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“十一五”期間影響我國(guó)貨運(yùn)交通碳排放的因素分解研究

文檔作者：王淼寧亞?wèn)\| 丁濤文檔來(lái)源：大連理工大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年09月03日
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‘‘
的因素分解研究
王淼寧亞?wèn)|丁濤
(大連理工大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院遼寧大連116024)
摘要首先推算了“十一五”期間我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量．二氧化碳排放量從2006年的236．5Mr增長(zhǎng)到2010年的
776．0Nt，公路運(yùn)輸領(lǐng)域的二氧化碳排放量的比重最大。然后采用完全因素分解方法．對(duì)2006年。2010年我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化
碳排放量進(jìn)行了量化分析．將影響我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量變化的因素分解為活動(dòng)量因素、·層結(jié)構(gòu)因素、二層結(jié)構(gòu)因
素和效率因素。分析結(jié)果表明．活動(dòng)量因素和一層結(jié)構(gòu)因素是導(dǎo)致我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量增加的主要因素。
關(guān)鍵詞完全因素分解二氧化碳排放貨運(yùn)交通
中圖分類號(hào)：U491．9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—9064(2012)05—021—04
“十一五”期間是我國(guó)交通運(yùn)輸發(fā)展速度最快的時(shí)期．交
通運(yùn)輸部門的節(jié)能減排工作也取得了顯著成效．基本實(shí)現(xiàn)了
單位運(yùn)輸能耗的節(jié)能目標(biāo)。目前．缺乏交通運(yùn)輸部門的節(jié)能
減排工作的定量分析．特別是針對(duì)交通運(yùn)輸部門的碳排放的
分析。研究“十一五”期間交通部門碳排放的變化特征．分析
影響碳排放的主要因素及作用機(jī)理．有助于提高我國(guó)交通運(yùn)
輸部門節(jié)能減排政策制定的科學(xué)性．有助于尋找節(jié)能減排的
最佳途徑，能夠更好地實(shí)現(xiàn)“十二五”的節(jié)能減排任務(wù)。
因素分解方法是研究影響能源與環(huán)境相關(guān)因素的重要
方法．常用的因素分解法主要有Laspeyres分解和Divisia分
解方法。有很多學(xué)者采用因素分解方法．對(duì)交通部門二氧化
碳排放問(wèn)題進(jìn)行了研究。他們建立了不同的因素分解模型，
如Sehollm研究了交通活動(dòng)量、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、排放強(qiáng)度、能源強(qiáng)
度和燃料結(jié)構(gòu)五個(gè)因素對(duì)OECD中九個(gè)國(guó)家的旅客交通二
氧化碳排放量的影響。Mazz撕no[2]把影響意大利交通部門二
氧化碳排放的因素分為5個(gè)，分別是燃料結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、交
通能源結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)．發(fā)現(xiàn)GDP增長(zhǎng)是影響二
氧化碳排放量增長(zhǎng)的主要因素。W．W．Wang等㈨利用LNDl
分解方法．把影響中國(guó)交通部門二氧化碳排放變化的因素分
為6個(gè)，并得出人均GDP和交通結(jié)構(gòu)變化是主要影響因素。
本文采用完全因素分解法．將影響我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化
碳排放量變化的因素分解為活動(dòng)量、一層結(jié)構(gòu)、二層結(jié)構(gòu)和
效率4個(gè)因素．并對(duì)2006．2010年我國(guó)貨運(yùn)交通的二氧化碳
排放量變化進(jìn)行實(shí)證分析．找出影響我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化碳
排放量變化的主要因素。
1 模型
1．1 二氧化碳排放量的推算
我國(guó)貨運(yùn)交通包括鐵路、公路、航空、水路和管道運(yùn)輸。
貨運(yùn)交通的二氧化碳排放量的推算公式如式(1)所示：
c-乞Go=乞(1，×jSi×跽魁，xf,口) (1)
i，| i-l
式中：C．貨運(yùn)交通的二氧化碳排放量；y，貨運(yùn)交通的周
轉(zhuǎn)量；S，i種交通方式的周轉(zhuǎn)量占貨運(yùn)交通周轉(zhuǎn)量的比重；
