Đề tài các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Đề tài các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp Đề tài các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp Đề tài các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp Đề tài các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp Đề tài các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Trang 1

Các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ

A Bốn mươi nguyên tắc sáng tạo khoa hỌc - ¿2+ 2 2£ 2£ 2+2 3E 3E 32x33 E3 S2X4 31T

®@ n S t6 +? Đ ĐC SO 02 NY NY NY NY NY bà NY N NY NO Ee = — = Re — rF Oo OU ON DAH PW mm C CO G -¬I DAH CĐ WN KF C Mục lục

Nguyên tắc phân nhỏ: - 22 ©2252 2 SE 2SE£ SE SE SE EE219 E1 7197111111511 171E 1111111121 xe ke re

BI )/2:0: 0119.0511 2N .41)23)4 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: Nguyên tắc phản đối xứng B504 50 8N 44544 h0 s0 6 8 ẽn B500 NA h(/50:.80 801.810 Nẽa A B50) 8n NA s44)3Ạ)4 l5 Ê270;31 8n Ea Nguyên tắc dự phòng . - +: 222222 2E 3E SEXE30 231217521715 1217210211117111021 1111 11 xe B501: 11, NEẽ -.4

Neguy6n tac 101ê 8N .ai

Nguyên tắc cầu trịn hóa: -.- 2:2 2S2 SE SE EXE SE SE 213E 1311317121071 111710 1.1.1 re Com wm Số SA Gõ Go ÓỚ Ơ Ú pe BR DR Neguyén tac linh 1 8107777 aa4

¬ = Nguyên tắc giải (tác động) “thiếu” hoặc ““thừa”: - - ¿2+ cà 322 221221021 1x1 tre ¬ ¬ Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: + +2 2 SE +EE2 S32 SE 2X 321x221 te re cư ¬ ¬ Sử dụng các dao động cơ hỌC: - - c +- SE te SE k kHY SH nh HY nh ng khi HH ng gi cưưn ¬ t3 Nguyén tac 108v 120 NNNG ẽ - 4

¬ w Nguyén tac lién tuc cdc tac dOng 06 ich scescscssssessessssssesessessesssesessessesssescessessssseeceseesueeseeseees Nguyên tắc “vượt nhanh”: Nguyên tắc biến hại thành lợi Nguyên tắc quan hệ phản hồi: . 52 22552 Set Set Sesrerxeeseeserrsersersrrersererereereerce TỔ Nguyên tắc sử dụng trung gian: 5-5525 Set set sesrerseeseesersersererrerrsreexereeerxcrxc.e TỔ Nguyên tắc tự phục 1 3

1/501 sao chép J2 ẽ Nguyên tắc rẻthay cho đắt: - 5c 552 Sàn 2s steerserereeerrrrererersreere.e.v.e TỔ Thay thế sơ đồ kết cấu cơ hỌC: - 2c 2s xnxx re rreersersrerrrreeceorsev 20 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng: - 22 +2s£ SE St set xe ererxeexeeseererersrrxersercecee, 2Ô Sử dụng vỏ dẻo và màn mỏng: «- 5c 5c 2 S2 E SE VY SE SE kg tế re re ekeeeree 2 L Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ: - 2-22 2 ©E +22 2E £rterserrkerrkerrerserxerrerrerscrreceecve 2T

Trang 2

32 33 34 35 36 37 38 39 40

B Các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ 5252552 1

C Phân công phân nhiệm và tài liệu tham khảo - 5 SE SE E ‡k£ EE SE ‡E* Vy krưy 1

2

Nguyên tắc thay đổi màu sắc Nguyên tắc đồng nhất:

Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phan:

Hệ thống giao thông thông minh trong hoạt động giao thông vận tải đường bộ - 1.1 _ Hệ thống quản lý giao thơng(T MS) - + 2 ©7+£ 2£ SE SE +2 SE SE ve2xe re ng cự cư cv 1.2 Hệ thống video phát hiện phương tiỆn . - S2 2S££ t2 SE SEESEE 2x23 s2 cư cư cv 1.3 Công nghệ thu phí điện tử khơng dừng ETC( Elecfronic folÏ collecfion\ - «« « + 1.4 Hệ thống điếu khiển đèn giao thông tự động . 22s SE SE +x+Exet xe crtxeerxec Các công nghệ tiên tiến hiện nay trong ngành công nghiệp ơtơ .- -. - 2-52 525522 522 se + 2.1 Xóa điểm “mù” trong gương chiếu hậu: - 2: 2 + + 9 #22 + £EE+EESEE+2xe re sec sry 2.2 Hệ thống hỗ trợ quan sát trong đêm: - 2: ¿+ %+EE+EE+Ek# 3E 3E x+2xe SE 3 verxer xe sery 2.3 Cảnh báo chệch làn đường:

2.4 _ Hệ thống cảnh báo chống va chạm: 2.5 _ Hệ thống dẫn đường:

2.6 _ Hệ thống kiểm sốt hành trình chủ động:

2.7 _ Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Pro gram): - 2.25 + + s>x

li 00 6n Na ố

Tài liệu tham khảo: ¡- 2 cc 22 SE + É* 1 Y H.HY g1 TH HH TH ng TH HH HH HH Hit Thay đổi các thơng số hố lý của đối tượng - - 2£ 2£ + 2s££ + SE ‡2Set xe sọ srec

ki gJnh 8) e5

Sử dụng sự nở nhiỆT «5 << S x SE Y kh TH TH HH chi HH gi Sử dụng các chat OXY hod MaNh en

W1 387 Ả.ỐốỖỖ ÔỒ Ồ.ỐỒ

Sử dụng các vật liệu hợp thành (CO IpO SIĂC), - - - 52 + S2 5< SE SE KEY vế kg ve gi

Trang 3

Lời mở đầu

Từ xa xưa, sự phát triển của lịch sử xã hội loài người đã gắn liền với quá trình sáng tạo Đó là một quá trình sáng tạo lâu dài và liên tục, từ việc chế tạo ra các công cụ thô sơ cho tới công cụ hiện đại Sự sáng tạo trở thành thành phần quan trọng trong việc xây dựng xã hội hiện đại của con người Cùng với sự sáng tạo con người ngày càng đạt được những thành tựu vượt bậc trong khoa học công nghệ Chính các thành tựu của khoa học

hiện đại trong các phát minh sáng chế đã làm thay đổi thé giới, thay đổi hoàn toàn cách

thức làm việc và suy nghĩ của con người

Do nhu cầu cải tiễn sáng tạo trong công nghệ phục vụ cho cuộc sống ngày càng cao địi hỏi phải có một môn khoa học chuyên nguyên cứu về phương pháp sáng tạo giúp cho việc sáng tạo được đễ dàng và có cơ sở lý thuyết rõ ràng hơn Vì thế các phương pháp luận sáng tạo ra đời với mục đích trang bị cho người học hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy Và trong đó 40 nguyên tắc sáng tạo cơ

bản được Alshuller G.S tổng hợp lại trở thành những nguyên tắc thủ thuật cơ bản thiết thực nhất

Trong nội dung bài thu hoạch, chúng em xin trình bày 40 nguyên tắc cơ bản trong sáng tạo và việc áp dụng những nguyên tắc sáng tạo này vào các hệ thống công nghệ thông tin và phương tiện giao thông đường bộ

Chúng em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm, giảng viên môn

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC đã truyền đạt những

Trang 4

A Bồn mươi nguyên tắc sáng tạo khoa học

1 Nguyên tắc phân nhỏ: > Nộidung:

"“_ -Chia đối tượng thành các phần độc lập “_ -Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

“_ -Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng > Phan tích:

= Thuong dp dung trong trường hợp gặp những vấn đề lớn, phức tạp, hoặc không

đủ nguồn lực để giải quyết/xử lý 1 lần Khi bạn gặp một vấn đề rắc rối/nan giải

hãy chia nhỏ vấn đề thành nhiều phần và giải quyết từng phần một > Vidu:

