Компʼютерна система оцінювання завантаженості вулиць транспортними засобами та пішоходами

Abstract

У кваліфікаційній роботі розроблено розподілену апаратно-програмну систему для оцінювання завантаженості вулиць транспортними засобами та пішоходами в реальному часі. Проаналізовано недоліки монолітних Edge- систем та обґрунтовано перехід до клієнт-серверної архітектури. Апаратний вузол на базі мікрокомп'ютера Raspberry Pi 3 виконує захоплення та трансляцію відеопотоку, що дозволило усунути проблему перегріву процесора. Обробка даних делегована високопродуктивному серверу, де реалізовано ізольований конвеєр комп'ютерного зору з використанням нейромережі YOLOv8m та алгоритму центроїдного трекінгу. Розроблено серверну частину на базі фреймворку FastAPI та інтерактивний вебдашборд, який отримує статистику через WebSockets за патерном Backend-Driven UI. Система забезпечує стабільну обробку відео з частотою 20 кадрів за секунду та точність підрахунку понад 97%.

In the qualification work, a distributed hardware-software system for real-time assessment of street congestion by vehicles and pedestrians was developed. The disadvantages of monolithic Edge systems were analyzed, and the transition to a client-server architecture was justified. The hardware node based on the Raspberry Pi 3 microcomputer captures and streams the video, which eliminated the processor overheating problem. Data processing is delegated to a high-performance server, where an isolated computer vision pipeline is implemented using the YOLOv8m neural network and a centroid tracking algorithm. A server backend based on the FastAPI framework and an interactive web dashboard receiving statistics via WebSockets using the Backend-Driven UI pattern were developed. The system ensures stable video processing at 20 frames per second and a counting accuracy of over 97%.