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1、(10)申请公布号 CN 103017854 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103017854 A *CN103017854A* (21)申请号 201110294180.5 (22)申请日 2011.09.28 G01F 23/00(2006.01) (71)申请人 艾默生网络能源系统北美公司 地址 美国俄亥俄州洛雷恩市 F 大街 1122 号 (72)发明人 林涛 林奕广 段吉泉 袁珍珍 (74)专利代理机构 深圳市世纪恒程知识产权代 理事务所 44287 代理人 胡海国 (54) 发明名称 油量计算方法、 装置及监控系统 (57) 摘要 本发明公开一种油量计算方法及。
2、装置。该方 法包括步骤 ： 对储油体进行油量校准， 生成油位 高度与油量的映射表 ； 根据油量计算请求， 获取 储油体内油量的油位高度 ； 根据所述油位高度与 储油体内油量的映射表， 计算获得油量。 本发明油 量计算方法及装置通过生成油位高度与储油体内 油量的映射表， 获取油位高度后， 根据映射表进行 插值计算， 即可获得储油体内的油量。 其摆脱了油 量计算对储油体的形状的依赖， 适用于各种形状 的储油体的油量计算。 另外， 本发明还公开了一种 包含该油量计算装置的监控系统， 通过对油量计 算装置计算的油量进行分析， 若该油量符合告警 条件时， 产生告警， 达到提醒用户的目的。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 1/2 页 2 1. 一种油量计算方法， 其特征在于， 包括步骤 ： 对储油体进行油量校准， 生成油位高度与储油体内油量的映射表 ； 根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度 ； 根据所述油位高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量。 2. 根据权利要求 1 所述的油量计算方法， 其特征在于， 所述对储油体进行油量校准， 生 成油位高度与储油体内油量的映射表的步骤具体包括 ： 设置油位测量计的变换系数及油位高度采集点个。
4、数 ； 分别在每个油位高度采集点向储油体内倒入预置油量， 并获取储油体内油量的油位高 度 ； 根据所有油位高度采集点的油位高度及储油体内的油量， 生成油位高度与储油体内油 量的映射表。 3. 根据权利要求 2 所述的油量计算方法， 其特征在于， 所述获取储油体内油量的油位 高度的步骤具体为 ： 获取油位测量计采集的数据， 将所述数据根据所述变换系数生成油位高度。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的油量计算方法， 其特征在于， 所述根据所述油位 高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量的步骤具体为 ： 获取所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息 ； 根据所述油位高度在映射表的邻近油位。
5、高度采集点的信息， 进行插值计算获得油量。 5. 一种油量计算装置， 其特征在于， 包括 ： 油量校准模块， 用于对储油体进行油量校准， 生成油位高度与储油体内油量的映射 表 ； 油位高度采集模块， 用于根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度 ； 油量计算模块， 用于根据所述油位高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量。 6. 根据权利要求 5 所述的油量计算装置， 其特征在于， 所述油量校准模块具体包括 ： 参数设置单元， 用于设置油位测量计的变换系数及油位高度采集点个数 ； 映射表生成单元， 用于分别在每个油位高度采集点向储油体内倒入预置油量， 并获取 储油体内油量的油位高度， 。