= Lam thé nao dé an 1 con voi vào bụng ?Tất nhiên là bạn không thê 1 lúc

nguyên con voi được mà phải chia nhỏ con voi đây ra thành nhiều phần và ăn

từng phần một 2 Nguyên tắc “tách khỏi”:

> Nộidung:

“_ Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại tách phần

duy nhất “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) ra khỏi đối tượng

> Phân tích:

= Thường dụng trong trường hợp cần phân biệt rõ ràng những thành phần cấu thành

> Vidu:

= Lamthé nao dé cé duoc nuéc sach? Ta c6 thé ding nhiing phuong phap nhu trưng cất dé lay duoc nước tỉnh khiết ra, hoặc sử dụng hệ thống lọc nhiều tầng để lọc bỏ những tạp chất trong nước

3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ:

> Nộidung:

“ Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngồi) có cấu trúc

Trang 5

“ Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau

" Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với

công việc > Phan tich:

" Khi các đối tượng được kết hợp thành 1 đối tương đồng nhất dé thực hiện một 1 công việc chung thì riêng mỗi đối tượng đều phải có chức năng riêng biệt,

không được trùng lấp nhau gây ra sụ lãng phí tài nguyên

Nguyên tắc phản đối xứng

> Nội dung:

" Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung giãm bậc đối xứng)

Nguyên tắc kết hợp

> Nội dung:

" Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động

kế cận

" Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận > Phân tích:

" Được sử dụng để tăng sự thuận tiện trong quá trình sử dụng đối tượng, nhờ đó

một đối tượng có thể được sử dụng cho nhiều tình huốn và mục đích khác nhau

> Vidu:

" Cay viết chì có gắn tẩy ở đuôi but, để khi cần thiết ta có thé ding dé tay nét

việt chì

Nguyên tắc vạn năng > Nội dung:

"Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó khơng cần sự tham gia của các đối tượng khác

> Phân tích:

Trang 6

> Vidu:

" Với công Com của máy vi tính, ta có thề đùng nó cho việc truyền nhận dữ liệu hoặc kết nỗi với màn hình vi tính,

Nguyên tắc “chứa trong”

> Nội dung:

" Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối

tượng thứ ba

" Một đối tượng chuyên động xuyên suốt bên trong đối tượng khác > Phân tích:

" Được dùng để đóng gói và bảo vệ những đối tượng quan trọng hơn Hoặc được sử dụng như là một hình thức tạo ra một trung tâm cho tât cả hệ thông

> Vidu:

"_ Case máy tính chứa bên trong là toàn bộ hệ thống của 1 máy tinh dé bản Nguyên tắc phản trọng lượng

> Nội dung:

= Bu tri trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác có lực nâng

= Bu tri trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động

> Phan tích

= Thuong duge st dung trong cac qua trinh nang d6, truc vét dua vao su chênh lệch về khối lượng riêng của các chat

> Vidu:

Trang 7

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

> Nội dung:

"_ Gây ứng suất trước với đôi tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại)

10.Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

> Nội dung

" Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hồn tồn hoặc từng phần, đối với đối

tượng

“ Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thê hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, khơng mắt thời gian địch chuyền

> Phân tích:

" Khi bắt tay vào thực hiện bất cứ công việc nào, ta cũng phải chuẩn bị sơ bộ mọi đối tượng thì cơng việc mới có thể tiến hành 1 cách trôi chảy và thuận tiện > Vidu:

= Ta can thiét ké 1 con Robot chay tay dé tham dự Robocon, trước hết ta phải tiễn hành các bước sơ bộ sau:

$ Đặt ra mục tiêu cần đạt của con robot

*>sau khi đã thỏa mãn những nhu cầu trên thì ta có thể bắt tay vào việc thiết kế,

như vậy sẽ không bị mắt thời gian

11.Nguyên tắc dự phòng > Nội dung:

= Bu dap độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

Trang 8

= Pay là l nguyên tắc không thê thiếu trong hầu hết các dự án làm việc hoặc trong quá trình làm việc, ta ln phải có khơng những 1 mà là nhiều phương án

dự phòng đề tránh những trường hợp xấu nhất có thê xảy ra

> Vidu:

" Để khắc phục tình trạng không kịp sao lưu những thông tin quan trong trong

máy tính vì lí do mắt điện đột suất, ta sử dụng thêm bộ lưu điện dụ phòng, như

vậy khi có trường hợp mắt điện đột suất, ta vẫn có vài phút đề sao lưu dữ liệu

12.Nguyên tắc đẳng thế

> Nội dung:

e_ Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng

> Phan tich

= Thuong ap dung để thuận tiện trong quá trình làm việc hoặc sửa chữa thiết bị

13.Nguyên tắc đảo ngược

> Nội dung

" Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ, khơng làm nóng mà làm lạnh đối tượng)

" Làm phần chuyển động của đối tượng (hay mơi trường bên ngồi) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyên động

> Phân tích:

"_ Trong quá trình giải một tốn, khơng nhất thiết là chúng ta phải đi từ đầu đề

bài toán đề giải ra kết quả, mà ta có thể suy đoán ra kết quả rồi sử dụng phương pháp quy nạp đề chứng minh kết quả đó là đúng

> Vidu:

= Hay timc6ng thir tinh téng day sé cấp số cộng với cơ số là 1

gia str tong S=n(n+1)/2;

với n=l: S=l(1+1)/2=l; đúng với n=l với n=2: S=2(2+1)/2=3=l+2; đúng với n=2

với n=k: S=k(k+1)/2;giả sử đúng với n=k > cần chứng minh đúng với n=k+l; Với n=ktI: S=(k+1)(kt1+1)/2=(k(kt1)/2)+(2(k+1)/2)ESk+(k+1);

Trang 9

14.Nguyên tắc cầu trịn hóa: > Nội dung:

" Chuyển những phần thăng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu

, kết cầu hình hộp thành kết cấu hình cầu

" Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

" Chuyển từ chuyển động thẳng sang chuyên động quay, sử dụng lực ly tâm

> Phân tích tư duy hệ thống:

“ Cần xem xét thêm hệ thống cụ thể có trong bài tốn một cách trừu tượng,khái quát dưới dạng các biểu diễn của hệ thống

= St dung ngun tắc cầu (trịn) hóa, có thê phải cùng một lúc thay đôi cả yếu tố

và mối liên kết

= C6 thé xem nguyén tac cầu trịn hóa là ngun tắc ngược với nguyên tắc phản

(bất) đối xứng

> Cách xem xét:

Hệ thống cho trước có chức năng gì? Nếu cầu (trịn) hóa hệ thống hoặc biểu diễn của hệ thống, nó có hoạt động tốt hơn khơng? Nếu có, hãy tìm cách thực hiện?

> Vidu:

Thước dây chuyển thành thước cuộn, đầu ngòi viết cầu hóa thành bi, bút thường chuyền thành bút bi

Sân khấu thắng, san khấu cong, sân khấu quay 15.Nguyên tắc linh động:

> Nội dung:

Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

Nếu đối tượng bất động làm cho nó di động

Nguyên tắc linh động đòi hỏi hệ thống cho trước phải chuyển từ không thay đổi trong suốt quá trìn hoạt động (tiền thân) sang thay đổi để phù hợp tốt nhất (tối ưu) với từng giai đoạn khác nhau của q trình đó

Thay đổi cần hiểu theo nghĩa rộng nhất về các mặt chức năng, đặc điểm, cấu trúc, hình đạng, sao cho hệ thống hoạt động tối ưu trong từng giai đoạn Thay đổi như thế nào được xác định bởi bài toán cụ thể và các nguyên tắc liên quan

Trang 10

> Cách xem xét:

Có những tiêu chuẩn, yêu cầu để cần thiết phải phân chia quá trình hoạt động

của hệ thống cho trước thành các giai đoạn khác nhau không? Nêu có, hãy thực

hiện sự phân chia đó? Hãy phát biểu mục đích cần đạt được của từng giai đoạn? Hệ thống phải thay đôi những gì, như thế nào để có thể đạt mục đích của từng giai đoạn tốt nhất?

