挖掘機(jī)作業(yè)的模糊特征與點(diǎn)的線性空間演變狀態(tài)

宋春節(jié)

摘要：挖掘機(jī)作業(yè)是對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)、挖掘機(jī)本身的性能的維護(hù)與完善作業(yè)。挖掘機(jī)作業(yè)首先響應(yīng)工地現(xiàn)場(chǎng)特征及其屬性的演變、完善需要，實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)和工程的屬性演變實(shí)現(xiàn);第二，以其自身結(jié)構(gòu)特征響應(yīng)所實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)的線性演變空間（及其狀態(tài)），實(shí)現(xiàn)工地和工程實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)土料新的物質(zhì)質(zhì)量，并以挖掘機(jī)作業(yè)所實(shí)現(xiàn)的圍繞地區(qū)或區(qū)域自然核心的演變的模糊狀態(tài)直至完全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的更新后物質(zhì)質(zhì)量。挖掘機(jī)作業(yè)的模糊性和模糊特征的概率也因此表示工地現(xiàn)場(chǎng)形成工程質(zhì)量的成熟程度（如點(diǎn)的線性演變空間與演變狀態(tài)）、工程的獨(dú)立程度和挖掘機(jī)（獨(dú)立）性能的維護(hù)、維持層次與程度。

關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)型式與特征;地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)的核心及其作用;工程坐標(biāo)

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

一、引述

工地現(xiàn)場(chǎng)的工程建設(shè)是對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)迎來(lái)的新的建設(shè)資源（新的國(guó)家建設(shè)計(jì)劃資源、待守恒的新物質(zhì)）進(jìn)行把握;施工機(jī)械及施工方案組織是現(xiàn)有社會(huì)生產(chǎn)條件、把握新的物質(zhì)的“量”守住新的物質(zhì)、形成質(zhì)量的量綱結(jié)構(gòu)的組織凝聚力。它們銜接著自然規(guī)律演變過(guò)程所帶來(lái)的新的物質(zhì)，演進(jìn)著“日常生活的客觀資源”。它們?cè)谌藗兊娜粘Ｉ钚袨橹?，?shí)現(xiàn)著水土資源進(jìn)一步更新、水資源進(jìn)一步回歸，為迎接新的物質(zhì)、新的物質(zhì)演變的生活（地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)之核心作用之資源、即自然資源，所帶來(lái)的生活）和新的生命（如實(shí)現(xiàn)更新的水—資源、生命有了可能）積極準(zhǔn)備。挖掘機(jī)是土木工程建設(shè)中的關(guān)鍵資源，在人—人、人—機(jī)械、機(jī)械—機(jī)械的組織方案中實(shí)現(xiàn)著把握新的物質(zhì)質(zhì)量的作用。組織實(shí)施的施工方案、組織實(shí)施的挖掘機(jī)，就是對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)（被稱為工地，是相對(duì)于平時(shí)的地理資源而言的、具有了新的建設(shè)資源的場(chǎng)地）銜接的新的物質(zhì)（質(zhì)量）進(jìn)行把握、守恒式展開、組織，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)自身等施工資源進(jìn)一步演變、完善，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)等施工資源所演繹出“日常生活客觀資源”進(jìn)入客觀規(guī)律、自然規(guī)律演變過(guò)程，實(shí)現(xiàn)人們逐漸進(jìn)入自然規(guī)律演變過(guò)程、進(jìn)入改造自然與回歸自然的歷程中。挖掘機(jī)作業(yè)隨著施工方案所組織的資源種類不同如技術(shù)人員、機(jī)械，在不同的建設(shè)條件下、不同的結(jié)構(gòu)性量綱的量中演變形式不同，表現(xiàn)為挖掘機(jī)不同層次性能的應(yīng)用，即挖掘機(jī)的模糊性能應(yīng)用（相對(duì)于挖掘機(jī)的整體性能而言）。