6、再根据所有的油位高度采集点的油位高度及储油体内的油量， 生成油位高度与储油体内油量的映射表。 7. 根据权利要求 6 所述的油量计算装置， 其特征在于， 所述油位高度采集模块具体用 于 ： 获取油位测量计采集的数据， 将所述数据根据所述变换系数生成油位高度。 8.根据权利要求5至7中任一项所述的油量计算装置， 其特征在于， 所述油量计算模块 具体包括 ： 映射信息获取单元， 用于获取所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息 ； 油量计算单元， 用于根据所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息， 进行 插值计算获得油量。 9. 一种监控系统， 其特征在于， 包括 ： 油量计算装置， 。
7、用于根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度， 根据油位高度 与储油体内油量的映射表计算获得油量 ； 权 利 要 求 书 CN 103017854 A 2 2/2 页 3 油量分析装置， 用于对油量进行分析， 判断所述油量是否符合告警条件 ； 告警装置， 用于若油量分析装置判断该油量符合告警条件， 进行告警。 10.根据权利要求9所述的监控系统， 所述油量计算装置为权5至8中任一项所述的油 量计算装置。 11. 根据权利要求 10 所述的监控系统， 其特征在于， 所述告警条件包括 ： 储油体内油量 变化过快、 油量过低或过高的告警条件。 权 利 要 求 书 CN 103017854 A 。
8、3 1/7 页 4 油量计算方法、 装置及监控系统 技术领域 0001 本发明涉及监控测量领域， 尤其涉及一种油量计算方法、 装置及监控系统。 背景技术 0002 油位管理是通信基站监控的重要功能， 其功能点包括检测油机油位高度和剩余油 量， 跟踪油量变化速率， 当剩余油量过低或油量变化过快， 产生告警， 提示用户。 0003 在油位管理功能中， 其运作基础是对剩余油量的检测， 通过油位测量计实现。 由于 油位测量计的输出是油位高度， 而油位管理关心的是剩余油量， 因此需要通过一种运算逻 辑实现从油位高度到剩余油量的转换。 0004 目前主流计算方法是通过设置油箱形状(如 ： 圆柱体、 立方体。
9、)和相关参数(如圆 柱半径， 立方体长、 宽)， 通过数学公式， 结合采集的油位高度计算出剩余油量。 但是， 该方法 对具体油箱形状有一定依赖， 相关参数的获取也不方便。 发明内容 0005 本发明的主要目的是提供一种油量计算方法， 旨在不依赖储油体形状而计算储油 体内的油量。 0006 本发明提供了一种油量计算方法， 包括步骤 ： 0007 对储油体进行油量校准， 生成油位高度与储油体内油量的映射表 ； 0008 根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度 ； 0009 根据所述油位高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量。 0010 优选地， 所述对储油体进行油量校准， 生成油位高度。
10、与储油体内油量的映射表的 步骤具体包括 ： 0011 设置油位测量计的变换系数及油位高度采集点个数 ； 0012 分别在每个油位高度采集点向储油体内倒入预置油量， 并获取储油体内油量的油 位高度 ； 0013 根据所有油位高度采集点的油位高度及储油体内的油量， 生成油位高度与储油体 内油量的映射表。 0014 优选地， 所述获取储油体内油量的油位高度的步骤具体为 ： 0015 获取油位测量计采集的数据， 将所述数据根据所述变换系数生成油位高度。 0016 优选地， 所述根据所述油位高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量的步骤 具体为 ： 0017 获取所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集。
11、点的信息 ； 0018 根据所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息， 进行插值计算获得油 量。 0019 本发明还提供了一种油量计算装置， 包括 ： 0020 油量校准模块， 用于对储油体进行油量校准， 生成油位高度与储油体内油量的映 说 明 书 CN 103017854 A 4 2/7 页 5 射表 ； 0021 油位高度采集模块， 用于根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度 ； 0022 油量计算模块， 用于根据所述油位高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量。 0023 优选地， 所述油量校准模块具体包括 ： 0024 参数设置单元， 用于设置油位测量计的变换系数及油位。
