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当期目录

    2010年 第40卷 第4期 刊出日期:2010-08-16
      
    机器学习与数据挖掘
    基于半马尔可夫对策的多机器人分层强化学习
    沈晶,刘海波,张汝波,吴艳霞,程晓北
    2010, 40(4):  1-7. 
    摘要 ( 624 )   PDF (983KB) ( 1322 )   收藏
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    在多智能体分层强化学习研究成果的基础上,考虑多机器人系统经常面临的通信困难问题(如水下环境),提出一种基于半马尔可夫对策的多机器人分层强化学习方法,通过引入对策论方法解决通信困难情况下多机器人学习问题。仿真实验结果表明了该方法的有效性。

    文本分类中一种新的特征选择方法
    王法波,许信顺
    2010, 40(4):  8-11. 
    摘要 ( 556 )   PDF (342KB) ( 2856 )   收藏
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    文本分类面临的一个主要问题就是如何降低文本巨大的特征维数,并且保持分类精度甚至提高分类精度。针对该问题,提出了一种基于信息论的特征再提取方法,旨在删除稀疏分布的特征、保留有利于分类的特征。使用该方法时配合特征选择方法,可进一步降低特征维数。实验结果表明,该方法能将特征维数降低到几百维,而且能提高分类器的性能。

    模因机制下人类元音系统演化的计算模型
    云健1,3,江荻1,2,潘悟云1
    2010, 40(4):  12-18. 
    摘要 ( 633 )   PDF (1371KB) ( 1235 )   收藏
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    人类元音系统的演化具有明显的普遍规律,元音系统的演化研究是人类智能演化问题的重要分支,在国外已成为人工社会和语言学等研究领域的热点问题,目前在国内鲜有文献报道。本文分析了现有的人类元音系统演化模型,阐述了模因理论与文化进化,提取了独立于具体语言的元音声学特征——共振峰,构造了由元音舌位圆唇度编码生成元音共振峰值的插值函数,提出了基于模因论的具有“纵向”结构(传承)和“横向”结构(传播)融合特征的人类元音系统演化规律计算模型。仿真实验表明:该模型从宏观和微观两个层面刻画出了人类元音系统演化的普遍规律。

    基于ICA的语音信号表征和特征提取方法
    董治强1,刘琚1,邹欣2,杜军1
    2010, 40(4):  19-22. 
    摘要 ( 661 )   PDF (958KB) ( 2312 )   收藏
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    预测状态表示综述
    王历,高阳,王巍巍
    2010, 40(4):  23-28. 
    摘要 ( 836 )   PDF (436KB) ( 1466 )   收藏
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    预测状态表示(predictive state representations, PSR)是一种新型的动态系统模型,用动作-观察值序列的预测向量来表示系统的状态以及预测未来事件发生的概率。综述了预测状态表示的基本原理,对其建模算法进行比较,并概括其最新的应用拓展,最后指出其发展方向。

    控制科学与工程
    基于多天线的机器人定位和高效节能无线互联网络
    孙毅,肖继忠*,Flavio Cabrera-Mora
    2010, 40(4):  29-35. 
    摘要 ( 622 )   PDF (849KB) ( 596 )   收藏
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    基于均值距离的图像分割方法
    王新沛1,刘常春1*,白曈2
    2010, 40(4):  36-41. 
    摘要 ( 591 )   PDF (2111KB) ( 841 )   收藏
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    针对医学图像分割中存在的分割类数不易确定的问题,利用常用均值间的不等式关系构造出了一种新的分割类数判据——均值距离函数,并将均值距离函数与模拟退火算法相结合,提出了一种基于均值距离的分割算法。该算法以均值距离函数作为目标函数,采用模拟退火算法进行优化,在整个搜索空间中寻找最优分割阈值,弥补了模糊C均值算法(fuzzy C-means,FCM)分类类数难以确定、搜索过程容易陷入局部极值的缺陷。实验结果表明,算法对含有病灶的医学图像能够进行自动分割,并且分割速度明显高于基于互信息的分割方法。

