挖掘機作業的模糊特征與點的線性空間演變狀態

宋春節

摘要：挖掘機作業是對工地現場、挖掘機本身的性能的維護與完善作業。挖掘機作業首先響應工地現場特征及其屬性的演變、完善需要，實現工地現場和工程的屬性演變實現;第二，以其自身結構特征響應所實現的點的線性演變空間（及其狀態），實現工地和工程實施現場土料新的物質質量，并以挖掘機作業所實現的圍繞地區或區域自然核心的演變的模糊狀態直至完全狀態，實現挖掘機的更新后物質質量。挖掘機作業的模糊性和模糊特征的概率也因此表示工地現場形成工程質量的成熟程度（如點的線性演變空間與演變狀態）、工程的獨立程度和挖掘機（獨立）性能的維護、維持層次與程度。

關鍵詞：挖掘機結構型式與特征;地區或區域自然狀態的核心及其作用;工程坐標

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）43-0187-04

一、引述

工地現場的工程建設是對工地現場迎來的新的建設資源（新的國家建設計劃資源、待守恒的新物質）進行把握;施工機械及施工方案組織是現有社會生產條件、把握新的物質的“量”守住新的物質、形成質量的量綱結構的組織凝聚力。它們銜接著自然規律演變過程所帶來的新的物質，演進著“日常生活的客觀資源”。它們在人們的日常生活行為中，實現著水土資源進一步更新、水資源進一步回歸，為迎接新的物質、新的物質演變的生活（地區或區域自然狀態之核心作用之資源、即自然資源，所帶來的生活）和新的生命（如實現更新的水—資源、生命有了可能）積極準備。挖掘機是土木工程建設中的關鍵資源，在人—人、人—機械、機械—機械的組織方案中實現著把握新的物質質量的作用。組織實施的施工方案、組織實施的挖掘機，就是對工地現場（被稱為工地，是相對于平時的地理資源而言的、具有了新的建設資源的場地）銜接的新的物質（質量）進行把握、守恒式展開、組織，實現挖掘機自身等施工資源進一步演變、完善，實現挖掘機等施工資源所演繹出“日常生活客觀資源”進入客觀規律、自然規律演變過程，實現人們逐漸進入自然規律演變過程、進入改造自然與回歸自然的歷程中。挖掘機作業隨著施工方案所組織的資源種類不同如技術人員、機械，在不同的建設條件下、不同的結構性量綱的量中演變形式不同，表現為挖掘機不同層次性能的應用，即挖掘機的模糊性能應用（相對于挖掘機的整體性能而言）。

二、具有新的國家建設計劃資源的工地現場作用

新的國家建設計劃資源賦予了地區或區域地理資源的工程建設新物質（質量）。它是挖掘機作業狀態形成的基礎。當挖掘機的型號、組織方案與新的物質（質量）合節合拍時，該類挖掘機及其作業為無限屬性演繹過程、為挖掘機之點的線性空間演變過程與演變狀態形成過程。工程建設新物質（質量）為本地區或區域自然狀態的核作用演變資源（演繹資源），挖掘機為本地區或區域自然狀態的核作用演變資源（演繹資源）。只有這樣，該項工程建設才能引起地區或區域生活演繹、挖掘機作業才能演進“日常生活客觀資源”進入自然規律演變過程，地區或區域才有回歸自然的社會生活過程。

三、不具備工程建設的新物質（質量）時的挖掘機模糊作業狀態

不具備工程建設的新物質（質量），就是地區或區域地理資源沒有被賦予或沒有賦予足夠的工程建設新物質（質量）。此時，挖掘機要想作業仍然需要形成作業屬性——即針對作業的無限屬性狀態。它需要由挖掘機演繹地區或區域自然狀態之核作用演變過程才能實現（它對應著施工過程的自然過程）。挖掘機作業需要完整的作業過程、作業量和完善的作業狀態。只有這樣，挖掘機模糊作業所實現的狀態——模糊概率才有保證，挖掘機的性能才有改善;挖掘機才不至于被磨損（挖掘機質量的流失）。

