Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками

У статті запропоновані принципи організації архітектури геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками, з метою забезпечення розробки та впровадження нанотехнологічних оптико-електронних високоефективних елементів та пристроїв дл...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2011
Main Authors:	Кожем’яко, В.П., Маліновський, В.І., Новицький, Р.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України 2011
Series:	Штучний інтелект
Subjects:	Системы и методы искусственного интеллекта
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58809
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками / В.П. Кожем’яко, В.І. Маліновський, Р.М. Новицький // Штучний інтелект. — 2011. — № 1. — С. 66-75. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58809
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-588092025-02-09T21:45:55Z Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками Архитектура геоинформационно-энергетической системы управления потоками транспорта с использованием распознавания образов по признакам Architecture of Geoinformational Power System for Controlling over Traffic Current with the Help of Feature Recognition Кожем’яко, В.П. Маліновський, В.І. Новицький, Р.М. Системы и методы искусственного интеллекта У статті запропоновані принципи організації архітектури геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками, з метою забезпечення розробки та впровадження нанотехнологічних оптико-електронних високоефективних елементів та пристроїв для їх подальшої інтеграції в загальну структуру обчислювальних, лазерних та оптико-електронних систем, а також систем штучного інтелекту. В статье рассматриваются принципы построения геоинформационно-энергетических систем на базе быстродействующих методов обработки и распознавания видеоинформации. Предложена архитектура геоинформационно-энергетической системы управления потоками транспорта с использованием распознавания образов по признакам. Разработана структура и способ работы устройства для центрирования изображений в режиме реального времени с помощью оптических методов. Также предложен алгоритм и структуры геоинформационно-энергетической системы управления транспортными потоками с использованием предложенного устройства для центрирования изображений, что делает возможным скоростное и эффективное распознавания образов в трактах видеоинформации геоинформационно-энергетических систем. Авторами также предложены принципы реализации устройства для центрирования изображения. В основу исследований были поставлены задачи упрощения устройства для центрирования изображений и повышения быстродействия распознавания путем использования оптических и оптико-электронных методов сравнения с эталоном, без преобразования светового потока в электронные сигналы. Данное устройство используется в качестве составляющей око-процессорной обработки данных в режиме реального времени в геоинформационно-энергетических системах управления транспортными потоками. 2011 Article Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками / В.П. Кожем’яко, В.І. Маліновський, Р.М. Новицький // Штучний інтелект. — 2011. — № 1. — С. 66-75. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1561-5359 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58809 681.3;681.78 uk Штучний інтелект application/pdf Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Системы и методы искусственного интеллекта Системы и методы искусственного интеллекта
spellingShingle	Системы и методы искусственного интеллекта Системы и методы искусственного интеллекта Кожем’яко, В.П. Маліновський, В.І. Новицький, Р.М. Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками Штучний інтелект
description	У статті запропоновані принципи організації архітектури геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками, з метою забезпечення розробки та впровадження нанотехнологічних оптико-електронних високоефективних елементів та пристроїв для їх подальшої інтеграції в загальну структуру обчислювальних, лазерних та оптико-електронних систем, а також систем штучного інтелекту.
format	Article
author	Кожем’яко, В.П. Маліновський, В.І. Новицький, Р.М.
author_facet	Кожем’яко, В.П. Маліновський, В.І. Новицький, Р.М.
author_sort	Кожем’яко, В.П.