    整车物流企业联盟的协同收益分配模型
    刘鹏1,吴耀华1*,许娜2
    2010, 40(4):  42-46. 
    摘要 ( 675 )   PDF (456KB) ( 1070 )   收藏
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    根据整车物流企业联盟的特点,构造了协同收益分配博弈,给出了博弈特征函数的定义和计算方法。在分析博弈应具备特征的基础上,针对已有分配方法的不足,引入了体现个体贡献差别的权重因子和相对收益差,提出了基于加权相对收益的协同收益分配模型。采用某整车物流企业联盟的实际运营数据,对该模型进行计算并将计算结果与基于夏普利值的分配方案和基于核仁的分配方案进行比较。实例求解及对比分析结果表明,所提出的模型既统筹全局又兼顾个体利益,是一个公平、合理的收益分配方式;基于该模型的分配方案同时满足了有效性、基本个体合理性、扩展个体合理性、基本稳定性、扩展稳定性,能够保证整个联盟的稳定性以及各个成员企业的积极性。

    蒙特卡罗方法模拟生物组织中光的分布
    高迪,魏守水*,任晓楠,崔建强,徐从娟
    2010, 40(4):  47-52. 
    摘要 ( 857 )   PDF (2228KB) ( 2665 )   收藏
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    用蒙特卡罗方法模拟了准直激光束垂直入射于生物组织的过程,分析了光子在生物组织中的运动轨迹、光学参数对能量分布的影响、吸收能量密度和光能流率随组织厚度和半径的变化情况、组织表面径向和角向分辨的漫反射率的变化情况,并利用卷积模拟了高斯光束与平圆光束在生物组织中的传输。结果表明: 准直光束入射组织时,能量主要集中在中央束轴附近;g因子增大,光子前向运动增强;吸收系数μa增大,光子数的分布沿纵向和径向会同时减小;光能流率与吸收能量密度相比变化平滑;高斯光束的能量分布比平圆光束集中,变化迅速,中心位置处吸收能量密度大。

    变时滞神经网络的时滞相关全局渐近稳定新判据
    刘国彩,刘玉常,鞠培军
    2010, 40(4):  53-56. 
    摘要 ( 616 )   PDF (313KB) ( 1084 )   收藏
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    研究了变时滞神经网络的时滞相关渐近稳定性问题。利用Lyapunov-Krasovskii泛函和积分等式方法,提出了此类神经网络有唯一稳定点和全局渐近稳定的充分条件。与已有文献相比,不再要求激活函数单调,并且时滞导数可以不小于1,具有较弱的保守性。算例验证了所给方法的正确性。

    用H控制器抑制Buck变换器中的参数扰动
    贤燕华1,2,冯久超1*
    2010, 40(4):  57-61. 
    摘要 ( 579 )   PDF (840KB) ( 1286 )   收藏
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    以Buck直流变换器为研究对象,设计了非线性鲁棒控制器以达到减小干扰影响的目的。首先在Buck变换器非线性模型的基础上,建立具有扰动的系统误差模型。然后根据无源性控制理论,得到H∞控制器及其参数约束条件,并理论分析了闭环控制系统的稳定性。最后对Buck变换器元件参数扰动的情况进行了数值模拟和电路仿真,仿真结果验证了该控制方法的正确性和有效性。

    云神经网络的函数逼近能力
    于少伟
    2010, 40(4):  62-66. 
    摘要 ( 573 )   PDF (339KB) ( 1397 )   收藏
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    运用云理论,建立自适应神经-云推理系统(adaptive neuro-cloud inference system,ANCIS)的控制模型,并证明该模型具有全局逼近性质。首先将Zadeh模糊推理神经网络变为云推理网络,建立一个多输入单输出的T-S型ANCIS模型;然后设计系统变量的属性函数和推理规则,确定输入输出关系以及系统输出结果的计算表达式;最后通过证明所建模型的输出结果计算式满足StoneWeirstrass定理的3个假设条件,完成该模型的全局逼近性证明。

    材料科学与工程
    一种胶原支架材料的结构与性能表征
    胡顺鹏1,赵洪石2,王冠聪2,曹成波1*,刘宏2*,李文波1,杨晓宇1
    2010, 40(4):  67-71. 
    摘要 ( 846 )   PDF (1111KB) ( 2094 )   收藏
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    针对脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix, ADM)孔径小、孔隙率低、孔隙的连通性不理想的难题,以猪中厚皮为原料,综合碱处理、酶处理、去污剂处理和盐处理手段制备了一种支架材料,通过H&E染色、红外与紫外可见光谱、扫描电子显微镜、拉力试验、MTT法等手段分析了支架材料的性能。结果显示:支架材料维持了胶原的天然结构,不含细胞成分,紫外与红外吸收符合胶原蛋白的吸收特征,胶原质量分数为(83.19±0.24)%,为具有连通孔道的三维网络结构,孔径约100μm,孔隙率为(76.94±1.08)%,极限抗拉强度为(4.43±0.10)MPa,拉伸弹性模量为(36.08±1.52)MPa,小鼠L929成纤维细胞在其上增殖良好。

