¿Cuántos monitores necesitamos en un sistema de CCTV?

Germán Alexis Cortes del Prestigioso portal Web Ventas de Seguridad realizó este interesante artículo:

German Alexis Cortes

¿Cuántos monitores necesitamos en un sistema de CCTV? (I)

Miércoles 15 de Agosto de 2012 07:59
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¿Cuántos monitores necesitamos en un sistema de CCTV? (I)
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altTodos sabemos que no se requiere un monitor para ver cada cámara que colocamos, pero entonces ¿cuántos monitores necesitamos?

por Germán Alexis Cortés H.
Muchos de los asistentes con los que tengo el honor de compartir en los cursos de capacitación de la Asociación (www.alas-la.org), me contestan: “… eso depende del número de grabadoras…” ó “… hay que dividir el número de cámaras, entre 16…” ó un simple “…depende…”. Sin embargo la respuesta acertada no es necesariamente la que usted piensa.

Lo básico
Partamos de lo básico… lo ideal sería siempre ver todas las imágenes, al fin y al cabo para eso estamos colocando una cámara, pero cuando el número de cámaras comienza a ser grande, se torna difícil estar pendiente de todas. Ese es el problema que en gran parte resuelve un software moderno, al hacer analítica de video.

Pero adicionalmente no podemos tener muchos monitores porque los costos del sistema de CCTV se elevan considerablemente, ya sea por el precio de los monitores, por el espacio necesario, por el mueble que requieren, por la cantidad de energía que consumen, por el calor que generan… pero sobre todo, por la cantidad de humanos que se requieren para verlos.

Afortunadamente el mercado de CCTV, tiene concentradores de imágenes que hoy en día hacen las grabadoras y matrices de video. Son entonces estos dispositivos los llamados a recibir todas las señales de video posibles y distribuirlas a los diferentes monitores.

Pero el número de monitores no debe depender del hardware que ofrezcan estos dispositivos, sino de un estudio cuidadoso y analítico de lo que realmente se requiere ver.

La gran mayoría de profesionales en CCTV, descuidan un poco el tema de los monitores, en parte porque ya nos acostumbramos a que la totalidad de las cámaras instaladas, las debemos grabar. Entonces creemos que el objetivo del sistema de videovigilancia, es grabar y no visualizar. Sin embargo nadie compra un sistema de CCTV para ver los siniestros ocurridos; sino para evitarlos en la medida de lo posible.

Y para poder prevenir una situación, es necesario que un humano esté viendo la escena y tome las acciones necesarias con la anticipación suficiente, que incluso puede ser de algunos segundos. Es en este momento en donde el sistema de CCTV, se vuelve parte integral de un sistema de seguridad que combina la parte pasiva, electrónica y activa de forma eficiente.

El número de imágenes que puede observar un operador depende del tipo de monitor, de su tamaño, de la cantidad, de la distancia, de la importancia de la escena y de los equipos que las administran. Es fundamental darle las herramientas necesarias al operador para que pueda hacer un buen trabajo a tiempo.

Evaluando las escenas
En toda instalación hay tres tipos de escenas, que depende de la importancia de lo que esté ocurriendo allí:

A. Imágenes de cámaras que casi nunca vemos, porque no hay necesidad de estar viendo de forma continua.

B. Imágenes de cámaras que solo se deben ver, cuando suceda algún hecho especial.

C. Imágenes de cámaras que siempre debería observar un humano para prevenir hechos indeseables.

La situación más crítica sucede cuando se presentan situaciones de gran importancia de forma simultánea en diferentes cámaras. Esto puede suceder rutinariamente en algunas horas del día o de manera esporádica ante una situación de emergencia. Este análisis se debe hacer en la etapa de diseño del sistema, y debe determinar cuántas y cuáles imágenes simultáneas, serán necesarias visualizar en el momento más crítico de forma rutinaria.

Se entiende que en un siniestro especial como un incendio, explosión, terremoto, entre otros, la gran mayoría de cámaras serían importantes… pero como ya vimos no es eficiente, estar viendo todas las cámaras simultáneamente. Aunque se aclara que por esa razón sí debemos estar grabando de forma permanente y en buena calidad la gran mayoría de las escenas, así nadie las esté visualizando.

Ahora que ya sabemos cuántas imágenes debemos ver de forma simultánea, en esos momentos de gran importancia dentro de la rutina diaria en cada sitio, entonces nos fijamos en los equipos de administración de imágenes con que contamos en el mercado.

Paras las imágenes de las cámaras tipo A., no precisamos un monitor especial dedicado. Veamos qué pasa con las cámaras tipo B. Algunas de esas imágenes solo debemos verlas cuando una situación especial ocurre.