SS“，J種交通工具周轉(zhuǎn)量占i種交通方式周轉(zhuǎn)量的比重；五，，
i種交通工具的單位周轉(zhuǎn)量能耗；￡i，i種交通工具對(duì)應(yīng)燃料
的二氧化碳排放因子。i表示交通方式，i表示交通工具和對(duì)
應(yīng)的燃料類型．具體含義如表1所示。由于某一種交通工具
使用的是單一燃料或者固定比例的幾種燃料．所以排放因子
后，中的i表示燃料類型。
表l公式中參數(shù)i。』的含義
1．2完全因素分解模型
采用完全因素分解模型．將影響交通運(yùn)輸部門二氧化碳
排放量的因素歸結(jié)為以下4個(gè)因素：①活動(dòng)量因素y。，即周
轉(zhuǎn)量規(guī)模對(duì)二氧化碳排放量的影響：②一層結(jié)構(gòu)因素S，即
交通方式i周轉(zhuǎn)量占貨運(yùn)交通周轉(zhuǎn)量的比重變化對(duì)二氧化
碳排放量的影響：③二層結(jié)構(gòu)因素飚，即i種交通工具周轉(zhuǎn)
基金項(xiàng)目：教育部回國(guó)留學(xué)人員科學(xué)研究專項(xiàng)資助項(xiàng)目
作者簡(jiǎn)介：王淼(1982．)，女，大連理工大學(xué)顧士研究生。研究方向：交通運(yùn)輸部門低碳發(fā)展模式研究。
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 2012．No．5． o
量占交通方式i周轉(zhuǎn)量的比重變化對(duì)二氧化碳排放量的影
響；④效率因素屁，即，種交通工具的單位周轉(zhuǎn)量二氧化碳
排放量變化對(duì)二氧化碳排放量的影響。模型如式(2)所示：
c—i乏(y×等×靜×苦)=i；(VxSixSSv×墨)(2)
式中：Ci，，交通方式i中的i種交通工具的二氧化碳排
放量；Eh交通方式i中i種交通工具的單位周轉(zhuǎn)量的二氧化
碳排放量。
這樣．采用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)．可以將二氧化碳排放量的變化量
分解到以上4個(gè)因素上，如式(3)所示：
aC：Σ(ZΣVxSixSSiJxEJ)+Σ(VxA&amp;amp;xSSi≯EJ)+
i．i i．i
1n 1一
乞(Vx&amp;amp;xAS&amp;amp;J×RJ)+上(Vx&amp;amp;xS&amp;amp;jxAFu)+ar (3)
i．i i-i
式中：△，當(dāng)期與基期的差值。本文中△表示當(dāng)年與上
一年的差值。由于存在剩余項(xiàng)△r，會(huì)使結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。
根據(jù)“聯(lián)合產(chǎn)生，平等貢獻(xiàn)”的理論，對(duì)剩余項(xiàng)進(jìn)行完全分解，
表達(dá)式如下。
活動(dòng)量因素：
V,-△VΣ(Si×SiJ×EJ)+了I△yΣ(ASfxS&amp;amp;J×EJ+sxAS&amp;amp;V 乞× J×EJ)+了△y乞f J×EJ描i
J×Ej+陬鼴J)<△EJ)+ AV。；(△陬SS≯EJ+△融SSI船EJ幅f×
ASSiJ×△只一)+AVi乏(aS,xSS,fiS,J×△只J) (4)
一層結(jié)構(gòu)因素：
sj--ASiΣ(y×SS,jxFij)+號(hào)-ASI X(av×SS；。×EJ+VxAS&amp;amp;，
1一
jxEd+VxS&amp;amp;f×△只i)+了1 aSi乞(aVxS&amp;amp;jxFia+aVxS&amp;amp;4xAEj+Vx
△5．stJ)(△EJ)+}△s；(△y)(△躐J)(△只J) (5)
二層結(jié)構(gòu)因素
躐，fJ=yxSxAS&amp;amp;JxEi+IAsslJ(／tV×Si×gt『+Vx3&amp;amp;×EJ+y×
s舢最d)+lASSiJ(avxasixE|，+avxsi)(△墨一VxASf×△只J)+了1
aSS“Σ(aVx△S,xAE，i) (6)
效率因素：
E．fJ=y×S×SSf』×△EJ+laF,J(av×S。×j路fJ+VxA&amp;amp;×SSiJ+y×
SixaS&amp;amp;j)+／--aE。(aVxAS￡×SSiJ+△y×SixaSSiJ+VxAS。x3S&amp;amp;J)+
AEJ莩(仰心；x3S&amp;amp;一) (7)
則當(dāng)期與基期的二氧化碳排放量變化量可表示為：
△c=№+Σs一Σ躐，；一ΣE“ (8)
i i．1 i．i
2數(shù)據(jù)來(lái)源
貨物周轉(zhuǎn)量的數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)交通年鑒》?，如表2所
示。2008年交通運(yùn)輸部組織開(kāi)展了全國(guó)公路水路運(yùn)輸量專
項(xiàng)調(diào)查．統(tǒng)計(jì)口徑發(fā)生了變化，導(dǎo)致2008年的公路的周轉(zhuǎn)量
數(shù)據(jù)變化較大，比2007年增加了1．9倍。鐵路、公路、水運(yùn)和
民航的單位能耗數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)交通年鑒》，管道的單位能耗
