Описание системы
1. Назначение системы
1.1 Вид деятельности
Автоматизированная система определения транспортного потока “Smart Traffic” (далее
по тексту Система) - предназначена для автоматизации мониторинга дорожного
движения, включая подсчет транспортных средств, определение их направления
движения, распознавание государственных регистрационных знаков (ГРЗ) и
мониторинг пешеходов. Система применяется в рамках интеллектуальных
транспортных систем (ИТС) и помогает повысить эффективность управления
транспортной инфраструктурой.
1.2 Объекты автоматизации
Система используется на транспортных узлах, перекрестках и автомагистралях.
Программное обеспечение автоматизирует сбор и анализ данных о транспортных
потоках, что способствует повышению эффективности управления дорожным
движением и снижению числа заторов.
1.3 Функции системы
Система выполняет следующие основные функции:
● Детекция транспортных средств и пешеходов.
● Классификация объектов по типам.
● Распознавание ГРЗ.
● Выявление событий на дорогах, таких как ДТП.
● Сбор и обработка статистики по транспортным потокам.
● Интеграция с внешними аналитическими системами и ИТС.
● Предоставление инструментов для мониторинга и управления через
веб-интерфейс.
2. Описание системы
2.1 Структура системы
Система "Smart Traffic" состоит из нескольких программных модулей, обеспечивающих
выполнение задач мониторинга и анализа. Основные компоненты:
● Сервис видеодетекции и трекинга: анализирует видеопотоки, детектирует и
классифицирует объекты, отслеживает их перемещение.
● Сервис статистики: отвечает за сбор, обработку и хранение данных о
транспортных потоках.
● Сервис контроля: централизованный доступ управления всеми настройками
связанных элементов системы.
● Сервис интеграции: взаимодействует с внешними системами через API,
брокеры сообщений и протоколы передачи данных.
● Сервис обновления ПО: обеспечивает актуализацию и обновление
компонентов системы.
● Сервис администратора: предоставляет инструменты для управления и
мониторинга системы через веб-интерфейс.
2.2 Сведения о системе
Программное обеспечение обрабатывает видеопотоки с камер, установленных на
транспортных узлах, и использует алгоритмы глубокого обучения для детекции и
классификации объектов. Система работает в реальном времени, обеспечивая точную
детекцию и классификацию транспортных средств, распознавание ГРЗ и анализ
направлений движения.
2.3 Функционирование системы
Система поддерживает:
● Детекцию и классификацию объектов, что позволяет анализировать потоки
транспортных средств и пешеходов.
● Распознавание ГРЗ с использованием OCR и нейросетей.
● Выявление событий на основе анализа видеопотоков.
● Анализ и хранение статистики с возможностью экспорта данных.
3. Описание взаимосвязей с другими системами
3.1 Перечень систем
Система интегрируется с городскими ИТС, системами управления светофорами,
аналитическими платформами и другими информационными системами через API и
брокер сообщений.
3.2 Описание связей
Для обмена данными используются протоколы WebSocket, Traficon и REST API. Также
реализована поддержка видеопотоков через RTSP для внешних аналитических
систем.
3.3 Регламент связей
Протоколы обмена: используются REST API, WebSocket, Traficon, Apache Kafka, для
передачи данных в режиме реального времени.
Форматы данных: поддерживаются стандартные форматы JSON, CSV для
обеспечения совместимости.
Безопасность: аутентификация и авторизация доступа осуществляются с помощью
токенов доступа.
Обработка ошибок и отказоустойчивость: система реализует механизмы повторной
передачи данных и уведомления о сбоях в передаче.
4. Описание подсистем
4.1. Структура подсистем
Система состоит из нескольких модулей, каждый из которых отвечает за выполнение
определенных функций:
● Модуль видеодетекции и трекинга.
● Модуль распознавания ГРЗ
● Модуль анализа событий
● Модуль сбора и хранения статистики.
● Модуль интеграции.
