10 puntos a tener en cuenta en el diseño de sistemas de videovigilancia

Esta guía es una introducción en el campo de la videovigilancia, que tiene como objetivo identificar cuáles son los aspectos más importantes a tener en cuenta en el diseño de este tipo de sistemas de seguridad electrónica, de modo que se logre minimizar los reprocesos y así se obtengan buenos resultados y soluciones eficientes de cara al cliente final. 

En esta guía revisaremos: 

• Objetivo del sistema de videovigilancia
• Aspectos relacionados con infraestructura 
• Tipos de cámaras a implementar
• Transporte y conectividad de las señales de video
• Tipos de sistemas para la gestión de video 
• Almacenamiento 
• Gestión de la grabación de video 
• Importancia del análisis de video 
• Gestión de visualización del sistema 
• Integración del sistema de videovigilancia con otros sistemas

Objetivo del sistema de videovigilancia

Fuente: cuadernosdeseguridad.com

Los sistemas de videovigilancia se pueden enmarcar en dos grandes tipos, los orientados a verificación, es decir sistemas que no se están visualizando todo el tiempo y son consultados con la ocurrencia de un evento o novedad en el sitio de implementación, como en bancos, unidades residenciales, comercios pequeños, empresas, etc. El otro tipo de sistemas son orientados a la supervisión, en estos generalmente hay un operador o varios que monitorean el sistema y en campo se apoyan de manera mutua con un equipo de seguridad física, como es el caso de centrales de monitoreo en parques, centros comerciales, aeropuertos, vigilancia ciudadana, etc. 

Identificar cuál de estos será la orientación del usuario final, es clave en el proceso de diseño e implementación. 

Aspectos relacionados con infraestructura 

Fuente: interempresas.net

Cuando nos referimos a infraestructura hacemos referencia a lo relacionado con la implementación de tuberías, canalizaciones, ductos, etc., y el cableado adecuado para el correcto funcionamiento del sistema, diseñar las rutas sobre planos, revisar las distancias de cableado y que otros subsistemas pueden afectar al de videovigilancia es crucial desde el diseño de la solución, conservar buenas prácticas de cableado y ductería no solo minimiza los reprocesos, aportará calidad en el proyecto y mejora la rentabilidad y asegura en gran medida la estabilidad del sistema

Tipos de cámaras a implementar

Fuente: amixstudio / freepik.com

Las cámaras son los elementos que permiten visualizar que pasa en un determinado sitio o área de interés y la idea de su ubicación es que la captura de video sea realmente relevante para el usuario final. 

Puede enfocar su implementación desde dos aspectos básicos, registro de puntos de acceso y circulación ya sea de personas o vehículos y cubrimiento de la propiedad del cliente es decir activos de alto valor. 

El registro de puntos de acceso y circulación como pasillos, entradas peatonales, sitios de parqueo, etc., son una buena forma de obtener trazabilidad del recorrido o dirección de movimiento de personas o vehículos, incluso no solo enfocado en procesos de seguridad física, sino también en procesos industriales o de producción.

Ahora en cuanto al cubrimiento de activos el registro en estos puntos genera una barrera más de control y seguridad como cajas fuertes, puntos de pago, cajeros automáticos, almacenes de mercancía, etc. También en aplicaciones industriales las cámaras enfocadas en visualizar equipos pueden ser una herramienta de control y supervisión sin tener que desplazarse al sitio. 

Una vez que determine qué áreas desea cubrir, hay múltiples criterios para seleccionar las cámaras adecuadas, pero son 4 características importantes de las cámaras que en principio se deben conocer para orientarse en escoger la mejor opción:  

• IP Vs Analógico
• Interior o exterior y Condiciones de iluminación 
• Fija, PTZ o Panorámica

Cámaras IP Vs Cámaras analógicas

Actualmente hay una tendencia generalizada hacia la adopción de cámaras IP o analógicas, sin embargo, las cámaras analógicas siguen estando vigentes y muchas regiones se implementan en proyectos de bajo presupuesto. Dentro de los aspectos que hacen más atractivas las cámaras IP Vs analógicas son:

Resolución

Las cámaras IP tienen un mayor rango de opciones en resolución de video en megapíxeles que las analógicas

Analíticas de video

El análisis de video es una función propia de las cámaras IP, son múltiples las opciones de analíticas y hay cámaras especiales que integran varias, generalmente las más especializadas pueden generar menos falsas alarmas sin embargo su costo aumenta. 

