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“隔爆兼本安”型設計是煤礦井下用于含有瓦斯、煤塵爆燃環境電氣設備的經典且關鍵的安全設計理念。它將兩種防爆型式——隔爆型（Ex d）和本質安全型（Ex i）——有機整合在同一臺設備中，以應對設備內部不同電路的能量等級和風險差異。設備中可能產生足以引燃爆燃混合物的電火花或高溫的強電電路（如電源模塊、功率輸出單元）被安置在具有高負荷機械結構的隔爆外殼內。這種外殼能夠承受內部爆燃壓力而不損壞，并能通過精密的接合面間隙冷卻和阻隔火焰向外傳播。與此同時，需要連接到危險區域現場傳感器、執行器或遠程I/O的弱電信號電路，則被設計成本質安全回路。本安電路通過采用限流、限壓、隔離等保護性元器件，將電路在任何正常工...

在“隔爆兼本安”設備中，隔爆腔（強電區）與本安腔（弱電區）之間絕非簡單的導線連接，必須設置可靠的電氣隔離元件，這是防止危險能量從隔爆側竄入本安側、破壞其本質安全性能的生命線。這種隔離必須滿足兩個中心要求：能量限制和接地隔離。常用的隔離元件包括：1.隔離變壓器：用于電源隔離，防止高電壓從一次側（隔爆側）傳導至二次側（本安側）。2.光耦合器或繼電器：用于信號隔離，通過光電轉換或機械觸點實現信號的傳遞，同時切斷直接的電氣連接。3.本質安全柵（齊納柵或隔離柵）：這是專業、常用的關聯設備。它串聯在非本安電路與本安電路之間，內部集成了限流電阻、快速熔斷器和限壓齊納二極管。一旦非本安側異常電壓入侵，安全柵能...

在追求極大速動性的保護場景中，傳統“采集-上送主站-主站判斷-下發命令”的集中式架構，其通信和計算環節累積的延時可能成為瓶頸。對等直采直跳模式（也稱為“點對點模式”或“直接跳閘”）是解決這一問題的關鍵技術。它摒棄了中間的主站或邏輯處理單元，讓相關保護裝置之間通過特定的、點對點的通信通道（通常是光纖）直接連接。在此模式下，各保護裝置不僅直接采集本地的電流電壓（直采），還能通過特定通道實時接收對側或其他相關間隔的原始采樣值或邏輯判斷結果。當預設的跳閘條件（如差流越限、方向判斷）滿足時，裝置無需等待任何上級指令，直接向指定的對側開關或本開關發出跳閘命令（直跳）。整個過程繞過了站控層網絡和主CPU的軟...

煤礦井下供電網絡因采區推進、工作面搬遷而頻繁改變運行方式是常態。固定邏輯和定值的傳統防越級系統難以適應這種動態變化。自適應防越級技術正是為解決此問題而生，它使保護系統能夠像“活”的神經系統一樣，感知網絡狀態并動態調整自身行為。其實現依賴于實時拓撲識別和在線整定計算兩大引擎。系統通過實時采集全站所有開關、刀閘的位置信號，并結合電氣量關聯分析，自動辨識出當前的電網運行方式（即哪條線路運行、哪條線路備用、母線如何分段）。在線整定引擎則內置了電網參數模型和整定計算規則庫。一旦拓撲識別模塊檢測到網絡結構發生變化（例如聯絡開關合上，兩條母線并列運行），整定引擎即刻啟動，根據新拓撲下的短路電流分布重新計算相...

綜采工作面是煤礦生產的中心，隨著采煤機、刮板輸送機等重型設備的持續推進，為其供電的電源點也必須能夠靈活移動。固定式變電所距離過遠會導致供電距離長、壓降大、損耗高，而礦用移動式變電站正是解決這一難題的“電力隨行堡壘”。它通常將高壓開關、干式變壓器、低壓饋電開關、保護及控制系統高度集成在一個或數個具有隔爆外殼的拖車或撬裝平臺上，形成一個完整的單獨供電單元。移動變電站通過高壓屏蔽橡套軟電纜與井下的長久供電網絡連接，接收6kV或10kV電源，經變壓器降壓至1140V或660V后，直接為工作面的設備供電。其極大的優勢在于可跟隨工作面推進而定期遷移，始終保持極好的供電距離，確保供電質量和設備啟動性能。同時...