二、具有新的國(guó)家建設(shè)計(jì)劃資源的工地現(xiàn)場(chǎng)作用

新的國(guó)家建設(shè)計(jì)劃資源賦予了地區(qū)或區(qū)域地理資源的工程建設(shè)新物質(zhì)（質(zhì)量）。它是挖掘機(jī)作業(yè)狀態(tài)形成的基礎(chǔ)。當(dāng)挖掘機(jī)的型號(hào)、組織方案與新的物質(zhì)（質(zhì)量）合節(jié)合拍時(shí)，該類挖掘機(jī)及其作業(yè)為無(wú)限屬性演繹過(guò)程、為挖掘機(jī)之點(diǎn)的線性空間演變過(guò)程與演變狀態(tài)形成過(guò)程。工程建設(shè)新物質(zhì)（質(zhì)量）為本地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)的核作用演變資源（演繹資源），挖掘機(jī)為本地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)的核作用演變資源（演繹資源）。只有這樣，該項(xiàng)工程建設(shè)才能引起地區(qū)或區(qū)域生活演繹、挖掘機(jī)作業(yè)才能演進(jìn)“日常生活客觀資源”進(jìn)入自然規(guī)律演變過(guò)程，地區(qū)或區(qū)域才有回歸自然的社會(huì)生活過(guò)程。

三、不具備工程建設(shè)的新物質(zhì)（質(zhì)量）時(shí)的挖掘機(jī)模糊作業(yè)狀態(tài)

不具備工程建設(shè)的新物質(zhì)（質(zhì)量），就是地區(qū)或區(qū)域地理資源沒有被賦予或沒有賦予足夠的工程建設(shè)新物質(zhì)（質(zhì)量）。此時(shí)，挖掘機(jī)要想作業(yè)仍然需要形成作業(yè)屬性——即針對(duì)作業(yè)的無(wú)限屬性狀態(tài)。它需要由挖掘機(jī)演繹地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)之核作用演變過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)（它對(duì)應(yīng)著施工過(guò)程的自然過(guò)程）。挖掘機(jī)作業(yè)需要完整的作業(yè)過(guò)程、作業(yè)量和完善的作業(yè)狀態(tài)。只有這樣，挖掘機(jī)模糊作業(yè)所實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)——模糊概率才有保證，挖掘機(jī)的性能才有改善;挖掘機(jī)才不至于被磨損（挖掘機(jī)質(zhì)量的流失）。

四、在與技術(shù)人員操作作業(yè)時(shí)的挖掘機(jī)模糊作業(yè)

與技術(shù)人員的操作組織包括二種情形：一是具有工程建設(shè)的新的物質(zhì)（質(zhì)量）條件下的施工方案組織，一是演繹、演變地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)之核作用的資源組織。具有工程建設(shè)的新的物質(zhì)（質(zhì)量）時(shí)，技術(shù)人員與挖掘機(jī)都具有合節(jié)合拍的新的物質(zhì)（質(zhì)量）條件，演繹無(wú)限屬性之演繹過(guò)程與演繹狀態(tài)。也就是說(shuō)，技術(shù)人員與挖掘機(jī)具有合乎作業(yè)要求的流水節(jié)拍，作業(yè)過(guò)程、演繹狀態(tài)都具有可視性條件。不具有工程建設(shè)的新的物質(zhì)（質(zhì)量）時(shí)，技術(shù)人員與挖掘機(jī)通過(guò)自身操作，進(jìn)入地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)之核作用之物質(zhì)（質(zhì)量）演繹狀態(tài)，技術(shù)人員與挖掘機(jī)各自進(jìn)入各自的作用位置，在具有演繹、演變生命的環(huán)境內(nèi)演繹自然狀態(tài)之核作用之物質(zhì)（質(zhì)量）運(yùn)動(dòng)，演繹人類認(rèn)識(shí)自然、遵循自然規(guī)律的演繹活動(dòng)。技術(shù)人員與挖掘機(jī)的作業(yè)，演繹著技術(shù)人員、挖掘機(jī)之點(diǎn)（—空間）之線性空間演變狀態(tài)，它為技術(shù)人員、挖掘機(jī)的模糊概率（下）的作用。

五、在與機(jī)械作業(yè)時(shí)的挖掘機(jī)模糊作業(yè)