> Vidu:

Lip xe đạp có thể quay ngược mà không ảnh hưởng đến chuyển động của xe, líp xe nhiều tang , xe cd nhiều số tốc độ

Bánh xe bị thủng nhưng xe vẫn chạy được ở tốc độ cao, kiếng xe hơi có thé tự nâng lên hạ xuống bằng nút nhắn điều khiển

16.Nguyên tắc giải (tác động) “thiếu” hoặc “thừa”: > Nội dung:

Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều

hơn “một chút” Lúc đó bài tốn có thê trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn Phân tích tư duy hệ thống:

Nguyên tắc giải (tác động) “thiếu” hoặc “thừa” thường dùng cho trường hợp: hiện tại người ta chưa có cách đề có thé dat trực tiếp đúng 100% như ý muốn Trong khi đó đạt “thừa” ra hoặc “thiếu” đi một chút lại có cách dễ dàng thực

hiện

Nguyên tắc giải (tác động) “thiếu” hoặc “thừa” thay đôi cả các yếu tố và các

mối liên kết của các hệ liên quan đến việc tạo ra kết quả mong nuốn > Cách xem xét:

Nếu hệ thống cho trước chưa có cách đạt được mục đích đề ra 100% hãy xem

xét các khả năng đạt “thiếu” hoặc “thừa” có dễ hơn không Nếu vẫn có yêu cầu đạt 100%, hãy tìm cách bù trừ “thiếu” hoặc tách khỏi “thừa” để cuối cùng vẫn

đạt mục đích 100% > Vidu:

That lưng, dây đeo đồng hồ đục nhiều lỗ để thích hợp với số đo của những người sử dụng khác nhau

Trang 11

17.Nguyén tac chuyển sang chiều khác:

> Nôi dung:

" Những khó khăn do chuyên động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều) Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyền động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều)

"_ Chuyển các đối tượng có kết câu một tầng thành nhiều tầng "_ Đặt đối tượng nằmnghiêng

" Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước

"_ Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước

" Cần xem xét thêm hệ thống cụ thé có trong bài toán một cách trừu tượng, khái quát đưới dạng các chiều không gian hệ thống và chiều xem xét hệ thống của các biểu diễn hệ thống chứ không chỉ theo dạng hình học khơng gian ba chiều "_ “Chiều” trong tư duy hệ thống cần được xem xét như các nguồn dự trữ có sẵn

cần được chú ý khai thác, sử dụng > Cách xem xét:

"Hệ thống cho trước có thể có những chiều nào (các chiều hình học, thời gian,

thang bậc, xem xét hệ thống )? Hiện nay đã khai thác, sử dụng những chiều nào của hệ thống trước? Hãy xem xét khả năng khai thác, sử dụng tiếp các chiều khác, có thể phát huy các ý tưởng gì?

> Vidu:

" Các loại quần áo mặc được cả hai mặt,nhà 2 tang 3 tầng các cơng trình đưới

đáy biển

= Bang viét được một mặt hai mặt,chìa khóa có răng ở cả hai cạnh nên lúc cho chìa vào ổ không phải mắt thời gian đề lựa chiều

18.Sử dụng các dao động cơ học: > Nội dung:

"Làm đối tượng dao động Nếu đã có đao động, tăng tầng số đao động ( đến tầng số siêu âm)

“_ Sử dụng tầngsố cộng hưởng

= Thay vi dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện

Trang 12

" Nguyên tắc sử dụng các đao động cơ học, yêu cầu sử dụng hiện dao động cùng các kiến thức liên quan đến dao động, có phạm vi áp dụng hẹp hơn các nguyên tắc khác,vì không phải hệ thống nào cũng có thể hoặc cần dao động Do vậy, nguyên tắc sử dụng các đao động cơ học thường dùng cho các hệ thống kỹ thuật,sinh,y học

" Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học địi hỏi cần có “Hệ thống dao động” và hệ này cần có những đặc trưng thay đôi (linh động) để phù hợp với các mục đích đề ra trong bài tốn

"_ Có thể hiểu “dao động” theo nghĩa khái quát: Hệ thống có thê đễ đàng thay đổi xung quanh trạng thái cân bằng của mình Những hệ thống có khả năng đó thường có sức sống cao, dễ thích nghỉ với các tác động của môi trường

> Cách xem Xét:

= Néu la hé théng cho trước dao động, bài tốn có giải được hay không? Nếu hệ

thống đã dao động, tăng tần số đến siêu âm, sử dụng hiện tượng cộng hưởng bài toán có giải được hay khơng?

> Vidu:

" Quả chuông, ghế xích đu, võng,cầu bập bênh cho trẻ em choidéng hé co học trong kĩ thuật ding rat nhiều các bộ rung tạo ra các đao động cơ học " Công ty “Piezo Electric Production” (Mỹ) chế tạo loại quạt dùng làm nguội các

mạch điện.”Quạt” gồm nhiều bảng mỏng xếp lại và được giữ lại một phía.Người ta làm dao động các bản này nhờ các tỉnh thể áp điện.Khác với các loại quạt dùng động cơ,loại quạt này chỉ tiêu thụ vài milioat năng lượng đủ làm

tản mát nhiều oát nhiệt lượng 19.Nguyên tắc hoạt động theo chu kì:

> Nội dung:

"_ Chuyên tác động liên tục thành tác động theo chu kì (xung)

“ Nếu đã có tác động theo chu kì, hãy thay đổi chu kì

= Sw dung khoang thời gian giữa các xung đề thực hiện tác động khác

Trang 13

" Nguyên tắc tác động theo chu kỳ có thê làm thay đơi cả các yếu tố lẫn các mối liên kết của hệ thống

"_ Có những trường hợp, khi điều kiện, hoàn cảnh cho phép, người ta có thể có những cải tiến để chuyên ngược lại: tác động theo chu kỳ tác động liên tục có ích theo thời gian

> Cách xem xét:

"_ Bài toán nảy sinh có phải do tác động của hệ thống cho trước là liên tụ hay không? Nếu có, hãy tìm cách chuyến tác động đó của hệ thống cho trước từ chế độ liên tục sang chê độ xung

> Vidu:

= Dén quang cao, phòng khiêu vũ, các loại đèn tín hiệu như hải đăng, đèn trên các cột cao, đèn quẹo trái, đèn quẹo phải của xe đều ở dạng nhấp nháy (lúc sáng lúc tối)

"Các tín hiệu âm thanh mang tính báo hiệu như còi xe cấp cứu, cứu hỏa, báo hiệu xe lùi, tín hiệu báo đồ chuông, máy bận trong các điện thoại

= Bo mon “kỹ thuật xung” trong điện tử học 20.Nguyên tắc liên tục các tác động có ích:

> Nội dung:

"_ Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn

luôn làm việc ở chế độ đủ tải)

" Khắc phục vận hành không tải và trung gian

" Chuyển chuyên động tịnh tiến qua lại thành chuyên động quay

"_ Hệ thống được sinh ra (xây dựng) để thực hiện chức năng (tính hệ thống) của mình, nói cách khác, để tạo ra tác động có ích nào đó Nguyên tắc liên tục các tác động có ích địi hỏi các tác động có ích phải liên tục xảy ra (khơng có thời gian chết hoặc thiếu tải, non tải) và tính có ích của các tác động phải càng ngày „ càng tăng

= Cac quyét định “liên tục các tác động có ích” phải là các quyết định làm cho

“tất cả các hệ thống, kể cả môi trường đều thắng”

> Cách xem Xét:

Trang 14

các hệ dưới, hệ dưới nữa và làm tương tự? Hãy tìm cách làm tăng tính liên tục các tác động có ích thêm nữa?