“隔爆兼本安”型設計是工程智慧的集中體現，它完美地解決了礦用電氣設備中強電與弱電共存時的綜合防爆難題。設備內部，強電驅動部分（如電機控制回路、開關電源、功率輸出級）需要較高的電壓和電流來產生足夠的驅動力，其能量水平遠超本安限制，因此被置于堅固的隔爆腔內，利用隔爆外殼來管理其可能產生的危險火花與高溫。而弱電控制與信號部分（如PLC、通訊模塊、輸入輸出接口）則被設計為本安電路，它們以極低的能量水平工作，可以直接安全地與非本安的監控系統或危險的現場儀表連接。這種設計使得一臺設備能夠同時具備兩種關鍵能力：一是利用隔爆腔內的強電可靠地驅動執行機構（如控制大型電磁起動器）；二是通過本安電路安全地接收來自危...

任何依賴通信的系統，都必須正視通信通道可能中斷的風險。對于防越級跳閘這類基于網絡化信息的保護方案，設計完備的通信中斷后備保護策略是工程應用的剛性要求，也是系統可靠性的墊底防線。該策略的中心思想是：當通信正常時，執行快速、準確的智能防越級邏輯；當通信完全中斷或嚴重異常時，系統應能無縫、可靠地降級到一套不依賴通信的、傳統的后備保護模式。常見的后備策略包括：1.自動切換為傳統電流時間保護：每臺保護裝置內部預設兩套定值，智能防越級定值和一套經過謹慎整定的、確保選擇性的常規過流保護定值。裝置持續監測通信狀態，一旦通信失效超時，則自動啟用后備定值組。2.基于本地量的簡化邏輯：在一些更智能的裝置中，即使通信...

綜采工作面是煤礦生產的中心，隨著采煤機、刮板輸送機等重型設備的持續推進，為其供電的電源點也必須能夠靈活移動。固定式變電所距離過遠會導致供電距離長、壓降大、損耗高，而礦用移動式變電站正是解決這一難題的“電力隨行堡壘”。它通常將高壓開關、干式變壓器、低壓饋電開關、保護及控制系統高度集成在一個或數個具有隔爆外殼的拖車或撬裝平臺上，形成一個完整的單獨供電單元。移動變電站通過高壓屏蔽橡套軟電纜與井下的長久供電網絡連接，接收6kV或10kV電源，經變壓器降壓至1140V或660V后，直接為工作面的設備供電。其極大的優勢在于可跟隨工作面推進而定期遷移，始終保持極好的供電距離，確保供電質量和設備啟動性能。同時...

礦用變電站運行于存在瓦斯、煤塵爆燃風險的井下環境，同時面臨潮濕、淋水、粉塵、振動等惡劣工況，因此其設計必須遵循遠超地面變電站的極端標準。在防爆方面，整個變電站（尤其是包含高電壓、大電流開關設備的箱體或硐室）通常需整體設計成隔爆型（Ex d）或采用澆封、增安等復合防爆型式，確保內部電氣故障產生的火花或高溫不會引燃外部環境。所有引入引出電纜必須通過嚴格的隔爆接線腔和密封圈。在防護等級上，外殼需至少達到IP54（防塵、防濺水）以上，對于有壓力水沖洗可能的場所，要求甚至高達IP65。結構上需考慮堅固耐用，能承受運輸、安裝過程中的碰撞和長期運行的機械應力。內部電氣間隙、爬電距離因井下潮濕環境而需加大。此...

礦鴻操作系統（HarmonyOSforMines，簡稱“礦鴻”）是華為公司基于開源鴻蒙，面向礦山行業深度定制的工業級智能終端操作系統。其重要設計目標在于徹底解決礦山領域長期存在的“七國八制”問題，即不同廠商、不同時期、不同型號的設備采用各異的通信協議、數據格式和接口標準，導致系統集成困難、數據互通成本高昂、形成大量信息孤島。礦鴻通過構建統一的設備語言和數據框架，為從傳感器、控制器到大型機械的所有礦山設備提供了共通的“數字底座”。它具備分布式軟總線、統一數據服務、設備虛擬化等關鍵技術，使得設備能夠像智能手機連接藍牙耳機一樣，實現“近場無感”的自動發現、快速組網和能力協同。對于礦用變電站而言，這意...