12、高度采集点个数 ； 0025 映射表生成单元， 用于分别在每个油位高度采集点向储油体内倒入预置油量的 油， 并获取储油体内油量的油位高度， 再根据所有的油位高度采集点的油位高度及储油体 内的油量， 生成油位高度与储油体内油量的映射表。 0026 优选地， 所述油位高度采集模块具体用于 ： 0027 获取油位测量计采集的数据， 将所述数据根据所述变换系数生成油位高度。 0028 优选地， 所述油量计算模块具体包括 ： 0029 映射信息获取单元， 用于获取所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信 息 ； 0030 油量计算单元， 用于根据所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息， 进行。
13、插值计算获得油量。 0031 本发明又提供了一种监控系统， 包括 ： 0032 油量计算装置， 用于根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度， 根据油位 高度与储油体内油量的映射表计算获得油量 ； 0033 油量分析装置， 用于对油量进行分析， 判断所述油量是否符合告警条件 ； 0034 告警装置， 用于若油量分析装置判断所述油量符合告警条件， 进行告警。 0035 优选地， 所述油量计算装置为上述的油量计算装置。 0036 优选地， 所述告警条件包括 ： 储油体内油量变化过快、 油量过低或过高的告警条 件。 0037 本发明通过先生成油位高度与储油体内油量的映射表， 获取油位高度后， 。
14、根据映 射表进行插值计算， 即可获得储油体内的油量。 其摆脱了油量计算对储油体的形状的依赖， 适用于各种形状的储油体的油量计算。 另外， 本发明根据对计算的油量进行分析， 若该油量 符合告警条件时， 产生告警， 达到提醒用户的目的。 附图说明 0038 图 1 是本发明油量计算方法一实施例的流程示意图 ； 0039 图 2 是本发明油量计算方法中生成油位高度与储油体内油量的映射表的流程示 意图 ； 0040 图 3 是本发明油量计算方法中根据油位高度与储油体内油量的映射表进行油量 计算的流程示意图 ； 0041 图 4 是本发明油量计算装置一实施例的结构示意图 ； 0042 图 5 是本发明油。
15、量计算装置中油量校准模块的结构示意图 ； 0043 图 6 是本发明油量计算装置中油量计算模块的结构示意图 ； 0044 图 7 是本发明监控系统一实施例的结构示意图。 0045 本发明目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图做进一步说明。 说 明 书 CN 103017854 A 5 3/7 页 6 具体实施方式 0046 以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解， 此 处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 0047 图 1 是本发明油量计算方法一实施例的流程示意图。 0048 参照图 1， 本发明油量计算方法包括以下步骤 ： 。
16、0049 步骤 S110、 对储油体进行油量校准， 生成油位高度与储油体内油量的映射表 ； 0050 在进行油量计算之前， 先对储油体进行油量校准， 以生成油位高度与储油体内油 量的映射表。如图 2 所示， 该油位高度与储油体内油量的映射表通过以下方法生成 ： 0051 步骤 S111、 设置油位测量计的变换系数及油位高度采集点个数 ； 0052 本发明通过油位测量计测量储油体内油量的油位高度， 该油位测量计优选为液位 传感器， 当然， 也可以为其他的油位测量计， 例如超声波液位计等等。由于油位测量计得出 的数值并不一定是油位高度， 而是需要通过运算而获得油位高度。例如当储油体内油量 的油位处。
