Solution Embarquée pour un système de comptage automatique sure vidéo par intelligence artificielle

Abstract

تأتي هذه المذكرة المندرجة ضمن إطار القرار الوزاري المشترك رقم 1275 )شهادة - مؤسسة ناشئة( تقدم نظا ًما مبتك ًرا ومستقالً مؤسس ات استغالل وتشغيل شبكات لتعداد الركاب في الوقت الفعلي لصالح الترامواي ، خصوصا بمستغانم. ونظ ًرا ألن طرق التعداد التقليدية المعتمدة على التحقق من التذاكر تتأثر بشدة بالتهرب الضريبي مما يؤدي إلى تخطيط تشغيلي غير دقيق، يقترح هذا المشروع بنية برمجية متكاملة ثالثية الطبقات )طبقة الحافة، الخادم، ولوحة التحكم(. في طبقة الحافة )Layer Edge)، تقوم بطاقة حاسوبية مدمجة )5 Pi Orange )بتشغيل نموذج مخصص مدعو ًم للرؤية االصطناعية )nano2-P-YoloX )مخصص لتحديد األهداف الصغيرة والدقيقة، ا بخوارزمية التتبع )SORT-OC )للتعامل مع االكتظاظ واختفاء الهوية، وصياغة منطق حسابي فراغي ذكي )Counter Polygon Gated )لتجاوز عقبات الزوايا البصرية الصعبة والحركات العشوائية للمسافرين. كما تم تحسين األداء الطاقي والحراري للعتاد عبر آلة حاالت ذكية وبنية ذاكرة مباشرة )-Zero Copy )تعتمد على تقنية )BUF-DMA). تقوم طبقة الخادم بمركزة وتأمين البيانات داخل قاعدة بيانات )PostgreSQL)، وتتم إدارتها بواسطة بوابة برمجية )FastAPI/Nginx )تدعم اتصاالت )REST/HTTP )و)WebSockets )لتوفير مراقبة آنية وتوجيه آمن ألوامر الصيانة والتحكم. تُثبت الدراسة االقتصادية المنجزة الجدوى التجارية العالية لهذا النموذج القائم على بيع العتاد واشتراكات الصيانة المستمرة والترقية )TMA)، واعدة بقدرة ممتازة على التوسع والربحية. - الكلمات المفتاحية : تعداد الركاب، الذكاء االصطناعي، الحوسبة الطرفية. IV Abstract This Master’s project, presents an innovative, non-intrusive, and real-time automated passenger counting system tailored for companies handling multiple tramway network, especially in Mostaganem. Since traditional ticketing-based counting methods are severely impacted by fare evasion, leading to inaccurate operational planning, we developed a highly optimized three-layer architecture (Edge, Server, Dashboard). At the Edge layer, an embedded single-board computer (Orange Pi 5) executes a custom YoloX-P2-nano model optimized for micro-target detection, coupled with OC-SORT for robust tracking under heavy occlusion, and our spatial Gated Polygon Counter to handle chaotic crowd movements and awkward oblique camera angles. Hardware longevity and thermal stability are maximized through a state-triggered active-cooling cycle and a zero-copy memory architecture (DMA-BUF). The server layer centralizes the processed flow data in a secure PostgreSQL database, managed by a dual HTTP/REST and WebSocket gateway (Nginx/FastAPI) to push real-time alerts and route remote whitelisted commands to the dashboard. The economic study validates the commercial viability of this on-premise model, showing rapid profitability driven by a hardware licensing and recurring maintenance (TMA) model. - Keywords: Passenger Counting, Edge AI, Deep Learning, Zero-Copy. V Résumé Ce projet de fin d'études Master, présente un système autonome et non intrusif de comptage automatique de passagers en temps réel, conçu spécifiquement pour les réseaux de tramway qui ont exploité par les sociétés spécialisées, spécialement en Mostaganem. Les méthodes traditionnelles de comptage basées sur la billettique étant fortement biaisées par la fraude, nous proposons une architecture modulaire à trois couches (Edge, Serveur, Dashboard). Au niveau de la couche embarquée (Edge), un ordinateur monocarte (Orange Pi 5) exécute un modèle YoloX-P2-nano personnalisé pour la détection de microcibles, associé à l'algorithme OC-SORT pour le suivi sous occlusion et à notre logique spatiale Gated Polygon Counter pour surmonter les mouvements chaotiques et les angles de caméra obliques. La durabilité matérielle est maximisée par une machine à états limitant la surchauffe et par une architecture mémoire "Zero-Copy" (DMA-BUF). La couche hôte centralise les flux au sein d'une base de données PostgreSQL sécurisée, administrée par une passerelle (Nginx/FastAPI) exploitant les protocoles HTTP/REST et WebSockets pour transmettre instantanément les alertes et les commandes de maintenance au tableau de bord. L'étude de faisabilité financière valide la viabilité commerciale de cette solution locale par un modèle d'affaires solide basé sur l'acquisition de matériel et des contrats récurrents de Tierce Maintenance Applicative (TMA). - Mots-clés : Comptage de passagers, IA embarquée, Deep Learning, ZeroCopy