防越級跳閘技術的目標與價值，在于實現保護動作的選擇性。在煤礦井下多級串聯的放射狀供電網絡中，當線路末端（如采煤機支路）發生短路故障時，理想的保護動作序列應是：故障點較近的支線開關（如饋電開關）快速跳閘，將故障隔離在外；其上一級的干線開關（如采區變電所出線開關）感知到下游故障已被切除，則應保持閉合，繼續為其他健康支路供電。這種“誰的孩子誰抱走”的原則，能將停電影響范圍限制在極小，極大程度保障非故障區域的生產連續性、通風與排水安全。防越級跳閘的一切技術手段，無論是基于通信的還是自適應的，都服務于這個根本目標——確保物理上距離故障點較近的開關率先、且只能是這個動作。這是衡量一套供電保護系統是否智能、...

綜采工作面是煤礦生產的中心，隨著采煤機、刮板輸送機等重型設備的持續推進，為其供電的電源點也必須能夠靈活移動。固定式變電所距離過遠會導致供電距離長、壓降大、損耗高，而礦用移動式變電站正是解決這一難題的“電力隨行堡壘”。它通常將高壓開關、干式變壓器、低壓饋電開關、保護及控制系統高度集成在一個或數個具有隔爆外殼的拖車或撬裝平臺上，形成一個完整的單獨供電單元。移動變電站通過高壓屏蔽橡套軟電纜與井下的長久供電網絡連接，接收6kV或10kV電源，經變壓器降壓至1140V或660V后，直接為工作面的設備供電。其極大的優勢在于可跟隨工作面推進而定期遷移，始終保持極好的供電距離，確保供電質量和設備啟動性能。同時...

邊緣計算的重要價值在于將數據分析與決策能力下沉到數據產生源頭，以減少延遲、減輕云端壓力、并在網絡中斷時保持自治。礦鴻操作系統為礦用變電站實現真正的智能邊緣計算提供了強大平臺。它不單是一個通信中間件，更提供了一個包含分布式數據管理、統一AI框架和輕量級容器的完整計算環境。在礦鴻賦能下，部署在井下變電站的智能網關或高級保護裝置，不再單單是數據轉發器。它們能夠就地運行復雜的分析算法：例如，在本地實時分析饋線零序電流的暫態波形特征，自主完成高精度的漏電選線判斷，將結果（而非原始海量波形數據）上傳，將決策延遲從秒級降至毫秒級。再如，可本地部署電纜絕緣劣化預測模型，持續分析泄漏電流趨勢，提前數天預警，實現...

傳統礦山設備互聯依賴復雜的人工配置，包括設置IP地址、安裝特定驅動、編寫點表等，過程繁瑣且易錯。礦鴻操作系統通過分布式軟總線技術，從根本上改變了這一模式，實現了智能設備間的“近場無感”快速互聯。其原理是，搭載礦鴻的設備在通電入網后，能自動向局域網內廣播自身的“身份”與“能力”（即它是什么設備、能提供哪些數據或服務）。周圍的礦鴻設備在接收到這些信息后，無需人工干預，即可自動完成安全認證和連接建立，形成一個虛擬的、統一的設備池。例如，一臺新安裝的智能饋電保護裝置，可以被鄰近的監控主機、智能傳感器甚至是巡檢機器人自動發現并識別為“線路保護單元”，其采集的電流、故障信號等數據服務能立即被網絡中的其他授...

礦用變電站運行于存在瓦斯、煤塵爆燃風險的井下環境，同時面臨潮濕、淋水、粉塵、振動等惡劣工況，因此其設計必須遵循遠超地面變電站的極端標準。在防爆方面，整個變電站（尤其是包含高電壓、大電流開關設備的箱體或硐室）通常需整體設計成隔爆型（Ex d）或采用澆封、增安等復合防爆型式，確保內部電氣故障產生的火花或高溫不會引燃外部環境。所有引入引出電纜必須通過嚴格的隔爆接線腔和密封圈。在防護等級上，外殼需至少達到IP54（防塵、防濺水）以上，對于有壓力水沖洗可能的場所，要求甚至高達IP65。結構上需考慮堅固耐用，能承受運輸、安裝過程中的碰撞和長期運行的機械應力。內部電氣間隙、爬電距離因井下潮濕環境而需加大。此...