> Vidu:

= Ot6 van tai, chuyén di, chuyến về phải chở hàng, tránh chạy không.Ở thời kỳ đầu của ôtô tải, tại những chỗ lên xuống hàng, thùng xe “làm việc” trong khi thùng máy “nghỉ” Sau này, người ta tách riêng thành máy kéo và rơmoóc, xe

tự đỗ, ôtô vận tải kết hợp với cần câu, máy xúc

= Ac quy phat điện lúc xe, tàu không hoạt động để thắp sáng hay khởi động xe và tích bù lại khi động cơ làm việc

21.Nguyên tắc “ vượt nhanh”: > Nội dung:

"_ Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

= Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết > Phân tích tư duy hệ thống:

"Trong quá trình hoạt động có những giai đoạn ở đó hệ thống cho trước phải chịu những tác động (hiểu theo nghĩa rất rộng) làm phương hại, thậm chí phá

vỡ hệ thống.Nguyên tắc “vượt nhanh” mách bảo cách giải quyết

" Nguyên tắc “vượt nhanh” còn dùng cho những trường hợp, ở đó hệ thống cần có những phẩm chất mà những phẩm chất đó chỉ có thể đạt được bằng cách

tăng nhanh vận tốc thay đôi đại lượng nào đó của hệ thống như nhiệt độ,thê

tích,áp suất > Cách xem Xét;

“Hệ thống cho trước, có phải trải qua những giai đoạn có hại, nguy hiểm nào khơng? Nếu có hãy tìm cách điều khiển cho nó vượt nhanh

" _ Hệ thống cho trước cần có phâm chất mới nào? Phâm chất mới đó có thể thu được bằng cách thay đổi thật nhanh đại lượng (thông số) nào đó của hệ thống khơng? Nếu có hãy tìm cách thực hiện?

> Vidu:

" Để tránh đau đớn cho bệnh nhân những thao tác như tiêm ching, nhd

răng, thường làm rất nhanh, máy khoan răng có tần số vịng quay lớn, để tránh nhiệt độ có thể làm hỏng các mạch bán dẫn trong sữa chữa lắp ráp người ta làm thật nhanh

"_ Trong kỹ thuật có những tình huống cần phải bịt đường ống thật nhanh đề khí hoặc các chất đọc khơng rị rỉ ra ngoài.Các chuyên gia Đức đưa ra phương

pháp, có thê bịt các ống dẫn tại bất kì chỗ nào, giống như người ta ép thành

Trang 15

ta gắn lên đoạn ống cần bịt một vòng khớp đựng chất nỗ và gây nổ.Kết quả,

thành ống bị ép chặt lại với nhau khơng cịn có lỗ rò rỉ nào nữa 22.Nguyên tắc biến hại thành lợi:

> Nội dung:

"_ Sử dụng những tác nhân có hại (ví dụ tác động có hại của môi trường) để thu

dược hiệu ứng có lợi

" Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác

"_ Thay đổi tác nhân có hại đến mức nó khơng cịn có hại nữa > Phân tích tư duy hệ thống:

"Nếu phải làm việc với hệ thống gây ra tác động có hại, nguyên tắc biến hại

thành lợi chỉ ra một số cách biến tác động có hại thành có lợi cho bạn hoặc hệ

thống

"_ Thay đổi tác nhân có hại cần được hiểu theo nghĩ rộng, có thé la thay đổi riêng

các yêu tố, riêng các mối liên kết hoặc cùng một lúc cả hai của hệ dưới mà hệ

dưới đó chịu trách nhiệm trực tiếp gây ra tác động có hại.Ở đây rất cần sự sáng tạo

> Cách xem xét:

"_ Hệ thống cho trước có thể gây ra tác động có hại nào khơng? Nếu có hãy tìm cách biến hại thành lợi, trước hết, sử đụng những cách đã được gợi ý

> Vidu:

= Ngudi ta bién strc tan pha cua li thanh điện năng bằng cách xây dựng các hồ

chứa nước và nhà máy thủy điện, nhiều loại chất độc với những liều lượng thích hợp có tác dụng điều trị bệnh tốt như thuốc phiện nọc rắn

"_ Các kỹ sư thành phố Gdansk (Ba Lan) chê tạo thiết bị điều hịa khí hậu độc đáo

cho những thủy thủ làm việc tại các vùng biển nhiệt đới nơi có độ âm rất

cao.Thiết bị thu gió thổi tách hơi nước và làm mát không khí Khơng khí khơ

mát được thổi vào các phòng trên tàu còn nước tách ra là nước ngọt được sử dụng phục vụ cho sinh hoạt trên tàu

23.Nguyên tắc quan hệ phản hồi: > Nội dung:

= Thiét lap quan hé phan hoi

Trang 16

"_ Thiết lập hệ điều khiển có quan hệ phản hồi với hệ cho trước dé điều khiến hệ cho trước, hoàn thiện hệ phản hồi để điều khiển tốt hơn và tiếp tục hoàn thiện hệ phản hồi đến mức hệ thống cho trước thành hệ tự điều khiến

= St dung nguyên tắc quan hệ phản hồi cần lập thêm hệ mới (hệ điều khiển) nhưng q trình hồn thiện tiếp theo cần hướng đến làm mát hệ mới đề hệ cho

trước trở thành hệ tự điều khiển

> Cách xem xét:

"Có yêu cầu điều khiển hệ thống cho trước khơng? Nếu có thì điều khiển cụ thé cái gì? Coi cái đó là kết quả, hãy tìm nguyên nhân? Hãy thiết lập quan hệ phản hồi cho kết quả va nguyên nhân tìm ra? Hãy tiếp tục hoàn thiện hệ phản hồi đó?

> Vidu:

= Phao xing trong cacbuarato c6 tác dụng giữ xăng ở một mức nhất định,các loại role đóng ngắt tự động tùy theo nhiệt độ cường độ dòng điện các mạch phản

hồi trong điện tử, tên lửa hành trình ,nhà thơng minh

" Nhà máy “Vein” (Đức) lắp thêm bộ vi xử lý vào chiếc máy khoan điện, điều

này làm giá tăng lên nhưng cơng dụng của nó hồn toàn bù đắp lai được: máy khoan mới đường như phân biệt được các lọai vật liệu đang khoang như gỗ, bêtông và tự động điều chỉnh tốc độ quay giá trị momem xoắn Nếu dùng khoan vặn ốc vit thì máy tự động ngắt điện ở thao tác cuối.Máy khoan mới tiết kiệm năng lượng và có ti thọ cao hơn máy truyền thống

24.Nguyên tắc sử dụng trung gian: > Nội dung:

= Str dung déi tượng trung gian, chuyên tiếp để mang, truyền tác động = Tam thoi gan đối tượng cho trước vào đối tượng khác, dễ tác rời sau đó

" Các hệ thống mở ln có sự tương tác với các hệ thống khác và mơi trường Có những trương hợp vì những lý do nào đó hệ cho trước khó hoặc khơng thể tác động lên hệ nhận tác động (hoặc nhận tác động từ hệ khác) một cách trực tiếp.Nguyên tắc sử dụng trung gian chỉ ra cách giải quyết: sử dụng hệ trung gian truyền tác động đến hệ nhận tác động

"_ Lúc đầu nhiều hệ thống phải thực hiện cùng một lúc nhiều chức năng (tương

tác) khác nhau Sau đó, do các đòi hỏi mới một số chức năng tương tác được tách khỏi và giao cho các hệ trung gian thực hiện Lúc này hệ cho trước và các

hệ trung gian liên kết với nhau thành một hệ với tính hệ thông mới không thể

Trang 17

trung gian tạo ra sự phát triển vì các hệ có điều kiện tập trung cao các nguồn lực vào số lượng các chức năng (tương tác) ít hơn trước

> Cách xem xét:

= Trong các tương tác của hệ cho trước với các hệ khác và môi trường có tương tác nào khó hoặc không thực hiện được khơng? Nếu có hãy xem xét khả năng sử dụng trung gian và tìm cách thực hiện? Đồng thời đặt thêm các câu hỏi: hệ cho trước có nhu cầu tất yếu chuyên giao chức năng nào đó cho hệ trung gian hay khơng? Nếu có hãy tìm cách thực hiện?

