<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ellibs</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Электронные библиотеки</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Russian Digital Libraries Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">1562-5419</issn><publisher><publisher-name>Казанский (Приволжский) федеральный университет</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26907/1562-5419-2024-27-5-696-717</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ellibs-567</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Двухуровневая информационно-аналитическая система управления интеллектуальным светофором</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The Two-Level Information and Analytical Control System for Intelligent Traffic Lights</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бобырь</surname><given-names>Максим Владимирович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bobyr</surname><given-names>Maxim Vladimirovich</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">maxbobyr@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Храпова</surname><given-names>Наталия Игоревна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Khrapova</surname><given-names>Natalia Igorevna</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">KhrapovaNI@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Юго-Западный государственный университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Southwest State University</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>05</month><year>2025</year></pub-date><volume>27</volume><issue>5</issue><fpage>696</fpage><lpage>717</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Бобырь М.В., Храпова Н.И., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Бобырь М.В., Храпова Н.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Bobyr M.V., Khrapova N.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ellibs.elpub.ru/jour/article/view/567">https://ellibs.elpub.ru/jour/article/view/567</self-uri><abstract><p>В современном мире проблемы, возникающие в сфере дорожного движения, имеют большую значимость. С целью решения существующих задач разрабатываются различные интеллектуальные системы, одной из которых является система «Умный город». Данная работа посвящена разработке информационно-аналитической системы (ИАС) для управления интеллектуальным светофором. Представленная система состоит из двух уровней, каждый из которых реализует набор определенных операций. Первый уровень отвечает за обнаружение объектов, в частности, пешеходов и автомобилей, находящихся на перекрестке, а второй уровень осуществляет расчёт времени работы сигналов светофора для управляющего сигнала, который передаётся на устройство. Для сравнительного анализа выбран комбинационный метод (HOG+SVM) Histogram of Oriented Gradients, основанный на подсчёте числа направлений градиента на отдельных областях изображения и Support Vector Machines, с помощью которого строятся гиперплоскости в n-мерном пространстве с целью разделения объектов, относящихся к разным классам. Результаты экспериментального исследования, в ходе которого проводилось распознавание объектов на изображениях, показали превосходство разработанной информационно-аналитической системы над существующими. Среднее значение точности выявления пешеходов и автомобилей посредством ИАС составило 69,4%. Кроме того, по результатам проведенного эксперимента сделан вывод, что точность выявления объектов на изображениях прямо пропорциональна расстоянию от видеокамеры до объекта.
</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the modern world, the problems arising in the field of traffic are of great importance. In order to solve existing problems, various intelligent systems are being developed, one of which is the Smart City system. This work is devoted to the development of an information and analytical system (IAS) for controlling an intelligent traffic light. The presented system consists of two levels, each of which contains a set of specific operations. The first level is responsible for detecting objects, in particular pedestrians and cars at the intersection, and the second level calculates the operating time of traffic light signals for the control signal that is transmitted to the device. For comparative analysis, the combined method (HOG+SVM) Histogram of oriented gradients was chosen, based on counting the number of gradient directions on individual image areas and Support Vector Machines, which are used to construct hyperplanes in n-dimensional space in order to separate objects belonging to different classes. The results of an experimental study, during which the recognition of objects in images was carried out, showed the superiority of the developed information and analytical system over existing methods. The average accuracy of detecting pedestrians and cars through the IAS was 69.4%. In addition, according to the experiment, it was concluded that the accuracy of detecting objects in images is directly proportional to the distance from the video camera to the object.