綜采工作面是煤礦生產的中心，隨著采煤機、刮板輸送機等重型設備的持續推進，為其供電的電源點也必須能夠靈活移動。固定式變電所距離過遠會導致供電距離長、壓降大、損耗高，而礦用移動式變電站正是解決這一難題的“電力隨行堡壘”。它通常將高壓開關、干式變壓器、低壓饋電開關、保護及控制系統高度集成在一個或數個具有隔爆外殼的拖車或撬裝平臺上，形成一個完整的單獨供電單元。移動變電站通過高壓屏蔽橡套軟電纜與井下的長久供電網絡連接，接收6kV或10kV電源，經變壓器降壓至1140V或660V后，直接為工作面的設備供電。其極大的優勢在于可跟隨工作面推進而定期遷移，始終保持極好的供電距離，確保供電質量和設備啟動性能。同時...

在煤礦多級串聯的放射狀供電網絡中，當線路末端發生短路故障時，理論上應由較靠近故障點的分支開關（如饋電開關）首先跳閘隔離故障。然而，由于短路電流水平相近、保護定值配合困難或動作時間離散性等原因，常常出現上級開關（如變電所出線開關甚至進線開關）越級搶先跳閘的情況。這導致故障影響范圍被無謂擴大，造成大面積非故障區域停電，嚴重威脅礦井通風、排水等安全關鍵負荷，并帶來巨大的生產損失。防越級跳閘技術就是為了精確解決這一問題而生。它通過技術手段確保保護動作的選擇性，使故障被極大限度地限制在極小范圍。現代防越級方案已從單純依賴電流-時間（I-t）特性階梯配合，發展為基于高速通信網絡的智能協同方案。這些方案利用...

傳統礦山設備互聯依賴復雜的人工配置，包括設置IP地址、安裝特定驅動、編寫點表等，過程繁瑣且易錯。礦鴻操作系統通過分布式軟總線技術，從根本上改變了這一模式，實現了智能設備間的“近場無感”快速互聯。其原理是，搭載礦鴻的設備在通電入網后，能自動向局域網內廣播自身的“身份”與“能力”（即它是什么設備、能提供哪些數據或服務）。周圍的礦鴻設備在接收到這些信息后，無需人工干預，即可自動完成安全認證和連接建立，形成一個虛擬的、統一的設備池。例如，一臺新安裝的智能饋電保護裝置，可以被鄰近的監控主機、智能傳感器甚至是巡檢機器人自動發現并識別為“線路保護單元”，其采集的電流、故障信號等數據服務能立即被網絡中的其他授...

在煤礦多級串聯的放射狀供電網絡中，當線路末端發生短路故障時，理論上應由較靠近故障點的分支開關（如饋電開關）首先跳閘隔離故障。然而，由于短路電流水平相近、保護定值配合困難或動作時間離散性等原因，常常出現上級開關（如變電所出線開關甚至進線開關）越級搶先跳閘的情況。這導致故障影響范圍被無謂擴大，造成大面積非故障區域停電，嚴重威脅礦井通風、排水等安全關鍵負荷，并帶來巨大的生產損失。防越級跳閘技術就是為了精確解決這一問題而生。它通過技術手段確保保護動作的選擇性，使故障被極大限度地限制在極小范圍。現代防越級方案已從單純依賴電流-時間（I-t）特性階梯配合，發展為基于高速通信網絡的智能協同方案。這些方案利用...

高級的智能預警（如絕緣劣化預警、機械故障前兆識別）絕非單一參數閾值報警，而是基于多維度、跨專業數據的融合分析與模式識別。傳統系統因數據孤島，難以獲得訓練和運行此類模型所需的“飼料”。礦鴻作為統一的“數字底座”，其重要價值在于能夠高效、標準化地匯聚全站多源異構數據。這些數據包括：電氣量數據（電流、電壓、功率）、設備狀態數據（開關位置、保護動作）、在線監測數據（溫度、局放、振動）、環境數據（溫濕度、瓦斯濃度）甚至視頻數據中的結構化信息。礦鴻的分布式數據管理服務，能將這些來自不同廠家、不同協議、不同采樣率的數據，在統一的時間和空間框架下進行對齊、清洗和關聯，形成描述某個設備或子系統完整狀態的“數據實...