> Vidu:

= Phich cam dién det khéng cam dugc vao 6 tròn người ta dùng thêm cái chuyên

từ dẹt sang tròn, các dịch vụ trong xã hội mang tính trung gian, các chát xúc

tác, các loại biến thế điện, khi trình bày một vấn đề phức tạp đòi hỏi kiến thức

chuyên môn hẹp đề dễ hiểu

"Do chịu rung động thường xuyên, các ốc vit din dan bị lỏng ra trong các máy công cụ, ôtô máy bay Nhằm khắc phục tình trạng này một xí nghiệp ở Đức sản xuất loại Ốc vít tự dán.Người ta đính sẵn vào ren ở cuối con ốc một con nhộng polime nhỏ chứa keo dán bên trong Khi vặn ốc con nhộng này bị ép vỡ keo chảy ra lấp đầy khe giữa Ốc, đai ốc và máy rồi đông cứng lại.Ốc vít loại này chịu rung động lớn

25.Nguyên tắc tự phục vụ:

> Nội dung:

"_ Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác (hoạt động) phụ trợ, sữa chữa

" Sử dụng phế liệu, chất thải năng lượng dư

" Khi có vấn đề người giải trước hết phải chú ý sử dụng các nguồn dữ trữ có sẵn trong hệ, đặc biệt các nguồn dự trữ không mất tiền đề giải quyết vẫn đề Các nguồn dự trữ này có thê là (vật) chất, năng lượng, thông tin (kế cả tri thức) và các tổ hợp của chúng Nguyên tắc tự phục vụ đòi hỏi cao hơn ngay cả khi khong có vấn đề, cũng cần khai thác, sử dụng các nguồn dữ trữ có sẵn trong hệ đề hệ có thêm được các chức năng, hoạt động hỗ trợ (hiểu theo nghĩa rộng) "_ Việc khai thác, sử dụng các nguồn đữ trữ có sẵn trong hệ có sẵn trong hệ có thé

Trang 18

"_ Việc hệ thống cho trước có thể tự mình thực hiện các chức năng hoạt động hỗ

trợ đo vậy không cần sự giúp đỡ của các hệ khác là dấu hiệu cho thấy hệ cho

trước có mức độ lý tưởng tăng > Cách xem xét:

" _ Hệ thống cho trước có những nguồn dự trữ nào về (vật) chất năng lượng thông tin và các tổ hợp của chúng? (Nếu nguồn dữ trữ dưới dạng tiền, thì cần quy tiền về các nguồn dữ trữ nói trên)? Các nguồn đữ trữ nói trên có thể tạo thêm các lợi ích gì cho hệ thống cho trước (các chức năng hoạt động hỗ trợ cho chức năng chính của hệ thống)? Nếu có hãy tìm cách thực hiện?

> Vidu:

= Khinhac may dién thoại lò xo bên trong máy đấy lên nối công tắc, người gọi điện thoại có thể sử dụng được ngay Ngược lại khi gác máy lò xo bị nén xuống-ngắt mạch Các ống hứng gió đặt trên máy nhà có phần giống như đi cá giúp quay được ống khi gió đổi hướng để ống luôn ở chế độ tối ưu

"_ Ở Anh, người ta thông qua dự án sử dụng lại các lò cao đã hết hạn phục vụ Lò cao được cải tạo thành lò chế biến rác sinh hoạt và công nghiệp gồm các hỗn

hợp chất hữu cơ, giấy và nhựa Lò hoạt động như lò phản ứng dùng cho các quá trình nhiệt phân ở nhiệt 46 350° C Kết quả, các vật liệu thải biến thành các

hạt than cốc, khí đốt và nhiên liệu lỏng hiđrocacbon sử dụng được trong các động cơ diesel

26 Nguyên tắc sao chép (copy):

> Nội dung:

“_ Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao

“_ Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình

vẽ) với các tỉ lệ phóng to, thu nhỏ cần thiết

“Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng khả biến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường) chuyển sang dùng bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại

“_ Có những trường hợp, vì những lý do nhất định không được sử dụng hoặc tác động trực tiếp lên hệ thống cho trước (nguyên bản), người ta có thể sử đụng hoặc tác động trực tiếp lên bản sao (hiểu theo nghĩa rất rộng) của hệ thống cho trước đề bài toán vẫn giải được

"_ Người ta có thể dùng các bản sao là những hệ thống sao chép chức năng tính

Trang 19

"Các nguyên tắc khác, các kiến thức và các điều kiện cụ thể của bài toán giúp xác định sao chép cái gì, sao chép như thế nào cho phủ hợp

" Những gì thu được khi nghiên cứu, sử dụng, tác động lên hệ bản sao sẽ được

dùng để giải bài toán cho hệ trước

> Cách xem Xét:

" _ Hãy tưởng tượng nếu dự định sử dụng tác động trực tiếp lên hệ cho trước thì có thể thực hiện được điều đó khơng? Có thể dẫn đến hậu quả xấu đối với hệ thống cho trước khơng? Nếu có hãy tìm cách thay hệ cho trước bằng hệ bản sao để giải bài toán?

> Vidu:

"_ Các loại bản đồ sơ đồ hình vẽ đồ thị đóng kịch, đóng phim, các cuộc điều tra xã hội, các cách mơ hình hóa

" Các bác sĩ nha khoa ở Rostock (Đức) cùng với các chuyên gia nhà máy “Piko” ở thành phố Sonenberg chế tạo dụng cụ để cho các sinh viên thực tập Dụng cụ

có tên gọi là “đầu làm mẫu” Với dụng cụ mới này sinh viên có thể thực hành

sử dụng máy khoan răng nhỗ răng và chân răng cùng các thao tác khác “Đầu

làm mẫu” có thê dễ dàng và nhanh chóng cố định trên đề giữ, thay đổi vị trí

của hàm dưới.Trên các hàm có lắp các loại răng khác nhau có mặt nạ với khoan miệng to nhỏ khác nhau, có các răng bị hu dé thực hiện các công việc trị liệu hoặc chỉnh hình Vật liệu làm lợi (nướu) giống như cao su cho phép tiêm Nếu tiêm đúng chỗ cần giảm đau máy đặc biệt sẽ thông báo cho biết kết quả

27.Nguyên tắc rẻ thay cho đắt:

> Nội dung:

= Thay đối tượng đắt tiền bằng các đối tượng rẻ có phẩm chất kém hơn > Tư duy hệ thống:

"_ Nguyên tắc rẻ thay cho đắt thường dùng cho các trường hợp sau:

e _ Hệ thống được chế tạo để dùng nhiều lần nhưng tổng chỉ phi dat hon cho

các lần dùng còn lại

e _ Hệ thống dùng nhiều lần nhưng có nguy cơ trả giá đắt cho lây nhiễm bệnh

tật

e - Hệ thống đắt vì thuộc loại quý hiếm khó tái tạo

e _ Hệ thống đắt nhưng nhanh chóng lỗi thời về hình thức

Trang 20

e_ Những tình huống cấp bách như thiên tai hỏa hoạn chiến tranh

> Ung dung:

Trong ngành y té, người ta sử dung bao tay dùng 1 lần để tránh lây nhiễm bệnh

tật

Ở quán ăn hay trên xe khách người ta sử dụng loại khăn giấy rẻ tiền ding mot lan dé thay thế cho loại khăn vải đắt tiền và tốn công giặt giữ

28 Thay thế sơ đồ kết cấu cơ học:

> Nội dung:

Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng

Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cô định sang thay đồi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ > Tư duy hệ thống:

Có một thực tế là các hệ thống đầu tiên do con người tạo ra thường dựa trên các kiến thức về cơ học và những hệ thống đó hoạt động nhờ các loại năng lượng, các yếu tố, các mối lien kết, các hiệu ứng cơ học Theo thời gian, nhiều hệ thống cơ học chuyên sang phi cơ học từng phần hoặc toàn phần Phi cơ học được hiểu là nhiệt học, âm học, điện học, từ học, điện từ học, hóa học, sinh học, v.v Nguyên tắc thay đổi so đồ, kết cấu cơ học đòi hỏi phải sử dụng kiến

thức phi cơ học nói trên dé thiết kế, xây dựng các hệ thống mới vì chúng có

những ưu điểm mà hệ thống cơ học thuần túy không có

Nguyên tắc thay đổi kết cấu cơ học thuần túy là thay đổi nguyên lý cơ học của hệ thống cho trước, nói cách khác, hệ thống phải thay đôi cơ bản