● Модуль обновления и управления версиями ПО.
● Модуль администрирования и мониторинга.
4.2. Сведения о подсистемах
4.2.1. Модуль видеодетекции и трекинга
Функциональность: анализ видеопотоков, выявление и классификация объектов,
отслеживание их перемещений.
Технологии: использует глубокие сверточные нейронные сети (CNN) для детекции
объектов и алгоритмы трекинга.
Особенности: оптимизирована для работы в реальном времени, поддерживает
обработку множественных видеопотоков одновременно.
4.2.2. Модуль распознавания ГРЗ
Функциональность: распознавание символов на государственных регистрационных
знаках транспортных средств.
Технологии: сочетает алгоритмы предобработки изображений, сегментации и OCR,
обученные на различных типах номеров.
Особенности: адаптируется под региональные стандарты номеров, обеспечивает
высокую точность даже при сложных условиях (например, плохое освещение,
движение).
4.2.3. Модуль анализа событий
Функциональность: выявление и классификация дорожных событий и инцидентов. В
системе реализован механизм автоматического обнаружения ДТП на основе анализа
видеопотоков.
Технологии: использует правила и модели машинного обучения для определения
нестандартных ситуаций.
Особенности: настраиваемые параметры обнаружения ДТП. Возможность
дальнейшего расширения функциональности модуля для анализа других типов
дорожных инцидентов в будущем.
4.2.4. Модуль сбора и хранения статистики
Функциональность: сбор и хранение данных о транспортных потоках,
предоставление инструментов для их анализа.
Технологии: реляционные и нереляционные базы данных для хранения больших
объемов данных.
Особенности: поддерживает агрегацию данных по различным параметрам, гибкие
запросы и формирование отчетов.
4.2.5. Модуль интеграции и API
Функциональность: обеспечивает взаимодействие системы с внешними
приложениями и сервисами.
Технологии: реализует REST API, поддерживает протоколы обмена сообщениями.
Особенности: масштабируемость, высокая производительность.
4.2.6. Модуль обновления и управления версиями ПО
Функциональность: обеспечивает актуальность программного обеспечения,
управление версиями и зависимостями.
Технологии: системы управления пакетами, механизмы обновления.
Особенности: функции управления сервисами, журнал истории обновлений.
4.2.7. Подсистема администрирования и мониторинга
Функциональность: управление настройками системы, мониторинг ее состояния
через веб-интерфейс.
Технологии: веб-интерфейс с авторизацией пользователей, панель управления для
визуализации статуса сервисов.
Особенности: система уведомлений о событиях и сбоях.
5. Цели и задачи системы
5.1 Цели системы
Создание надежного программного решения для мониторинга и анализа дорожных
условий в режиме реального времени, с целью улучшения управления транспортной
инфраструктурой и повышения безопасности на дорогах.
5.2 Задачи системы
Сбор данных о транспортных потоках: автоматическое обнаружение и
классификация транспортных средств и пешеходов.
Анализ и обработка данных: вычисление статистических параметров.
Интеграция с внешними системами: предоставление данных через
стандартизированные интерфейсы, поддержка протоколов обмена.
Обеспечение высокой точности и надежности: использование передовых
алгоритмов и технологий для минимизации ошибок.
Предоставление инструментов для мониторинга и управления: удобный
веб-интерфейс для администраторов и операторов системы.
6. Описание основных функций
6.1 Мониторинг количества транспортных средств
Система в реальном времени определяет количество транспортных средств,
проходящих через контролируемые зоны. Классификация транспортных средств
осуществляется по следующим категориям:
● Легковые автомобили
● Грузовые автомобили
● Автопоезда
● ТС с прицепом
● Автобусы
● Пожарные ТС
● Полицейские ТС
● ТС скорой помощи
● Велосипеды
● Мотоциклы
● Пешеходы
Эта функция позволяет собирать подробную статистику о составе транспортного
потока и его динамике.