title	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками
title_short	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками
title_full	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками
title_fullStr	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками
title_full_unstemmed	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками
title_sort	архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками
publisher	Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Системы и методы искусственного интеллекта
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58809
citation_txt	Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками / В.П. Кожем’яко, В.І. Маліновський, Р.М. Новицький // Штучний інтелект. — 2011. — № 1. — С. 66-75. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
series	Штучний інтелект
work_keys_str_mv	AT kožemâkovp arhítekturageoínformacíinoenergetičnoísistemiupravlínnâpotokamitransportuzvikoristannâmrozpíznavannâobrazívzaoznakami AT malínovsʹkiiví arhítekturageoínformacíinoenergetičnoísistemiupravlínnâpotokamitransportuzvikoristannâmrozpíznavannâobrazívzaoznakami AT novicʹkiirm arhítekturageoínformacíinoenergetičnoísistemiupravlínnâpotokamitransportuzvikoristannâmrozpíznavannâobrazívzaoznakami AT kožemâkovp arhitekturageoinformacionnoénergetičeskoisistemyupravleniâpotokamitransportasispolʹzovaniemraspoznavaniâobrazovpopriznakam AT malínovsʹkiiví arhitekturageoinformacionnoénergetičeskoisistemyupravleniâpotokamitransportasispolʹzovaniemraspoznavaniâobrazovpopriznakam AT novicʹkiirm arhitekturageoinformacionnoénergetičeskoisistemyupravleniâpotokamitransportasispolʹzovaniemraspoznavaniâobrazovpopriznakam AT kožemâkovp architectureofgeoinformationalpowersystemforcontrollingovertrafficcurrentwiththehelpoffeaturerecognition AT malínovsʹkiiví architectureofgeoinformationalpowersystemforcontrollingovertrafficcurrentwiththehelpoffeaturerecognition AT novicʹkiirm architectureofgeoinformationalpowersystemforcontrollingovertrafficcurrentwiththehelpoffeaturerecognition
first_indexed	2025-12-01T03:54:42Z
last_indexed	2025-12-01T03:54:42Z
_version_	1850276614277955584
fulltext	«Искусственный интеллект» 1’2011 66 1К УДК 681.3;681.78 В.П. Кожем’яко, В.І. Маліновський, Р.М. Новицький Вінницький національний технічний університет, Україна Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками У статті запропоновані принципи організації архітектури геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками, з метою забезпечення розробки та впровадження нанотехнологічних оптико-електронних високоефективних елементів та пристроїв для їх подальшої інтеграції в загальну структуру обчислювальних, лазерних та оптико-електронних систем, а також систем штучного інтелекту. Вступ. Сучасний стан інформаційних технологій характеризується значним роз- витком інформаційних апаратних і програмних засобів, накопиченням в базі знань люд- ства величезних обсягів інформації різного типу. Вершиною розвитку інформаційних технологій є геоінформаційні системи (ГІС) і мережі, які передбачають високорівневу обробку інформації, її передачу, а також інтелектуальне управління інформаційними ресурсами. Подальший розвиток геоінформаційних систем призвів до розробок геоін- формаційно-енергетичних мереж [1-3], які передбачають управління крім інформацій- ної складової ще й енергетичною, тобто управління і оптимальний розподіл енергії живлення кінцевих вузлів мережі, що забезпечує функції автономності від зовнішніх електроенергетичних мереж [2], [3], енергозбереження за рахунок керованого в часі потоку електроенергії, а також за рахунок використання як терміналів операційних ек- ранів (ОЕ) на основі над’яскравих світлодіодів на надрешітках, які також можуть ви- користовуватися як освітлювачі. Рисунок 1 – Спільна структурна частина відомих розробок ГІЕС Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління… «Штучний інтелект» 1’2011 67 1К Структура геоінформаційно-енергетичних систем. Геоінформаційно-енерге- тичні системи (ГІЕС) – сучасні високотехнологічні комплексні апаратні і програмні рішення, які передбачають аналіз, обробку і прийняття рішень як у інформаційній, так і у енергетичній сферах, оптимальне управління і перерозподіл інформаційних і енер- гетичних просторово-рознесених ресурсів. Оптимальне