四、在與技術人員操作作業時的挖掘機模糊作業

與技術人員的操作組織包括二種情形：一是具有工程建設的新的物質（質量）條件下的施工方案組織，一是演繹、演變地區或區域自然狀態之核作用的資源組織。具有工程建設的新的物質（質量）時，技術人員與挖掘機都具有合節合拍的新的物質（質量）條件，演繹無限屬性之演繹過程與演繹狀態。也就是說，技術人員與挖掘機具有合乎作業要求的流水節拍，作業過程、演繹狀態都具有可視性條件。不具有工程建設的新的物質（質量）時，技術人員與挖掘機通過自身操作，進入地區或區域自然狀態之核作用之物質（質量）演繹狀態，技術人員與挖掘機各自進入各自的作用位置，在具有演繹、演變生命的環境內演繹自然狀態之核作用之物質（質量）運動，演繹人類認識自然、遵循自然規律的演繹活動。技術人員與挖掘機的作業，演繹著技術人員、挖掘機之點（—空間）之線性空間演變狀態，它為技術人員、挖掘機的模糊概率（下）的作用。

五、在與機械作業時的挖掘機模糊作業

與機械作業組織時，挖掘機與機械都為維持工地現場、工地現場作業的支撐性資源、關鍵資源。支撐性、關鍵資源表現在：當施工機械如挖掘機為經過人類勞動積累，經過工藝組織所得時，它為支撐性資源;當施工機械如挖掘機為人類認識自然、改造自然過程中所制造的時，它為關鍵資源。支撐性資源支撐、聯系人們的社會生活條件，關鍵資源聯系人類認識自然的活動。它聯系著人們的世界觀、人生觀、價值觀及其改造;就是在已經積累資源的客觀世界，人們認識自然（認識自身能夠達到的狀態）、改造自然，人們通過勞動實現自身狀態改變，通過回歸H2O—資源、提升H2O—資源性能保證人們自身狀態朝著健康、生存的方向轉變。積累（直至脫胎而出的）支撐性資源如挖掘機等施工機械，它（們）的作業是與其自身本背對應地區的物質（質量）條件一起演繹，實現挖掘機自身身家與性能的一次更新。合節合拍的作業保證和實現了挖掘機等施工機械作業與日常生活聯系，實現了挖掘機等施工機械的施工作業。

關鍵性資源的挖掘機等施工機械，它們是地區或區域自然狀態的核作用物質的演變狀態，它們是自然過程所演繹的客觀資源，在一定時間內它們具有機械地維系著地區或區域的自然狀態的特征如工程中的工程特征。挖掘機等施工機械的機械維持狀態，就是客觀資源在自然過程演繹時所實現的模糊度、模糊概率及其作用。

六、挖掘機與技術人員、施工機械匹配的數學描述及其作業物理意義分析

1.線性空間的數學描述。在三維直角坐標系中，線性空間可表示為：

x=0，y=0，-∞

x=0，z=0，-∞

y=0，z=0，-∞

在這里，采用X-軸向線性空間上的問題為研究、分析的對象。

2.二元一次方程及方程組的構成。

設有兩條直線，其方程為：

ax+by=c

ax+by=c （2）

其中a，b，c;a，b，c分別表示基于H2O—基基體的法向直線;ax，by，ax，by表示法向直線與某一直角坐標系中直線的交點，所以上述兩方程所示的就是由點連接（通過四則混合運算中加法運算）所連成的線。因為加法運算需要滿足時間基礎上的空間組織要求，從這一點上講，由兩點（兩個交點）連接演變（運算）所示的直線仍然是基于基體（兩個交點式點加法運算“體”）的法向線;所以c，c所示的直線既是與起始法向直線a，b;a，b層的直線，也是交點連線所演繹的方程中的直線。