Es importante tener en cuenta que no todas las aplicaciones requieren analíticas de video, así como no todas las cámaras ofrecen la misma calidad de procesamiento de estas. Avances sobre IA y algoritmos super avanzados implementados por los fabricantes en determinados equipos pueden hacer la diferencia a la hora de escoger la cámara adecuada que cumpla con el análisis de video que la aplicación requiera. 

PoE

Alimentación sobre el mismo cable de red (PoE) es un estándar y también propio de las cámaras IP, aunque no todas lo admiten, sin embargo actualmente la mayoría de los fabricantes lo incorporan en casi todos sus modelos. Importante, no todas las cámaras consumen la misma cantidad de potencia por lo que es necesario documentarse sobre las variantes de PoE y el consumo de potencia de cada cámara para así especificar los elementos requeridos (midspan o switches de red) para la correcta operación de las cámaras. 

Transmisión por red

Las cámaras analógicas por sí solas no pueden transmitir video a una red de datos, para ello se requiere de un grabador DVR o un decodificador que convierte la señal analógica en datos que se transmiten por red. Las cámaras IP transmiten video directamente a la red de datos y con algunos pasos de configuración pueden transmitir la señal de video en internet y redes locales. 

Interior o exterior y condiciones de iluminación 

Las cámaras pueden especificar de acuerdo con el grado de protección ante exposición a la intemperie (agua, polvo, humedad, temperatura) según su sitio de implementación, y los fabricantes lo detallan en las hojas de producto. En muchos casos en las fichas técnicas también se informan los elementos accesorios para la instalación de la cámara ya sea sobre techo, poste, esquina, colgante etc. 

En cuanto a las condiciones de iluminación, el parámetro más importante es la sensibilidad de la cámara, medido en luxes, cuanto más bajo sea este valor la cámara podrá generar video en condiciones de menos intensidad de luz, además muchos modelos de cámaras incorporan iluminadores tipo LED IR para ayudar a la cámara a captar video en condiciones baja iluminación o sin iluminación. Tecnologías adicionales que los fabricantes desarrollan como propias pueden hacer la diferencia entre según el tipo de necesidad. 

Fija, PTZ o Panorámica

Las cámaras fijas como el nombre lo indica registran en video una escena específica, mientras que una cámara tipo PTZ puede tener movimiento horizontal, vertical y acercamiento lo que la hace muy útil para aquellos casos en donde hay un operador de monitoreo o el usuario requiere poder visualizar varios puntos de interés, pero no al mismo tiempo. 

Importante, las cámaras PTZ no reemplazan las cámaras fijas ni al revés, dado que para cubrir varios puntos de un área grande se puede pensar que con una cámara PTZ se logra pero hay puntos que no están siendo monitoreados o registrados, mientras la cámara PTZ está enfocada en solo punto o incluso puede estar programada para hacer un recorrido o paneo automático. Por lo que en conclusión, ambos tipos de cámaras se pueden complementar, pero no son excluyentes. 

Las cámaras panorámicas son una versión de las cámaras fijas, generalmente son de tipo IP, permiten tener una visualización de 180º o 360º de una escena son una buena alternativa para mermar el número de cámaras fijas ya que pueden visualizarse escenas con mucha más cobertura, sin embargo, pueden ser más costosas y con mayores requerimientos de consumo de ancho de banda y recursos de almacenamiento

La mayoría de las aplicaciones o proyectos de videovigilancia combinan varios tipos de cámaras. Por ejemplo, una organización puede usar cámaras fijas con iluminación infrarroja alrededor de un perímetro y con una PTZ con vista al estacionamiento. En el interior, pueden tener una cámara megapíxel fija cubriendo el almacén y varias cámaras IP fijas cubriendo la entrada y los pasillos.

Transporte y conectividad de las señales de video

Fuente: branner.cl

En los proyectos videovigilancia profesional, las cámaras casi siempre están conectadas a sistemas de gestión de vídeo con el fin de grabar y gestionar el acceso al vídeo. Hay dos características principales a tener en cuenta sobre la conectividad.

Conectividad física, analógico frente a IP

El video se puede transmitir a través de la red de datos Ethernet mediante el uso de cable UTP o fibra óptica y en caso analógico se usa cable coaxial o UTP más video-balun. Aunque actualmente muchas aplicaciones o proyectos en videovigilancia son de tipo analógico, las aplicaciones sobre video IP tienden a predominar.  

Tanto las imágenes de las cámaras IP como las cámaras analógicas se pueden transmitir a través de IP. Las cámaras IP pueden conectarse directamente a una red IP (al igual que su PC). Las cámaras analógicas como mencionamos no pueden conectarse directamente a una red IP. Sin embargo, se puede instalar un codificador para transmitir señales analógicas a través de IP. El codificador tiene una entrada para la transmisión de video de una cámara analógica y emite un flujo digital para su transmisión a través de una red IP. 

