Zagrożenia dronowe dla infrastruktury krytycznej stały się w ciągu ostatnich lat jednym z najszybciej rosnących wyzwań w obszarze bezpieczeństwa obiektów.
Przez dziesięciolecia specjaliści projektowali systemy ochrony infrastruktury w dwóch wymiarach. Pierwszym była przestrzeń naziemna — ogrodzenia, kontrola dostępu, ochrona fizyczna i monitoring. Drugim zaś przestrzeń powietrzna, rozumiana w kontekście klasycznego lotnictwa: samolotów, śmigłowców i kontrolowanego ruchu lotniczego.
Pomiędzy tymi dwoma obszarami istniała jednak strefa, która przez długi czas pozostawała praktycznie pusta. Była to niska przestrzeń powietrzna, znajdująca się bezpośrednio nad miastami, zakładami przemysłowymi, elektrowniami czy infrastrukturą logistyczną. Jeszcze kilkanaście lat temu niewiele obiektów technologicznych mogło operować w tej przestrzeni. Rozwój dronów zmienił tę sytuację w sposób fundamentalny — dziś ta warstwa przestrzeni staje się bowiem jednym z najszybciej rozwijających się obszarów technologicznych.
Skala rozwoju technologii dronów
Rozwój dronów jest jednym z najbardziej dynamicznych procesów technologicznych ostatnich dwóch dekad. Wynika on przede wszystkim z postępu w kilku kluczowych obszarach: miniaturyzacji elektroniki, rozwoju systemów nawigacji satelitarnej, zwiększenia wydajności baterii oraz spadku kosztów produkcji komponentów elektronicznych. Dzięki temu drony przestały być technologią zarezerwowaną dla zastosowań wojskowych czy wyspecjalizowanych instytucji — stały się narzędziem wykorzystywanym w wielu sektorach gospodarki.
Obecnie drony stosuje się między innymi do inspekcji infrastruktury energetycznej, dokumentacji budów, mapowania terenu i geodezji, produkcji filmowej, monitoringu środowiska oraz rolnictwa precyzyjnego. Rynek systemów Counter-UAS wyceniany był w 2024 roku na ponad 3 miliardy dolarów, a jego wartość rośnie w tempie ponad 11% rocznie — napędza go rosnąca liczba incydentów z udziałem dronów przy infrastrukturze krytycznej i lotniskach.
Niska przestrzeń powietrzna – nowy obszar aktywności technologicznej
Zdecydowana większość operacji dronowych odbywa się na stosunkowo niewielkich wysokościach. W europejskich regulacjach standardowy limit wysokości lotu dla wielu operacji wynosi 120 metrów nad poziomem terenu. Oznacza to, że większość dronów operuje w przestrzeni znajdującej się pomiędzy ziemią a pułapem około 120 metrów. W literaturze branżowej tę strefę nazywa się low altitude airspace, czyli niską przestrzenią powietrzną.
Przez długi czas przestrzeń ta nie była objęta systemami monitoringu powietrznego w takim stopniu jak wyższe warstwy wykorzystywane przez lotnictwo. Klasyczne systemy radarowe projektowano przede wszystkim z myślą o wykrywaniu znacznie większych obiektów — samolotów i śmigłowców — poruszających się na dużych wysokościach. Niewielkie drony operujące na niskim pułapie nie stanowiły więc głównego scenariusza projektowego dla tych systemów.
Dlaczego drony stanowią wyzwanie dla systemów bezpieczeństwa
Z punktu widzenia ochrony infrastruktury drony wprowadzają nowy typ wyzwania operacyjnego. W przeciwieństwie do tradycyjnych statków powietrznych są niewielkie i trudniejsze do wykrycia, potrafią operować na bardzo małych wysokościach, mogą startować niemal z dowolnego miejsca, a przy tym są stosunkowo łatwo dostępne. W wielu przypadkach oznacza to, że dron pojawia się nad obiektem zanim klasyczne systemy bezpieczeństwa zdążą go zauważyć.
Co więcej, infrastrukturę przemysłową, logistyczną czy energetyczną projektowano w czasach, gdy scenariusz obecności dronów nad obiektami praktycznie nie był brany pod uwagę. Dziś sytuacja zaczyna się zmieniać — rosnąca skala zagrożeń dronowych dla infrastruktury krytycznej wymusza adaptację dotychczasowych modeli ochrony.