управління, перерозподіл і прий- няття рішень при цьому забезпечується інтелектуальними системами, розташованими у локальних центрах керування. Інформація і енергія при цьому розглядаються у спіль- ному інформаційно-енергетичному консенсусі [1-4]. Розробки ГІЕС [1-4] мають спільну структурну частину (рис. 1). Рисунок 2 – Структурна схема геоінформаційно-енергетичної системи Основними її блоками є енергостанція, комутатори та центр керування. Дану спіль- ну структурну частину можна розглядати як узагальнену модель структур ГІЕС, які у загальному випадку мають 1..n – зовнішніх взаємозв’язків, 1..N – серверів, які призна- чені для виконання визначеного ряду функцій. Кожем’яко В.П., Маліновський В.І., Новицький Р.М. «Искусственный интеллект» 1’2011 68 1К На рис. 2 показано структурну схему геоінформаційно-енергетичної мережі з 3 ти- пами каналів зв’язку: відкритими оптичними [5]; волоконно-оптичними інформаційно- енергетичними [6] та бінарними провідниками [1-3]. Розглядаючи геоінформаційно-енергетичні системи як комп’ютерні мережі, їх можна поділити за рівнем ієрархії: ГІЕС глобального, зонного, регіонального рівнів. Для рівномірно-розподіленої ієрархії ГІЕС справедливо 1 1 ; , n sumGl iZON i m REG j LOC j N N N N       (1) де NsumGl – кількість ГІЕС регіонального рівня в складі ГІЕС глобального; NZON – кіль- кість ГІЕС локального рівня в складі ГІЕС регіонального; NLOC – кількість одиничних мереж у складі ГІЕС локального рівня; n – число внутрішніх мереж у глобальній ГІЕС; m – число внутрішніх мереж у регіональній ІМ. Базовим типом інформації, яка підлягає обробленню і передаванню в ГІЕС уп- равління транспортними потоками, є відеоінформація (образна інформація), яка пере- буває саме в структурах відеоінформаційних даних (рис. 3). До числа таких структур, крім камер відеоспостереження та дорожніх світлофорів, входять також новітні бага- тофункціональні дорожні знаки, дорожні освітлювачі на надрешітках та операційні екрани, які за допомогою оптико-електронних методів дозволяють якісно і ефективно здійснювати контроль процесу дорожнього руху шляхом відображення і сприйняття відеоданих (образної інформації). Рисунок 3 – Структури оброблення та управління транспортними потоками Оброблення і використання відеоінформаційних даних вимагає значної смуги пропускання для потоку відеоданих. Це обумовлює необхідність використання новіт- ніх прогресивних методів і засобів для оперування (розпізнавання та оброблення інфор- мації картинного типу) з відеоінформацією у ГІЕС управління транспортом. Одним з ефективних методів розпізнавання є запропоновані алгоритми та засоби розпізнавання образів. Створення геоінформаційно-енергетичних систем для управління транспортними потоками, освітленням та автоматизації процесу управління дорожнім рухом, інтелек- туалізації засобів сприйняття візуальної інформації вимагає використання високошвид- Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління… «Штучний інтелект» 1’2011 69 1К кісних та високоточних алгоритмів розпізнавання образної інформації у відеосистемах ГІЕС. Для високошвидкісного передавання потоків відеоданих з широкою смугою частот передбачається використання волоконно-оптичних каналів у магістральних і в локальних сегментах. Засоби оброблення зображень у відеосистемах ГІЕС. Для розпізнавання зобра- жень у реальному часі властивим є підхід, за яким зображення нормується для порів- няння з еталонами, для чого потрібна попередня обробка, що передбачає «центрування» зображень. Більш того, щоб підвищити швидкодію процесу розпізнавання, а також суттєво спростити саму процедуру, провідною тенденцією стає відхід від класичної «початкової» обробки і перехід до моделей і алгоритмів паралельної обробки з визна- ченням центрів мас та зв’язності, а також осі орієнтації зображень. Авторами були розглянуті принципи реалізації пристрою для визначення коор- динат центру мас зображення, орієнтовані на сучасні нанотехнології [7], [8]. В основу даних досліджень було поставлено завдання підвищення точності визначення коорди- нат центру мас зображення та розширення сфери застосування з можливістю викорис- тання його як складової око-процесорної обробки даних. Поставлене завдання дося- гається введенням у відомий пристрій блока постійної динамічної пам’яті на ВОЛЗ, блока порівняння