Περιμετρική οπτική επιτήρηση

Το πιο σημαντικό κριτήριο, στη σχεδίαση ενός συστήματος περιμετρικής προστασίας, είναι να μπορεί να ενημερώνει έγκαιρα και με αξιοπιστία το προσωπικό ασφαλείας, ώστε να ανταποκρίνεται άμεσα και αποτελεσματικά σε οποιαδήποτε προσπάθεια παραβίασης και εισβολής στην επιτηρούμενη περιοχή.

Αναπόσπαστο στοιχείο ενός περιμετρικού συστήματος προστασίας, είναι και η εγκατάσταση συστήματος κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης, που επιτρέπει την οπτική επιτήρηση.

Βασικοί παράγοντες, που επηρεάζουν και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη είναι:

• Η ιδιαιτερότητα των επιτηρούμενων χώρων. Είναι σημαντικό να καταγραφούν με ακρίβεια και σαφήνεια τα χαρακτηριστικά της επιτηρούμενης περιοχής όπως η μορφολογία του εδάφους, η βλάστηση, η γειτνίαση κ.ά.
• Οι συνθήκες φωτισμού.
• Οι καιρικές συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή.
• Η χρήση άλλων μέσων ανίχνευσης που δρουν επικουρικά και συμπληρωματικά στην οπτική επιτήρηση της περιμέτρου.

Μονάδες οπτικού ελέγχου
Η οπτική επιτήρηση επιτυγχάνεται με κάμερες κατάλληλες για χρήση σε εξωτερικούς χώρους. Ανάλογα με τη λειτουργία τους, μπορούν να διακριθούν σε:
Στατικές: Όπου το σύστημα κάμερας-φακού βρίσκεται ενσωματωμένο μέσα στο κατάλληλο περίβλημα προστασίας. Υπάρχουν διάφορα πρότυπα, που καθορίζουν το βαθμό προστασίας του περιβλήματος (ΙEC 529, DN 4050, BS529). Συνήθως, το επίπεδο προστασίας το χαρακτηρίζουν τα γράμματα IP (Ingress Protection) ακολουθούμενα από δύο ψηφία π.χ ΙΡ65.
Κινητές: Όπου το σύστημα κάμερας-τηλεχειριζόμενου φακού, που βρίσκεται μέσα στο περίβλημα προστασίας, τοποθετείται πάνω σε ένα μηχανισμό περιστροφής-κλίσης. Επιπλέον, υπάρχει ειδική μονάδα τηλεμετρίας, που είναι υπεύθυνη για τη μετάδοση των εντολών περιστροφής (pan), κλίσης (tilt), εστίασης του φακού (zoom) από το χειριστή.
Ιδιαίτερη κατηγορία κινητών καμερών είναι οι κάμερες τύπου θόλου (dome), οι οποίες ενσωματώνουν όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά σε μια συμπαγή δομή. Κύριο χαρακτηριστικό τους, η μεγάλη ταχύτητα απόκρισης στις εντολές τηλεχειρισμού (pan, tilt, zoom). Ως μειονέκτημα μπορεί να αναφερθεί ότι λόγω όγκου κατασκευής δεν μπορεί να γίνει χρήση φακών zoom με μεγάλο εύρος εστιακής απόστασης (π.χ. 10mm-300mm).
Οι φακοί που χρησιμοποιούν οι κάμερες, πρέπει να είναι αυτόματης ίριδας, να διαθέτουν δηλαδή, δυνατότητα αυτόματης προσαρμογής στις διάφορες συνθήκες φωτισμού. Επιπλέον, πρέπει να γίνεται κατάλληλη επιλογή της εστιακής απόστασης (focal length), ώστε να εμφανίζεται στην οθόνη η επιθυμητή περιοχή επιτήρησης με την απαιτούμενη λεπτομέρεια στην εικόνα.
Ανάλογα τώρα με τις συνθήκες φωτισμού, οι κάμερες μπορεί διακρίνονται σε :
Ασπρόμαυρες(B/W): Χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές όπου γίνεται χρήση του συστήματος τις βραδινές και νυχτερινές ώρες και τα επίπεδα φωτισμού είναι χαμηλά.
Έγχρωμες(Colour): Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου γίνεται χρήση του συστήματος σε 24-ωρη βάση και ο φωτισμός είναι επαρκής, ώστε να μην αλλοιώνεται η ποιότητα του σήματος της εικόνας.
Ημέρας/νύχτας (day/night): Οι κάμερες  αυτής της τεχνολογίας, διαθέτουν ενσωματωμένα ειδικά κυκλώματα, που τους επιτρέπουν να ανιχνεύουν τα επίπεδα του φωτός που λαμβάνουν. Με τον τρόπο αυτό, μόλις αντιληφθούν ότι έχει μειωθεί η στάθμη του φωτισμού και υπάρχει αλλοίωση της έγχρωμης εικόνας, γίνεται ενεργοποίηση κατάλληλων φίλτρων και μεταπίπτουν σε ασπρόμαυρη λειτουργία, όπου η ευασθησία σε χαμηλές συνθήκες φωτισμού είναι μεγαλύτερη.
Σε αρκετές περιπτώσεις όπου δεν είναι δυνατή ή αποφεύγεται για λόγους ασφαλείας η χρήση τεχνητού φωτισμού, μπορεί να γίνει χρήση υπέρυθρων προβολέων. Με τον τρόπο αυτό, εκμεταλλευόμαστε την ευαισθησία της κάμερας στη φασματική περιοχή του υπερύθρου (730nm-950nm) για την επίτευξη ικανοποιητικής λήψης εικόνας από σκοτεινές περιοχές.
Κάμερες χαμηλού φωτισμού (Low Light): Σε εξειδικευμένες εφαρμογές όπως επιτήρηση σημαντικών στρατιωτικών εγκαταστάσεων, έλεγχος θαλάσσιας κυκλοφορίας κ.ά. γίνεται χρήση καμερών που λειτουργούν σε συνθήκες πολύ χαμηλού φωτισμού. Χρησιμοποιούν ειδικούς ενισχυτές φωτός, ώστε να μπορούν να βλέπουν στο σκοτάδι χωρίς τη χρήση κάποιας επιπλέον πηγής φωτισμού.
Κάμερες θερμικής ανίχνευσης (Thermal cameras): Υπάρχουν περιπτώσεις όπου λόγω περιβαλλοντολογικών ή καιρικών συνθηκών (πυκνή βλάστηση, ομίχλη κ.ά.) είναι δύσκολη η οπτική επιτήρηση. Στις περιπτώσεις αυτές, γίνεται χρήση καμερών θερμικής ανίχνευσης. Η αρχή λειτουργίας τους στηρίζεται στη διαφορά θερμοκρασίας, που υπάρχει μεταξύ του σώματος των ζωντανών οργανισμών, σε σχέση με το περιβάλλον στο οποίο κινούνται. Έτσι, στην οθόνη παρακολούθησης απεικονίζεται το θερμικό ίχνος του ατόμου που προσπαθεί να εισέλθει στον προστατευμένο χώρο. Εργάζονται συνήθως σε δύο φασματικές περιοχές 3-5μm και 8-14μm.