Muốn sử dụng nguyên tắc thay thế cơ học tốt, người giải phải nắm vững các

kiến thức thuộc các lĩnh vực không phải cơ học

> Vidu:

Ngày xưa người ta hay dùng đồng hồ cơ học với răng cưa Bây giờ đã có đồng

hồ điện tử

29.Sử dụng các kết cấu khí và lỏng:

Trang 21

" Thay cho các phần của đối tượng ở thê rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm khơng khí, thủy tĩnh, thủy phản lực

> Tư duy hệ thống:

" Trong bất kì hệ thống nào, các yếu tố, các lien kết đầu được làm từ các vật liệu nhất định VỀ mặt nguyên tắc, cần sử dụng vật liệu phù hợp với các yêu cầu đòi hỏi Tuy nhiên trong thực tế thì con người thường sử dụng các vật liệu rắn trước Nguyên tắc sử dụng các kết cấu lỏng và khí chỉ ra, trong nhiều trường hợp, các vật liệu khí và lỏng có tính năng ưu việt hơn các vật liệu rắn

= Cac chat khi va lỏng có ưu việt hơn vật liệu rắn ở chỗ chúng có sẵn tính kinh

động Nếu là khơng khí và nước thì chúng ở khắp mọi nơi, đễ kiếm, thuộc lại nguồn dự trữ có sắn khơng mắt tiền

30.Sử dụng vỏ dẻo và màn mỏng: > Nội dung:

" Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cầu khối

" _ Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng > Tu duy hệ thống:

“_ Đối với các hệ thống có kết cau khối, nêu chỉ cần phần bề mặt mà không quan

tâm đến phần bên trong hệ thống thì kết cấu khối được thay bằng vỏ dẻo màng mỏng hoặc phần bề mặt trở thành vỏ dẻo

" Có những hiệu ứng chỉ xảy ra khi hệ thống cho trước ở dạng vỏ dẻo Để sử

dụng hiệu ứng này, người ta phải biến hệ thống cho trước từ dạng kết câu khối thành vỏ dẻo

31.Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ:

> Nội dung:

" Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chỉ tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ )

"_ Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tâm nó bằng chất nào đó

" Nguyên tắc sử dụng các vật lieu nhiều lỗ chuyền các hệ thống tiền thân là các hệ đặc thành các hệ mà ở đó các mối liên kết của hệ tiền thân được thay bằng

các lỗ; hoặc chuyển các hệ thống tiền thân là các hệ nhiều lỗ trống sang các lỗ

Trang 22

Có nhiều lý do dẫn đến viêc sử đụng các hệ thống mà trong kết cấu của chúng

có nhiều khoảng trống như: hệ thống có nhiều yếu tố, mối liên kết dư mà bỏ

chúng đi thì khơng ảnh hưởng đến chức năng của hệ thống Do vậy hệ cải tiến

có giá thành thấp hơn, tiết kiêm nguyên vật liệu 32.Nguyên tắc thay đối màu sắc:

> Nội dung:

Thay đổi màu sắc của đối tượng hay mơi trường bên ngồi

Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay mơi trường bên ngồi

Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang

Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp

Nói một cách khái quát, nguyên tắc thay đổi màu sắc tập trung vào việc hiển thị hệ thống cho trước Việc này giúp cho hệ thống từ trạng thái chưa được nhìn thấy hoặc nhìn chưa phân biệt rõ sang nhìn thấy và phân biệt rõ

Nguyên tắc thay đôi màu sắc giúp quá trình phát, truyền, biến đổi, thu nhận, xử lý thông tin về hệ thống cho trước trở nên trong suốt hơn

33.Nguyên tắc đồng nhất:

> Nội dung:

Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng

một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước

Mới thoạt nhìn, nguyên tắc đồng nhất liên quan đến trực tiếp đến các mi liên kết giữa các yếu tố Tuy nhiên, đi vào cụ thê theo nghĩa đen, nguyên tắc đồng nhất đòi hỏi các yếu tố tương tác với nhau phải từ một vật liệu, hoặc từ vật liệu gần về các tính chất Như vậy, sự tương tác sẽ phục vụ tốt nhất cho hệ thông Khái quát hóa lên, những yếu tổ tương tác với yếu tố cho trước phải được thay

Trang 23

Các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ 34.Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần:

> Nội dung:

" _ Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng

= Cac phan mit mt cua đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc

"_ Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần đòi hỏi hệ thống cho trước phải phân hủy cả về chức năng lẫn cơ cấu, nếu hệ thống cho trước khơng cịn cần

nữa Ngược lại, hệ thống cho trước phải được tái sinh khi cần thiết

" Hệ thống cho trước bị phân hủy được hiểu là các yếu tố, các mối liên kết tạo nên hệ thống và chức năng của hệ thống biến mắt một cách dễ dàng, nhanh chóng, ít tốn kém nhờ sử dụng các nguồn dự trữ không mát tiền

35.Thay đối các thông số hoá lý của đối tượng

> Nội dung:

= Thay déi trang thai đối tượng

" Thay déindng d6 hay độ đậm đặc " Thay déid6 dẻo

= Thay d6i nhiét độ, thể tích

= Hé thống có thé ở nhiều trạng thái khác nhau Nguyên tắc thay đổi các thơng số hóa lý của đối tượng, trong cách hiểu khác quát, đòi hỏi người giải bài toán phải đưa hệ thống cho trước đang ở trạng thái tiền thân

36.Sử dụng chuyển pha

> Nội dung:

= St dung cdc hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đồi thé

tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng

37.Sử dụng sự nở nhiệt > Nội dung:

" Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu

Trang 24

"_ Nguyên tắc sử dụng sự giản nở nhiệt thường dùng cho các hệ thống kĩ thuật, ở đó sự biến đơi hình dạng hệ thống có thê điều khiển được bằng sự thay đổi

nhiệt độ hệ thống hoặc nhiệt độ tô hợp các hệ thống liên kết

= Suco giãn nhiệt của hệ thống là nhờ sự tăng giảm nhiệt độ, là hiệu ứng của sự tăng giảm các vận tốc chuyển động của các nguyên tử

" _ Giữa nhiệt năng và các dạng năng lượng khác có sự chuyên hóa, biến đổi, do

vậy có nhiều cách biến đôi nhiệt độ hệ thống 38.Sử dụng các chất oxy hoá mạnh

> Nội dung:

"Thay khơng khí thường bằng khơng khí giàu oxy "_ Thay khơng khí giàu oxy bằng chính oxy

" Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên khơng khí hoặc oxy "_ Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hố) bằng chính ozon

39.Thay đổi độ trơ

> Nội dung:

= Thay mdi trường thông thường bằng mơi trường trung hồ " Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất ,, phụ gia trung hoà = Thuc hién qua trinh trong chan không

40.Sử dung các vật liệu hợp thanh (composite) > Nội dung:

Trang 25

B Các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ

1 Hệ thống giao thông thông minh trong hoạt động giao thông vận tải đường bộ Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent transportation systems, viết tắt là TTS) là một hệ thống bao gồm nhiều ứng dụng quản lý khác nhau như l: Hệ thống quản lý thông tin tín hiệu giao thơng và dòng xe;

Cung cấp hệ thống quản lý biển báo tự động;

Tự động nhận dạng biển số hoặc máy ảnh tốc độ ứng dụng cho một số trường

hợp như: hệ thống an ninh và an tồn giao thơng,

Hệ thống tiếp ứng và phản hồi thông tin giúp quản lý lưu lượng xe cũng nhưvị trí đậu xe, thơng tin thời tiết;

Ngoài ra, các kỹ thuật tiên đoán đang được phát triển đề cho phép lập mơ hình tiên tiến và so sánh với số liệu lịch sử cơ bản để đưa ra những chỉ thị đúng đắn

