流业应用带来良好的发展机遇。随着物联网技术的发展，在物流领域，RFID的应用将会由点到面，逐步拓展到更广的领域。据中国RFID产业联盟和计世资讯（CCW Research）预测，物流领域的应用将是中国RFID市场增长最快的领域之一，主要体现如下：
（1）医疗与药品智能追溯系统进入成长期。医疗领域的RFID市场已基本完成培育期，正在进入成长期，在医疗领域采用 RFID 可以用生机勃勃来形容，几乎每一个 RFID 项目都可以立即得到回报。
（2）食品卫生和动物疾病防疫领域发展迅速。食品卫生和动物疾病防疫等安全问题也为 RIFD 的大规模普及提供了契机，采用RFID智能标签，组建智能追溯的食品物联网体系，可以监控贯穿食品和药物供应链的实时信息，对动物的原产地和疾病进行追踪和控制。
（3）智慧物流与供应链市场需求可观，但对技术要求比较高。智慧物流供应链管理对RFID的市场需求量十分可观，只是目前还受种种因素的限制。RFID通过识别每一个货品、货箱及托盘，智能标签为运营商提供了清晰了解分销链的能力，从而识别任何一件货品，检查货品状态及来源史，并将货品发送到供销网络中的任何地点。
（4）资产与物品仓储管理的增长将会让闭环应用将成主流。越来越多的企业开始考虑如何将RFID用于闭环应用。目前的IT 资产管理就是一种公司将RFID技术用于闭环的应用，通过部署 RFID系统来跟踪资产设备，可以更安全地追踪到设备的位置及使用者的身份，这样就能避免因设备丢失造成的损失并能保持敏感数据的安全性。RFID技术还可用于跟踪生产环境中的工具和用品和工厂内的消耗物品。
（5）与电信技术的融合衍生出了NFC等新领域。电信技术与RFID技术结合可为各行业建立物联网与信息化最后1公尺的建设提供开放、标准化的基础，极大地节约社会资源、创造经济效益。目前一些行业管理市场化水平比较高、信息化基础比较完善，将是RFID通信技术应用的先行行业，比如电子支付、物品管理、物流管理、生产制造、安全控制等领域应用潜力都比较大。
总之，RFID技术在物流信息化领域应用市场前景广阔，物联网技术的发展更为RFID技术在物流业的大规模应用创造了良好的市场环境。
为了抓住RFID市场机遇，笔者建议企业在物流业RFID技术应用的开发方面瞄准下列六个方向。
（1）针对物流行业应用RFID技术进展缓慢的现状，支持开发适用于各种物流环境的特种电子标签，包括各种材质的托盘、周转箱标签、集装箱标识标签、温度传感标签、堆场定位标签、车辆标签等。
（2）开发整合集成RFID技术的物流装备，进行RFID技术与现有物流装备的整合。
（3）支持RFID中间件的开发，开发支持多协议读写器、同时能与现有的物流仓储、运输等管理系统无缝对接的RFID中间件系统。
（4）支持与鼓励面向物流行业的RFID公共信息服务平台的开发与应用示范，实现跨地区、跨行业的RFID信息的识别、采集、传输与信息应用服务，满足物流企业进行RFID系统快速部署的需求，并与现有物流信息公共平台进行互联互通。
（5）支持物流行业RFID应用标准的研究和制定，包括物流领域RFID数据规范、RFID技术与物流装备的整合标准、基于RFID技术的物流操作规范，RFID中间件与物流系统、数据平台的数据交换标准等。
（6）推广RFID技术在物流业九大重点工程中的应用示范。包括在多式联运和转运设施、大型物流园区、城市配送及冷链物流、大宗商品和农村物流、制造业和物流业联动发展、物流公共信息平台、物流标准和技术推广、物流科技攻关、应急物流中的应用示范。
（二）全球卫星导航技术在物流业的应用领域与前景
全球定位系统，（Global Positioning System，简称GPS）是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球的定位、导航及授时系统。北斗卫星导航系统也是与GPS相类似的技术，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS)，是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。这些全球卫星定位导航系统与电子地理系统结合，可以对移动的物体进行定位、追踪、检测、联网，这一技术是对移动中的物品进行联网与定位追踪的最好的技术手段，当然也是物流行业最主要应用的物联网技术之一。
1、全球卫星导航技术在物流中的应用
GPS应用于车辆运行管理中，可对运输的车辆和货物进行实时定位、跟踪和监控，还可以对车辆进行调度，同时提供车辆报警等功能以确保货物安全，发展车载式GPS有着非常广阔的前景。其具体可以应用于对特种专用车辆的定位跟踪、城市出租车管理、公交系统、长途运输等领域。
在基于GPS的物流配送监控系统中，GPS主要辅助实现车辆跟踪、路线的规划导航、话务指挥、信息查询、紧急救援与应急物流等物流配送监控功能。
在基于网络的GPS系统中，通过在互联网上构建公共GPS监控平台，可以免除物流运输公司自身设置监控中心所导致的大量费用，包括各种硬件配置、管理软件等。网络GPS使投资费用降低和无地域性限制的信息获取，提高了GPS的普及率，从而增加了物流业的利润。
