Автоматизированный мониторинг инфраструктуры парковки с использованием методов машинного обучения и компьютерного зрения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В статье исследуется актуальная проблема дефицита парковочных пространств в современных городских условиях. Авторами разработано инновационное решение на основе автоматизированной системы мониторинга, использующей методы компьютерного зрения и глубокого обучения. Проведен комплексный анализ существующих мировых аналогов систем управления парковками с выделением их конкурентных преимуществ и существенных ограничений. В качестве методологической основы предложена детализированная процессная модель, представленная в нотации BPMN 2.0, которая включает описание архитектуры решения, алгоритмы обработки видеоданных и методику обучения нейронной сети. Особое внимание уделено разработке специализированного шаблона отчетности, обеспечивающего наглядное представление статистических данных о занятости парковочных мест в режиме реального времени.

Цель – повышение эффективности управления парковочной инфраструктурой за счет внедрения интеллектуальных алгоритмов автоматического распознавания.

Материалы и методы. В работе применяется комплекс современных методов, включая технологии машинного обучения (с акцентом на использование модели YOLOv8m), принципы системного анализа и синтеза, а также методы статистической обработки данных.

Результаты. Экспериментальные результаты подтверждают эффективность предложенного подхода, демонстрируя стабильно высокую точность детектирования свободных парковочных мест, превышающую 80%. В перспективе развития системы авторы выделяют три ключевых направления: обеспечение масштабируемости для работы с крупными парковочными комплексами, оптимизацию пользовательских интерфейсов и дальнейшее повышение точности детектирования за счет совершенствования алгоритмов. Полученные результаты имеют значительную практическую ценность для решения актуальных задач smart city и оптимизации городской инфраструктуры.

Об авторах

Алла Евгеньевна Кривоногова

Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета

Автор, ответственный за переписку.
Email: web.programmer2001@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3869-7902

магистрант

 

Россия, пр. Мира, 68/19, г. Набережные Челны, 423810, Российская Федерация

Алексей Геннадьевич Исавнин

Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета

Email: isavnin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6413-3329

доктор физико-математических наук, профессор

 

Россия, пр. Мира, 68/19, г. Набережные Челны, 423810, Российская Федерация

Список литературы

  1. Агентство «АВТОСТАТ». (2024). Продажи новых легковых автомобилей в России за январь–сентябрь 2024 года. Получено с https://www.autostat.ru/press-releases/58578 (дата обращения: 30.06.2025).
  2. Агентство «АВТОСТАТ». (2024). Уровень автомобилизации населения 2024. Получено с https://www.autostat.ru/infographics/57413/ (дата обращения: 30.06.2025).
  3. Госавтоинспекция. (n.d.). Показатели состояния дорожного движения. Получено с http://stat.gibdd.ru/ (дата обращения: 30.06.2025).
  4. Матовников, С. А., & Матовникова, Н. Г. (2010). Некоторые современные тенденции в теории и практике проектирования городских парков. В Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство: материалы Международной конференции, посвящённой 80-летию строительного образования и 40-летию архитектурного образования Волгоградской области (с. 386–391). Волгоград: Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет. EDN: https://elibrary.ru/RUHJZV
  5. Линёв, Е. Д., & Братухин, Д. С. (2021). Технология видеоаналитики в современном понимании. В Инновационные научные исследования 2021: сборник статей Международного научно-исследовательского конкурса (с. 21–24). Пенза: Наука и Просвещение. EDN: https://elibrary.ru/EJKZWG
  6. Осипенко, А. А., Мананков, К. Ф., Осипенко, А. М., Николенко, Т. А., & Данилов, О. Ф. (2023). Разработка системы мониторинга парковочных пространств. Архитектура, строительство, транспорт, 1(103), 58–66. https://doi.org/10.31660/2782-232X-2023-1-58-66. EDN: https://elibrary.ru/DMCLEG
  7. Панина, В. С., Амеличев, Г. Э., & Белов, Ю. С. (2022). Построение интеллектуальной системы мониторинга как части интеллектуальной парковочной системы. Научное обозрение. Технические науки, 4, 17–21. https://doi.org/10.17513/srts.1404. EDN: https://elibrary.ru/NAVYVL
  8. Рахматова, Г. Э. (2024). Проектирование многоуровневой парковки в условиях плотной городской среды. Вестник науки, 3(6), 2222–2227. EDN: https://elibrary.ru/OWEPUE
  9. Салахутдинов, Э. Р., Исавнин, А. Г., Карамышев, А. Н., Сиякина, В. В., & Фадеева, А. (2020). Исследование возможностей нейронных сетей для анализа и колоризации изображений [монография]. Набережные Челны: Мир печати. 82 с. EDN: https://elibrary.ru/TLHDMO
  10. Сиякина, В. В., Исавнин, А. Г., Карамышев, А. Н., Салахутдинов, Э. Р., & Фадеева, А. (2020). Применение нейронных сетей для распознавания образов [монография]. Набережные Челны: Мир печати. 98 с. EDN: https://elibrary.ru/TLJOAO
  11. Begishev, I., Isavnin, A., Nedelkin, A., Lydia, E. L., & Kumar, K. V. (2024). AI and IoT in smart cities: A methodology, transformation, and challenges. Lecture Notes in Networks and Systems, 1057, 305–318. https://doi.org/10.1007/978-981-97-4895-2_25. EDN: https://elibrary.ru/FROVWX
  12. Chen, K., Zhang, M., & Wang, L. (2022). Smart parking management system using artificial intelligence and internet of things. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 23(8), 12456–12468.
  13. Dumas, M., La Rosa, M., Mendling, J., & Reijers, H. A. (2013). Fundamentals of business process management. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-33143-5
  14. Fahim, A., Hasan, M., & Chowdhury, M. A. (2021). Smart parking systems: Comprehensive review based on various aspects. Heliyon, 7(5), e06896. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06896. EDN: https://elibrary.ru/HGOZWX
  15. Jugnu, M. (2024). Automated monitoring systems in IT infrastructure: A systematic analysis of detection, response, and optimization mechanisms. International Journal of Computer Engineering and Technology (IJCET), 15(6), 1099–1110.
  16. Sobirin, M., Tiorivaldi, & Mufit, C. (2023). Car parking space detection using YOLOv8. В Proceedings of the 4th International Seminar and Call for Paper (ISCP UTA ‘45 JAKARTA 2023) (с. 394–398). https://doi.org/10.5220/0012582600003821

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Кривоногова А.Е., Исавнин А.Г., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».