Alámbrico Vs Inalámbrico 

El video se puede enviar a través de cables conductores o por aire, ya sea que esté usando IP o video analógico. La mayoría de las aplicaciones en videovigilancia usa un medio físico para su transmisión, ya que generalmente es la forma más económica y confiable de enviar video.

Sin embargo, la tecnología inalámbrica es una opción importante para la transmisión de video, ya que la implementación cableada puede tener un costo muy alto para ciertas aplicaciones, como estacionamientos, cercas y edificios remotos, vigilancia ciudadana, autopistas etc. 

Tipos de sistemas para la gestión de video

Fuente: unifore.net

Los sistemas de gestión de video son el centro de las soluciones de videovigilancia, reciben el video de las cámaras, almacenan el video y es donde se administran los usuarios que tendrán acceso a la información.

Hay cuatro principales opciones en los sistemas de gestión de vídeo. La mayoría de las organizaciones eligen 1 de los 4. Sin embargo, las empresas o clientes finales pueden tener varios en algún momento o cuando se hace la transición entre uno y otro, esto son:

• DVR (grabador de video digital)
• NVR (grabador de video en red)
• VMS (software de gestión/administración de video)
• VSaaS (gestión de video como servicio en la nube) 

DVR

Son computadoras especialmente diseñadas que combinan software, hardware y almacenamiento de video, todo en uno. Por definición, solo aceptan transmisiones de cámaras analógicas. Casi todos los DVR de hoy admiten la visualización remota a través de Internet. Los DVR son muy simples de instalar, pero limitan significativamente su flexibilidad en la expansión y los cambios de hardware.

 Los DVR siguen estando vigentes y es una buena opción para implementaciones de bajo presupuesto. Hay soluciones híbridas conocidas como HDVR que permiten cámaras analógicas e IP, pero el componente analógico es el que predomina en la máquina. Son muy útiles en aplicaciones que están en proceso de transición del sistema analógico al IP.

NVR

Los NVR son como los DVR en muchos sentidos, excepto en el soporte de la cámara. Mientras que un DVR solo admite cámaras analógicas, un NVR solo admite cámaras IP. Para admitir cámaras analógicas con un NVR, se debe usar un codificador, aunque esto actualmente es poco usado.

VMS

Video Management Software (VMS) es una aplicación de software, generalmente orientada a ser de tipo cliente-servidor, es decir el software principal se puede instalar en servidor y los aplicativos cliente en estaciones de trabajo independientes. En aplicaciones pequeñas el VMS puede instalarse en un mismo equipo e incluso hasta cierto número de cámaras puede ser gratuito y no requerir un licenciamiento, pero generalmente estas versiones son limitadas en número de cámaras que permite vincular y funcionalidades. 

A diferencia de los DVR o NVR, el software VMS puede tener más complejidad en su configuración y parametrización, así como el tiempo requerido para configurar y optimizar el sistema. Sin embargo, en general, el software VMS se está convirtiendo en el enfoque de grabación más utilizado en las implementaciones de mediana a gran escala.

Almacenamiento 

Fuente: aratecnia.es

El video en los sistemas de videovigilancia casi siempre se almacena para su posterior recuperación y revisión. En gran parte de las aplicaciones la duración media de almacenamiento es de unos 30 días. Sin embargo, en casos especiales hay requerimiento de mucho más tiempo, incluso años, o por el contrario implementaciones en donde el tiempo de almacenamiento no supera los 15 días. 

Los dos factores más importantes para determinar la duración del almacenamiento son el costo del almacenamiento y la periodicidad en la ocurrencia de novedades y el tiempo que las personas se pueden dar cuenta de ello, lo que está muy relacionado con el tipo riesgo o amenazas de seguridad que enfrenta una organización.

Los sistemas de videovigilancia exigen una gran cantidad de almacenamiento del orden de los terabytes (TB). Si bien el componente de almacenamiento puede no ser el rubro más alto del proyecto, pero sí puede llegar a ser muy costoso. 

Se pueden seleccionar cuatro tipos fundamentales de almacenamiento:

NVR/DVR

El almacenamiento interno utiliza discos duros integrados en un DVR, NVR o servidor. Hoy en día, esta sigue siendo la forma más común de almacenamiento. Con discos duros de hasta 12 TB comunes en la actualidad, el almacenamiento interno generalmente proporciona un almacenamiento total de 4 TB a 10 TB. El almacenamiento interno es la opción más económica, pero tiende a ser menos escalable que las otras opciones.