17、于某一高度时， 位于被测液体内的液位传感器所获得的是压力信号。例如， P *g*H+P0； P 为液位传感器迎液面所受压力， 为被测液体密度， g 为当地重力加速度， Po 为液面上大气压， H 为液位传感器投入液体的深度， 油位高度与液位传感器的压力信号存在 比例关系， 即变换系数。因此， 首先根据不同的油位测量计设置油位测量计的变换系数， 该 油位测量计采集的油位高度为油位测量计的测量结果与变换系数的乘积。 如果油位测量计 ( 像超声波液位计 ) 得出的数值为油位高度， 则其油位测量计的变换系数为 1。 0053 其次， 设置油位高度采集点个数。该油位高度采集点个数可以根据具体情况而设 置。
18、。例如对于满足线性关系的规则形状储油体 ( 例如立方体、 圆柱体等等 )， 则可以只设置 两个或少数几个油位高度采集点 ； 而对于复杂形状的储油体， 则可以设置多个油位高度采 集点， 油位高度采集点个数越多， 后期的油量计算的精度越高。 0054 步骤 S112、 向储油体内倒入预置油量的油， 并获取储油体内油量对应的油位高度 ； 油位高度采集次数数递增 1 ； 0055 对于第一个油位高度采集点， 向储油体内倒入 B1 的油量， 获取油位测量计采集的 油位高度为 A1， 油位高度采集点个数为 n-1。例如， 油位采集点个数为 4。第一油位采集点 时， 向储油体内倒入 B1 的油量， 获取油位。
19、测量计采集的油位高度为 A1， 油位高度采集次数 为 1 ； 第二油位采集点时， 向储油体内倒入 B2 的油量， 获取油位测量计采集的油位高度为 A2， 油位高度采集次数为 2 ； 第三油位采集点时， 向储油体内倒入 B3 的油量， 获取油位测量 计采集的油位高度为A3， 油位高度采集次数为3 ； 第四油位采集点时， 向储油体内倒入B4的 油量， 获取油位测量计采集的油位高度为 A4， 油位高度采集次数为 4。 0056 步骤 S113、 判断油位高度采集次数是否为油位高度采集点个数， 是则执行步骤 S114 ； 否则返回执行步骤 S112 ； 0057 判断油位高度采集次数是否为油位高度采集。
20、点个数， 是则执行步骤 S114 ； 否则返 回步骤 S112， 直至油位高度采集次数为油位高度采集点个数。 0058 步骤 S114、 根据所有油位高度采集点的油位高度及储油体内的油量， 生成油位高 度与储油体内油量的映射表。 0059 待油位高度采集结束后， 根据所有油位高度采集点的油位高度及储油体内的油量 说 明 书 CN 103017854 A 6 4/7 页 7 之间的对应关系， 生成油位高度与储油体内油量的映射表。 如表一所示， 油位高度采集点个 数为 4， 依次倒入储油体内的油量分别为 B1、 B2、 B3、 B4， 且获取的油位测量计的油位高度对 应为 A1、 A2、 A3、 。
21、A4。 0060 表一 0061 0062 在这里需要说明的是， 如果该储油体的形状为线性规则的， 则该映射表还可以通 过数学公式得到。例如， 油量可以根据储油体的底面积与高相乘获得。而且上述映射表中 的油量也可以为相对油量， 即剩余油量的百分比， 则根据该映射表计算的油量也为剩余油 量的百分比。 0063 步骤 S120、 根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度 ； 0064 在本发明一种实施方式中， 该油量计算请求可以通过定时触发产生， 例如设置一 时间周期， 在时间周期到达时， 即触发产生油量计算请求， 则根据该油量计算请求获取储油 体内油量的油位高度。在本发明另一种实施方式中，。
22、 该油量计算请求可以为用户输入的指 令。 当用户需要了解储油体内的油量， 可以发出油量计算请求的指令， 则根据该指令获取储 油体内油量的油位高度。 0065 本发明实施例中油位测量计置于储油体内， 用于检测储油体内的油量的位置， 即 油位高度。该步骤 S120 具体为 ： 先获取油位测量计采集的数据， 再将所述数据根据变换系 数生成油位高度。该变换系数为前述设置的变换系数。 0066 步骤 S130、 根据所述油位高度与储油体内油量的映射表， 计算获得油量。 0067 参照图 3， 步骤 S130 进一步包括 ： 0068 步骤 S131、 获取所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息 。
23、； 0069 该邻近油位高度采集点的信息为邻近油位高度采集点上， 储油体内油量的油位高 度与该油位高度对应的油量。将步骤 S120 获取的储油体内油量的油位高度与映射表中油 位高度采集点中的油位高度进行比较， 判断其在映射表的位置。例如步骤 S120 获取的储油 体内油量对应的油位高度为 A5， 该 A5 大于 A1 且小于 A2， 则获取第一油位高度采集点及第 二油位高度采集点的信息， 即第一油位高度采集点上， 储油体内油量的油位高度 A1 与该油 位高度对应的油量 B1 ； 第二油位高度采集点上， 储油体内油量的油位高度 A2 与该油位高度 A2 对应的油量 B1+B2。 0070 步骤 。