Rosnąca liczba incydentów z udziałem dronów
W ostatnich latach instytucje zajmujące się bezpieczeństwem lotniczym coraz częściej raportują zdarzenia związane z obecnością dronów w pobliżu infrastruktury lub przestrzeni lotniczej. Zdarzenia te obejmują między innymi pojawianie się dronów w pobliżu lotnisk, operacje w pobliżu infrastruktury przemysłowej oraz nieautoryzowane loty nad obszarami miejskimi.
Incydenty takie nie zawsze mają poważne konsekwencje operacyjne, jednak pokazują skalę zjawiska i rosnącą obecność dronów w przestrzeni powietrznej. Raporty dotyczące takich zdarzeń regularnie publikuje między innymi EUROCONTROL — europejska organizacja zajmująca się bezpieczeństwem lotniczym.
Nowa kategoria technologii bezpieczeństwa
Wraz ze wzrostem liczby dronów zaczęły powstawać technologie określane jako systemy Counter-UAS (Counter Unmanned Aircraft Systems). Systemy te monitorują przestrzeń powietrzną i wykrywają obecność dronów. W zależności od zastosowanej technologii umożliwiają między innymi wykrycie obecności UAV, identyfikację typu urządzenia, określenie kierunku lotu, analizę sygnałów radiowych oraz lokalizację operatora.
Współczesne rozwiązania Counter-UAS wykorzystują różne technologie sensorów. Najczęściej są to systemy analizy sygnałów radiowych (RF), radary, sensory optyczne i termowizyjne oraz systemy analizy danych z wielu sensorów jednocześnie. Połączenie kilku technologii jest często konieczne, ponieważ każda z nich ma swoje ograniczenia operacyjne.
Analiza sygnałów radiowych jako metoda detekcji
Jedną z technologii wykorzystywanych w systemach wykrywania dronów jest analiza sygnałów radiowych. Drony komunikują się z kontrolerem za pomocą łączy radiowych, które pozwalają operatorowi sterować urządzeniem oraz odbierać dane telemetryczne i obraz z kamery. Systemy analizy RF wykrywają obecność sygnału, charakterystykę transmisji, a w niektórych przypadkach również typ urządzenia.
Analiza sygnałów radiowych jest szczególnie interesująca z punktu widzenia detekcji pasywnej, ponieważ nie wymaga emisji sygnałów radarowych ani innych aktywnych metod obserwacji. Oznacza to, że system działa bez ingerencji w GPS i łączność cywilną — co ma istotne znaczenie zwłaszcza w środowiskach zurbanizowanych i przy infrastrukturze krytycznej.
Nowy model ochrony infrastruktury krytycznej przed zagrożeniami dronowymi
Rozwój dronów sprawia, że systemy bezpieczeństwa zaczyna się projektować w sposób bardziej kompleksowy. Coraz częściej mówi się o trójwymiarowym modelu ochrony infrastruktury, który obejmuje przestrzeń naziemną, perymetr obiektu oraz przestrzeń powietrzną bezpośrednio nad nim. W wielu przypadkach oznacza to konieczność wprowadzenia nowych technologii monitoringu powietrznego.
Dotyczy to zwłaszcza takich obiektów jak infrastruktura energetyczna, zakłady przemysłowe, centra logistyczne, lotniska oraz infrastruktura transportowa. Jeszcze kilka lat temu przestrzeń powietrzna nad obiektem rzadko stanowiła element systemu bezpieczeństwa. Dziś sytuacja się zmienia, a w wielu krajach rozwijane są systemy zarządzania ruchem dronów. Jednym z przykładów takiego podejścia jest europejska koncepcja U-space — zakłada ona rozwój usług cyfrowych wspierających zarządzanie ruchem dronów w niskiej przestrzeni powietrznej.
Nowy etap rozwoju systemów bezpieczeństwa
Rozwój technologii dronów nie oznacza wyłącznie nowych możliwości operacyjnych w przemyśle czy logistyce. Oznacza przede wszystkim konieczność adaptacji systemów bezpieczeństwa do zmieniającej się rzeczywistości technologicznej. Niska przestrzeń powietrzna, która przez długi czas pozostawała poza zainteresowaniem służb ochrony, zaczyna odgrywać coraz ważniejszą rolę — i to właśnie w tej przestrzeni będą rozwijać się nowe technologie monitoringu oraz detekcji.
W kolejnych artykułach na blogu BYF przyjrzymy się bliżej temu, jak działają systemy wykrywania dronów oraz jakie technologie pozwalają monitorować przestrzeń powietrzną nad obiektami i infrastrukturą. Jeśli chcesz już teraz dowiedzieć się, jak wygląda wdrożenie systemu detekcji — zapoznaj się z rozwiązaniami BYF SPECTRUM.