Автоматизация мониторинга дорожного движения с помощью компьютерного зрения

Целью статьи является описание практического применения технологий компьютерного зрения и искусственного интеллекта для решения задач проектирования дорожной инфраструктуры.

В статье методом сравнительного анализа оцениваются традиционные способы количественного и качественного анализа транспортных потоков по показателям трудоёмкости и точности, указаны преимущества и недостатки рассмотренных способов. Предложен новый метод анализа транспортного потока, основанный на применении беспилотных летательных аппаратов и технологии компьютерного зрения на базе свёрточных нейронных сетей. Рассмотренный метод позволяет полностью автоматизировать сбор и анализ данных о транспортных потоках. В статье описывается первое применение предложенного метода при выполнении транспортно-экономических изысканий в рамках проектирования объекта «Северный обход г. Перми». Описаны преимущества применённого метода по отношению к традиционным.

Для реализации данного проекта было разработано программное обеспечение для анализа транспортных потоков по видеоматериалам. В статье рассматривается мониторинг дорожного движения, описаны его цели, задачи, указан необходимый функционал системы автоматизации мониторинга дорожного движения, перечислены параметры дорожного движения, которые она должна определять. Рассматривается методология реализации автоматизированной системы мониторинга дорожного движения по видеоматериалам на одном участке дороги.

Представлен проект системы мониторинга дорожного движения, позволяющий расширить рассмотренный ранее подход на всю улично-дорожную сеть. Описаны технологии, позволяющие реализовать данную систему на основе видеоаналитики материалов с камер видеонаблюдения. Предложен метод реидентификации автомобиля, продемонстрирована реализация данного метода. Метод позволяет строить матрицу корреспонденции автомобилей, зафиксированных на камерах видеонаблюдения, расположенных на разных участках дорожной сети, а также определять все параметры дорожного движения для всей УДС.

В выводах обозначаются перспективы развития разработанного программного обеспечения с точки зрения применения в интеллектуальных транспортных системах.

1. Якимов. М. Р. Транспортное планирование: создание транспортных моделей городов: Монография. – М.: Логос, 2013. – 188 с. [Электронный ресурс]: http://simulation.su/uploads/files/default/2013‑yakimova-monography‑1.pdf. Доступ 03.11.2020.

2. ОДМ 218.2.020-2012 «Методические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных дорог». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200092512. Доступ 03.11.2020.

3. Менделев Г. А. Закономерности изменения во времени интенсивности городского автомобильного движения / Дис… канд. техн. наук. – 2001. – 164 с. [Электронный ресурс]: https://www.dissercat.com/content/zakonomernosti-izmeneniya-vo-vremeni-intensivnosti-gorodskogo-avtomobilnogo-dvizheniya. Доступ 03.11.2020.

4. Приказ Минтранса РФ от 18 апреля 2019 г. № 114 «Об утверждении порядка мониторинга дорожного движения». [Электронный ресурс]: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/72171658/. Доступ 03.11.2020.

5. Приказ Минтранса РФ от 26 декабря 2018 г. № 479 «Об утверждении методических рекомендаций по раз- работке и реализации мероприятий по организации дорожного движения в части расчёта значений основных параметров дорожного движения». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/552196818. Доступ 03.11.2020.

6. СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200095524. Доступ 03.11.2020.

7. СП 396.1325800.2018 «Улицы и дороги населённых пунктов. Правила градостроительного проектирования». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/552304870. Доступ 03.11.2020.

8. ВСН 42-87 «Инструкция по проведению экономических изысканий для проектирования автомобильных дорог». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200006881. Доступ 03.11.2020.

9. Минтранс РФ, «Методические рекомендации по разработке и реализации мероприятий по организации дорожного движения. Организация дорожного движения на регулируемых пересечениях», 2017 г. [Электронный ресурс]: https://mintrans.gov.ru/file/404210. Доступ 03.11.2020.

10. ОДМ 218.6.003-2011 «Методические рекомендации по проектированию светофорных объектов на автомобильных дорогах». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200098292. Доступ 03.11.2020.

11. Распоряжение Минтранс РФ от 25 марта 2020 г. «Об утверждении Методики оценки и ранжирования локальных проектов в целях реализации мероприятия «Внедрение интеллектуальных транспортных систем, предусматривающих автоматизацию процессов управления дорожным движением в городских агломерациях, включающих города с населением свыше 300 тысяч человек» национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги». [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/564654235. Доступ 03.11.2020.

12. Джафаров Р. М. Исследование скоростей движения на транспортных развязках с направленными съездами // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2020. – № 2 (92). – С. 7–9. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=43825363. Доступ 03.11.2020.

13. Джафаров Р. М. Расчёт скоростей движения при разработке планировочных решений транспортных развязок с направленными съездами // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2020. – № 2 (92). – С. 13–16. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=43825365. Доступ 03.11.2020.