результатів роботи пристрою з еталонами, нанотехнологічно вико- наного оптико-електронного операційного екрана. Рисунок 4 – Алгоритм визначення координат центру мас зображення Згідно з алгоритмом роботи блока управління формуються послідовності імпуль- сів двонаправленого зв’язку блока постійної пам’яті і блока управління, в залежності від цих імпульсів пристрій може працювати в режимі визначення координат центру мас поточного зображення або в режимі ідентифікації (пошуку) збігів поточного зоб- раження з еталоном, в другому режимі по виходу блока пам’яті на вхід блока порів- няння результатів роботи пристрою подаються сигнали високого рівня. Вихід блока порівняння, як і виходи регістрів відповідно, є входами оптико-елек- тронного операційного екрана, який забезпечує індикацію результатів роботи прист- рою. Представлений пристрій дозволяє визначити координати центру як бінарного, так і напівтонового зображення. Розроблений пристрій для визначення координат центру мас зображення, який працює за схожим алгоритмом, але в якому обчислення моментів інерції зображення нульового і першого порядків (за допомогою яких визначаються координати) відбу- вається одночасно, що дозволяє підвищити швидкодію обчислень (рис. 4). Кожем’яко В.П., Маліновський В.І., Новицький Р.М. «Искусственный интеллект» 1’2011 70 1К Авторами також пропонуються принципи реалізації пристрою для центрування зображення. В основу даних досліджень було поставлено завдання спрощення при- строю для центрування зображень та підвищення його швидкодії та розширення сфери застосування з можливістю використання його як складової око-процесорної обробки даних в режимі реального часу. Поставлене завдання досягається введенням у відо- мий пристрій, який містить блок визначення координат центру мас і блок управління, світло-розподільного блока, вхід якого оптично зв’язаний з виходом блока проецію- вання, а виходи оптично зв’язані з входами блоків визначення координат центру мас зображення, кожен з яких містить диференційний підсилювач та оптично зв’язані оп- тичний фільтр з лінійним коефіцієнтом пропускання, оптичний перетворювач, викона- ний у вигляді двох пірамідальних фоконів, і фотоприймачі, виходи яких підключені до входів диференціального підсилювача, виходи диференціальних підсилювачів бло- ків визначення координат центру мас зображення підключені до входів сигналів не- узгодженості блока управління, виходи якого з’єднані з управляючими входами блока проеціювання. Пристрій (рис. 5) працює наступним чином: зображення, що підлягає обробці, сприймається блоком 1, який формує світловий потік з розподілом інтенсив- ності В(х, у) по його перерізу. З виходу блока 1 світловий потік поступає на вхід світло-розподільного блока 2, де розділяється на два потоки з розподіленням інтен- сивності В1(х, у) і В2(х, у). Перший з цих потоків поступає в блок 31 формування сиг- налів статичних моментів зображення відносно осі ОХ. В блоці 31 світловий потік В1(х, у) проходить через оптичний фільтр 41, коефіцієнт пропускання якого залежить від координати Х згідно з законом КX = a\|X\|, а в блоці 32 світловий потік В2(х, у) про- ходить через оптичний фільтр 42, коефіцієнт пропускання якого залежить від коорди- нати Y згідно з законом КY = a\|Y\|. В результаті проходження світлових потоків через оптичні фільтри здійснюється множення розподілу яскравості зображення, що оброб- люється, на лінійні функції координат. Рисунок 5 – Блок-схема пристрою для центрування зображення Зображення В1(х, у) і В2(х, у) займають у своїх блоках ті ж положення відносно системи координат, що і вхідне зображення В(х, у). В блоці 31 світловий потік В1(х, у) поступає на вхідну апертуру перетворювача 51, а в блоці 32 світловий потік В2(х, у) поступає на вхідну апертуру перетворювача 52. За рахунок описаної будови блоків Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління… «Штучний інтелект» 1’2011 71 1К фоконів і їх оптичних властивостей на виході першого перетворювача 41 виникає світ- лова пляма, яскравість якої дорівнює інтегральній яскравості напівплощини X<0, а на виході другого перетворювача – світлова пляма, яскравість якої дорівнює інтеграль- ній яскравості напівплощини X>0. Аналогічно яскравість світлової плями на виході першого фокона перетворювача 52 дорівнює інтегральній