6.2 Определение направления движения
Система отслеживает траектории движения транспортных средств и пешеходов,
определяя направления и маршруты их перемещения. Это дает возможность:
● Анализировать распределение потоков по направлениям.
● Выявлять неправильные или опасные маневры.
● Оценивать эффективность работы светофорных объектов.
6.3 Распознавание ГРЗ
Система автоматически распознает государственные регистрационные знаки
транспортных средств с использованием нейронных сетей и алгоритмов OCR.
Ключевые особенности:
Высокая точность: точность распознавания не менее 95% при стандартных условиях.
Обработка сложных случаев: распознавание номеров при движении ТС.
6.4 Трекинг объектов
Система обеспечивает непрерывное отслеживание объектов, определяет скорость их
движения и фиксирует возможные остановки.
6.5 Выявление событий
Программное обеспечение автоматически обнаруживает дорожные инциденты, такие
как ДТП.
При выявлении событий система:
● Генерирует оповещения: отправляет уведомления операторам.
● Сохраняет данные: фиксирует информацию о событии для последующего
анализа.
6.6 Видеопоток
Система поддерживает работу с видеопотоками из различных источников.
Возможности:
● Подключение новых источников: добавление ссылок на видеопотоки через
веб-интерфейс.
● Просмотр в реальном времени: онлайн просмотр видеопотоков с наложенной
информацией о детектируемых объектах.
● Маркировка объектов: отображение идентификаторов, типов на видео.
● Трансляция видеопотоков: передача обработанных видеопотоков на панели
администратора и внешние системы через протокол RTSP.
6.7 Генерация и экспорт статистики
Система автоматически генерирует статистические отчеты, предоставляя данные о:
● Количество транспортных средств: общее и по категориям.
● Направления движения: распределение по направлениям.
● Временные интервалы: возможность настройки периодов сбора статистики от 1
минуты до 24 часов.
Функциональность включает:
● Фильтрацию данных: по типам транспортных средств, времени, направлениям и
другим параметрам.
● Экспорт данных: в формате CSV для импорта в внешние аналитические
системы.
● Визуализацию: представление статистики в виде таблиц и матриц
корреспонденций в веб-интерфейсе для удобного анализа.
6.8 Передача данных во внешние системы
Интеграция с внешними аналитическими системами через REST API и брокер
сообщений. Поддержка передачи данных в реальном времени.
7. Технические характеристики системы
7.1 Качество распознавания
Система обеспечивает следующие точности распознавания объектов в кадре:
● распознавание появления и исчезновения ТС в кадре, не менее 99%
● точность распознавания объектов по потоковому видеосигналу и их
классификация, не менее 95%;
● точность определения скорости движения ТС, не менее 95%;
● распознавание остановки и движения ТС, не менее 99%
● распознавание ГРЗ, не менее 95%.
8. Условия эксплуатации
8.1 Требования к оборудованию
Для эффективной работы системы предлагается использовать следующее
оборудование:
● Rockchip RK3588 iCore 3588Q Firefly 8K.
● Orange Pi 5.
● Mekotronics R58 Mini PC.
● АТБ-RK3588J-SMC.
8.2 Требования к программному обеспечению
Серверная часть системы должна быть установлена в соответствии с
предоставленными дистрибутивами производителя.Для клиентской части необходим
веб-браузер, поддерживающий Chromium (например, Google Chrome версии 113.x или
выше).
8.3 Характеристики видеопотока
Для обеспечения эффективной обработки видеопотоков, требуемые характеристики
видеопотока составляют:
● разрешение камеры: HD 720p (1280×720 px) или FullHD 1080p (1920x1080 px);
● частота кадров: 20 - 30 FPS (кадров в секунду).
● Протокол передачи видеопотоков: RTSP.
8.4 Интернет соединение
Для стабильной работы видеопотоков требуется скорость интернет-соединения 6-8
Мбит/с на каждый видеопоток.
