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Multitemporal analysis of the flow of sediments using MODIS MYD09 and MOD09 images 基于MODIS MYD09和MOD09影像的沉积物流量多时相分析

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-06-20 DOI: 10.18359/rcin.3854

Iván Darío Carrillo Durán, Rubén Javier Medina Daza

{"title":"Multitemporal analysis of the flow of sediments using MODIS MYD09 and MOD09 images","authors":"Iván Darío Carrillo Durán, Rubén Javier Medina Daza","doi":"10.18359/rcin.3854","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/rcin.3854","url":null,"abstract":"\u0000 \u0000 \u0000 \u0000En el presente artículo se muestra la elaboración de un modelo empírico aplicado a las imágenes MODIS MYD09 y MOD09 con base en muestras in situ de sólidos suspendidos totales (TSS) que se tomaron en las aguas del golfo de Urabá (Colombia) entre 2011 y 2015. Se analizó la variabilidad espacial y temporal a escala anual y mensual de los sedimentos, lo que mostró una diferencia marcada durante las dos temporadas climáticas (de lluvia y sequia), en la concentración y en la dirección de la pluma de sedimentación. El mejor modelo aplicado sobre las imágenes para la recuperación de los tss es la forma funcional polinómica de grado 3 que relaciona la sedimentación con la reflectancia de la banda 2, aplicadas en las imágenes MYD09. Dentro de los resultados obtenidos hay valores promedio anuales superiores a los 100mgL-1 en la bahía El Rotico, debido a los aportes dados por el río Atrato en la boca El Roto y de concentración alta de sedimentos en bahía Colombia durante el primer trimestre del año, sobre todo por la dirección de los vientos (≈150 mgL-1). La investigación permite mostrar las bondades del tratamiento digital de imágenes para recuperar la sedimentación a partir de datos de color del océano, con el propósito de obtener resultados pertinentes que ayuden a realizar un análisis de los flujos de sedimentación en el interior del golfo, sobre todo porque se constituye en un lugar de importancia ecológica por su gran biodiversidad marina y donde el conocimiento de la dinámica y concentración de los sedimentos es escaso. \u0000 \u0000 \u0000 \u0000","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-06-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43969919","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Design of a flattening filter using Fiber Bragg Gratings for EDFA gain equalization: an artificial neural network application 用于EDFA增益均衡的光纤布拉格光栅平坦滤波器的设计：人工神经网络应用

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-06-20 DOI: 10.18359/rcin.3818

David Esteban Montoya Alba, Jhonatan Mcniven Cagua Herrera, Gustavo Adolfo Puerto Leguizam´ón

{"title":"Design of a flattening filter using Fiber Bragg Gratings for EDFA gain equalization: an artificial neural network application","authors":"David Esteban Montoya Alba, Jhonatan Mcniven Cagua Herrera, Gustavo Adolfo Puerto Leguizam´ón","doi":"10.18359/rcin.3818","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/rcin.3818","url":null,"abstract":"\u0000 \u0000 \u0000This paper presents a proposal for the non-uniform gain compensation of an Erbium-doped fiber optic amplifier (EDFA) in a Wavelength Division Multiplexed (WDM) system using Fiber Bragg Gratings (FBG). In this proposal, the multilayer perceptron feed-forward artificial neural network with backpropagation was trained under the secant method (one-step secant) and was selected according to mean square error measurement. The proposal optimizes FBG parameters such as center frequency, rejection level and length in order to determine a filtering response based on a reduced number of FBGS that will be used to flatten the non-linear response of the amplifier gain and avoid the per-carrier treatment of a standard flattening filter. While an artificial neural network with a 7-10-6 structure demonstrated the feasibility of equalizing the gain of an EDFA using as few as three FBGS, a 25-18-12 structure improved the results when the configuration consisted of an FBG array of six resonances that provided similar results to that featured by the standard gain-flattening filter. The proposal was evaluated in an amplified WDM system of eight optical carriers located between 195-196.4 THz. \u0000 \u0000 \u0000","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-06-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42948296","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Edición especial en Ingeniería Eléctrica, Telecomunicaciones y Ciencias de la Computación 电气工程、电信和计算机科学特别版

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-06-20 DOI: 10.18359/rcin.4162

D. Ballesteros

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Artificial Neural Model based on radial basis function networks used for prediction of compressive strength of fiber-reinforced concrete mixes 基于径向基函数网络的人工神经模型在纤维混凝土抗压强度预测中的应用

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-06-20 DOI: 10.18359/rcin.3737