яскравості напівплощини Y<0, а на виході другого фокона перетворювача 52 – інтегральній яскравості напівплощи- ни Y>0. Світлові сигнали з першого і другого виходів перетворювача 51 поступають на оптичні входи фотоприймачів 61-1 і 61-2 відповідно, а з першого і другого виходів пе- ретворювача 52 – на входи фотоприймачів 62-1 і 62-2 відповідно. Фотоприймачі перетворюють сигнали, що надійшли на їх світлові входи, в елек- тричні напруги. Напруги U1 і U2 з виходів диференціальних підсилювачів поступають на входи неузгодження блока 8 управління, який формує сигнали управління, під дією яких здійснюється зсув зображення відносно системи координат таким чином, щоб зрівняти інтегральні яскравості (моменти інерції) I–х та І+х в напівплощинах X<0 та X>0, I–у та І+у в напівплощинах Y<0 та Y>0, тобто до такого стану, при якому напруги U1 і U2 на виходах диференціальних підсилювачів 71 і 72 починають дорівнювати 0. Після того як центрування зображення виконано, будь-яке зміщення зображення на вході призводить до появи напруги на виходах підсилювачів 71 і 72 (внаслідок виникнення ненульової різниці інтегральних яскравостей в напівплощинах), в результаті чого блок 8 управління формує сигнали управління, під дією яких здійснюється зсув зображення, який компенсує вихідне положення, тобто пристрій слідкує за розміщенням центру мас зображення. Центрування, що використовується в даному способі, є інваріантним по відношенню до перетворень зображення, оскільки завжди знаходиться центр мас зображення. Крім того, будь-які перетворення зображення, що не викликають зміщен- ня центру мас (наприклад, зміна масштабу, поворот навколо центру), не призводять до появи сигналів управління в пристрої. Застосування у багатофункціональному оптоелектронному модулі. При реа- лізації інтерактивного управління дорожнім рухом, шляхом оповіщення водіїв транс- портних засобів за допомогою інтелектуально-керованих світлофорів та сигнальних знаків, світлодіодних дорожніх знаків, камер відеоспостереження та інформаційних таб- ло, необхідним є швидке і якісне розпізнавання зорових образів. Це реалізовується на спеціалізованих технічних засобах ГІЕС, для побудови яких використовуються запро- поновані засоби. Одним з таких засобів є оптоелектронний модуль (рис. 6) для запису, збереження та відображення інформації, який володіє динамічною багатофункціональ- ністю та здатен поєднувати високу швидкодію оптичної обробки інформації з методи- ками розпаралелювання обчислювального процесу. 1 2 3 4 5 6 Рисунок 6 – Загальна структура оптоелектронного модуля: 1 – джерело світла; 2 – регенеративний оптрон; 3 – тактовний рахунковий тригер; 4 – тактовний RS-тригер; 5 – вузол контролю; 6 – розрядна лінійка Кожем’яко В.П., Маліновський В.І., Новицький Р.М. «Искусственный интеллект» 1’2011 72 1К За рахунок введення нових елементів забезпечується перехід до одинично-пози- ційного коду після закінчення режиму запису на початку режиму збереження та забезпе- чується контролездатність як у режимі запису, так і в режимі збереження інформації. На основі сучасних можливостей нанотехнологій для створення гібридних оптоелектрон- них комп’ютерів були розглянуті нанотехнологічні принципи реалізації даного модуля [9]. Структура геоінформаційно-енергетичної системи управління транспортними потоками. Розглянуті засоби можуть бути застосовані у структурі оптико-електронної геоінформаційно-енергетичної системи керування транспортними потоками і освітлення транспортних магістралей, яка зображена на рис. 7. Структурна схема оптико-електрон- ної інформаційно-енергетичної системи керування транспортними потоками і освітлен- ням транспортних магістралей (рис. 7) містить центр управління 1, що складається з сервера керування абонентськими пристроями 2, сервера обробки інформації телемет- рії 3, сервера обробки інформації від інших пристроїв 4, сервера зберігання інформа- ції 5 і блоків розподілення та виведення відеоінформації від кожної камери 201-20n, також центральний блок комутаторів 6, який складається з комутатора магістралі ке- рування абонентськими пристроями 7 та комутатора магістралі передачі інформації від інших пристроїв 8, а також система, що пропонується, містить енергостанцію 12, блок зниження рівня напруг 22, локальні комутатори 14, камери відеоспостереження 15, ведучі