1. Назначение системы
1.1 Вид деятельности
Автоматизированная система определения транспортного потока “Smart Traffic” (далее
по тексту Система) - предназначена для автоматизации мониторинга дорожного
движения, включая подсчет транспортных средств, определение их направления
движения, распознавание государственных регистрационных знаков (ГРЗ) и
мониторинг пешеходов. Система применяется в рамках интеллектуальных
транспортных систем (ИТС) и помогает повысить эффективность управления
транспортной инфраструктурой.
1.2 Объекты автоматизации
Система используется на транспортных узлах, перекрестках и автомагистралях.
Программное обеспечение автоматизирует сбор и анализ данных о транспортных
потоках, что способствует повышению эффективности управления дорожным
движением и снижению числа заторов.
1.3 Функции системы
Система выполняет следующие основные функции:
● Детекция транспортных средств и пешеходов.
● Классификация объектов по типам.
● Распознавание ГРЗ.
● Выявление событий на дорогах, таких как ДТП.
● Сбор и обработка статистики по транспортным потокам.
● Интеграция с внешними аналитическими системами и ИТС.
● Предоставление инструментов для мониторинга и управления через
веб-интерфейс.
2. Описание системы
2.1 Структура системы
Система "Smart Traffic" состоит из нескольких программных модулей, обеспечивающих
выполнение задач мониторинга и анализа. Основные компоненты:
● Сервис видеодетекции и трекинга: анализирует видеопотоки, детектирует и
классифицирует объекты, отслеживает их перемещение.
● Сервис статистики: отвечает за сбор, обработку и хранение данных о
транспортных потоках.
● Сервис контроля: централизованный доступ управления всеми настройками
связанных элементов системы.
● Сервис интеграции: взаимодействует с внешними системами через API,
брокеры сообщений и протоколы передачи данных.
● Сервис обновления ПО: обеспечивает актуализацию и обновление
компонентов системы.
● Сервис администратора: предоставляет инструменты для управления и
мониторинга системы через веб-интерфейс.
2.2 Сведения о системе
Программное обеспечение обрабатывает видеопотоки с камер, установленных на
транспортных узлах, и использует алгоритмы глубокого обучения для детекции и
классификации объектов. Система работает в реальном времени, обеспечивая точную
детекцию и классификацию транспортных средств, распознавание ГРЗ и анализ
направлений движения.
2.3 Функционирование системы
Система поддерживает:
● Детекцию и классификацию объектов, что позволяет анализировать потоки
транспортных средств и пешеходов.
● Распознавание ГРЗ с использованием OCR и нейросетей.
● Выявление событий на основе анализа видеопотоков.
● Анализ и хранение статистики с возможностью экспорта данных.
3. Описание взаимосвязей с другими системами
3.1 Перечень систем
Система интегрируется с городскими ИТС, системами управления светофорами,
аналитическими платформами и другими информационными системами через API и
брокер сообщений.
3.2 Описание связей
Для обмена данными используются протоколы WebSocket, Traficon и REST API. Также
реализована поддержка видеопотоков через RTSP для внешних аналитических
систем.
3.3 Регламент связей
Протоколы обмена: используются REST API, WebSocket, Traficon, Apache Kafka, для
передачи данных в режиме реального времени.
Форматы данных: поддерживаются стандартные форматы JSON, CSV для
обеспечения совместимости.
Безопасность: аутентификация и авторизация доступа осуществляются с помощью
токенов доступа.
Обработка ошибок и отказоустойчивость: система реализует механизмы повторной
передачи данных и уведомления о сбоях в передаче.
4. Описание подсистем
4.1. Структура подсистем
Система состоит из нескольких модулей, каждый из которых отвечает за выполнение
определенных функций:
● Модуль видеодетекции и трекинга.
● Модуль распознавания ГРЗ
● Модуль анализа событий
● Модуль сбора и хранения статистики.
● Модуль интеграции.