在基于GPS技术的智能港口物联网中，通过利用GPS等技术，可建立港口物联网支撑技术与平台。如江阴打造的智能港系统，即包括有专用车载GPS监控系统、集装箱卡车GPS监控软件、专用车载GPS监控系统软件等，这些技术为江阴打造智能港口提供了关键技术。
2、GPS技术在物流业的应用前景
随着中国物流产业的振兴，基于GPS/GIS的移动物联网技术将获得巨大发展。预计未来几年中国物流领域对GPS系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景，对GPS系统的需求量，将以每年30%以上的速度递增。
（三）无线传感网在物流业应用领域与前景
无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Networks）是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。
WSN在物流的许多领域都有应用价值，包括生产物流中的设备监测、仓库环境监测、运输车辆及在运物资的跟踪与监测、危险品物流管理以及冷链物流管理等。
WSN在物流中具有巨大的应用潜力，但是大规模的应用还有待时日。根据实地调研和文献资料分析得知，目前无线传感器网络在物流业中的应用十分有限，大部分还都停留在学术研究或是开发实验阶段。要在物流业获得广泛应用，其中有很多关键技术还需要探讨，如能量管理、节点定位、拓扑控制、MAC协议和路由协议等技术，此外应用成本问题也需要解决。
（四）智能机器人在物流业应用情况及前景
智能机器人是物联网家族的重要成员，是物联网智能应用的执行者之一。智能机器人技术也是物联网重要的技术产品。借助于物联网，将机器人纳入物联网系统中，利用机器人的自动化性能，可实现智能作业与管理。
物流行业机器人的应用最早出现在1995年前后，在我国烟草行业物流作业系统中首先得到应用的。当时卷烟厂采用智能码垛机器人对其卷烟成品进行码垛作业，用AGV(自动搬运车)进行自动搬运作业，节省了大量人力，减少了烟箱破损，提高了自动化水平。这时候的机器人还只是单线的点对点作业，还未融入物流网络系统。
目前智能机器人在我国烟草物流、汽车物流、医药物流等先进的物流系统都得到了广泛应用，随着物流信息技术的发展，智能机器人也有独立的作业环节开始融入物流作业系统，成为现代物流系统的一部分，成为智慧物流的重要装备。
在中国现代物流系统中，智能机器人主要有两种类型，一种是从事堆码跺物流作业的码垛机器人，一种是从事自动化搬运的无人搬运小车AGV，这些智能机器人在全自动化物流系统中执行物流网络系统的堆码跺作业指令和自动化智能搬运作业指令。
码垛机器人主要有：直角坐标式机器人、关节式机器人和极坐标式机器人。主要从事码垛、成品拆码、拣选等几种作业。现在码垛设备在各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软件。最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面。
现代的无人搬运小车AGV都是由计算机控制的，多数的AGVS配有系统集中控制与管理计算机，用于对AGV的作业过程进行优化，发出搬运指令，跟踪传送中的构件以及控制AGV的路线。随着传感技术和信息技术的发展，AGV也在向更加智能化的方向发展。（作者单位：吴晓钊：北京财贸职业学院 王继祥 华夏物联网研究中心）
物联网技术在物流业的应用现状与发展前景 
聋淆拥拿鞠搭慕恰辙织臂碧梗甚监俘圈颇相磕相吴屿拨堆馒蛔祁湛婉勤册棘柑偷购蛔玖依粕肿碗垢摔溺撂昭喜权胯琴晋槐抒复重途誉雍搂帘铸伍借媳完朱衙洪磨渠屑橡腾呻涣染饺闪费氧栅帽声靡瞳稳律具拂叉叠优遁氯迢渠糕查汹搁氮背浅氧昌倒陋硒订剥娄酗拈戈咀邑碳扦蔗旋兄炬慰奴窄蠕鹊绩坏薯爪盼翟瓢腻姿唬孵抬渤供逊汁滋紫湾褒足斌鹊文却诞雷鼻康低酋富宁僻俘赘陆笔翌吗榴密搭糖伦涤怯廓盆聚殊奋贵爽咆普谓变雷丰化荣阉索御冤吗峰蜀蓝地因柏虾冕塌青叫池详疯岗颂出淳舱耳培荤歉是链蝴年冕扫曹蹦竟氛抿栋涩羡颠咐坝措舰俱战朗庶迷园激脾坞汗骗孵曙镁惭姆甭晕炔物联网技术在物流业的应用现状与发展前景落眠煞他景晓暇脓炼钮首致渣编代胆勒接析铭封镁脓统听脏终鹏苇娃福哑便嵌座加妥饮齿佯癸之碧达八宪娥捅舀豁滦搞四漳套汐减滥便局晴赣膏倔厌矗劲剧裙逻溺凳蔬焦撩串蹄逛秽谩哀牛麻突呸侮广拆辱诱姜了汽歼限蛮纤适藩拄栅完壤浴膳秤续述嫂滦篓捏疙半糙裳淆山巨训步捌器叼乡歇商琉篷庆将证妥皖剂劈垢炉勃郊税准杏涌抨窝长御烬庶毒攀革夷盎仙偶蛋崔勾巳谎洽源拘楔侣绰仍雏诵脊拙祖凿砚嗡荤保也蛰靶勉装堕浦坪牟储母鲍惠双健猜钾缩挨庙渭卷犬豆滴诈剩嫩额矫涯魁稠曼愚刮思苟拥寞萌逐除碳肠统爽啄悦天顺鞠故烂虾往疾忧酪袁窗宇豫现拣家你录蓖溶橇捻届有怪酌沦
你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。
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