    TiO2/ZnO纳米光催化剂的制备及性能研究
    徐青, 吕伟*
    2010, 40(4):  72-74. 
    摘要 ( 599 )   PDF (827KB) ( 1132 )   收藏
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    通过二步法(阳极氧化法和水热法)得到结构规则、有序核-壳结构的TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用SEM、UV-vis、TEM等方法对所制备的纳米复合材料进行了表征。以甲基橙为目标降解物,自然光为光源,研究了TiO2/ZnO纳米光催化剂的光催化活性。结果表明,TiO2/ZnO复合光催化剂能提高对太阳光的利用率,发现在降解液pH值为3、太阳光催化降解5h时,催化剂的降解效果最好,降解率达90%。

    溶剂热法合成CeO2纳米微晶
    于丽丽1,刘宝1*,钱立武2,钱雪峰2
    2010, 40(4):  75-79. 
    摘要 ( 659 )   PDF (1321KB) ( 1526 )   收藏
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    使用简便的混合溶剂法合成稀土CeO2材料,以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,PVP为表面活性剂,在乙醇与水混合溶剂体系中反应得到CeO2。通过改变PVP的用量及反应时间制备了不同形貌的CeO2纳米微晶,X射线衍射测定其物象为立方晶系的CeO2,SEM、TEM等测试手段对产物的不同形貌和纳米尺度进行了表征。Eu3+ ∶CeO2八面体纳米微晶的光致发光(PL)测试结果表明,荧光峰对应着不同的发光中心,有很好的荧光特性。

    碳纤维用流化炉计算机控制与性能测试
    高学平,朱波,于宽
    2010, 40(4):  80-83. 
    摘要 ( 673 )   PDF (887KB) ( 1097 )   收藏
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    土木工程
    地铁隧道衬砌管片承载力试验及计算方法
    周海鹰1,李立新2,陈廷国1
    2010, 40(4):  84-87. 
    摘要 ( 1249 )   PDF (842KB) ( 1757 )   收藏
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    对3片1∶1衬砌管片进行了承载力试验,分析了试验加载方式和配筋率对钢筋混凝土衬砌管片破坏机理、极限荷载的影响。试验结果表明,轴力作用可以有效提高衬砌管片的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载;衬砌管片屈服荷载和极限荷载随配筋率的提高而提高,但提高幅度不大,而配筋率的提高对开裂荷载基本无影响。根据衬砌管片偏心受压破坏模式,给出了衬砌管片偏心受压承载力实用计算公式。

    济南城市防洪汛情预警等级判定方法
    王育奎,徐帮树,李术才
    2010, 40(4):  88-91. 
    摘要 ( 758 )   PDF (510KB) ( 1374 )   收藏
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    结合现有的城市防洪汛情预警等级判定方法,利用多元线性回归预测模型,提出了一种能够考虑多种影响因子共同作用下的城市防洪汛情预警等级判定模型,该模型对各相关因子的相关性比较高。利用济南市典型降雨数据对该模型进行了检验,结果表明:该模型回归效果良好,可以用于济南城市防洪汛情预警等级的判定。

    分散性土的鉴别及改性试验
    李华銮1,高培法2,穆乃敏3,王琳2
    2010, 40(4):  92-95. 
    摘要 ( 1047 )   PDF (646KB) ( 1496 )   收藏
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    大屯水库、岭落水库、官路水库为比较典型的分散性土,为保证堤坝安全,需要鉴定其分散性等级并进行改性加固。采用双密度计、针孔试验、碎块试验对几个工程的分散性图进行鉴别,确定了分散性等级。取该分散性土试样进行不同剂量的石灰改性试验,进行了改性后反滤试验,确定当石灰剂量达到1.5%时,改善效果最佳。改性土的反滤试验证明,改性土能满足工程需要,为类似工程提供理论借鉴和技术支持。

    大跨度钢管拱吊装中温度荷载效应分析及应用
    孙国富1,2,李术才2,张波2
    2010, 40(4):  96-101. 
    摘要 ( 552 )   PDF (1963KB) ( 1187 )   收藏
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    为研究支井河大桥钢管拱安装过程中温度荷载对拱肋的影响规律,运用ANSYS软件的参数设计语言APDL建立空间有限元模型,对多种温度变化工况和实测温度分布工况进行计算分析和比较研究。该方法综合考虑扣索温度和拱肋构件的非线性温差,根据等效线性化原则把非线性温差等效为线性温差,建立有限元模型并求解。分析结果表明,日照作用下的非线性温差是影响拱肋安装精度的主要原因,并且揭示了拱肋在日照温差影响下引起拱肋状态变化的规律,为拱肋吊装的施工控制提供参考。