абонентські пристрої 16, ведені абонентські пристрої або світлофори 17 та інші пристрої 18, причому ведучі та ведені абонентські пристрої мають однакову конструк- цію. До складу ведучих 16 і ведених 17 абонентських пристроїв входять елементи ке- рування дорожнього руху – світлофори і елементи освітлення транспортних магіст- ралей (дорожні освітлювачі та багатофункціональні дорожні знаки), які виконані на основі матриць над’яскравих світлодіодів з метою енергозбереження. Рисунок 7 – Структурна схема оптико-електронної інформаційно-енергетичної системи керування транспортними потоками і освітлення транспортних магістралей При цьому сервер керування абонентськими пристроями 2 та сервер обробки ін- формації від інших пристроїв 4 підключені до сервера зберігання інформації 5, а також сервер керування абонентськими пристроями 2 підключений до комутатора магістралі керування абонентськими пристроями 7, а сервер обробки інформації від інших прист- роїв 4 підключений до комутатора магістралі передачі інформації від інших пристроїв 8, причому ці комутатори, входячи в склад центрального блока комутаторів 6, підключе- ні через оптоволокно 9 до магістралей передачі інформації за гілками транспортного потоку 101-10n, які через свою металеву оболонку 11 з’єднані з енергостанцією 12 че- Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління… «Штучний інтелект» 1’2011 73 1К рез блок зниження рівня напруг 22, а через магістральне оптоволокно 13 підключені до локальних комутаторів 14, до яких через оптоволокно 9 підключено камери відеоспо- стереження 15, ведучі абонентські пристрої 16, з’єднані за допомогою оптоволокна 9 з веденими абонентськими пристроями 17 та іншими пристроями 18 (до яких віднося- ться й інші комп’ютери, що використовують окремі ділянки магістралей для організації між собою локальних інформаційних мереж міського масштабу), причому камери ві- деоспостереження 15, ведучі 16 та ведені 17 пристрої, та інші пристрої 18 підключені через металеві провідники 19 до металевої оболонки 11 магістралей передачі інформа- ції 101-10n, будучи таким чином зв’язаними з енергостанцією 12 через блок зниження рівня напруг 22, причому сервер обробки інформації відеоспостереження 3 підключе- ний до магістралей передачі інформації 101-10n через блоки розподілення та виведен- ня відеоінформації від кожної камери 201-20n. За допомогою металевої оболонки ВОЛЗ 11 енергостанція 12 подає знижений за допомогою блока зниження рівня напруг 22 електричний струм на всі компоненти системи, а саме: центр управління 1, центральний блок комутаторів 6, локальні кому- татори 14, відеокамери 15, ведучі 16 та ведені 17 абонентські пристрої, інші пристрої 18. Сервер керування абонентськими пристроями 2 через комутатор магістралі керування абонентськими пристроями 7 подає по магістральному оптоволокну 13 магістралей передач інформації 101-10n за гілками транспортного потоку керуючі сигнали до ведучих абонентських пристроїв 17, підключених до цих магістралей через локальні комутато- ри 14. Ведучі 17 і ведені 16 абонентські пристрої отримують керуючі сигнали через свої інформаційні входи та згідно з інформацією в цих сигналах здійснюють управління елементами керування дорожнього руху і освітлення транспортних магістралей, що вхо- дять до їх складу. До локальних комутаторів 14 також підключені через оптоволокно 9 камери відеоспостереження 15, які по магістралям передачі інформації 101-10n за гілками транспортного потоку передають відеоінформацію на блоки розподілення та виведення відеоінформації від кожної камери 201-20n. Інші пристрої 18 керування та моніторингу транспортного потоку також підключені до локальних комутаторів, тому через магістральне оптоволокно 13 магістралей передачі інформації за гілками транс- портного потоку 101-10n можуть обмінюватися інформацією через комутатор 8 із відпо- відним сервером керування іншими пристроями 4. Також до складу інших пристроїв 18 можна віднести й інші комп’ютери, які, підключаючись до локальних комутаторів 14, можуть використовувати окремі ділянки магістралей передачі інформації 101-10n за гілками транспортного потоку при організації локальних мереж міського масштабу. При цьому одним з таких пристроїв може бути і WЕВ-сервер, тоді з’явиться можливість надання послуг виходу до мережі «Internet» через