24、S132、 根据所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信息， 进行插值 计算获得油量。 0071 前述映射表生成后， 还可以通过插值计算， 获得插值公式。 则获取所述油位高度在 说 明 书 CN 103017854 A 7 5/7 页 8 映射表的邻近油位高度采集点的信息后， 通过插值公式计算获得油量。该插值计算可以包 括线性插值、 多项式插值等。在这里仅以线性插值为例， 对油量计算过程具体描述。 0072 前述映射表生成后， 可以获得线性插值 ： 0073 Kn (Vn+1-Vn)/(Hn+1-Hn) 0074 V 表示油量， H 表示液位测量计采集的油位高度， n 表示油位高度采集点编。
25、号。 0075 因此， 根据步骤 S120 获取储油体内油量的油位高度 A5， 可以通过以下公式计算对 应的油量 V ： 0076 V1 Vn-Kn(Hn-H) 或者 V1 Vn-1-Kn(H-Hn-1) 0077 H 为获取储油体内油量的油位高度 A5， Hn 及 Vn 表示大于该油位高度 A5 的第二油 位高度采集点 A2 中的油位高度及剩余油量 ； Hn-1 及 Vn-1 表示小于该油位高度 A5 的第一 油位高度采集点 A1 中的油位高度及剩余油量。 0078 通过上述任一个公式， 都可以算出对应的油量。 当然， 也可以分别通过两个公式获 得 V1及 V2， 再对其求平均 。 0079。
26、 本发明实施例通过先生成油位高度与储油体内油量的映射表， 获取油位高度后， 根据映射表进行插值计算， 即可获得储油体内的油量。其摆脱了油量计算对储油体的形状 的依赖， 适用于各种形状的储油体的油量计算。 0080 图 4 是本发明一种油量计算装置一实施例的结构示意图。 0081 参照图 4， 本发明一种油量计算装置包括 ： 0082 油量校准模块 110， 用于对储油体进行油量校准， 生成油位高度与储油体内油量的 映射表 ； 0083 油位高度采集模块 120， 用于根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度 ； 0084 油量计算模块 130， 用于根据所述油位高度与储油体内油量的映射表。
27、， 计算获得油 量。 0085 首先， 通过油量校准模块 110 生成油位高度与储油体内油量的映射表 ： 先设置油 位测量计的变换系数及油位高度采集点个数 ； 然后在每个油位高度采集点时， 向储油体内 倒入预置油量的油， 并获取储油体内油量对应的油位高度 ； 最后根据所有油位高度采集点 的油位高度与储油体内油量， 生成映射表。 0086 油位高度采集模块 120 则根据油量计算请求， 获取储油体内油量的油位高度。在 这里， 油位高度采集模块 120 通过油位测量计来测量储油体内油量的油位高度， 该油位高 度还需通过变换系数进行转换。 0087 参照图 5， 油量校准模块 110 进一步包括 ：。
28、 0088 参数设置单元 111， 用于设置油位测量计的变换系数及油位高度采集点个数 ； 0089 映射表生成单元 112， 用于分别在每个油位高度采集点向储油体内倒入预置油量 的油， 并获取储油体内油量的油位高度 ； 根据所有的油位高度采集点的油位高度及储油体 内的油量， 生成油位高度与储油体内油量的映射表。 0090 参照图 6， 油量计算模块 130 进一步包括 ： 0091 映射信息获取单元 131， 用于获取所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点 的信息 ； 0092 油量计算单元 132， 用于根据所述油位高度在映射表的邻近油位高度采集点的信 说 明 书 CN 103017854。
29、 A 8 6/7 页 9 息， 进行插值计算获得油量。 0093 映射信息获取单元 131 将油位高度采集模块获取的储油体内油量的油位高度与 映射表中油位高度采集点中的油位高度进行比较， 判断其在映射表的位置， 并获取邻近的 油位高度采集点的油位高度及对应的油量。例如， 油位高度采集模块 120 获取的储油体内 油量对应的油位高度为 A5， 该 A5 大于 A1 且小于 A2， 则获取第一油位高度采集点及第二油 位高度采集点的信息。油量计算单元 132 则根据第一油位高度采集点及第二油位高度采集 点的信息， 通过插值公式计算获得油量。该插值计算可以包括线性插值、 多项式插值等等。 在这里仅以线。