Luis Octavio González Salcedo, Aydee Patricia Guerrero Zúñiga, Silvio Delvasto Arjona, A. Will

{"title":"Artificial Neural Model based on radial basis function networks used for prediction of compressive strength of fiber-reinforced concrete mixes","authors":"Luis Octavio González Salcedo, Aydee Patricia Guerrero Zúñiga, Silvio Delvasto Arjona, A. Will","doi":"10.18359/rcin.3737","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/rcin.3737","url":null,"abstract":"\u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000Existe una relación compleja y no lineal entre los factores que influyen en la resistencia de diseño y la compresión de hormigones reforzados con fibras de acero. La relación entre las variables de entrada, los factores y la variable de salida, y la resistencia de diseño a la compresión puede ser obtenida por un modelo neuronal artificial, cuyas características sean autoadaptación, autoestudio y mapeo no lineal. En este documento se presenta la elaboración de un modelo neuronal artificial basado en redes neuronales de funciones de base radial. La resistencia de diseño a la compresión en dosificaciones de mezclas de hormigón reforzados con fibras de acero es estimada, predicción que se analiza a partir del coeficiente de correlación R al compararse con los valores reales de la resistencia. Los resultados muestran que los valores estimados usando las redes de base radial coinciden con los valores experimentales, y la capacidad de predicción de la propiedad mecánica del modelo neuronal es mejor que la de otros modelos basados en redes multicapas desarrollados por los autores. El entrenamiento de los modelos neuronales permitió concluir que el uso de relaciones de los materiales es un indicador más adecuado para la comparación entre diferentes dosificaciones de mezclas de hormigón que llevan a similares resistencias a la compresión. Así, se potencia una agenda futura en la generación de nuevos métodos de estudio de la resistencia de diseño a la compresión en hormigones reforzados con fibras metálicas en el campo de la ingeniería. \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000 \u0000","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-06-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48143272","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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A Hardware Accelerator for the Inference of a Convolutional Neural network 卷积神经网络推理的硬件加速器

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-01-01 DOI: 10.18359/rcin.4194

Edwin González, Walter D. Villamizar Luna, Carlos Augusto Fajardo Ariza

{"title":"A Hardware Accelerator for the Inference of a Convolutional Neural network","authors":"Edwin González, Walter D. Villamizar Luna, Carlos Augusto Fajardo Ariza","doi":"10.18359/rcin.4194","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/rcin.4194","url":null,"abstract":"Convolutional Neural Networks (CNNs) are becoming increasingly popular in deep learning applications, e.g. image classification, speech recognition, medicine, to name a few. However, the CNN inference is computationally intensive and demanding a large among of memory resources. In this work is proposed a CNN inference hardware accelerator, which was implemented in a co-processing scheme. The aim is to reduce the hardware resources and achieve the better possible throughput. The design was implemented in the Digilent Arty Z7-20 development board, which is based on System on Chip (SoC) Zynq-7000 of Xilinx. Our implementation achieved a of accuracy for the MNIST database using only 12-bits fixed-point format. The results show that the co-processing scheme operating at a conservative speed of 100 MHz can identify around 441 images per second, which is about 17% times faster than a 650 MHz - software implementation. It is difficult to compare our results against other implementations based on Field-Programmable Gate Array (FPGA), because the others implementations are not exactly like ours. However, some comparisons, regarding the logical resources used and accuracy, suggest that our work could be better than previous works.","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67851095","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Assessment of Image-Texture Improvement Applied to Unmanned Aerial Vehicle Imagery for the Identification of Biotic Stress in Espeletia. Case Study: Moorlands of Chingaza (Colombia) 应用图像纹理改进技术对无人机图像进行生物胁迫识别的评价。案例研究:Chingaza的Moorlands(哥伦比亚)

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-01-01 DOI: 10.18359/rcin.3842

Laura Daniela Martin, Javier Medina, E. Upegui

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Hierarchical Clustering for Anomalous Traffic Conditions Detection in Power Substations 基于分层聚类的变电站异常交通状况检测

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2019-01-01 DOI: 10.18359/rcin.4236