дані локальні мережі. Сервери ке- рування абонентськими пристроями 2, обробки інформації відеоспостереження 3 та обробки інформації від інших пристроїв 4 підключені до сервера зберігання інформа- ції 5, зберігаючи на ньому усю статистику роботи оптико-електронної інформаційно- енергетичної системи керування транспортними потоками і освітлення транспортних магістралей. Процес просування в галузі оптичних структур обробки інформації та волокон- но-оптичних мереж потребує створення нової архітектури, дозволяє виконувати об- робку відеоінформації (що потребує значних витрат) на базі паралельних операцій із застосуванням оптичних методів розпізнавання зображень за ознаками, в сполученні з архітектурою нейромереж, здатних до навчання і самонавчання. Для розпізнавання зображень в реальному часі початковою є проблема виділення та обробки їх ознак. Для цієї проблеми властивим є підхід, за яким зображення нормується для порівнян- ня з еталонами, для чого потрібна попередня обробка, що передбачає «центрування» Кожем’яко В.П., Маліновський В.І., Новицький Р.М. «Искусственный интеллект» 1’2011 74 1К зображень. Більш того, щоб підвищити швидкодію процесу розпізнавання, а також суттєво спростити саму процедуру, провідною тенденцією стає відхід від класичної «початкової» обробки і перехід до розпізнавання за ознаками при допомозі нейропо- дібних засобів [9], [10]. Однією з суттєвих задач для створення сучасних око-процесорних систем тех- нічного зору є аргументація вибору моделей засобів і алгоритмів паралельної оброб- ки з визначенням координат центру мас зображення. Висновки. Для розпізнавання зображень в реальному часі, що має місце в ГІЕС, початковою є проблема виділення та обробки їх ознак. Для цієї проблеми властивим є підхід, за яким зображення нормується для порівняння з еталонами, для чого потрібна попередня обробка, що передбачає «центрування» зображень. Більш того, щоб підви- щити швидкодію процесу розпізнавання, а також суттєво спростити саму процедуру, провідною тенденцією стає відхід від класичної «початкової» обробки і перехід до роз- пізнавання за ознаками при допомозі нейроподібних засобів. Запропонована структура ГІЕС передбачає використання пристрою для центрування зображення, який функціо- нує на основі оптичних методів, що дозволяє виконувати процедуру попередньої об- робки зображення безпосередньо перед розпізнаванням в режимі реального часу, що особливо актуально в задачах оброблення відеоінформації в геоінформаційно-енерге- тичній системі управління потоками транспорту. Література 1. Оптико-електронна геоінформаційно-енергетична система тотального тестування і оптимального управління науково-освітянськими і бібліотечними ресурсами для створення і розвитку централі- зованої бази знань / В.П. Кожем’яко, О.Г. Домбровський, І.Д. Івасюк, О.В. Шевченко, С.В. Дусанюк, С.С. Білан, А.В. Кожем’яко // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. – 2006. – № 1(9). – С. 5-11. 2. Оптико-електронна геоінформаційно-енергетична система управління інфраструктурою регіону / В.П. Кожем’яко, С.В. Дусанюк, Л.О. Волонтир, О.А. Бойко // Оптико-електронні інформаційно- енергетичні технології. – 2004. – № 2(8). – С. 9-15. 3. Принципи організації та структурна організація оптико-електронних геоінформаційно-енергетич- них систем / О.В. Шевченко, С.В. Дусанюк, А.В. Кожем’яко Р.Л. Кобзаренко // Оптико-електронні ін- формаційно-енергетичні технології. – 2007. – № 2(14). – С. 109-116. 4. Патент на винахід (UA) № 380107. Оптоелектронна інформаційно-енергетична мережа. – Заявка № 2001075383 від 27.07.2001, МПК 7Н04В10/12, Н04N7/173 / Кожем’яко В.П., Білан С.М., Коже- м’яко О.В., Білан С.С., Ільницький В.А. / відносно винаходів RU 2127489 C1, 10.03.1999, WO 9935845, 15.07.1999. 5. Маліновський В.І. Принципи побудови та структурна організація каналів для повністю оптичних геоінформаційно-енергетичних мереж / В.І. Маліновський, В.П. Кожем’яко // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2008. – № 1. – С. 95-101. 6. Адаптивний відкритий оптичний канал зв’язку / В.П. Кожем’яко, Г.Л. Лисенко, С.Є. Тужанський, В.І. Маліновський // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. – 2005. – № 1(9). – С. 242-251. 7. Патент на корисну модель (UA) № 47690. Пристрій для визначення координат центру мас зобра- ження / (В.