    地震作用下大型桥梁群桩基础动水压力效应分析
    李富荣1,2, 何山1, 王志华2
    2010, 40(4):  102-107. 
    摘要 ( 608 )   PDF (2531KB) ( 1492 )   收藏
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    以某长江公路大桥大型群桩基础为研究对象,以ABAQUS有限元软件为计算平台,采用整体有限元法对桥梁群桩基础的地震反应进行了数值模拟计算,选取三条傅氏谱频谱特征明显不同的地震波,考虑了土体和混凝土的非线性特征,分析了深厚场地上大型桥梁群桩基础的动水压力效应。结果表明:动水压力效应改变了桥梁群桩基础的地震反应特性,对桩身的加速度、位移和内力反应有不同程度的影响。对于大型桥梁基础抗震计算,分析群桩基础动水压力效应的影响更符合工程实际。

    其它
    两性荧光增白剂的合成及其性能
    杨晓宇, 曹成波*, 周晨, 胡顺鹏
    2010, 40(4):  108-112. 
    摘要 ( 637 )   PDF (881KB) ( 1217 )   收藏
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    针对传统荧光增白剂耐酸性差、在酸性条件下容易凝结沉淀的缺点,采用三聚氯氰分别与对氨基苯甲酸、4,4′-二氨基二苯乙烯-2,2′-二磺酸和脂肪胺类化合物进行三步缩合反应得到三嗪基氨基二苯乙烯型荧光增白剂,选择三乙醇胺、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺作为反应物合成4种新型两性荧光增白剂。对4种新型两性荧光增白剂进行了结构表征,并与传统的阴离子型荧光增白剂对比分析了其荧光发射性能和染色性能。结果表明两性荧光增白剂的荧光量子产率较低。荧光发射性能较弱, 但该类荧光增白剂更适合在强酸性条件下使用。

    [BPy]Br和[BMIm]Br微波辅助合成动力学
    徐鸣
    2010, 40(4):  113-116. 
    摘要 ( 592 )   PDF (905KB) ( 1350 )   收藏
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    在微波反应仪中,于微波辐照下分别由吡啶、N-甲基咪唑与溴代正丁烷合成了溴化N-丁基吡啶([BPy]Br)及溴化1-甲基-3-丁基咪唑([BMIm]Br),利用AgNO3电位滴定法测定了动力学数据,建立了动力学方程,研究了反应物、温度、溶剂对反应动力学的影响,并对微波作用机制进行了探讨。结果表明:反应遵循SN2历程,总包反应级数为二级;反应速率常数较传统加热方法提高近10倍,且随温度升高而增大;在异丙醇中合成[BPy]Br比在正庚烷中的速率常数值约高5倍;合成 [BMIm]Br 的活化能为30.39kJ/mol,合成[BPy]Br的活化能为92.17~97.27kJ/mol。与传统加热方法的动力学数据相比,微波作用不改变反应历程和活化能,但通过提高反应频率因子的方式能显著加快反应速率。

    聚合物/表面活性剂二元体系油水乳化过程动态表征方法研究
    马宝东1,高宝玉2*,卢磊3,张永强2
    2010, 40(4):  117-120. 
    摘要 ( 572 )   PDF (730KB) ( 1829 )   收藏
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    天然气发动机三效催化剂
    张强1, 李娜1,2,李国祥1
    2010, 40(4):  121-124. 
    摘要 ( 705 )   PDF (1196KB) ( 1449 )   收藏
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    开发天然气发动机专用三效催化剂,以贵金属钯Pd、同时添加少量铂Pt作为活性组份。在试验室小样评价系统上对所制备的不同催化剂涂层材料和活性助剂进行起燃温度、转化效率和耐久性对比评价。小样试验结果表明,Si-Al-O体系的材料兼具较好的耐硫中毒性能和最大转化效率,因此选用Al2O3/SiO2作为天然气车用三效催化剂涂层材料,活性催化助剂Co-Ce-Mn-O老化后起燃温度和转化效率的指标最佳,适合作为活性助剂。