3.模糊度與模糊概率。在挖掘機與技術人員、施工機械組合中，挖掘機作業及作業水平由其作業方程、配套資源作業方程之間的“物理意義上的”平行程度決定。在人類生活的環境中它表示基于H2O—基基體的法線方向的絕對指導作用，它取決于客觀基礎坐標系中線性空間的無限屬性是否已經具備（在這里認為基于H2O—基基體的法向直線已經具備;因為在有人的生命環境中，已經具備水條件、和法向作用條件，而只有90°角時所對應的線性空間能在直角坐標系的一個象限角域內得到滿足，它能體現線“體”—線“體”垂直，它能體現基于H2O—基（即起始于H2O—基的一個衍生體）、回歸H2O—資源環境的由點向體的演變空間）。所以挖掘機與技術人員、施工機械的配套作業時的性能模糊度、作業率模糊度就是上述方程及方程組、方程組的解、上述方程組在平行時的解。

①上述方程組的解（即變挖掘機作業模糊度、模糊概率）為：

x=

y= （3）

因為基礎坐標系能夠成立，所以上述方程組的解能夠以加法運算得到進一步結果（如上所述，加法運算是具有時間的空間條件下的結構性組合）;在具有時間的空間條件下進一步繼續組織下，方程組的解所表達的挖掘機作業、挖掘機作業狀態的模糊度，可以進一步表現為一個含有“模糊”狀態的體——模糊概率。

方程組、方程組的解、一個含有“模糊”狀態的體，反映了挖掘機從作業前的機身位置、逐漸操作轉變、形成新的體及其位置的過程。

②當基于H2O—基基體的法向線a，b;a，b所實現的體—點，實現了物理意義上平行時，方程組的解為：

此時，挖掘機作業所實現的作業、機身作業狀態為一個具有起始屬性的坐標系;它表示挖掘機作業所實現與維持的現場狀態;它為工程的屬性坐標系、和局部坐標空間的維持者。此時方程組的解所示的仍然是處于（新一輪）工作準備狀態的模糊作業狀態，以及其模糊概率。

七、挖掘機現場作業方案及其分析

從上述6.2部分的方程組的解可知：a，a;b，b可以分別為坐標系中X坐標軸、Y坐標軸的標識性量，是方程組的x，y解;方程組的x解為挖掘機所示的時間參數與作業面所示的工藝參數的組合結果，方程組的y解為地區或區域性客觀基礎（如挖掘機制造工藝與制造過程、狀態）與作業面所示的工藝參數的組合結果。

工程中，挖掘機的作業起于起始作業條件：①作業方程組的系數，作業方程組的系數為作業基礎具備了物理意義上平行的客觀基礎時的特征值。挖掘機的作業方程的系數：x的系數為地區或區域生活中制造工藝承起的狀態（空間結構特征、一個坐標系的特征值表示如用Z坐標表示二維直角坐標系的特征），y的系數為用時間表示的特征值（如通過工藝參數、空間參數組織所實現的時間參數及其指標，它對應于、節拍于地區生活、生產過程），常數值項為挖掘機在作業時間段內的通過機身操作所實現的工藝參數特征的值（它同于擬建工程的工藝參數特征值，它是挖掘機的工序性作業（工序按時間組織的組織過程及狀態））。作業面的特征值與作業面方程的系數：x的系數為地區或區域的工程條件如地面高程，y的系數組織工程實施所承起的周期性時間的特征值（如日、月、年、四年有一個閏年的循環等），常數項為社會過程所積累的地質特征值、特征量（如工程地質、水文地質等所形成的含水特征值）和經過準備后的工地現場的道路路線特征值。當作業方案的作業基礎是基于H2O—基基體時，作業方案物理意義上的平行為H2O—基基體的法向線之間的物理特征。②挖掘機作業方程組，挖掘機作業是挖掘機通過自身作業能力，對作業面實現的改造與完善過程及其所形成的狀態;它是通過其自身操作所實現的具有時間的“工程的坐標空間”的空間狀態改造來實現的。在時間單位1的空間狀態及其改造的描述時，單位1的空間描述如上述坐標空間描述（見公式（1）），所以挖掘機作業時的方程組的形式如上述公式（2）。③案例：滬蓉高速公路黃石—黃梅段路基土方挖掘機作業方案，黃石至黃梅高速公路段是滬蓉高速公路上，由黃石市至黃梅縣界子墩（接安徽高界高速公路）。區域高程大致四十至一百四十幾米起伏。本段高速公路基礎于池塘、小河為生產基礎的衍生體，所以本路段路基工程應背景于侏羅紀玄武巖、出露新四紀老黃土地質年代，實現路基體背景為高程四十～五十米池塘、小河。在挖掘機制造工藝實現材料，即實現（{[（2）1]3}3～5·{[（2）1]3}3～5）3為空間結構體的工藝組織實施結果時，挖掘機適合此種池塘、小河背景衍生體地區的作業機械自身安全要求。此制造工藝如同圖1中虛工作3–4的牽涉背景資源的組織實施及其實施狀態。它的特征值為該核外電子軌跡所形成的空間的標識，即四十左右。