П. Кожем’яко, Р.М. Новицький, О.О. Штельмах); Заявка № 200905581 від 01.06.2009, МПК G06K 9/00. 8. Принципи реалізації пристрою для визначення координат центру мас зображення, орієнтовані на сучасні нанотехнології / В.П. Кожем’яко, Г.Д. Дорощенков, Р.М. Новицький, О.А. Бойко // Вимі- рювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2008. – № 1(20). – С. 132-139. 9. Кожем’яко В.П. Нанотехнологічні принципи реалізації оптоелектронного модуля для запису, збере- ження та відображення інформації / В.П. Кожем’яко, А.А. Яровий, Р.М. Новицький // Комп’ютинг. – 2007. – Т. 6, № 3. – С. 52-60. Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління… «Штучний інтелект» 1’2011 75 1К 10. Методологічні аспекти принципів паралельності та ієрархічності в нейронній обробці інформації / В.П. Кожем’яко, Л.І. Тимченко, А.А. Яровий, Р.М. Новицький // Оптико-електронні інформацій- но-енергетичні технології. – 2006. – № 2(12). – С. 98-109. 11. Паралельно-ієрархічне перетворення як системна модель оптико-електронних засобів штучного інтелекту : монографія / [В.П. Кожем’яко, Ю.Ф. Кутаєв, С.В. Свєчніков та ін.]. – Вінниця : Універ- сум-Вінниця, 2003. – 324 с. В.П. Кожемяко, В.И. Малиновский, Р.М. Новицкий Архитектура геоинформационно-энергетической системы управления потоками транспорта с использованием распознавания образов по признакам В статье рассматриваются принципы построения геоинформационно-энергетических систем на базе быстродействующих методов обработки и распознавания видеоинформации. Предложена архитектура геоинформационно-энергетической системы управления потоками транспорта с использованием распознавания образов по признакам. Разработана структура и способ работы устройства для центрирования изображений в режиме реального времени с помощью оптических методов. Также предложен алгоритм и структуры геоинформационно-энергетической системы управления транспортными потоками с использованием предложенного устройства для центрирования изображений, что делает возможным скоростное и эффективное распознавания образов в трактах видеоинформации геоинформационно- энергетических систем. Авторами также предложены принципы реализации устройства для центрирования изображения. В основу исследований были поставлены задачи упрощения устройства для центрирования изображений и повышения быстродействия распознавания путем использования оптических и оптико- электронных методов сравнения с эталоном, без преобразования светового потока в электронные сигналы. Данное устройство используется в качестве составляющей око-процессорной обработки данных в режиме реального времени в геоинформационно-энергетических системах управления транспортными потоками. V.P. Kozhеmiako, V.I. Malinovskij, R.M. Novitskij Architecture of Geoinformational Power System for Controlling over Traffic Current with the Help of Feature Recognition The article is devoted to the principles of construction of the geoinformational power system on the base of fast- acting methods of computing and identification of videoinformation. Architecture of geoinformational power system for controlling over traffic current with usage of feature recognition is offered. The structure and method of work of the device for centering images in the real time mode is exploited by means of the optical methods. It is also offered the algorithm and structures of geoinformational power system for controlling over traffic current with the use of the suggested device for centering images, which makes possible rapid and effective feature recognitions in tracts of video information in geoinformational power systems. The authors also offer principles of realization of device for image centering. The tasks of simplification of device were set for centering images and increasing fast-acting recognition by the use of optical and optical-electronic methods, without transformation of light stream to the electronic signals. The given device is used as a constituent of the eye- processing computing of data in real-time mode in geoinformational power system for controlling over traffic current. Стаття надійшла до редакції 09.08.2010.

Архітектура геоінформаційно-енергетичної системи управління потоками транспорту з використанням розпізнавання образів за ознаками

Institution

Similar Items