Μεταφορά σημάτων
Θεμελιώδης απαίτηση σε ένα σύστημα οπτικής επιτήρησης, είναι η απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο των εικόνων από τις κάμερες. Ανάλογα με την έκταση και τη μορφολογία του εδάφους της περιοχής που θέλουμε να επιτηρήσουμε οπτικά,  επιλέγεται και το αντίστοιχο φυσικό μέσο μεταφοράς των σημάτων εικόνας και δεδομένων από τις κάμερες, προς την αίθουσα επιτήρησης. (control room).
Σε εφαρμογές, όπου η θέση της κάμερας δεν υπερβαίνει τα 200m, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ομοαξονικό καλώδιο (RG59). Για αποστάσεις, έως και 1600m μπορεί να γίνει χρήση καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους, με χρήση κατάλληλων προσαρμογέων. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγεται η χρήση ενδιάμεσων ενισχυτών σήματος video. Όταν οι αποστάσεις είναι μεγαλύτερες, τότε απαιτείται καλώδιο οπτικής ίνας, για να μην υπάρχει απώλεια στην ποιότητα και την ταχύτητα του σήματος.
Πολλές φορές, δεν είναι εφικτή η απευθείας καλωδιακή σύνδεση μεταξύ των καμερών και της αίθουσας ελέγχου. Τότε, γίνεται χρήση ασύρματης τεχνολογίας με προϋπόθεση την οπτική επαφή μεταξύ του πομπού που θα τοποθετηθεί στην κάμερα και του δέκτη, που θα οδηγήσει το σήμα στην αίθουσα επιτήρησης. Όταν δεν υπάρχει οπτική επαφή, πρέπει να γίνει χρήση αναμεταδοτών σε κατάλληλα επιλεγμένα σημεία. Ιδιαίτερη μέριμνα πρέπει να λαμβάνεται στην τεχνολογία που θα χρησιμοποιηθεί, καθώς και στις προδιαγραφές των υλικών, ειδικά σε εγκαταστάσεις υψίστης ασφαλείας, ώστε να γίνεται ασφαλής και χωρίς παρεμβολές η μετάδοση των σημάτων.