數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)石油化工集團(tuán)公司年鑒》吲，如表3所示。燃
料的二氧化碳排放因子來(lái)自(2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清
單指南》㈣。需要指出的是，本文在計(jì)算過(guò)程中還考慮了電力
的間接二氧化碳排放，并且根據(jù)《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》Ⅲ的能
源平衡表．推算出每年單位千瓦時(shí)的二氧化碳排放量，即電
力的排放因子．推算結(jié)果如表4所示。
表2“十一五”期間我國(guó)貨運(yùn)交通的周轉(zhuǎn)量
3二氧化碳排放量的變化
按交通方式分．我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量的變化趨
勢(shì)如圖1所示。二氧化碳排放量從2006年的236．5Mt增加
到2010年的776．0Mt．增加了2．3倍，年均增長(zhǎng)率為32．5％。
2008年的排放量增長(zhǎng)最快，是2007年的2．2倍，增加的主要
排放量來(lái)源于公路運(yùn)輸。公路運(yùn)輸二氧化碳排放量由2006
年的163．6Mt增長(zhǎng)到2010年的678．7Mt．增加了3．1倍，公路
運(yùn)輸排放量的比重由69．2％增加到87．5％。鐵路和水路的二
表3貨運(yùn)交通運(yùn)輸各種運(yùn)輸工具的單位能耗
注：·2010年數(shù)據(jù)為交通部門“十一五”單位能耗目標(biāo)值，其他年份為插值。
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 2012．N0．5．o
裹4電力二氯化碳排放因子k∥'kWh
900
800
700
600
葦500
o 400
300
2()0
100
0
．。??。?l
????”I 舅
日公路口水運(yùn)葛蕈
基霍露
謄蕈螢
蠡萋露
一置簧蠢墓
l弱冒萋琶墓
罔．罔蠢蒼盤(pán)
2∞6年2007年2008年2009年2010年
圈l我國(guó)貨運(yùn)交通二■化硪攆放■的變化趨勢(shì)(2006—2010年J
氧化碳排放量變化不大。航空運(yùn)輸二氧化碳排放量的增加較
快，從2006年的不到8．0Mt增加到2010年15．3Mr。管道運(yùn)
輸二氧化碳排放量從2006年的2．8Mt增加到2010年
4．3Mt。
4因素分解結(jié)果分析
4．1 因素分解結(jié)果
按照式(4)一(7)對(duì)我國(guó)貨運(yùn)交通的二氧化碳排放變化進(jìn)
行完全因素分解，結(jié)果如圖2所示。從影響效果上來(lái)看。活動(dòng)
量因素均為正值。即周轉(zhuǎn)量快速增長(zhǎng)促進(jìn)了二氧化碳排放量
的增加。同樣，一層結(jié)構(gòu)因素也均為正值。即貨運(yùn)交通一層結(jié)
構(gòu)的變化促進(jìn)了二氧化碳排放量的增加。值得注意的是．在
2008年一層結(jié)構(gòu)因素對(duì)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量變化的貢
獻(xiàn)顯著，它使排放量增加了305．OMt。這主要是公路周轉(zhuǎn)量比
重的大幅度增加造成的。其主要原因是2008年交通運(yùn)輸部
組織開(kāi)展了全國(guó)公路水路運(yùn)輸量專項(xiàng)調(diào)查．對(duì)統(tǒng)計(jì)口徑進(jìn)行
了調(diào)整。導(dǎo)致2008年公路貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)比2007年增加了
1．9倍。二層結(jié)構(gòu)因素對(duì)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量的作用效
果不明顯。效率因素除了2007年外均為負(fù)值．即除2007年
外都起到了減少貨運(yùn)交通二氧化碳排放的作用。
“十一五”期間．我國(guó)貨運(yùn)交通二氧化碳排放量累計(jì)增加
了554．8Mt。其中，活動(dòng)量因素累計(jì)增加了268．6Mt。一層結(jié)構(gòu)
因素累計(jì)增加了328．5Mt．這2個(gè)因素是使我國(guó)貨運(yùn)交通二
氧化碳排放量增加的主要因素．二層結(jié)構(gòu)因素對(duì)貨運(yùn)交通二
氧化碳排放量的作用效果不明顯。效率因素累計(jì)減少了
43．3Mt，起到了減少二氧化碳排放的作用。
4．2一層結(jié)構(gòu)因素分析
由以上的分析可知．“十一五”期間一層結(jié)構(gòu)因素對(duì)我國(guó)
貨運(yùn)交通二氧化碳排放量增加效果最大。因此．本文對(duì)一層
結(jié)構(gòu)因素進(jìn)行了更深入的分析。貨運(yùn)交通一層結(jié)構(gòu)因素的分
解結(jié)果和周轉(zhuǎn)量比重的變化情況如表5所示。表中a／f，b／g，
cm，d，I，e，j分別表示鐵路、公路、水路、航空和管道運(yùn)輸?shù)闹?