與機(jī)械作業(yè)組織時(shí)，挖掘機(jī)與機(jī)械都為維持工地現(xiàn)場(chǎng)、工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的支撐性資源、關(guān)鍵資源。支撐性、關(guān)鍵資源表現(xiàn)在：當(dāng)施工機(jī)械如挖掘機(jī)為經(jīng)過(guò)人類勞動(dòng)積累，經(jīng)過(guò)工藝組織所得時(shí)，它為支撐性資源;當(dāng)施工機(jī)械如挖掘機(jī)為人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然過(guò)程中所制造的時(shí)，它為關(guān)鍵資源。支撐性資源支撐、聯(lián)系人們的社會(huì)生活條件，關(guān)鍵資源聯(lián)系人類認(rèn)識(shí)自然的活動(dòng)。它聯(lián)系著人們的世界觀、人生觀、價(jià)值觀及其改造;就是在已經(jīng)積累資源的客觀世界，人們認(rèn)識(shí)自然（認(rèn)識(shí)自身能夠達(dá)到的狀態(tài)）、改造自然，人們通過(guò)勞動(dòng)實(shí)現(xiàn)自身狀態(tài)改變，通過(guò)回歸H2O—資源、提升H2O—資源性能保證人們自身狀態(tài)朝著健康、生存的方向轉(zhuǎn)變。積累（直至脫胎而出的）支撐性資源如挖掘機(jī)等施工機(jī)械，它（們）的作業(yè)是與其自身本背對(duì)應(yīng)地區(qū)的物質(zhì)（質(zhì)量）條件一起演繹，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)自身身家與性能的一次更新。合節(jié)合拍的作業(yè)保證和實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)等施工機(jī)械作業(yè)與日常生活聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)等施工機(jī)械的施工作業(yè)。

關(guān)鍵性資源的挖掘機(jī)等施工機(jī)械，它們是地區(qū)或區(qū)域自然狀態(tài)的核作用物質(zhì)的演變狀態(tài)，它們是自然過(guò)程所演繹的客觀資源，在一定時(shí)間內(nèi)它們具有機(jī)械地維系著地區(qū)或區(qū)域的自然狀態(tài)的特征如工程中的工程特征。挖掘機(jī)等施工機(jī)械的機(jī)械維持狀態(tài)，就是客觀資源在自然過(guò)程演繹時(shí)所實(shí)現(xiàn)的模糊度、模糊概率及其作用。

六、挖掘機(jī)與技術(shù)人員、施工機(jī)械匹配的數(shù)學(xué)描述及其作業(yè)物理意義分析

1.線性空間的數(shù)學(xué)描述。在三維直角坐標(biāo)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(wèn)題為研究、分析的對(duì)象。

2.二元一次方程及方程組的構(gòu)成。

設(shè)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(biāo)系中直線的交點(diǎn)，所以上述兩方程所示的就是由點(diǎn)連接（通過(guò)四則混合運(yùn)算中加法運(yùn)算）所連成的線。因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算需要滿足時(shí)間基礎(chǔ)上的空間組織要求，從這一點(diǎn)上講，由兩點(diǎn)（兩個(gè)交點(diǎn)）連接演變（運(yùn)算）所示的直線仍然是基于基體（兩個(gè)交點(diǎn)式點(diǎn)加法運(yùn)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(diǎn)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(jī)與技術(shù)人員、施工機(jī)械組合中，挖掘機(jī)作業(yè)及作業(yè)水平由其作業(yè)方程、配套資源作業(yè)方程之間的“物理意義上的”平行程度決定。在人類生活的環(huán)境中它表示基于H2O—基基體的法線方向的絕對(duì)指導(dǎo)作用，它取決于客觀基礎(chǔ)坐標(biāo)系中線性空間的無(wú)限屬性是否已經(jīng)具備（在這里認(rèn)為基于H2O—基基體的法向直線已經(jīng)具備;因?yàn)樵谟腥说纳h(huán)境中，已經(jīng)具備水條件、和法向作用條件，而只有90°角時(shí)所對(duì)應(yīng)的線性空間能在直角坐標(biāo)系的一個(gè)象限角域內(nèi)得到滿足，它能體現(xiàn)線“體”—線“體”垂直，它能體現(xiàn)基于H2O—基（即起始于H2O—基的一個(gè)衍生體）、回歸H2O—資源環(huán)境的由點(diǎn)向體的演變空間）。所以挖掘機(jī)與技術(shù)人員、施工機(jī)械的配套作業(yè)時(shí)的性能模糊度、作業(yè)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(shí)的解。