Si contamos con grabadoras o matrices que tengan entradas de alarma y podemos colocar sensores que detecten algunas de esas situaciones especiales, entonces podemos automatizar el proceso de visualización (y de grabación), para que solo cuando los sensores detecten nos muestre las imágenes pertinentes (fijémonos que el evento, puede generar la necesidad de ver una imagen o varias).
Si nuestros equipos cuentan con un adecuado sistema de detección de cambios de imagen, configurable para cada canal, con posibilidad de ajustar sensibilidad y adaptable a horarios; entonces estos sistemas complementan en buena medida los sensores externos que se puedan ubicar.

Y si finalmente nuestro sistema cuenta con un software de analítica de video, en donde podamos definir situaciones complejas y especiales, que de forma automática nos alerte; entonces tendremos solucionado completamente el problema para la visualización de las imágenes de las cámaras tipo B.

Para ver estas imágenes que de manera automática el sistema nos presenta, debemos separar al menos 1 monitor. En instalaciones grandes (más de 3 videograbadoras o más de 50 imágenes), se debe hacer el análisis estadístico y probable de cuántas situaciones simultáneas se podrían presentar rutinariamente. Y en ese caso colocar más monitores dedicados especialmente a visualizar los automatismos de nuestro sistema.

Finalmente nos quedan las imágenes tipo C. que siempre debemos ver. En este caso se debe dar especial cuidado a las entradas y salidas principales de las zonas y/o a escenas en donde hay un riesgo elevado (dinero, valores, procesos productivos claves, personajes importantes, entre otras).

La hora del día cuenta
Hay que entender que estas situaciones no siempre se convierten en críticas… más bien son rutinarias; pero es precisamente allí donde suceden situaciones indeseables que bien podrían prevenirse. Entonces, aunque durante gran parte del día, se puedan ver las escenas secuencialmente o en tamaño muy pequeño… es en las horas críticas donde debemos visualizar imágenes grandes y absolutamente claras, que le permitan al operador actuar rápidamente y de forma certera, apoyándose en su equipo humano de trabajo.

Cuando son muchas las imágenes que se deben ver simultáneamente y no tenemos automatismos que nos ayuden, se recomienda que se aumenten el número de operadores y obviamente de monitores.

Capacidad del humano
El humano necesita un nivel de concentración alto para poder detectar situaciones anormales en una escena y reaccionar a tiempo. Entre mayor sea su nivel de concentración mejores resultados obtiene. Entendamos entonces que entre menor concentración tenga, se incrementa notablemente el Riesgo asociado con su labor.

Para que usted entienda la situación, solo recuerde porqué le gusta ir a cine. Quizás por los efectos, por la iluminación, por el sonido, por la comodidad y sobretodo porque usted se concentra en la película y la vive totalmente. Ahora piense si podrá saber claramente lo que hizo un personaje de la película, cuando está trabajando en el computador, le suena el celular y debe atender a su hija, todo simultáneamente… verdad que no?

Entonces en CCTV pasa exactamente lo mismo. Entidades muy respetables como ASIS, NIST, Scotland Yard y muchos fabricantes tienen opiniones diversas sobre la cantidad de imágenes que un operador puede controlar simultáneamente. Algunos dicen que una (1) sola, otros dicen que tres (3), otros que hasta cuatro (4), otros dicen que depende del ángulo de visión y la distancia, otros que depende de la escena y lo que se quiera ver de ella… sin embargo el más osado y solo para ciertas aplicaciones de bajo control habla de hasta seis (6) imágenes por operador.

ASIS recomienda que un operador se releve de su puesto de trabajo, frente a los monitores de CCTV, al menos cada dos (2) – tres (3) horas; aunque es claro en indicarnos que a los 20 minutos de su gestión laboral, el nivel de concentración ya ha bajado al 50%.

En experimentos hechos por la policía británica, se llegó a la conclusión que cuando un operador ve un solo monitor, su nivel de concentración en los primeros 5 minutos es del 85%, con cuatro imágenes decae al 74%, con seis imágenes simultáneas baja al 58%, con nueve imágenes al 53% y con 16 imágenes al 41%.

Los estudios nos cuentan que un operador podrá sostener algún nivel mínimo de concentración hasta 70 minutos si está viendo una sola imagen. Hasta 30 minutos viendo cuatro imágenes y hasta 20 minutos si está viendo nueve imágenes. Aun así recordemos que el nivel de concentración baja a menos del 50%, pasados 20 minutos, sin importar el número de imágenes simultáneas.

Por lo tanto un operador que vea simultáneamente 16 imágenes tendrá solo un 41% de su capacidad durante los primeros cinco minutos de trabajo y al cabo de 20 minutos su nivel de concentración estará casi en cero. Solo imagine el nivel de concentración de ese mismo operador, pasadas seis (6) – ocho (8) horas legales de su turno. ¿Y después de 12 horas? ó ¿24 horas?