轉(zhuǎn)量比重每變化1個(gè)百分比，二氧化碳排放量的變化量。可
以看出，航空運(yùn)輸?shù)臄?shù)值最大，其次是公路運(yùn)輸，鐵路和水路
運(yùn)輸?shù)挠绊戄^小。如2010年。民航運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量比重每變動(dòng)
1％，二氧化碳排放量增加117．8Mr。公路運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量比重每
變動(dòng)1％。二氧化碳排放量增加20．9Mt。鐵路運(yùn)輸和水路運(yùn)輸
周轉(zhuǎn)量比重每變動(dòng)l％．二氧化碳排放量?jī)H增加1．IMt左右。
從上述的分析結(jié)果可以看出．適當(dāng)擴(kuò)大鐵路和水路運(yùn)輸?shù)谋?
重，降低公路和航空運(yùn)輸?shù)谋戎亍＞哂休^好的二氧化碳減排
效果。以2010年為例，如果調(diào)整一層結(jié)構(gòu)，航空運(yùn)輸和公路
運(yùn)輸?shù)闹苻D(zhuǎn)量比重各減少1％．同時(shí)鐵路運(yùn)輸和水路運(yùn)輸?shù)?
周轉(zhuǎn)量比重各增加l％．貨運(yùn)交通可以減少二氧化碳排放
136．5Mr．具有非常好的二氧化碳減排效果。
-濟(jì)功訊閑素
一一-聯(lián)結(jié)掏嘲素-j日臟皓}fI嘲羹 黑
鬻1■教串I塒素
譽(yù)]
纂
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2006年2007年2008年2009年20IO奸!
圈2 我國(guó)貨運(yùn)交通二■化磺排放■變化的因素分解結(jié)果
5 結(jié)論
(1)我國(guó)貨運(yùn)交通的二氧化碳排放量增長(zhǎng)很快，從2006
年的236．5Mt增長(zhǎng)到2010年的776．OMt。年均增長(zhǎng)134．9Mt。
年均增長(zhǎng)率為32．5％。
(2)我國(guó)貨運(yùn)交通的二氧化碳排放量的因素分解結(jié)果表
明：“十一五”期間，活動(dòng)量因素和一層結(jié)構(gòu)因素是二氧化碳
排放量增長(zhǎng)的主要因素：二層結(jié)構(gòu)因素對(duì)貨運(yùn)交通二氧化碳
排放量的變化作用不明顯：效率因素對(duì)貨運(yùn)交通二氧化碳排
放量變化起到了一定的減排作用。
(3)從一層結(jié)構(gòu)因素的模型分析結(jié)果可以看出，適當(dāng)擴(kuò)
大鐵路和水路運(yùn)輸?shù)谋戎兀档凸泛秃娇者\(yùn)輸?shù)谋戎亍＞?