● Модуль обновления и управления версиями ПО.
● Модуль администрирования и мониторинга.
4.2. Сведения о подсистемах
4.2.1. Модуль видеодетекции и трекинга
Функциональность: анализ видеопотоков, выявление и классификация объектов,
отслеживание их перемещений.
Технологии: использует глубокие сверточные нейронные сети (CNN) для детекции
объектов и алгоритмы трекинга.
Особенности: оптимизирована для работы в реальном времени, поддерживает
обработку множественных видеопотоков одновременно.
4.2.2. Модуль распознавания ГРЗ
Функциональность: распознавание символов на государственных регистрационных
знаках транспортных средств.
Технологии: сочетает алгоритмы предобработки изображений, сегментации и OCR,
обученные на различных типах номеров.
Особенности: адаптируется под региональные стандарты номеров, обеспечивает
высокую точность даже при сложных условиях (например, плохое освещение,
движение).
4.2.3. Модуль анализа событий
Функциональность: выявление и классификация дорожных событий и инцидентов. В
системе реализован механизм автоматического обнаружения ДТП на основе анализа
видеопотоков.
Технологии: использует правила и модели машинного обучения для определения
нестандартных ситуаций.
Особенности: настраиваемые параметры обнаружения ДТП. Возможность
дальнейшего расширения функциональности модуля для анализа других типов
дорожных инцидентов в будущем.
4.2.4. Модуль сбора и хранения статистики
Функциональность: сбор и хранение данных о транспортных потоках,
предоставление инструментов для их анализа.
Технологии: реляционные и нереляционные базы данных для хранения больших
объемов данных.
Особенности: поддерживает агрегацию данных по различным параметрам, гибкие
запросы и формирование отчетов.
4.2.5. Модуль интеграции и API
Функциональность: обеспечивает взаимодействие системы с внешними
приложениями и сервисами.
Технологии: реализует REST API, поддерживает протоколы обмена сообщениями.
Особенности: масштабируемость, высокая производительность.
4.2.6. Модуль обновления и управления версиями ПО
Функциональность: обеспечивает актуальность программного обеспечения,
управление версиями и зависимостями.
Технологии: системы управления пакетами, механизмы обновления.
Особенности: функции управления сервисами, журнал истории обновлений.
4.2.7. Подсистема администрирования и мониторинга
Функциональность: управление настройками системы, мониторинг ее состояния
через веб-интерфейс.
Технологии: веб-интерфейс с авторизацией пользователей, панель управления для
визуализации статуса сервисов.
Особенности: система уведомлений о событиях и сбоях.
5. Цели и задачи системы
5.1 Цели системы
Создание надежного программного решения для мониторинга и анализа дорожных
условий в режиме реального времени, с целью улучшения управления транспортной
инфраструктурой и повышения безопасности на дорогах.
5.2 Задачи системы
Сбор данных о транспортных потоках: автоматическое обнаружение и
классификация транспортных средств и пешеходов.
Анализ и обработка данных: вычисление статистических параметров.
Интеграция с внешними системами: предоставление данных через
стандартизированные интерфейсы, поддержка протоколов обмена.
Обеспечение высокой точности и надежности: использование передовых
алгоритмов и технологий для минимизации ошибок.
Предоставление инструментов для мониторинга и управления: удобный
веб-интерфейс для администраторов и операторов системы.
6. Описание основных функций
6.1 Мониторинг количества транспортных средств
Система в реальном времени определяет количество транспортных средств,
проходящих через контролируемые зоны. Классификация транспортных средств
осуществляется по следующим категориям:
● Легковые автомобили
● Грузовые автомобили
● Автопоезда
● ТС с прицепом
● Автобусы
● Пожарные ТС
● Полицейские ТС
● ТС скорой помощи
● Велосипеды
● Мотоциклы
● Пешеходы
Эта функция позволяет собирать подробную статистику о составе транспортного
потока и его динамике.