Créanme que he visitado centros de control, con más de 15 monitores, mostrando casi 200 cámaras y pretendiendo que el operador esté pendiente de todo lo que ocurre en su turno de 12 horas. También he visitado sitios con más de 400 cámaras, con la mitad de los monitores y de nuevo todo en manos de un operador, que a veces no tiene ningún conocimiento técnico ni operativo.

No engañe, ni al usuario final, ni a los operadores, ni a los técnicos e ingenieros, ni a ustedes mismos. Está pidiendo imposibles y está dejando la altísima inversión que el usuario final hace, en manos poco profesionales, en condiciones ineficientes, con las herramientas inadecuadas y por lo tanto el resultado final es mediocre o simplemente nulo. Coloca en entredicho la reputación de todo el gremio y el ciclo comercial se interrumpe porque ese usuario final no le vuelve a comprar nada.
El operador a veces se convierte en el empleado que primero ve los siniestros en la empresa, pero no aquel que los controla o evita, como todos ingenuamente queremos.

Existen condiciones que alteran el desempeño humano e inciden en el numero de monitores. Para seguir encendiendo la llama, déjeme decirle que todos estos porcentajes estadísticos (la realidad a veces es más cruda), son basados en situaciones con buenas condiciones. Entonces el número de monitores, que está altamente ligado al número de operadores, se ve seriamente afectado por otros factores como:

* Complejidad de la Escena. Sobre todo cuando se está tratando de detectar cosas pequeñas.
* Escenas con movimiento permanente (cámaras móviles o sitios donde el movimiento es una constante).
* Movimiento, en escenas contiguas o cercanas al monitor o al sitio donde la concentración debe estar puesta.
* Iluminación del centro de control, confort para el operario, ergonomía.
* Alta Concentración en un ambiente tranquilo.
* Baja ansiedad, al librarlo de la responsabilidad directa. Esta es labor de los supervisores.
* Alta Nitidez y resolución. Buen manejo de Brillo y Contraste en el monitor.
* Existencia de Automatismos para la visualización y grabación del video. Es tener la seguridad de estar viendo lo que realmente debe ver.
* Uso de Controladores adecuados para minimizar labores de operación y concentrarse en analizar las escenas.
* Adecuados turnos de rotación de personal. Brindar Incentivos por evitar siniestros, o detectar en flagrancia.
* Calidad en la escena generada por las cámaras (sin brillos, buen rango dinámico, excelente resolución dinámica y estática, enfoque perfecto, lentes adecuados, iluminación apropiada)
* Existencia de escenas muy amplias, en áreas con muchos aspectos a controlar, en planos lejanos, medios y cercanos. Esto dificulta mucho la labor del operador y requiere de un monitor por imagen de alta resolución.
* Exigencia al operador para el Manejo de otros sistemas (acceso, alarmas, comunicaciones)
* Presencia de Distractores normales como hacer informes, atender a jefes y supervisores, visitantes, compañeros de trabajo.

Resolución de los monitores
La resolución de los monitores debe ser como mínimo un 40% por encima de la máxima resolución de las cámaras que va a mostrar. Este criterio funciona tanto para sistemas análogos (TVL) como para sistemas totalmente digitales (píxels horizontales por verticales).

Por ejemplo si tengo cámaras de 380 TVL y de 520TVL, debo tomar la máxima resolución y aumentarle un 40% de margen. Por lo tanto esas cámaras debo verlas en monitores de al menos 870TVL.

Tamaño y distancia de visualización
El ángulo vertical en donde debe encontrar los monitores no debe ser mayor a 25 grados y horizontalmente no debe ser mayor a 50 grados, contados desde la línea directa de nuestros ojos. Por lo tanto son fallas graves de diseño, esos centros de control con paredes enormes con muchos monitores y pretender que todo lo controle un solo operador de forma rutinaria. Entre más monitores existan, más distancia debo tomar para ver la totalidad de los monitores, pero entonces pierdo la resolución y nitidez de los detalles pequeños.
La Distancia apropiada de visualización, es entre 1,5 y 5 veces el tamaño a la diagonal del monitor. Sin embargo, todo depende de lo que se desea ver en la escena.

Estudios y ensayos a nivel de video, nos indican que un objeto se puede ver con claridad, a una distancia máxima de 16 veces su altura.