傳統礦山設備互聯依賴復雜的人工配置，包括設置IP地址、安裝特定驅動、編寫點表等，過程繁瑣且易錯。礦鴻操作系統通過分布式軟總線技術，從根本上改變了這一模式，實現了智能設備間的“近場無感”快速互聯。其原理是，搭載礦鴻的設備在通電入網后，能自動向局域網內廣播自身的“身份”與“能力”（即它是什么設備、能提供哪些數據或服務）。周圍的礦鴻設備在接收到這些信息后，無需人工干預，即可自動完成安全認證和連接建立，形成一個虛擬的、統一的設備池。例如，一臺新安裝的智能饋電保護裝置，可以被鄰近的監控主機、智能傳感器甚至是巡檢機器人自動發現并識別為“線路保護單元”，其采集的電流、故障信號等數據服務能立即被網絡中的其他授...

在追求極大速動性的保護場景中，傳統“采集-上送主站-主站判斷-下發命令”的集中式架構，其通信和計算環節累積的延時可能成為瓶頸。對等直采直跳模式（也稱為“點對點模式”或“直接跳閘”）是解決這一問題的關鍵技術。它摒棄了中間的主站或邏輯處理單元，讓相關保護裝置之間通過特定的、點對點的通信通道（通常是光纖）直接連接。在此模式下，各保護裝置不僅直接采集本地的電流電壓（直采），還能通過特定通道實時接收對側或其他相關間隔的原始采樣值或邏輯判斷結果。當預設的跳閘條件（如差流越限、方向判斷）滿足時，裝置無需等待任何上級指令，直接向指定的對側開關或本開關發出跳閘命令（直跳）。整個過程繞過了站控層網絡和主CPU的軟...

防越級跳閘技術的目標與價值，在于實現保護動作的選擇性。在煤礦井下多級串聯的放射狀供電網絡中，當線路末端（如采煤機支路）發生短路故障時，理想的保護動作序列應是：故障點較近的支線開關（如饋電開關）快速跳閘，將故障隔離在外；其上一級的干線開關（如采區變電所出線開關）感知到下游故障已被切除，則應保持閉合，繼續為其他健康支路供電。這種“誰的孩子誰抱走”的原則，能將停電影響范圍限制在極小，極大程度保障非故障區域的生產連續性、通風與排水安全。防越級跳閘的一切技術手段，無論是基于通信的還是自適應的，都服務于這個根本目標——確保物理上距離故障點較近的開關率先、且只能是這個動作。這是衡量一套供電保護系統是否智能、...

傳統的礦用變電站自動化終端設備，如RTU（遠程終端單元）或通信管理機，其防爆設計往往較為單一，或需要外接復雜的防爆箱，導致系統臃腫、接線復雜。新一代的智能終端（如智能測控裝置、邊緣計算網關）正朝著高度集成的“隔爆兼本安”一體化設計演進。這種終端將強大的計算中心、通信模塊和電源，整體置于一個經過認證的隔爆外殼內，形成一個單獨的“智能防爆體”。同時，在其外殼上集成了標準化的本安接口（如本安以太網口、本安RS485口、本安數字量輸入/輸出端子）。這種設計帶來了開創性優勢：首先，它簡化了系統架構。現場的本安傳感器可直接接入終端，無需經過額外的安全柵機架；其次，提升了可靠性。所有內部連接在工廠完成并密封...

與分布式區域閉鎖方案并行，集中式智能判定模式是另一種先進的技術路徑。該模式在井下變電所或地面設置一個集中式保護主站（或智能保護服務器）。所有下級饋線、干線開關的智能終端（IED）將實時采集的電流、電壓等模擬量及狀態信息，通過高速網絡同步上傳至該主站。主站擁有全站的實時網絡拓撲模型和所有線路參數。當系統任何地點發生故障時，主站基于接收到的全局同步數據，利用集中式的高級保護算法（如廣域差動、集中式方向比較）進行毫秒級的快速計算和比對，準確判定故障所在的分區或線路。判定完成后，主站直接向故障線路兩側的開關下達準確的“跳閘”指令，同時向所有非故障開關下達“保持”或“閉鎖”指令。這種模式的優點是決策高度...