El almacenamiento conectado directamente es cuando los discos duros están ubicados fuera del DVR, NVR o servidor pero están conectados 'directamente' sin tener que usar una red IP. Ejemplos de esto incluyen USB y eSATA. Esta es una forma económica de agregar almacenamiento dedicado a una sola "caja", por lo general a bajo costo y con una configuración simple.

NAS/SAN

El almacenamiento en red, como NAS o SAN, son 'grupos' de almacenamiento basados en IP especializados en almacenar video de un gran número de cámaras. Múltiples DVR, NVR o servidores pueden transmitir video a estos clústeres de almacenamiento. Proporcionan un almacenamiento eficiente, flexible y escalable para un gran número de cámaras, pero generalmente a un costo y una complejidad de administración mayor.

En la Cámara IP

Hay cámaras IP que permiten incorporar almacenamiento dentro de la propia cámara, normalmente mediante una tarjeta SD o microSD y con este enfoque, la cámara puede grabar localmente, reduciendo el uso y la dependencia de la red. De los 4 tipos  este es el menos utilizado, pero probablemente el más interesante para aplicaciones pequeñas y de uso residencial con amplio potencial futuro.

VSaaS (Nube)

Actualmente con las mejoras en los consumos de ancho de banda y algoritmos de compresión el servicio de videovigilancia en la nueve aparte de permitir gestión también está incluyendo y con gran impulso el almacenamiento, de este modo para ciertas aplicaciones los clientes finales no tienen necesidad de tener equipos de alto costo para grabación en sitio

Gestión en la grabación de video 

Interfaz de programación de grabación

Básicamente en este aspecto los integradores o instaladores se enfrentan tres opciones importantes en la forma en que se puede grabar video:

• Resolución
• Grabación continua o movimiento
• Velocidad de fotogramas 

Resolución 

La resolución de grabación está limitada a lo que la cámara puede capturar. Si una cámara con definición estándar nunca podrá grabar en resolución de alta definición. Por otro lado, normalmente los usuarios pueden desear grabar a la resolución más alta que la cámara puede capturar. Cuanto mayor resolución se grabe mayor espacio de almacenamiento se requiere. 

Grabación continua o movimiento

Generalmente la grabación se programa de forma continua o en función del movimiento. Ambos tienen ventajas y desventajas. Continuo garantiza que el video siempre se grabe, pero desperdicia espacio de almacenamiento en video que no es útil. La grabación por movimiento puede ahorrar significativamente el costo de almacenamiento, pero aumenta el riesgo de que se pierdan tramas de video importantes. 

En general, la mayoría de los sistemas utilizan hoy en día la grabación por movimiento aunque esto implique configuraciones adicionales de sensibilidad. En muchos casos se programan grabaciones continuas y por movimiento según la operación del cliente, esto puede ayudar a balancear la relación costo beneficio. 

Velocidad de fotogramas 

Finalmente, al configurar la grabación, la selección de la velocidad de fotogramas es importante. Tiempo real implica tener grabación a 30 fps (fotogramas por segundo) pero es aceptable grabación entre 10 fps y 15 fps para la mayoría de las aplicaciones.

La importancia del Análisis de video 

Fuente:boschsecurity.com

El análisis de video aporta en dos sentidos en los sistemas de videovigilancia en red escanea las transmisiones de video entrantes para optimizar el almacenamiento y también identificar eventos que para el usuario final pueden ser un riesgo, una amenaza o información de interés.

La optimización del almacenamiento es la aplicación de análisis de video más utilizada. En su forma más simple, el análisis de video examina las transmisiones de video para identificar cambios en el movimiento. En función de la presencia o ausencia de movimiento, el sistema de gestión de video puede decidir no almacenar video o almacenar video a una velocidad de cuadro o resolución más baja. Debido a que el video en los sistemas de videovigilancia captura largos períodos de inactividad (como pasillos y escaleras, edificios cuando están cerrados, etc.), el uso de análisis de movimiento puede reducir el consumo de almacenamiento entre un 60 % y un 80 % en relación con la grabación continua.

El uso de análisis de video para identificar eventos de riesgo amenazantes o información de interés es la forma en que más se aporta a los esquemas de seguridad o procesos de los usuarios finales. Ejemplos comunes de esto son la violación del perímetro, el objeto abandonado/removido, merodeo, el conteo de personas y el reconocimiento de matrículas, entre otros. 

El objetivo de este tipo de análisis de video es identificar de manera proactiva los incidentes de seguridad y detenerlos en curso, por ejemplo, la violación del perímetro detecta a un ladrón saltando su cerca para que pueda detenerlo en tiempo real, el reconocimiento de matrícula identifica un vehículo robado, etc.