</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>интеллектуальный светофор</kwd><kwd>детектирование объектов</kwd><kwd>машинное обучение</kwd><kwd>нечётко-логический метод детектирования границ</kwd><kwd>YOLO</kwd><kwd>HOG</kwd><kwd>SVM</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>intelligent traffic light</kwd><kwd>object detection</kwd><kwd>machine learning</kwd><kwd>fuzzy logic boundary detection method</kwd><kwd>YOLO</kwd><kwd>HOG</kwd><kwd>SVM</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Евстигнеев И.А. Основы создания интеллектуальных транспортных систем на автомобильных дорогах федерального значения России. М.: Издательство «Перо», 2016. 260 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Евстигнеев И.А. Основы создания интеллектуальных транспортных систем на автомобильных дорогах федерального значения России. М.: Издательство «Перо», 2016. 260 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения».</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ГОСТ Р 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения».</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Муаль М.Н.Б., Козырев Д.В., Уанкпо Г.Ж.К., Нибасумба Э. Разработка нейросетевого метода в задаче классификации и распознавании изображения // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2021. Т. 17, № 3. С. 507–518.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Муаль М.Н.Б., Козырев Д.В., Уанкпо Г.Ж.К., Нибасумба Э. Разработка нейросетевого метода в задаче классификации и распознавании изображения // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2021. Т. 17, № 3. С. 507–518.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брехт Э.А., Коншина В.Н. Применение нейронной сети YOLO для распознавания дефектов // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2022. № 2(30). С. 41–47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Брехт Э.А., Коншина В.Н. Применение нейронной сети YOLO для распознавания дефектов // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2022. № 2(30). С. 41–47.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sala Filip A. Design of false color palettes for grayscale reproduction // Displays. 2017. №46. Р. 9–15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sala Filip A. Design of false color palettes for grayscale reproduction // Displays. 2017. №46. Р. 9–15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернухин Н.А. Комбинированный метод детектирования границ на рентгенографических медицинских изображениях, использующий методику активных контуров // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 88. С. 530–544.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чернухин Н.А. Комбинированный метод детектирования границ на рентгенографических медицинских изображениях, использующий методику активных контуров // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 88. С. 530–544.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Canny J. A computational approach to edge detection // IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 1986. № 8(6). P. 679–698.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Canny J. A computational approach to edge detection // IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 1986. № 8(6). P. 679–698.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ярошевич П.В., Богуш Р.П. Алгоритм классификации изображений парковочных мест автостоянки на основе гистограмм ориентированных градиентов и метода опорных векторов // Компьютерная оптика. 2017. Т. 41, № 1. С. 110–117.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ярошевич П.В., Богуш Р.П. Алгоритм классификации изображений парковочных мест автостоянки на основе гистограмм ориентированных градиентов и метода опорных векторов // Компьютерная оптика. 2017. Т. 41, № 1. С. 110–117.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Singh A.K., Shukla V.P., Tiwari Sh., Biradar S.R. Wavelet Based Histogram of Oriented Gradients Feature Descriptors for Classification of Partially Occluded Objects // International Journal of Intelligent Systems and Applications. 2015. Vol. 7, No. 3. P. 54–61.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Singh A.K., Shukla V.P., Tiwari Sh., Biradar S.R. Wavelet Based Histogram of Oriented Gradients Feature Descriptors for Classification of Partially Occluded Objects // International Journal of Intelligent Systems and Applications. 2015. Vol. 7, No. 3. P. 54–61.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gornale Sh.S., Patravali P.U., Marathe K.S., Hiremath P.S. Determination of Osteoarthritis Using Histogram of Oriented Gradients and Multiclass SVM // International Journal of Image, Graphics and Signal Processing. 2017. Vol. 9, No. 12. P. 41–49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gornale Sh.S., Patravali P.U., Marathe K.S., Hiremath P.S. Determination of Osteoarthritis Using Histogram of Oriented Gradients and Multiclass SVM // International Journal of Image, Graphics and Signal Processing. 2017. Vol. 9, No. 12. P. 41–49.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Михайлов И.С., Зеар Аунг, Йе Тху Аунг. Разработка модификации метода опорных векторов для решения задачи классификации с ограничениями на предметную область // Программные продукты и системы. 2020. № 3. С. 439–448.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Михайлов И.С., Зеар Аунг, Йе Тху Аунг. Разработка модификации метода опорных векторов для решения задачи классификации с ограничениями на предметную область // Программные продукты и системы. 2020. № 3. С. 439–448.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зенков В.