Zeitgewinn im Kritis-Perimeterschutz dank 3D-Lidar

Die zuverlässige Entdeckung von Eindringlingen mit geringer Falschalarmrate spielt bei allen Perimeter-Sicherheitslösungen eine zentrale Rolle, um Kosten niedrig zu halten und Alarmmüdigkeit beim Wachpersonal vorzubeugen. Doch im Falle von Kritischen Infrastrukturen (Kritis) gilt das in noch höherem Maße. Denn Angriffe auf Kritis etwa zur Strom- oder Wasserversorgung oder, wie erst kürzlich gesehen, auf die Kommunikations- und Steuerungsnetze der Bahn, können zusätzlich zu den materiellen Schäden „zu Versorgungsengpässen und erheblichen Störungen der öffentlichen Sicherheit und Ordnung führen“, wie es das Bundesministerium des Innern und für Heimat in seinem aktuellen Eckpunkte-Papier für ein Dachgesetz zum Schutz von Kritis formuliert. Lidar-Technologie entdeckt Eindringlinge frühzeitig und beugt dank Größen- und Abstandserkennung Falschalarmen vor. Da sie auch einfach und kostengünstig zu installieren ist, wird sie wegen ihrer hohen Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit bald aus Sicherheitskonzepten für Hochsicherheitsobjekte nicht mehr wegzudenken sein.

Die Kernfrage beim Schutz gegen unbefugtes Eindringen lautet: Schaffen es Eindringlinge, die physischen Barrieren wie Zäune und Mauern zu überwinden oder kann das Wachpersonal sie davon abhalten? Ein wichtiger Faktor dabei ist die Zeit: Je früher, also je weiter weg von einer physischen Barriere, ein Alarmsystem potenzielle Eindringlinge entdeckt, desto mehr Zeit hat das Wachpersonal um einzugreifen. Heute sind zur Entdeckung von Personen in den sogenannten Vorwarnzonen, also den überwachten Bereichen vor der physischen Eingrenzung des Geländes, unterschiedliche Technologien wie beispielsweise Infrarotmelder, Lichtschranken, Bodendetektionssysteme und Videokameras im Einsatz. Diese Technologien haben allerdings alle Schwächen, die den Einsatz von 3D-Lidar-Sensoren dringend erforderlich machen.

3D-Lidar-Lösungen (Light Detection and Ranging) haben die Fähigkeit, eindringende Personen oder Objekte dank genauer Abstands- und Größenerkennung zuverlässiger als andere Technologien zu entdecken. Das funktioniert, indem 3D-Lidar-Sensoren pro Sekunde hunderttausende unsichtbare Laserpulse aussenden, die über ein breites Sichtfeld gestreut werden. Trifft ein Laserpuls auf ein Objekt oder eine Person, wird das ausgesendete Licht reflektiert und wieder im Sensor detektiert. Aus der Zeit, die das Licht benötigt, um wieder im Sensor anzukommen (Time-of-Flight), wird die Position des Objekts oder der Person genau bestimmt. Da von einem Objekt oder einer Person nicht nur ein, sondern unzählige Lichtstrahlen reflektiert werden, erfasst das System die Objektgröße und es wird nur dann ein Alarm ausgelöst, wenn die definierte Mindestgröße erreicht oder überschritten wird. Kleine Tiere oder Objekte lösen also keinen Alarm aus, was die Falschalarmrate niedrig hält. Diese Fähigkeit ist extrem wichtig, weil Tiere oder Objekte wie Äste bei der Überwachung mit anderen Technologien pro Tag hunderte Falschalarme auslösen können, was dazu führt, dass das Wachpersonal Alarme nicht mehr ernst nimmt.

Das breite Sichtfeld der 3D-Lidar-Sensoren ermöglicht es Anwendenden, ihre Sicherheitszonen sehr flexibel nach ihrem individuellen Bedarf zu definieren. Beispielsweise können sie mehrere 3D-Lidar-Sensoren entlang von Zäunen hintereinanderschalten, um praktisch beliebig lange Zäune vor Überklettern zu schützen. Richten sie die Sensoren nicht auf einen Zaun, sondern auf das Umfeld der Kritis, kann durch die strategische Platzierung der Sensoren eine große Vorwarnzone eingerichtet werden, in der jedes Eindringen registriert wird.

Geparkte Flugzeuge müssen vor Sabotage und Vandalismus geschützt werden. Deshalb benötigen Flughafenbetreiber eine Sicherheitslösung, die unbefugtes Eindringen in die Parkflächen zuverlässig erkennen. Gleichzeitig sind die geparkten Flugzeuge schwer zu überwachen, da sich die Abstellplätze oft über eine große Fläche erstrecken und weit entfernt von Wachposten und Bodenpersonal liegen. Unter diesen Bedingungen verursacht jeder Falschalarm weite Wege für das Personal, und damit nicht nur hohe Kosten, sondern auch Alarmmüdigkeit. Es ist daher besonders auf solchen abgelegenen Flugzeugparkplätzen wichtig, eine Alarmauslösung durch dort zahlreich anzutreffende Kleintiere wie Kaninchen oder Füchse zu vermeiden. Sicherheitssysteme mit 3D-Lidar-Sensoren ermöglichen die Definition virtueller dreidimensionaler Sicherheitszonen rund um jedes Flugzeug, in denen Objekte und Eindringlinge sicher erkannt werden und ab einer frei vordefinierbaren Größe ein Alarm ausgelöst wird.

Mit dem Dachgesetz zum Schutz von Kritis rückt zum ersten Mal der umfassende physische Schutz Kritischer Infrastrukturen in Deutschland in den Fokus. In den letzten Jahrzehnten führte zumindest politisch betrachtet die physische Sicherheit neben der Cybersecurity ein Schattendasein. Aber es wird immer deutlicher, dass der lokale Schutz von Kritis vor Ort nicht weniger wichtig ist. Die Folgen von Angriffen zeigen sich ganz konkret vor Ort und müssen auch ebenda verhindert werden. Welche Technologien dabei zum Einsatz kommen sollten, ist in jedem einzelnen Fall von vielen Aspekten abhängig. Doch da das rechtzeitige, zuverlässige Erkennen von Eindringlingen mit geringer Falschalarmrate die Grundvoraussetzung für hocheffizienten Perimeterschutz ist, sollte der Einsatz von 3D-Lidar-Lösungen überall dort in Betracht gezogen werden, wo es um Perimetersicherheit geht, vor allem wenn Kritis – und somit die öffentliche Sicherheit und Ordnung – betroffen sind.

Dr. sc. Florian Petit, Mitgründer und CXO der Blickfeld GmbH.