①上述方程組的解（即變挖掘機(jī)作業(yè)模糊度、模糊概率）為：

x=

y= （3）

因?yàn)榛A(chǔ)坐標(biāo)系能夠成立，所以上述方程組的解能夠以加法運(yùn)算得到進(jìn)一步結(jié)果（如上所述，加法運(yùn)算是具有時(shí)間的空間條件下的結(jié)構(gòu)性組合）;在具有時(shí)間的空間條件下進(jìn)一步繼續(xù)組織下，方程組的解所表達(dá)的挖掘機(jī)作業(yè)、挖掘機(jī)作業(yè)狀態(tài)的模糊度，可以進(jìn)一步表現(xiàn)為一個(gè)含有“模糊”狀態(tài)的體——模糊概率。

方程組、方程組的解、一個(gè)含有“模糊”狀態(tài)的體，反映了挖掘機(jī)從作業(yè)前的機(jī)身位置、逐漸操作轉(zhuǎn)變、形成新的體及其位置的過(guò)程。

②當(dāng)基于H2O—基基體的法向線a，b;a，b所實(shí)現(xiàn)的體—點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了物理意義上平行時(shí)，方程組的解為：

此時(shí)，挖掘機(jī)作業(yè)所實(shí)現(xiàn)的作業(yè)、機(jī)身作業(yè)狀態(tài)為一個(gè)具有起始屬性的坐標(biāo)系;它表示挖掘機(jī)作業(yè)所實(shí)現(xiàn)與維持的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài);它為工程的屬性坐標(biāo)系、和局部坐標(biāo)空間的維持者。此時(shí)方程組的解所示的仍然是處于（新一輪）工作準(zhǔn)備狀態(tài)的模糊作業(yè)狀態(tài)，以及其模糊概率。

七、挖掘機(jī)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)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(biāo)系中X坐標(biāo)軸、Y坐標(biāo)軸的標(biāo)識(shí)性量，是方程組的x，y解;方程組的x解為挖掘機(jī)所示的時(shí)間參數(shù)與作業(yè)面所示的工藝參數(shù)的組合結(jié)果，方程組的y解為地區(qū)或區(qū)域性客觀基礎(chǔ)（如挖掘機(jī)制造工藝與制造過(guò)程、狀態(tài)）與作業(yè)面所示的工藝參數(shù)的組合結(jié)果。