В. Применение аппроксимации дискриминантной функции Андерсона и метода опорных векторов для решения некоторых задач классификации // Автоматика и телемеханика. 2020. № 1. С. 147–160.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зенков В.В. Применение аппроксимации дискриминантной функции Андерсона и метода опорных векторов для решения некоторых задач классификации // Автоматика и телемеханика. 2020. № 1. С. 147–160.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Милостная Н.А. Методология синтеза интеллектуальных высокопроизводительных нейро-нечётких систем технического зрения: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 2023. 350 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Милостная Н.А. Методология синтеза интеллектуальных высокопроизводительных нейро-нечётких систем технического зрения: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 2023. 350 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобырь М.В., Архипов А.Е., Горбачев С.В. Нечетко-логические методы в задаче детектирования границ объектов // Информатика и автоматизация. 2022. Т. 21, № 2. С. 376–404.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобырь М.В., Архипов А.Е., Горбачев С.В. Нечетко-логические методы в задаче детектирования границ объектов // Информатика и автоматизация. 2022. Т. 21, № 2. С. 376–404.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Спицын В.Г. Разработка экспертных систем на основе нечетких правил вывода // Методические указания к лабораторным работам, Томск: Изд-во ТПУ, 2011. 33 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Спицын В.Г. Разработка экспертных систем на основе нечетких правил вывода // Методические указания к лабораторным работам, Томск: Изд-во ТПУ, 2011. 33 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Suzuki Satoshi, Keiichi Abe. Topological structural analysis of digitized binary images by border following // Comput. Vis. Graph. Image Process. 1985. Vol. 30. P. 32–46.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Suzuki Satoshi, Keiichi Abe. Topological structural analysis of digitized binary images by border following // Comput. Vis. Graph. Image Process. 1985. Vol. 30. P. 32–46.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пегат А. Нечеткое моделирование и управление; пер. с англ. 4-е изд., электрон. М.: Лаборатория знаний, 2020. 801 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пегат А. Нечеткое моделирование и управление; пер. с англ. 4-е изд., электрон. М.: Лаборатория знаний, 2020. 801 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобырь М.В., Кулабухов С.А. Моделирование процесса управления температурным режимом в зоне резания на основе нечеткой логики // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2017. № 3. С. 76–82. https://doi.org/10.3103/S1052618817030049.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобырь М.В., Кулабухов С.А. Моделирование процесса управления температурным режимом в зоне резания на основе нечеткой логики // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2017. № 3. С. 76–82. https://doi.org/10.3103/S1052618817030049.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобырь М.В., Храпова Н.И., Ламонов М.А. Система управления интеллектуальным светофором на основе нечеткой логики // Известия Юго-Западного государственного университета. 2021. Т. 25, № 4. С. 162–176.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобырь М.В., Храпова Н.И., Ламонов М.А. Система управления интеллектуальным светофором на основе нечеткой логики // Известия Юго-Западного государственного университета. 2021. Т. 25, № 4. С. 162–176.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобырь М.В., Милостная Н.А., Храпова Н.И. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021661796 Российская Федерация. Программа для регулирования светофора на основе нечёткой логики: № 2021660730: заявл. 08.07.2021: опубл. 15.07.2021; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет».</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобырь М.В., Милостная Н.А., Храпова Н.И. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021661796 Российская Федерация. Программа для регулирования светофора на основе нечёткой логики: № 2021660730: заявл. 08.07.2021: опубл. 15.07.2021; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет».</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобырь М.В., Храпова Н.И. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024662790 Российская Федерация. Программа детектирования объектов на пешеходном переходе и определения времени задержки управляющих сигналов светофора: № 2024661177: заявл. 20.05.2024: опубл. 30.05.2024; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет».</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобырь М.В., Храпова Н.И. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024662790 Российская Федерация. Программа детектирования объектов на пешеходном переходе и определения времени задержки управляющих сигналов светофора: № 2024661177: заявл. 20.05.2024: опубл. 30.05.2024; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет».</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобырь М.В., Милостная Н.А., Храпова Н.И. О подходе к детектированию движения пешеходов методом гистограмм направленных градиентов // Электронные библиотеки. 2024. Т. 27, №4. 19 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобырь М.В., Милостная Н.А., Храпова Н.И. О подходе к детектированию движения пешеходов методом гистограмм направленных градиентов // Электронные библиотеки. 2024. Т. 27, №4. 19 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