Erwin Alexander Leal Piedrahita

{"title":"Hierarchical Clustering for Anomalous Traffic Conditions Detection in Power Substations","authors":"Erwin Alexander Leal Piedrahita","doi":"10.18359/rcin.4236","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/rcin.4236","url":null,"abstract":"The IEC 61850 standard has contributed significantly to the substation management and automation process by incorporating the advantages of communications networks into the operation of power substations. However, this modernization process also involves new challenges in other areas. For example, in the field of security, several academic works have shown that the same attacks used in computer networks (DoS, Sniffing, Tampering, Spoffing among others), can also compromise the operation of a substation. This article evaluates the applicability of hierarchical clustering algorithms and statistical type descriptors (averages), in the identiﬁcation of anomalous patterns of traffic in communication networks for power substations based on the IEC 61850 standard. The results obtained show that, using a hierarchical algorithm with Euclidean distance proximity criterion and simple link grouping method, a correct classification is achieved in the following operation scenarios: 1) Normal trafﬁc, 2) IED disconnection, 3) Network discovery attack, 4) DoS attack, 5) IED spooﬁng attack and 6) Failure on the high voltage line. In addition, the descriptors used for the classification proved equally effective with other unsupervised clustering techniques such as K-means (partitional-type clustering), or LAMDA (diffuse-type clustering).","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67851168","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Consorcio microbiano autóctono para el tratamiento de aguas contaminadas con gasoil del puerto de Isla de Toas (Venezuela) 处理Isla de Toas港口柴油污染水的本地微生物联盟(委内瑞拉)

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2018-12-01 DOI: 10.18359/RCIN.2792

Laugeny Díaz-Borrego, Julio César Marín Leal, Desiree Alejandra Alburgue Díaz, Sedolfo José Carrasquero Ferrer, Ever Dario Morales Avendaño

{"title":"Consorcio microbiano autóctono para el tratamiento de aguas contaminadas con gasoil del puerto de Isla de Toas (Venezuela)","authors":"Laugeny Díaz-Borrego, Julio César Marín Leal, Desiree Alejandra Alburgue Díaz, Sedolfo José Carrasquero Ferrer, Ever Dario Morales Avendaño","doi":"10.18359/RCIN.2792","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/RCIN.2792","url":null,"abstract":"El tratamiento biológico de aguas contaminadas mediante consorcios microbianos autóctonos, aprovecha las potencialidades metabólicas de grupos distintos de microorganismos para degradar y/o remover una amplia variedad de compuestos. Adicionalmente, las técnicas de bioestimulación y bioaumentación contribuyen a potenciar las capacidades de estos procesos de biodegradación. El objetivo de este trabajo consistió en evaluar la utilización de un consorcio microbiano autóctono (Chlorella spp.-bacterias) para el tratamiento de aguas del puerto de Isla de Toas (Lago de Maracaibo, Venezuela), contaminadas con 1% v/v de gasoil. Para ello, se usaron dos tratamientos (T1: bioestimulado y T2: bioaumentado) y un control por 70 días, a escala de 20 L y condiciones ambientales controladas. Durante los ensayos se monitorearon: temperatura, pH, demanda química de oxígeno (DQO), nitrito, nitrato, nitrógeno total Kjeldahl, nitrógeno total (N-total), ortofosfato, fósforo total (P-total), hidrocarburos totales del petróleo (HTP), fracciones de hidrocarburos (SARA), densidad microalgal y bacteriana, y pigmentos fotosintéticos, de acuerdo con los métodos estandarizados. Los valores medios para la remoción de materia orgánica (DQO), N-total y P-total, fueron: 23,3±2,3; 35,2±4,5 y 64,6±4,8%, de 27,6±1,64; 79,8±2,05 y 87,7±1,95%, y de <0,1; 16,1±0,38 y 44,7±1,18%, para el control, T1 y T2, respectivamente. Las concentraciones finales de HTP estuvieron por encima del límite permisible de la normativa venezolana para descarga a cuerpos de aguas naturales, no obstante, se obtuvieron altas tasas de remoción de hidrocarburos saturados y aromáticos (>70%), particularmente en el tratamiento bioaumentado (T2). Los consorcios microbianos autóctonos poseen gran potencial para la biorrecuperación del agua del puerto de Isla de Toas, contaminada con hidrocarburos del petróleo, por lo cual se recomienda continuar investigando sobre esta tecnología de tratamiento.","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-12-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42714954","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Efecto de la concentración de hierro en las propiedades del NB2O5 con posible aplicación fotocatalítica 铁浓度对NB2O5性能的影响及其可能的光催化应用

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2018-12-01 DOI: 10.18359/RCIN.2669