工程中，挖掘機(jī)的作業(yè)起于起始作業(yè)條件：①作業(yè)方程組的系數(shù)，作業(yè)方程組的系數(shù)為作業(yè)基礎(chǔ)具備了物理意義上平行的客觀基礎(chǔ)時(shí)的特征值。挖掘機(jī)的作業(yè)方程的系數(shù)：x的系數(shù)為地區(qū)或區(qū)域生活中制造工藝承起的狀態(tài)（空間結(jié)構(gòu)特征、一個(gè)坐標(biāo)系的特征值表示如用Z坐標(biāo)表示二維直角坐標(biāo)系的特征），y的系數(shù)為用時(shí)間表示的特征值（如通過(guò)工藝參數(shù)、空間參數(shù)組織所實(shí)現(xiàn)的時(shí)間參數(shù)及其指標(biāo)，它對(duì)應(yīng)于、節(jié)拍于地區(qū)生活、生產(chǎn)過(guò)程），常數(shù)值項(xiàng)為挖掘機(jī)在作業(yè)時(shí)間段內(nèi)的通過(guò)機(jī)身操作所實(shí)現(xiàn)的工藝參數(shù)特征的值（它同于擬建工程的工藝參數(shù)特征值，它是挖掘機(jī)的工序性作業(yè)（工序按時(shí)間組織的組織過(guò)程及狀態(tài)））。作業(yè)面的特征值與作業(yè)面方程的系數(shù)：x的系數(shù)為地區(qū)或區(qū)域的工程條件如地面高程，y的系數(shù)組織工程實(shí)施所承起的周期性時(shí)間的特征值（如日、月、年、四年有一個(gè)閏年的循環(huán)等），常數(shù)項(xiàng)為社會(huì)過(guò)程所積累的地質(zhì)特征值、特征量（如工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等所形成的含水特征值）和經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備后的工地現(xiàn)場(chǎng)的道路路線特征值。當(dāng)作業(yè)方案的作業(yè)基礎(chǔ)是基于H2O—基基體時(shí)，作業(yè)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(jī)作業(yè)方程組，挖掘機(jī)作業(yè)是挖掘機(jī)通過(guò)自身作業(yè)能力，對(duì)作業(yè)面實(shí)現(xiàn)的改造與完善過(guò)程及其所形成的狀態(tài);它是通過(guò)其自身操作所實(shí)現(xiàn)的具有時(shí)間的“工程的坐標(biāo)空間”的空間狀態(tài)改造來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在時(shí)間單位1的空間狀態(tài)及其改造的描述時(shí)，單位1的空間描述如上述坐標(biāo)空間描述（見公式（1）），所以挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)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(jī)作業(yè)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(qū)域高程大致四十至一百四十幾米起伏。本段高速公路基礎(chǔ)于池塘、小河為生產(chǎn)基礎(chǔ)的衍生體，所以本路段路基工程應(yīng)背景于侏羅紀(jì)玄武巖、出露新四紀(jì)老黃土地質(zhì)年代，實(shí)現(xiàn)路基體背景為高程四十～五十米池塘、小河。在挖掘機(jī)制造工藝實(shí)現(xiàn)材料，即實(shí)現(xiàn)（{[（2）1]3}3～5·{[（2）1]3}3～5）3為空間結(jié)構(gòu)體的工藝組織實(shí)施結(jié)果時(shí)，挖掘機(jī)適合此種池塘、小河背景衍生體地區(qū)的作業(yè)機(jī)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(shí)施及其實(shí)施狀態(tài)。它的特征值為該核外電子軌跡所形成的空間的標(biāo)識(shí)，即四十左右。

（圖1表示：湖北省武漢地區(qū)特征為核心的水土資源演變過(guò)程。它表示為長(zhǎng)江南北兩岸的河流到湖泊、到池塘（背景于農(nóng)田水系回歸時(shí)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(guò)程、演變狀態(tài)）

路基土石方開挖方案所實(shí)現(xiàn)的基于池塘、小河背景的土方（實(shí)施方案）的特征值，在工地現(xiàn)場(chǎng)還影響于開挖方案、運(yùn)土方案所實(shí)現(xiàn)的、基于背景的法向水平，所以取土點(diǎn)及取土方案的特征值為四十～五十之間。路基工程的所實(shí)現(xiàn)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(jī)取土作業(yè)方案的參數(shù)值為：

a，a|=30-50

b，b|=40 （5）

c，c|=30-50

挖掘機(jī)取土作業(yè)時(shí)的作業(yè)方程及方程組如上述公式（2）。

地質(zhì)年代背景侏羅紀(jì)、出露第四紀(jì)老黃土，給出了本道路工程（路基工程）的基于“紀(jì)”的律動(dòng)、約束，給出了本地區(qū)生活年代背景提出的紀(jì)律、紀(jì)律約束;在積累的背景地質(zhì)條件逐漸回歸H2O—基環(huán)境、回歸H2O—資源所營(yíng)造的時(shí)間，也只是支撐、維持紀(jì)律、紀(jì)律約束的資源性條件。它們限制、選擇了挖掘機(jī)的產(chǎn)地、類型和型號(hào)，它們給出了道路工程（如耦合有路基工程）的地區(qū)性特征與要求，它們給出了本地區(qū)生活的人們的特征與限制性要求?；谌藗兩罴靶袨榈牡貐^(qū)性特征要求與滿足，給出和演變著挖掘機(jī)作業(yè)的模糊特征，給出了挖掘機(jī)作業(yè)模糊事件的、機(jī)械式支撐與維護(hù)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(yùn)輸工程的挖掘機(jī)作業(yè)的模糊性與點(diǎn)的線性空間演變之關(guān)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(xiàn)：

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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.