30、性插值为例， 对油量计算过程具体描述。 0094 前述映射表生成后， 可以获得线性插值 ： 0095 Kn (Vn+1-Vn)/(Hn+1-Hn) 0096 V 表示油量， H 表示液位测量计采集的油位高度， n 表示油位高度采集点编号。 0097 因此， 根据步骤 S210 获取的油位测量计采集的油位高度 A5， 可以通过以下公式计 算对应的油量 V ： 0098 V1 Vn-Kn(Hn-H) 或者 V1 Vn-1-Kn(H-Hn-1) 0099 H 为获取的油位测量计采集的油位高度 A5， Hn 及 Vn 表示大于该油位高度 A5 的第 二油位高度采集点中的油位高度及剩余油量 ； Hn-1。
31、 及 Vn-1 表示小于该油位高度 A5 的第一 油位高度采集点中的油位高度及剩余油量。 0100 通过上述任一个公式， 都可以算出对应的油量。 当然， 也可以分别通过两个公式获 得 V1及 V2， 再对其求平均 0101 本发明实施例通过先生成油位高度与储油体内油量的映射表， 获取油位高度后， 根据映射表进行插值计算， 即可获得储油体内的油量。其摆脱了油量计算对储油体的形状 的依赖， 适用于各种形状的储油体的油量计算。 0102 图 7 是本发明一种监控系统一实施例的结构示意图。 0103 参照图 7， 本发明一种监控系统包括 ： 0104 油量计算装置 210， 用于根据油量计算请求， 获。
32、取储油体内油量的油位高度， 并根 据油位高度与储油体内油量的映射表计算获得油量 ； 0105 油量分析装置 220， 用于根据油量进行分析， 判断该油量是否符合告警条件 ； 0106 告警装置 230， 若油量分析装置判断该油量符合告警条件时， 进行告警。 0107 该油量计算装置 210 中对储油体内油量进行计算， 获得油量的过程， 在上述实施 例已经详细描述， 在此就不再赘述。 0108 油量分析装置 220 对油量计算装置 210 获得的油量进行分析， 判断该油量是否符 合告警条件。 例如， 在本发明一种实施方式中， 将本次油量与上一次油量计算的油量进行比 较， 获得其油量变化速率， 判。
33、断该油量变化速率是否在预设的正常范围之内， 是则不符合告 警条件 ； 否则符合告警条件。在本发明另一种实施方式中， 将本次油量与预置油量进行比 较， 判断该本次油量是否大于预置油量， 是则不符合告警条件 ； 否则符合告警条件。在本发 明又一种实施方式中， 将本次油量与预置油量进行比较， 判断该本次油量是否小于预置油 量， 是则不符合告警条件 ； 否则符合告警条件。 0109 若油量分析装置 220 判断当前的油量符合告警条件， 告警装置 230 则产生告警信 号， 以提醒用户。 该告警信号可以根据不同的告警条件进行不同的告警， 例如油量变化过快 说 明 书 CN 103017854 A 9 7。
34、/7 页 10 的告警、 油量过低的告警、 油量过高的告警等等。 0110 本发明实施例通过对油量计算装置 210 计算的油量进行分析， 若所述油量满足告 警条件， 告警装置则产生告警信号， 达到提醒用户的目的。 0111 以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制其专利范围， 凡是利用本发明 说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 直接或间接运用在其他相关的技术领 域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书 CN 103017854 A 10 1/3 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103017854 A 11 2/3 页 12 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103017854 A 12 3/3 页 13 图 4 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103017854 A 13 。