（圖1表示：湖北省武漢地區特征為核心的水土資源演變過程。它表示為長江南北兩岸的河流到湖泊、到池塘（背景于農田水系回歸時光與光陰演變），演變回歸水土資源回歸H2O—資源、回歸H—元素資源的演變過程、演變狀態）

路基土石方開挖方案所實現的基于池塘、小河背景的土方（實施方案）的特征值，在工地現場還影響于開挖方案、運土方案所實現的、基于背景的法向水平，所以取土點及取土方案的特征值為四十～五十之間。路基工程的所實現的背景特征值也是如此，它的取值范圍為四十～五十之間。

挖掘機取土作業方案的參數值為：

a，a|=30-50

b，b|=40 （5）

c，c|=30-50

挖掘機取土作業時的作業方程及方程組如上述公式（2）。

地質年代背景侏羅紀、出露第四紀老黃土，給出了本道路工程（路基工程）的基于“紀”的律動、約束，給出了本地區生活年代背景提出的紀律、紀律約束;在積累的背景地質條件逐漸回歸H2O—基環境、回歸H2O—資源所營造的時間，也只是支撐、維持紀律、紀律約束的資源性條件。它們限制、選擇了挖掘機的產地、類型和型號，它們給出了道路工程（如耦合有路基工程）的地區性特征與要求，它們給出了本地區生活的人們的特征與限制性要求。基于人們生活及行為的地區性特征要求與滿足，給出和演變著挖掘機作業的模糊特征，給出了挖掘機作業模糊事件的、機械式支撐與維護的概率——模糊概率。黃石—黃梅高速公路段路基工程的土方開挖與運輸工程的挖掘機作業的模糊性與點的線性空間演變之關系方程（組）如上述公式（5）、公式（2）所示;其模糊概率如公式（2）、公式（5）所示。

參考文獻：

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Analysis on the Fuzzy Characteristics of its Work State of a Excavator with the Linear Space Unit Development

SONG Chun-jie

（Wuhan University of Technology，School of Transportation，Wuhan，Hubei430063 ，China）

Abstract：The changing process of excavator work state is the renewing and sustaining process of its work-in-site and its mechanical behavior. The changing process changes and fulfils the work on-site，then renews its mechanical body working qualities and its work space unit. The work state with infinite area （-） is a fuzzy state. A excavator with a three dimension infinite area is the axis of its relative work，it gives the axis space with linear changing stability to the work engineering.

Key words：excavator structural characteristics;the area natural state's corel and its natural reaction function;the characteristics of the work's axis;tuttice induced by the ray;fuzzy.