Có thê nói, đây là một ví dụ điển hình cho việc ứng dụng một tổ hợp các

nguyên tắc phương pháp luận sáng tạo khoa học với một quy mô lớn và vô cùng chặt chẽ Và hệ thống này đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều quốc gia tiên tiến, hiện nay đang được tiến hành xây đựng và thử nghiệm tại một số tỉnh thành trong cả nước

1.1 Hệ thống quản lý giao thông(TMS)

> Phần mềm trung tâm Hệ thống quản lý giao théng (Traffic Management System - TMS) là phần mềm Siemens SI-Traffñc Concert Với việc áp dung phương pháp

dự phòng, hệ thống được vận hành từ hai trung tâm điều khiển (đề phòng một

trong hai trung tâm bị lỗi), và hai trung tâm này sẽ lấy dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm các camera giám sát, tín hiệu giao thơng, các camera phát hiện, thiết

bị phát hiện nhiễu xạ, thiết bị kiểm soát tốc độ và nhân viên an ninh và cảnh sát

giao thông trên mặt đất dựa vào một tổ hợp nguyên tắc như là:

Trang 26

"_ Nguyên tắc hoạt động theo chu kì và nguyên tắc liên tục các tác động có ích: liên tục tiếp nhận các thông tin trên sao đó tổng hợp dữ liệu, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn

= Nguyén tac chứa trong và nguyên tắc kết hợp

" Hệ thống có thể phân tích và xử lý thông tin mà nó nhận được và sau đó sẽ hiển thị tình trạng giao thông bằng giao diện đồ họa người dùng (GUI), đây chính là nguyên tắc thực hiện sơ bộ và nguyên tắc đồng nhất

Trung tâm quan ly giao thong (TMS) o Athens

> Các thuật toán hỗ trợ quyết định được lập trình trong TMS sau đó có thê xác định cách thức tốt nhất để xử lý các vấn đề Hệ thống có thể hoạt động tự động thông qua bảng hiệu thông báo ở bên đường, bằng cách điều chỉnh pha và tính liên tục của các tín hiệu giao thông (dẫn đường khi xảy ra ùn tắc giao thông hay tắc nghẽn tạm thời) và cảnh báo cho cảnh sát giao thông trong bối cảnh đó Với việc áp dụng trên, hệ thống đã trở thành một ứng dụng mạnh mẽ trong việc hạn chế gần như tối đa hiện trạng ùn tắc giao thông, và một ví du điển hình là với hệ thống này, thành phố A thens đã tránh được ùn tắc giao thông trong Thế vận hội năm 2004 được tổ chức tại thành phố này

Trang 27

1.2 Hệ thống vi deo phát hiện phương tiện

> Hệ thống video phát hiện phương tiện (vision processors for video vehicle detection systems) được tích hợp vào ITS Các hệ thống với nguyên tắc vạn năng được trang bị với độ phân giải cao cung với khả năng chụp ảnh tốc độ cao, camera ATIS tầm gần, có thể phát hiện tốc độ, mật độ xe, các loại xe, xe dừng, tai nạn giao thông và phương tiện đi sai đường

> Các camera tự động điều chỉnh được đặt trên cột thép cao 14m và các thông tin mà chúng ghi được sẽ chuyên tiếp lại cho trung tâm kiểm soát qua một mạng cáp quang Các camera AIS có độ bền, độ phân giải cao, camera video giao thơng được gắn ống kính có khả năng phóng to, thu nhỏ và màn hinh màu với độ nhạy cao dé dam bao phat hiện chính xác phương tiện vào ban đêm Nó có khả năng giảm thiểu nhiễu sáng từ các nguồn sáng bất lợi có thể ảnh hưởng đến khả năng phát hiện

Camera AlS có độ phân giải cao, sử dụng trong giảm sát giao thông

»> Một lá chắn có thể điều chỉnh giúp che mưa, mưa đá, tuyết và được nối với một đĩa chắn Nó cũng làm giảm độ chói, cải thiện độ tương phản hình ảnh và có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ từ -40 ° C đến 60 ° C

Trang 28

1.3 Cơng nghệ thu phí điện tử không dừng ETC ( EJecfronic foll collecfion)

>_ Với nguyên tắc kết hợp, khi một xe hơi đi vào làn thu phí điện tử khơng dừng Q

trình thu phí bat đầu được thực hiện bang cách có những giao dịch giữa 2 thiệt bi: OBU ( On Broad Unit) duge gan trên xe và Angten thu phát được gắn tại trạm thu phi dé nhận biết đơi tượng thu phí Có nhiều cơng nghệ sóng được sử dụng

trong giao dịch này nhưng phô biên hiện nay có 3 loại:

" Sóng Hồng ngoạiIR 850mm: Có thể dùng được cả OBU loại chủ động và thu động, sóng này có đặc điểm là bảo mật cao nhưng chất lượng hay bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết

" Sóng chuyên dụng tầm ngắn (Radio) — tần số 5.8 GHz loại thụ động: Không cần nguồn cho OBU, OBU khơng có chức năng phát

“ Sóng chuyên dụng tầm ngắn (Radio) — tần số 5.8 GHz loại chủ động: Cần nguồn cho OBU (thường dùng pin) OBU có chức năng phát

> Mô tả giao tiếp giữa OBU va Angten

Roadside Antenna €=Đ

Giao tiếp giữa Àngten bên đường và thiết bik OBU sử dụng sóng hồng ngoại »> Bắt đầu được áp dụng cho cơng thu phí đầu tiên ở Nhật Bản năm 1993, trong

những năm qua, ETC đã phát triển rất nhanh chóng ở đất nước này Đến đầu năm 2006, đã có 1.200 trạm thu phí đường bộ ở Nhật Bản sử dụng công nghệ ETC, và khoảng trên 60% tương đương 11 triệu phương tiện ôtô ở đất nước này sử đụng công nghệ ETC

Trang 29

Các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ 1.4 Hệ thống điều khiển đèn giao thông tự động

>_ Với việc sử dụng nguyên tắc sao chép, hệ thống đã ứng dụng công nghệ điều khiển giao thông thông qua tín hiệu của RFID Cơng nghê RFID với những thuật toán và cơ sở đữ liệu phù hợp để có thé áp dụng cho nhiều phương tiên trên nhiều luồng xe và trên nhiều tuyến đường khác nhau, từ đó tạo ra được một thời gian biểu phù hợp cho việc điều khiển đèn giao thông tai những đường giao nhau Hệ thống thời gian thực của RFEID có thể so sánh như là một công an giao thông, bằng việc xem xét số lượng xe trên từng tuyến đường từ đó đưa ra quyết tịnh định tuyến phù họp 2 56 sói of “—— mm)? l? is 9 ~-|e! ~\@ E2 ne

Trang 30

2 Các công nghệ tiên tiến hiện nay trong ngành công nghiệp ôtô 2.1.Xóa điểm “mù” trong gương chiếu hậu:

> Hệ thống BLIS của Volvo (viét tắt cia Blindspot Information System), sir dung một camera nhỏ gắn trên gương ngoài để phát hiện xe khác hoặc vật cản ở phía sau và bên sườn xe, khi không thể quan sát qua gương (thường gọi là các “điểm mù” trong gương chiếu hậu), và cảnh báo cho người lái bằng một đèn nhỏ nhấp nháy

BLIS được trang bị cho xe Volvo S80

>_ Việc áp dụng 2 nguyên tắc đảo ngược, kết hợp để sáng tạo ra công nghệ này rất hữu ích cho người lái xe và tăng độ an tồn cũng như tính tin cậy cho người sử dụng và dễ dàng lắp đặt

2.2 Hệ thống hỗ trợ quan sát trong đêm:

> Hệ thống hỗ trợ quan sát trong đêm của BMW sử dụng một camera có cảm biến nhiệt để có thể phát hiện người, động vật và các vật thể nằm ngoài khoảng chiếu sáng của đèn pha ơ tơ Hình ảnh thu được từ camera sẽ hiện lên màn hình gắn trên táp-lô

