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

  • Alla E. Krivonogova Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета https://orcid.org/0000-0002-3869-7902
  • Alexey G. Isavnin Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета http://orcid.org/0000-0001-6413-3329
Ключевые слова: машинное обучение, нейронные сети, интеллектуальная транспортная система, автоматизированный мониторинг, автомобилизация

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.

EDN: VKTGZT

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Alla E. Krivonogova, Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета

магистрант

Alexey G. Isavnin, Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета

доктор физико-математических наук, профессор

Литература

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).

Агентство «АВТОСТАТ». (2024). Уровень автомобилизации населения 2024. Получено с https://www.autostat.ru/infographics/57413/ (дата обращения: 30.06.2025).

Госавтоинспекция. (n.d.). Показатели состояния дорожного движения. Получено с http://stat.gibdd.ru/ (дата обращения: 30.06.2025).

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

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

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

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

Рахматова, Г. Э. (2024). Проектирование многоуровневой парковки в условиях плотной городской среды. Вестник науки, 3(6), 2222–2227. EDN: https://elibrary.ru/OWEPUE

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

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

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

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.

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

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

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.

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

References

Avtostat Agency. (2024). Sales of new passenger cars in Russia for January–September 2024. Retrieved from https://www.autostat.ru/press-releases/58578 (accessed: 30.06.2025).

Avtostat Agency. (2024). Level of motorization of the population 2024. Retrieved from https://www.autostat.ru/infographics/57413/ (accessed: 30.06.2025).

State Traffic Inspectorate. (n.d.). Indicators of road traffic conditions. Retrieved from http://stat.gibdd.ru/ (accessed: 30.06.2025).

Matovnikov, S. A., & Matovnikova, N. G. (2010). Some current trends in the theory and practice of urban park design. In Science and Education: Architecture, Urban Planning and Construction: Proceedings of the International Conference Dedicated to the 80th Anniversary of Construction Education and the 40th Anniversary of Architectural Education in the Volgograd Region (pp. 386–391). Volgograd: Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. EDN: https://elibrary.ru/RUHJZV

Linëv, E. D., & Bratukhin, D. S. (2021). Video analytics technology in the modern understanding. In Innovative Scientific Research 2021: Proceedings of the International Research Competition (pp. 21–24). Penza: Nauka i Prosveshchenie. EDN: https://elibrary.ru/EJKZWG

Osipenko, A. A., Manankov, K. F., Osipenko, A. M., Nikolenko, T. A., & Danilov, O. F. (2023). Development of a parking space monitoring system. Architecture, Construction, Transport, 1(103), 58–66. https://doi.org/10.31660/2782-232X-2023-1-58-66. EDN: https://elibrary.ru/DMCLEG

Panina, V. S., Amelichev, G. E., & Belov, Yu. S. (2022). Building an intelligent monitoring system as part of an intelligent parking system. Scientific Review. Technical Sciences, 4, 17–21. https://doi.org/10.17513/srts.1404. EDN: https://elibrary.ru/NAVYVL

Rakhmatova, G. E. (2024). Designing a multi level parking facility in a dense urban environment. Bulletin of Science, 3(6), 2222–2227. EDN: https://elibrary.ru/OWEPUE

Salakhutdinov, E. R., Isavnin, A. G., Karamyshev, A. N., Siyakina, V. V., & Fadeeva, A. (2020). Research on the capabilities of neural networks for image analysis and colorization [Monograph]. Naberezhnye Chelny: Mir Pechati. 82 pp. EDN: https://elibrary.ru/TLHDMO

Siyakina, V. V., Isavnin, A. G., Karamyshev, A. N., Salakhutdinov, E. R., & Fadeeva, A. (2020). Application of neural networks for pattern recognition [Monograph]. Naberezhnye Chelny: Mir Pechati. 98 pp. EDN: https://elibrary.ru/TLJOAO

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

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.

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

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

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.

Sobirin, M., Tiorivaldi, & Mufit, C. (2023). Car parking space detection using YOLOv8. In Proceedings of the 4th International Seminar and Call for Paper (ISCP UTA '45 JAKARTA 2023) (pp. 394–398). https://doi.org/10.5220/0012582600003821


Просмотров аннотации: 53

Опубликован
2025-11-25
Как цитировать
Krivonogova, A., & Isavnin, A. (2025). Автоматизированный мониторинг инфраструктуры парковки с использованием методов машинного обучения и компьютерного зрения. Transportation and Information Technologies in Russia / Транспорт и информационные технологии, 15(3), 72-91. https://doi.org/10.12731/3033-5965-2025-15-3-370
Раздел
Оригинальные статьи