礦鴻操作系統（HarmonyOSforMines，簡稱“礦鴻”）是華為公司基于開源鴻蒙，面向礦山行業深度定制的工業級智能終端操作系統。其重要設計目標在于徹底解決礦山領域長期存在的“七國八制”問題，即不同廠商、不同時期、不同型號的設備采用各異的通信協議、數據格式和接口標準，導致系統集成困難、數據互通成本高昂、形成大量信息孤島。礦鴻通過構建統一的設備語言和數據框架，為從傳感器、控制器到大型機械的所有礦山設備提供了共通的“數字底座”。它具備分布式軟總線、統一數據服務、設備虛擬化等關鍵技術，使得設備能夠像智能手機連接藍牙耳機一樣，實現“近場無感”的自動發現、快速組網和能力協同。對于礦用變電站而言，這意...

在“隔爆兼本安”設備上進行的任何接線與維護操作，都絕非普通的電氣作業，而是關乎整個防爆體系完整性的關鍵安全工序，必須像外科手術一樣嚴格遵循國家《GB 3836爆燃性環境》系列標準和產品使用說明書中的防爆規程。接線時，操作人員必須確保：引入裝置的密封圈規格與電纜外徑精確匹配，壓緊后能可靠密封，防止氣體沿縫隙滲入；隔爆腔內多余的進線孔必須用符合標準的金屬堵板封死，保持隔爆完整性；接線端子必須擰緊，防止松動產生火花，且電氣間隙和爬電距離必須滿足防爆要求。維護時，規程更為嚴格：必須在安全場所停電后進行，嚴禁帶電開蓋；開蓋前需確認周圍20米內瓦斯濃度低于1%；拆卸時需妥善保管所有防爆零件（如特殊螺釘、彈...

在傳統變電站中，防越級跳閘邏輯通常以固件形式固化在各保護裝置中，或依賴于固定的PLC程序。一旦電網拓撲結構因采區推進、工作面搬遷而改變（這在煤礦井下是常態），就需要技術人員逐一現場修改每個相關裝置的定值或邏輯，工作繁瑣、易錯且停機時間長。礦鴻操作系統帶來的統一平臺，為這一痛點提供了創新的解決方案。基于礦鴻的分布式架構，防越級跳閘的重要判斷邏輯可以作為一個或一組“服務化”的應用APP而存在。當網絡拓撲變更時，地面工程師只需在圖形化界面上進行拓撲更新和邏輯關系重定義，系統即可通過礦鴻的部署管理功能，將更新后的邏輯APP或配置文件，安全、準確地下發至相關邊緣計算節點（如各保護裝置）并開啟。這實現了防...

礦鴻操作系統（HarmonyOSforMines，簡稱“礦鴻”）是華為公司基于開源鴻蒙，面向礦山行業深度定制的工業級智能終端操作系統。其重要設計目標在于徹底解決礦山領域長期存在的“七國八制”問題，即不同廠商、不同時期、不同型號的設備采用各異的通信協議、數據格式和接口標準，導致系統集成困難、數據互通成本高昂、形成大量信息孤島。礦鴻通過構建統一的設備語言和數據框架，為從傳感器、控制器到大型機械的所有礦山設備提供了共通的“數字底座”。它具備分布式軟總線、統一數據服務、設備虛擬化等關鍵技術，使得設備能夠像智能手機連接藍牙耳機一樣，實現“近場無感”的自動發現、快速組網和能力協同。對于礦用變電站而言，這意...

礦用變電站的技術演進正圍繞三個中心維度加速推進。高可靠性是生命線，這要求設備本身具備極高的質量與魯棒性，更意味著系統需構建完善的冗余備份與快速自愈能力。例如，通過部署智能防越級跳閘系統，可將短路故障響應時間縮短至50毫秒以內，并實現準確的故障隔離，防止事故擴大化。智能化是發展方向，其內涵遠超基礎自動化，正向多維度感知、智能決策、自主執行邁進。例如，黃陵礦業通過在變電站引入智能巡檢機器人、無人機和“鷹眼”系統，構建“空地一體”的立體巡檢模式，并采用“一鍵順控”技術，將停送電操作時間縮減一倍，實現了從“人工運維”到“機器智巡”的根本轉變。緊湊化則是應對井下空間限制的必然選擇，通過采用高集成度的模塊...