有較好的二氧化碳減排效果。
表5 貨運(yùn)交通一屢結(jié)構(gòu)變化對(duì)二氯化碳排放的影響效果Mt
2012．N0．5．o
(下轉(zhuǎn)第28頁(yè))
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萬(wàn)方數(shù)據(jù)
據(jù)專家預(yù)測(cè)．隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)以及人民生活水平的
提高。我國(guó)能源消費(fèi)將以年均2。8％的速度增長(zhǎng)。我國(guó)能源需
求見(jiàn)表7t41。
表7中國(guó)能源需求億t標(biāo)準(zhǔn)煤
到2040年．我國(guó)一次性能源總消費(fèi)量將比2015年翻一
番．超過(guò)世界人均能源消費(fèi)。到2040年我國(guó)能源消費(fèi)總量應(yīng)
在43億t標(biāo)準(zhǔn)煤左右。
傳統(tǒng)的燃煤方式造成嚴(yán)重的大氣污染．適應(yīng)不了國(guó)家可
持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略要求，發(fā)展“潔凈煤技術(shù)”迫在眉睫。水煤漿
的問(wèn)世源于20世紀(jì)70年代的世界石油能源危機(jī)。我國(guó)水煤
漿技術(shù)研究始于1982年，受到了國(guó)家和政府的重視。早在
“六五”期間．水煤漿技術(shù)的開(kāi)發(fā)就被列為國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目。
1983年5月在浙江大學(xué)試驗(yàn)臺(tái)架上首次實(shí)現(xiàn)水煤漿穩(wěn)
定燃燒。1996年1月江澤民總書(shū)記視察水煤漿制備過(guò)程的
工作時(shí)．對(duì)水煤漿技術(shù)給予了高度評(píng)價(jià)．并指出“從戰(zhàn)略上
看．中國(guó)煤炭資源豐富，要充分發(fā)揮煤的作用，中國(guó)的燃料在
相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)要依靠煤．要把水煤漿作為一個(gè)戰(zhàn)略問(wèn)題來(lái)
考慮．這是一件重要的工作。”我國(guó)已把水煤漿作為一種潔凈
煤技術(shù)列人了《21世紀(jì)議程》。
2001年11月．國(guó)家科技部和國(guó)家環(huán)保總局聯(lián)合其他部
委正式啟動(dòng)“清潔能源行動(dòng)”。
國(guó)發(fā)『2005]44號(hào)發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展
規(guī)劃綱要(2006--2020年)》中指出：能源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有
特別重要的戰(zhàn)略地位。我國(guó)目前能源供需矛盾尖銳，結(jié)構(gòu)不
合理；能源利用效率低；一次能源消費(fèi)以煤為主，化石能的大
量消費(fèi)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。今后15a，滿足持續(xù)快速增長(zhǎng)
的能源需求和能源的清潔高效利用．對(duì)能源科技發(fā)展提出重
大挑戰(zhàn)．
國(guó)家“863計(jì)劃”先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域圍繞國(guó)家潔凈煤技
術(shù)重點(diǎn)示范工程、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，2010年設(shè)立
了“大規(guī)模煤制清潔燃料關(guān)鍵技術(shù)及工藝集成研究”的重大
項(xiàng)目。為進(jìn)一步貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃
綱要(2006--2020年)》和《國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)
劃》．加快推動(dòng)能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2012年3月，國(guó)家科
技部印發(fā)了《潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，“十
二五”期間．我國(guó)煤基清潔燃料將進(jìn)人多套重大示范工程運(yùn)
行和工業(yè)化發(fā)展的重要階段。
4結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)的潔凈煤技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究．在選
煤、水煤漿、循環(huán)流化床、增壓流化床、煤炭氣化、煤炭液化等
領(lǐng)域已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其中水煤漿是煤炭液化的最佳
成果，也是煤炭潔凈利用最廉價(jià)的實(shí)用技術(shù)。對(duì)水煤漿技術(shù)
的研發(fā)，已經(jīng)完成了從水煤漿的理論基礎(chǔ)、制漿、添加劑技術(shù)
到水煤漿燃燒的一系列攻關(guān)課題的研究．應(yīng)用水平不斷提高
與完善。目前我國(guó)的水煤漿技術(shù)與產(chǎn)量均居世界前列，并在
代油燃燒發(fā)電、供熱、化工等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
隨著國(guó)家對(duì)空氣質(zhì)量要求的提高及治理燃煤排放污染
力度的不斷加強(qiáng)．發(fā)展水煤漿無(wú)疑是節(jié)約能源、減少污染的
最佳途徑。用政策推動(dòng)清潔能源應(yīng)用是我國(guó)能源安全穩(wěn)定和
國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的保障。
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(上接第25頁(yè))
言計(jì)算編程功能強(qiáng)大．和LABVIEW容易結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互1
補(bǔ)混合編程。
通過(guò)LABVIEW和C語(yǔ)言的混合編程在工業(yè)鍋爐熱效2
率計(jì)算中的成功應(yīng)用．表明這是可用于繁瑣的計(jì)算和控制過(guò)
程．是一種便捷的混合編程方法，大大提高了編程效率。
。
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