Παρακολούθηση ανοιχτού χώρου με ασύρματο δίκτυο αισθητηρίων σε εφαρμογές ασφαλείας
Authors: Χαραλαμπίδου Μαρία 
Published: November 2021

Tα τελευταία χρόνια το αίσθημα ασφάλειας του μέσου πολίτη του αναπτυγμένου κόσμου δοκιμάζεται ο-λοένα και περισσότερο. Πλήθος τρομοκρατικών επιθέσεων στο κέντρο των ευρωπαϊκών πρωτευουσών αναγκάζει τα παραδοσιακά συστήματα ασφαλείας σε άμεσο εκσυγχρονισμό και βελτίωση. Έτσι, η ίδια η ανάγκη αντιμετώπισης της ανησυχίας σχετικά με θέματα ασφάλειας, γίνεται μοχλός ανάπτυξης καινοτόμων συστη-μάτων ανίχνευσης εισβολέων και έγκαιρης προειδοποίησης. Μία από τις πιο αποτελεσματικές τεχνολογικές λύσεις παρέχεται από την τεχνολογία των Ασύρματων Δικτύων Αισθητηρίων - ΑΔΑ. Σε αυτήν την προσπάθεια, οι περισσότερες λύσεις έχουν ήδη υιοθετήσει υπερυπολογιστές και άλλα πολύπλοκα συστήματα ηλεκτρονικών πόρων για την επεξεργασία τεράστιου όγκου δεδομένων. Εναλλακτικά με αυτήν την προσέγγιση, γίνονται προσπάθειες και χρησιμοποιούνται ήδη απλούστερες και πιο εύκολα εφαρμόσιμες λύσεις. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην θεωρητική ανάπτυξη και πρακτική αξιολόγηση της μεθόδου WSNmod. Συγκεκριμένα, η μέθοδος WSNmod εισάγει στη λογική σύντηξης και επεξεργασίας των μετρήσεων ΑΔΑ, την έννοια των πρωτευόντων και δευτερευόντων παραμέτρων. Οι πρωτεύουσες παράμετροι, είναι οι μετρήσεις των αισθητηρίων τα οποία εξάγουν το συμπέρασμα της παρουσίας ή μη ενός ενδεχόμενου εισβολέα. Οι δευτερεύουσες παράμετροι προκύπτουν από ένα σύνολο αισθητηρίων, οι μετρήσεις των οποίων προσδιορίζουν το επίπεδο εμπιστοσύνης των πρωτευόντων παραμέτρων. έτσι, οι δευτερεύουσες παράμετροι, δεν έχουν κανένα άμεσο ρόλο στην τελική απόφαση περί ύπαρξης πιθανού εισβολέα στο χώρο παρακολούθησης ή μη. Συνοπτικά, ο αλγόριθμός της WSNmod αναλύεται ως εξής: αρχικά, το σύνολο των μετρήσεων κβαντίζονται με τη λογική των τριών επιπέδων. Ακολούθως προσδιορίζεται το επίπεδο εμπιστοσύνης των πρωτευόντων παραμέτρων. Στο επόμενο βήμα γίνεται η σύντηξη των πρωτευόντων παραμέτρων και εξάγεται η ακολουθία των ενδείξεων ύπαρξης ή μη εισβολέα. Στο τελικό στάδιο, οι ενδείξεις αυτές, φιλτράρονται σε κάποιο κατάλ-ληλο χρονικό παράθυρο. Έτσι, προκύπτει το τελικό αποτέλεσμα της μεθόδου, το οποίο είναι η ύπαρξη ή όχι, πιθανού εισβολέα στον ανοιχτό χώρο παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο.Για την αξιολόγηση της μεθόδου αρχικά, έγιναν προσομοιώσεις σε ένα εύρος περιβαλλοντικών συνθηκών καθώς και με ένα πλήθος δοκιμαστικών σεναρίων εισβολής. Έπειτα, και μετά τα άκρως θετικά αποτελέσματα που ανέκυψαν από τις προσομοιώσεις, αναπτύχθηκε ένα σύνολο κόμβων αισθητηρίων σε κλειστό ελεγχόμενο περιβαλλοντικά χώρο. Στο χώρο αυτό δοκιμάστηκαν επαναλαμβανόμενα, διαφορετικά, σενάρια εισβολής. Οι μετρήσεις των σεναρίων, υπέστησαν επεξεργασία σύμφωνα με τη μέθοδο WSNmod. Από την ανάλυση των πειραμάτων και των μετρήσεων προκύπτει ότι, η μέθοδος παρουσιάζει αφενός ένα υψηλό επί-πεδο ανίχνευσης και αφετέρου έναν αριθμό από υποσχόμενες εφαρμογές σε συστήματα ασφαλείας ανοιχτού χώρου. Παράλληλα με την αξιολόγηση της WSNmod, αναφάνηκε ένας ακόμη συγγενής τομέας διερεύνησης. Συ-γκεκριμένα, αυτός, της επιλογής των κατάλληλων πρωτευόντων και δευτερευόντων αισθητηρίων των εφαρμογών. Έτσι λοιπόν, μέσα από τη βιβλιογραφική επισκόπηση αλλά και την πειραματική διεργασία, η επιλογή των κατάλληλων αισθητηρίων, φαίνεται να είναι υψίστης σημασίας και να διασφαλίζει ένα υψηλό επίπεδο επιτυχούς ανίχνευσης εισβολέα. Σημαντικότατο ρόλο σε αυτό αποδεικνύεται ότι παίζουν το σύνολο των με-τρήσιμων παραμέτρων, οι οποίες μπορούν να προσδιορίσουν το επίπεδο εμπιστοσύνης των μετρήσεων της λήψης αποφάσεων. Ως εκ τούτου, εξάγεται το ασφαλές συμπέρασμα ότι η λήψη αποφάσεων της εκάστοτε μεθόδου δεν μπορεί πια, να εξαρτάται αυστηρώς και μόνο από ένα πλήθος αισθητηρίων παρακολούθησης του φαινομένου, αλλά πρέπει να συνοδεύεται από επιπλέον μετρήσεις στο πεδίο, ειδικά δε στην περίπτωση των εφαρμογών ανοιχτού χώρου. Τόσο η μέθοδος λήψης απόφασης όσο και τα λοιπά πεδία που αναλύθηκαν στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της έρευνας που απαιτήθηκε. Το σύνολο της θεωρητικής προσέγγισης αλλά και των συμπερασμάτων της αξιολόγησής της μεθόδου, παρατίθενται στα επιμέρους κεφάλαια του τεύχους αλλά και συνοπτικά στο τέλος αυτού, για την εύκολη ανάκτηση και ενσωμάτωσή τους σε επόμενη εργασία.