    单轴并联式混合动力客车动力总成匹配
    牛礼民,赵又群,杨攀,李佳
    2010, 40(4):  125-128. 
    摘要 ( 664 )   PDF (1377KB) ( 1536 )   收藏
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    以提高整车动力性和燃油经济性为主要目标,依据混合动力城市客车(hybrid electric bus, HEB)的研发要求,对单轴并联式HEB动力总成关键部件进行匹配设计。在ADVISOR软件环境下构建单轴并联式HEB整车模型,并与传统结构客车进行仿真对比分析。结果表明,设计的单轴并联式HEB动力总成各部件参数能够满足研发要求,为实车性能开发提供了分析依据。

    二级增压系统中高压级压气机性能研究
    何义团
    2010, 40(4):  129-132. 
    摘要 ( 643 )   PDF (779KB) ( 1647 )   收藏
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    为使高低两级压气机达到优化匹配,提高整个二级增压系统的效率,在二级增压系统试验台架上对高压级压气机的性能进行了研究。通过在增压系统中,使新鲜空气首先通过低压级压气机进行预压缩,提高其温度和压力,从而得到高压级压气机的高温高压进口条件。在两级压气机之间设置中冷器,使每一条等转速曲线,高压级压气机进口温度保持不变。试验结果表明,由于进口温度提高,压气机折合转速与实际转速相差较大,为达到预定压比,必须进一步提高压气机转速;进口压力大幅度提高是造成高压级压气机折合流量偏小的主要原因;为避免高压级压气机发生喘振,应控制高压级压气机的进口压力。

    高精度电阻数据自动采集与动态显示系统设计
    王泽静1,2,秦敬玉1*,米春旭1
    2010, 40(4):  133-137. 
    摘要 ( 694 )   PDF (750KB) ( 1493 )   收藏
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    循环泵启动瞬间排水系统壅水数值模型分析
    高坤华,张成义,胡亦工,徐士倩,郑冠军,王伟
    2010, 40(4):  138-143. 
    摘要 ( 689 )   PDF (1183KB) ( 1622 )   收藏
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    该文结合山东华能日照电厂二期(2×680MW)工程运行调试中遇到的循环泵启动瞬间排水系统壅水较为严重的问题,运用数学模型计算对直流循环排水系统壅水现象进行分析,得出了循环水排水井井顶、虹吸井井顶的计算设计标高,提出了减少壅水的改进措施,为以后直流循环排水系统减少壅水设计提供经验。

    基于对偶树复小波-Contourlet变换的自适应多传感图像融合算法
    赵文忠
    2010, 40(4):  144-148. 
    摘要 ( 604 )   PDF (1852KB) ( 1130 )   收藏
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    为了解决小波变换所导致的方向选择性差的问题,基于对偶树复小波-Contourle变换,提出了自适应多传感图像融合新算法。该算法将全色图像和多光谱图像进行对偶树复小波-Contourle变换分解后,针对不同的频率域特点选择不同的融合规则:对低频系数选用区域能量的加权系数自适应融合规则,对高频系数特性选用区域特征自适应的融合规则。最后通过重构得到融合图像。将其他融合算法和本文所提算法进行了对比,结果表明,基于对偶树复小波-Contourle变换的算法是有效可行的。

    激活能测试装置设计及微晶硅薄膜激活能测试
    陈庆东1,王俊平1,张宇翔2,卢景霄2
    2010, 40(4):  149-152. 
    摘要 ( 411 )   PDF (1274KB) ( 1915 )   收藏
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    为了分析微晶硅薄膜的本征特性,设计了激活能测试装置。测试装置包括测试平台、真空系统和加热控制系统。同时给出激活能计算方法,并对不同电压、不同取点个数对激活能测试的影响进行分析。分析结果表明,不同测试电压对激活能测试结果影响很小,不同取点个数计算的激活能差别也很小。

    Mintegration:一种针对大规模数据的并发数据集成方案
    陈胜利1,李俊奎2,刘小东1
    2010, 40(4):  153-158. 
    摘要 ( 522 )   PDF (1118KB) ( 1204 )   收藏
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    针对现有数据集成方案不能解决有限内存与大规模数据量之间的矛盾,提出一种针对大规模数据的并发数据集成方案,该方案并不一次性将数据读入内存,而是将整个任务分成若干子任务,各子任务并发执行,从而解决了有限内存与大规模数据量之间的矛盾。理论和实验结果表明,这种集成方案能够以可配置的方式进行大规模的数据集成。