Επιτήρηση
Η οπτική επιτήρηση επιτυγχάνεται με τη σωστή τοποθέτηση των καμερών σε επιλεγμένα σημεία της περιμέτρου, ώστε να εξασφαλίζεται πλήρης κάλυψη χωρίς τη δημιουργία «νεκρών σημείων». Η απόσταση μεταξύ των καμερών και η κατάλληλη επιλογή των φακών που θα χρησιμοποιηθούν, είναι κρίσιμοι παράγοντες για την απόδοση του συστήματος. Ένας γενικός κανόνας για την απεικόνιση ενός εισβολέα, είναι το ύψος του να καταλαμβάνει το 10% τουλάχιστον του συνολικού ύψους της οθόνης παρακολούθησης. Αν είναι επιθυμητός βέβαια ο προσδιορισμός της ταυτότητάς του, θα πρέπει το ποσοστό να φτάνει τουλάχιστον το 50%.
Η επιτήρηση πρέπει να πραγματοποιείται κατά βάση με στατικές κάμερες για να υπάρχει συνεχής κάλυψη. Επειδή όμως η απαίτηση για προσδιορισμό της ταυτότητας του εισβολέα προϋποθέτει σημαντικό αριθμό καμερών, θα πρέπει να γίνεται χρήση κινητών καμερών που θα δρουν επικουρικά και θα αναλαμβάνουν την ταυτοποίηση του εισβολέα. Με δεδομένο, ότι η συνεχής παρακολούθηση είναι κουραστική για τους χειριστές, ιδιαίτερα όταν δεν υπάρχει καμία αλλαγή στην εικόνα για μεγάλες χρονικές περιόδους, πολλές φορές γίνεται χρήση συσκευών ανίχνευσης κίνησης VMD (video motion detection). Οι συσκευές αυτές, μπορεί να είναι είτε αυτόνομες είτε να είναι ενσωματωμένες σε άλλα συστήματα (π.χ. DVR).
Η τεχνική της ανίχνευσης κίνησης επιτυγχάνεται από την επεξεργασία του σήματος video και βασίζεται στις αλλαγές που συμβαίνουν στη φωτεινότητα της εικόνας. Το σύστημα επεξεργάζεται την εικόνα από όλες τις κάμερες και μόλις εμφανισθεί μια κίνηση στην περιοχή θέασης μιας κάμερας, τότε προβάλλει άμεσα την εικόνα της σε προκαθορισμένη οθόνη.
Υπάρχει ένας σημαντικός αριθμός εξωτερικών παραγόντων που επηρεάζουν την απόδοση και την αξιοπιστία ενός συστήματος VMD, όπως

• Οι συχνές εναλλαγές στο επίπεδο του φωτός π.χ. λόγω συννεφιάς.
• Η κίνηση της κάμερας λόγω ανέμου.
• Η ευαισθησία στην αντίθεση της εικόνας.
• Η ταχύτητα του επεξεργαστή που χρησιμοποιείται.

Σε αρκετές περιπτώσεις, για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της ασφάλειας, το σύστημα κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης (CCTV) πρέπει να συνεργάζεται με άλλες τεχνικές ανίχνευσης, όπως υπέρυθροι και μικροκυματικοί ανιχνευτές, αισθητήρια καλώδια που βρίσκονται τοποθετημένα είτε κατά μήκος της δομής του φράχτη ή μέσα στο έδαφος.
Με τον τρόπο αυτό, μόλις συμβεί παραβίαση της ζώνης που ελέγχει ο ανιχνευτής ή γίνει προσπάθεια αναρρίχησης ή κοπής του φράχτη στον οποίο βρίσκεται τοποθετημένο το αισθητήριο καλώδιο, δίνεται εντολή και σε καθορισμένες οθόνες εμφανίζεται η εικόνα από τις κάμερες που ελέγχουν τη συγκεκριμένη περιοχή.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

• Mike Constant and Philip Ridgeon " The Principles and Practice of CCTV 3rd edition, Constant Consultans 2005
• Herman Kruegle "CCTV SURVEILLANCE video practices and technology".  
  Butterworth-Heinemann 1995
• Neil Cumming " A Guide to Security System Design and Equipment 
  Selection and Installation". Butterworth-Heinemann 1992