6.2 Определение направления движения
Система отслеживает траектории движения транспортных средств и пешеходов,
определяя направления и маршруты их перемещения. Это дает возможность:
● Анализировать распределение потоков по направлениям.
● Выявлять неправильные или опасные маневры.
● Оценивать эффективность работы светофорных объектов.
6.3 Распознавание ГРЗ
Система автоматически распознает государственные регистрационные знаки
транспортных средств с использованием нейронных сетей и алгоритмов OCR.
Ключевые особенности:
Высокая точность: точность распознавания не менее 95% при стандартных условиях.
Обработка сложных случаев: распознавание номеров при движении ТС.
6.4 Трекинг объектов
Система обеспечивает непрерывное отслеживание объектов, определяет скорость их
движения и фиксирует возможные остановки.
6.5 Выявление событий
Программное обеспечение автоматически обнаруживает дорожные инциденты, такие
как ДТП.
При выявлении событий система:
● Генерирует оповещения: отправляет уведомления операторам.
● Сохраняет данные: фиксирует информацию о событии для последующего
анализа.
6.6 Видеопоток
Система поддерживает работу с видеопотоками из различных источников.
Возможности:
● Подключение новых источников: добавление ссылок на видеопотоки через
веб-интерфейс.
● Просмотр в реальном времени: онлайн просмотр видеопотоков с наложенной
информацией о детектируемых объектах.
● Маркировка объектов: отображение идентификаторов, типов на видео.
● Трансляция видеопотоков: передача обработанных видеопотоков на панели
администратора и внешние системы через протокол RTSP.
6.7 Генерация и экспорт статистики
Система автоматически генерирует статистические отчеты, предоставляя данные о:
● Количество транспортных средств: общее и по категориям.
● Направления движения: распределение по направлениям.
● Временные интервалы: возможность настройки периодов сбора статистики от 1
минуты до 24 часов.
Функциональность включает:
● Фильтрацию данных: по типам транспортных средств, времени, направлениям и
другим параметрам.
● Экспорт данных: в формате CSV для импорта в внешние аналитические
системы.
● Визуализацию: представление статистики в виде таблиц и матриц
корреспонденций в веб-интерфейсе для удобного анализа.
6.8 Передача данных во внешние системы
Интеграция с внешними аналитическими системами через REST API и брокер
сообщений. Поддержка передачи данных в реальном времени.
7. Технические характеристики системы
7.1 Качество распознавания
Система обеспечивает следующие точности распознавания объектов в кадре:
● распознавание появления и исчезновения ТС в кадре, не менее 99%
● точность распознавания объектов по потоковому видеосигналу и их
классификация, не менее 95%;
● точность определения скорости движения ТС, не менее 95%;
● распознавание остановки и движения ТС, не менее 99%
● распознавание ГРЗ, не менее 95%.
8. Условия эксплуатации
8.1 Требования к оборудованию
Для эффективной работы системы предлагается использовать следующее
оборудование:
● Rockchip RK3588 iCore 3588Q Firefly 8K.
● Orange Pi 5.
● Mekotronics R58 Mini PC.
● АТБ-RK3588J-SMC.
8.2 Требования к программному обеспечению
Серверная часть системы должна быть установлена в соответствии с
предоставленными дистрибутивами производителя.Для клиентской части необходим
веб-браузер, поддерживающий Chromium (например, Google Chrome версии 113.x или
выше).
8.3 Характеристики видеопотока
Для обеспечения эффективной обработки видеопотоков, требуемые характеристики
видеопотока составляют:
● разрешение камеры: HD 720p (1280×720 px) или FullHD 1080p (1920x1080 px);
● частота кадров: 20 - 30 FPS (кадров в секунду).
● Протокол передачи видеопотоков: RTSP.
8.4 Интернет соединение
Для стабильной работы видеопотоков требуется скорость интернет-соединения 6-8
Мбит/с на каждый видеопоток.