Las analíticas de video han mejorado mucho las tasas de falsas alarmas con la implementación de IA por parte de los fabricantes, pero es importante resaltar que aún hay muchos equipos en el mercado que generan falsas alarmas por falta de calidad en los algoritmos y en el procesamiento. 

Gestión de visualización del sistema 

Fuente: boschsecurity.com

En videovigilancia del video que se visualiza, el uso más común es para investigaciones o revisión de eventos históricos. Algunos videos de vigilancia se ven en vivo continuamente, generalmente en centrales de monitoreo, tiendas de retail y aplicaciones de vigilancia ciudadana o pública. 

Usualmente son cuatro las opciones para la visualización de vídeo.

Visualización local

La visualización local directamente desde el DVR, NVR o servidores es ideal para monitorear pequeñas instalaciones en el sitio. Esto permite que el sistema de administración de video se duplique como una estación de visualización, ahorrando el costo de configurar o usar una PC. Este enfoque es más común en aplicaciones del sector retail o minoristas, bancos y pequeñas empresas.

Visualización en PC

Esta es la forma más común de ver videos de videovigilancia. En este enfoque, se utilizan PC estándar para ver videos en vivo y grabados. Se instala una aplicación propietaria en la PC o se utiliza un navegador web. La mayor parte de la visualización remota de PC se realiza con una aplicación que se instala (suministrada por el fabricante), ya que proporciona la mayor funcionalidad del sistema. Sin embargo, a medida que las aplicaciones web se han hecho más comunes, más proveedores ofrecen una potente visualización web. La ventaja de ver videos de videovigilancia usando un navegador web es que no tiene que instalar ni preocuparse por actualizaciones.

Visualización en dispositivos móviles 

La visualización en equipos móviles por medio de acceso remoto, permite a los usuarios y operadores de seguridad en el campo verificar inmediatamente el video. La visualización en móviles tiene un gran potencial. Con las mejoras en las comunicaciones de tipo celular 4G y ahora 5G hay un gran interés de los usuarios finales para tener este tipo de aplicaciones en los teléfonos inteligentes, como iPhone y Android.

Video Wall

El uso de Video Wall es ideal para grandes centros de operaciones de seguridad que tienen cientos o miles de cámaras bajo su jurisdicción. Los sistemas de video wall proporcionan pantallas muy grandes, modulares y escalables para que un grupo de personas pueda visualizar simultáneamente. Esto es especialmente crítico cuando se trata de emergencias. Los video Wall generalmente tienen la capacidad de cambiar entre fuentes de video y mostrar automáticamente múltiples fuentes desde ubicaciones donde se han activado alarmas o solicitud de ayuda.

Integración del sistema de videovigilancia con otros sistemas

Fuente: axis.com

Muchas organizaciones usan el sistema de videovigilancia de manera independiente  simplemente accediendo a la aplicación cliente de los sistemas de administración de video para ver las aplicaciones. Sin embargo, para organizaciones más grandes y aquellas con exigencias o niveles de seguridad más altos es necesario integrar los diferentes subsistemas 

Es usual encontrar al menos tres formas de ofrecer dicha integración con sistemas de videovigilancia.

Integración con base en sistemas de control de acceso

La mayoría de las organizaciones tienen sistemas de control de acceso electrónico. Estos sistemas se han diseñado durante muchos años para integrarse con otros sistemas de seguridad, como la detección de intrusos y videovigilancia. Esta es la mejor manera de integrar la videovigilancia y es relativamente económica. Sin embargo, los sistemas de control de acceso a menudo están limitados en cuanto a la cantidad y capacidad de integración que admiten, por lo que es importante validar con los fabricantes tanto de la solución de video como de control de acceso cuáles son los alcances de integración de los sistemas. 

Integración con sistemas VMS

Los sistemas VMS pueden incluir opciones de integración generalmente con otros sistemas de seguridad como intrusión, control de acceso, detección de incendio, sin embargo en la mayoría de los casos estas integraciones no son abiertas y requieren que los demás subsistemas sean de la misma marca o fábrica del VMS. 

Integración con plataformas BMS

Las plataformas de integración BMS o sistemas de administración de edificios son implementaciones más robustas, de alto costo, no solo pueden integrar sistemas de seguridad, van más allá y pueden integrar sistemas de energía, aire acondicionado, iluminación, sonido, etc, este tipo de soluciones generalmente tienen un componente alto de ingeniería y un trabajo multidisciplinario incluso entre varios proveedores, en este tipo de plataformas también se hacen desarrollos a la medida.