Edwin Alberto Murillo Ruíz, Angela Mercedes Raba Páez, Miryam Rincón Joya

{"title":"Efecto de la concentración de hierro en las propiedades del NB2O5 con posible aplicación fotocatalítica","authors":"Edwin Alberto Murillo Ruíz, Angela Mercedes Raba Páez, Miryam Rincón Joya","doi":"10.18359/RCIN.2669","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/RCIN.2669","url":null,"abstract":"Actualmente, se busca desarrollar compuestos de energía de banda gap baja para ser aplicados en fotocatálisis. Se eligió dopar el pentóxido de niobio con hierro con el fin de establecer la relación entre sus propiedades estructurales, superficiales y ópticas, y posibles aplicaciones fotocatalíticas. Se prepararon polvos de Nb2O5 dopados con Fe (al 2,5%, 5% y 10%, porcentaje en peso) por el método Pechini, buscando establecer las condiciones de síntesis apropiadas para la conformación de partículas de Nb2O5:Fe. Los polvos fueron sinterizados a 600°C y 700°C por 2 h en aire y posteriormente fueron examinados por TGA, DRX, MEB, espectroscopía de reflectancia difusa UV-vis y por el método BET. En las muestras precalcinadas el análisis térmico permitió establecer el comportamiento del porcentaje de pérdida de peso en función de la temperatura. Se compararon los resultados obtenidos para el óxido no dopado con los del Nb2O5 dopado con Fe para analizar sus propiedades cristalinas. Los difractogramas del Nb2O5 dopado con Fe al 2,5% y 5%, sometido a 700°C, fueron similares al del Nb2O5 no dopado indicando que el Nb fue sustituido por el Fe y, por lo tanto, no se presentan variaciones considerables en la estructura del óxido. El tamaño de cristalito de las partículas nanoestructuradas de Nb2O5 dopado con Fe se incrementó en todos los casos, cuando la temperatura de sinterización se incrementó de 600°C a 700°C. La energía de banda gap del Nb2O5:Fe disminuyó con el incremento de la temperatura para las concentraciones de 2,5% y 5%. El valor del SBET aumentó con el incremento de la concentración de hierro. La muestra Nb2O5:Fe5%, calcinada a 700°C, presentó una Eg de aproximadamente 2,69 eV y características estructurales y superficiales que la hacen promisoria para pruebas de desempeño fotocatalítico.","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-12-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42262757","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Metodología para evaluación de impacto ambiental de proyectos de infraestructura en Colombia 哥伦比亚基础设施项目环境影响评估方法

Ciencia e Ingenieria Neogranadina Pub Date : 2018-06-01 DOI: 10.18359/RCIN.2941

Margarita Inés Viloria Villegas, Lorena Cadavid, Gabriel Awad

{"title":"Metodología para evaluación de impacto ambiental de proyectos de infraestructura en Colombia","authors":"Margarita Inés Viloria Villegas, Lorena Cadavid, Gabriel Awad","doi":"10.18359/RCIN.2941","DOIUrl":"https://doi.org/10.18359/RCIN.2941","url":null,"abstract":"La Evaluación de Impactos Ambientales (EvIA), requiere herramientas estándar con un marco establecido para la evaluación ambiental. En esto se ha avanzado en Colombia con la expedición de términos de refencia para la realización de estudios ambientales por sector productivo, sin embargo se sigue evidenciando poca calidad de los estudios ambientales, una gran diversidad de métodos con incosistencias metodológicas e incluso conceptuales, sumado al uso de juicios de valor que dependen del profesional que los ejecuta y a que las escalas de valoración cualitativas no son claras o adecuadas, lo cual sesga los resultados. Por lo anterior, el objetivo de este artículo es presentar un marco metodológico cualitativo para la evaluación del impacto ambiental de proyectos de infraestructura en el contexto Colombiano, considerando el ciclo técnico de proyectos. Este artículo está organizado como sigue. Inicialmente se presenta el soporte conceptual del que nace la propuesta metodológica; luego se indica la forma en que se desarrolló el trabajo, presentando los lineamientos que orientaron la selección de los criterios y atributos para la EvIA. Posteriormente se explora la metodología diseñada para llevar a cabo esta valoración, y se procede con la discusión de los hallazgos encontrados en la elaboración de la investigación. Como principal conclusión se tiene la necesidad de seguir profundizando en el escalamiento de atributos para EvIA con el fin se seguir reduciendo el sesgo en las evaluaciones ambientales, y generando mayor estandarización en los procesos que conllevan a determinar el impacto de proyectos de infraestructura en Colombia.","PeriodicalId":31201,"journal":{"name":"Ciencia e Ingenieria Neogranadina","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-06-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44851525","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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