Trang 31

Ti rang bi cho xe BMW 5 va 6 Series

> Ung dung công nghệ camera hồng ngoại, hệ thống hỗ trợ quan sát đêm (night vision) của BMW có thể phát hiện chướng ngại vật ở phía trước xe khoảng 300m mà không cân sự hồ trợ của đèn pha (áp dụng nguyên tắc kêt hợp)

2.3 Cảnh báo chệch làn đường:

Cé trén xe Infiniti 045, M, va FX

> Hé théng canh bao chéch lan duéng (Lane Departure Warning System) cia Infiniti ra đời nhằm giúp tài xế không dé xe lan sang làn đường của xe khác bằng cách sử dụng một camera cực nhỏ gắn trên gương chiếu hậu để quan sát đường phía trước Với sự hỗ trợ của bộ xử lý trung tâm, hệ thống sẽ báo hiệu cho tài xế bằng tín hiệu đèn nhấp nháy nếu xe có xu hướng đi chệch khỏi làn đường (áp dụng nguyên tắc

Trang 32

INFINITI LDW SYSTEM

Buzzer }

G5

INEINITT

> Hệ thống do Valeo và Iteris hợp tác phát triển có tên AutoVue Auto Vue là hệ thống tích hợp nhỏ gồm một camera và một trung tâm xử lý có thể gắn vào kính chắn gió, táp-lơ hay tran xe LDWS được lập trình dé xác định sự khác biệt giữa vạch phân làn và mặt đường Camera sẽ theo dõi các làn đường ở khoảng cách trước mũi xe 25m và liên tục gửi thông tin trực tiếp cho bộ xử lý trung tâm - bộ phận có chức năng phân tích, xử lý các số liệu và so sánh với vận tốc chuyên động của xe Sử dụng phần mềm nhận biết hình ảnh và thuật toán của Iteris, bộ xử ly này có thể phán đoán được khi nào ôtô bất ngờ đi chệch khỏi làn đường

Trang 33

2.4 Hệ thống cảnh báo chống va chạm:

Hệ thống cảnh báo chống va chạm

> Hệ thống sử dụng radar để thông báo cho người lái nguy cơ va chạm, đồng thời thông báo tới hệ thống kiểm soát hành trình về việc có xe ở phía trước (áp dụng nguyên tắc phản hồi) Đồng thời, hệ thống cũng chuẩn bị sẵn phanh để đảm bảo lực phanh tối đa nhanh nhất có thể (áp dụng nguyên tắc dự phòng) Điểm đặc biệt là có thể điều chỉnh độ nhạy của hệ thống tuỳ theo tốc độ phản ứng của từng lái xe, nhằm hạn chế những cảnh báo sai (áp dụng nguyên tắc linh động)

2.5 Hệ thống dẫn đường:

> Hệ thống mới được Nissan giải thích là "Hệ thống đầu tiên trên thế giới kết hợp

Trang 34

Stop sign alert Traffic signal Low-visibility Low-visibility

intersection alert signal alert

Sơ đồ miêu tả các chức năng chính của hệ thống dẫn đường mới

»> Khi tới khu vực trường học có đơng học sinh, hệ thống Cảnh báo trường học sẽ ngay lập tức phát ra các cảnh báo yêu cầu lái xe tập trung chú ý, nhằm tránh các tai nạn đáng tiếc có thê xảy ra Với chế độ Kiểm soát tốc độ kết nối - dẫn đường, Nissan cho biết: "Bằng việc sử dụng thông tin của hệ thống dẫn đường khi tới những đoạn đường cong hay trạm thu phí, hệ thống có thể kiếm sốt động cơ và hộp truyền động của chiếc xe, tối ưu hóa năng lượng phanh xe và giảm nồng độ

nhiên liệu giúp lái xe tiết kiệm hơn (áp dụng vạn năng) 2.6 Hệ thống kiểm soát hành trình chủ động:

> Hệ thống kiểm soát hành trình chủ động ACC - Active Cruise Contro, có khả năng

duy trì tốc độ của xe cố định theo ý muốn của lái xe, cảnh báo và tự động giảm tốc khi khoảng cách với xe phía trước nhỏ hơn cho phép (áp dụng nguyên tắc phản

hồi) Hệ thống điều khiển hành trình chủ động ACC được nâng cấp từ hệ thống

điều khiển hành trình cơ bản Cruise Control

> Hệ thống này chỉ có một tính năng duy nhất là duy trì tốc độ cố định của xe trên

đường cao tốc, hệ thống sẽ tự ngắt nếu như đạp cơn, đạp phanh hay góc xoay vô lăng lớn (áp dụng nguyên tắc linh động)

Trang 35

Các nguyên tắc sáng tạo trong các ứng dụng CNTT giao thông đường bộ Throttle Position Sensor Cable to the \<——— throttle valve Cruise Control Throttle Valve

Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển hành trình

> Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều khiển hành trình cơ bản là bộ xử lý tín

hiệu trung tâm (Cruise Control Computer) Bộ xử lý trung tâm sẽ tiếp nhận 4 tín hiệu chính: góc quay vơ lăng, tiếp điểm ly hợp, tiếp điểm chân phanh cảm biến tốc độ xe Trong đó, 3 tín hiệu đầu có tính chất như công tắc ngắt hệ thống một cách tự động nếu cé bat cứ sự thay đổi nào, VD: hệ thống điều khiển hành trình sẽ ngắt ngay sau khi đạp phanh Cịn tín hiệu tốc độ của xe mới là cơ sở tính tốn của bộ xử lý trung tâm Tín hiệu tốc độ xe sẽ được truyền liên tục vào bộ xử lý, nếu tốc độ xe vượt quá tốc độ cài đặt của lái xe, bộ xử lý trung tâm sẽ thông qua van chân khơng (Vacuum Actuator) đóng bớt độ mở bướm ga (Throttle Valve) Khi tốc độ đã đạt đúng giá trị cần thiết, hệ thống sẽ cô định vị trí bướm ga giúp xe chạy đúng

tốc độ đó Ngược lại khi tốc độ nhỏ hơn giá trị cài đặt, bộ xử lý trung tâm sẽ điều

Trang 36

2.7 Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Rlectronic Stability Program):

> Trong suốt quá trình điều khiển xe, mọi hoạt động đều được cảm biến ghi lại và

truyền về liên tục cho hệ thống điều khiển trung tâm, dé so sánh với những chương trình đã tính toán từ trước Nếu đột nhiên có hiện tượng bất thường xảy ra như xe đi chệch quỹ đạo ở tốc độ cao hay vào cua bị phanh gấp thì ngay lập tức hệ thống ESP sẽ hoạt động theo những chương trình đã được cài đặt (áp dụng nguyên tắc dự phòng) Lúc này cơ cấu điều khiển thủy lực trong hệ thống sẽ thông qua chương trình điện tử can thiệp vào hệ thống chống bó cứng phanh ABS, nhằm điều chỉnh góc xoay và tốc độ của từng bánh xe sao cho cân bằng với góc trượt qn tính của xe Ngoài ra cơ cấu này sẽ tự động giảm công suất tức thời động cơ điều khiển giảm tốc độ vòng quay tại các bánh đến khi bánh xe đủ độ bám đường cần thiết, đưa xe về vùng làm việc an toàn Nhờ vậy mà xe không thể bị chệch hướng đột ngột hay lật xe

Trang 37

C Phân công phân nhiệm và tài liệu tham khảo

1 Phân cơng phân nhiệm:

1 Vũ Hồng Hải Sơn:

- Phương pháp luận từ 1-20

- Hệ thống giao thông thông minh trong hoạt động giao thông vận tải đường

2 Huỳnh Thanh Tùng:

- Phương pháp luận từ 21-40

- Các công nghệ tiên tiến hiện nay trong ngành công nghiệp ôtô

2 Tài liệu tham khảo: 1 Các Website:

http://www.mt.gov.vn/

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	18,28 MB