Entonces el diseñador del sistema debe hacer el análisis correspondiente, planeando qué se requiere ver en cada escena. Por ejemplo, para aplicaciones donde el sistema de CCTV se usa como detección, cuyos objetos pueden ser del 10% de la altura de la imagen, tenemos el siguiente cálculo: Supongamos que usamos un monitor de 42 pulgadas, entonces recordando el teorema de Pitágoras y haciendo una regla de tres, vemos que la altura de ese monitor es de 52 cmt. por lo tanto el objeto más pequeño que puedo detectar es de 5,2 cmts. entonces no debería ver esa imagen a una distancia mayor de 84 cmts.

Pero si mi sistema lo planeé y calculé para identificar a una persona, cuya cara debe estar al 40% de la imagen, es decir con un tamaño de 21 cmts en el mismo monitor, puedo verlo a una distancia de 3,36 metros. Este monitor podré verlo a una distancia recomendada máxima de 5,3 metros y en ninguna caso superar los 8,3 metros.

Para ver video en sistemas de CCTV, una costumbre normal es colocar los puestos de trabajo de los operadores, siguiendo la regla de 2,5 veces el tamaño del monitor.

 

 
Ejemplo práctico
Supongamos que tenemos una fábrica con un sistema de CCTV compuesto por 80 cámaras. El análisis de escenas determinó que en la hora de entrada en la mañana y tarde se requieren ver 22 cámaras, que en un tiempo rutinario de mañana y tarde se requieren ver 12 cámaras y que al final de la tarde se deben ver 35 cámaras.

En la noche y la madrugada es necesario ver siete cámaras críticas y por supuesto todas las imágenes en donde se presente una situación especial. Cada tres semanas hay un día especial en donde se carga la producción para exportar y debemos ver de manera crítica algunos procesos de producción y empaque que apoyan BASC. En esos momentos en total debemos visualizar 42 cámaras que son imprescindibles.

El mercado actual, sin entrenamiento y con total negligencia e ignorancia técnica, le entregaría estas posibles soluciones:
Proveedor 1.
3 videograbadoras de 32 canales. 3 Monitores.
Proveedor 2.
5 videograbadoras de 16 canales. 5 Monitores.
Proveedor 3.
1 Servidor que hace de NVR para 96 canales. 2 Monitores.
Proveedor 4.
5 videograbadoras, 1 matriz de 128×8, 2 Monitores de 42 pulgadas y 6 de 20 pulgadas.
Proveedor 5.
1 servidor como NVR de 128 canales con software de Matriz virtual. 6 Decodificadores y 6 monitores de 20 pulgadas.

Análisis
Es obvio que el punto crítico se presenta cada tres semanas con las 42 imágenes que deben supervisarse simultáneamente. Recordemos que las otras 38 cámaras no hay necesidad de verlas en ese momento, a menos que ocurra una situación especial. Aunque ya sabemos que todas las imágenes son muy importantes hay que jerarquizar. Entonces separemos las cámaras de visualización continua en tres tipos: Alta, media y baja importancia.

Supongamos que después de un nuevo análisis, tenemos los siguientes resultados: Alta: 6 – Media: 15 – Baja: 21. Es importante resaltar que estas determinaciones siempre se deben tomar junto con el usuario final, quien es finalmente el que mejor conoce sus necesidades. Pero no dejar que el solo tome las decisiones. Recordemos que siempre debemos ser asesores en todo el proceso y más en la fase de diseño.

Las cámaras de importancia máxima debemos verlas en un monitor para cada una. Las de importancia media, en un monitor para cada cuatro (4) cámaras y las de importancia baja en un monitor muy grande pero con la pantalla dividida en nueve (9), doce (12) o 16 canales de video.

Por lo tanto necesito: cuatro (4) monitores para las cámaras de alta importancia, cuatro (4) monitores para las cámaras de importancia media y dos (2) monitores de gran tamaño para las de baja importancia.

Además necesitamos dos (2) monitores para recibir las imágenes generadas por los automatismos de nuestros sistemas, en donde pueden presentarse imágenes provenientes de las 38 cámaras que no son imprescindibles en este momento.

Finalmente el operador debe tener un monitor que el maneje a su antojo, es decir, que coloque allí la imagen que más atención requiere en algún momento según su propio gusto y criterio.

Esto nos da un subtotal de 13 monitores. Es obvio que cuando estamos durante el proceso de exportación se van a requerir al menos dos (2) operadores para las cámaras de mayor importancia y otros dos para el resto, para un total de cuatro, por lo tanto se requieren tres (3) monitores más, contando el monitor spot para cada operador. Esto nos da un total de 16 salidas hacia monitores.

En la rutina diaria, el caso más crítico son 35 cámaras al finalizar la tarde; que con toda seguridad se podrán observar en los 16 monitores calculados. Sin embargo allí también se debe hacer el análisis de importancia, colocar jerarquías y asignar monitores con imágenes únicas o monitores provenientes de una videograbadora que divida el display. Se pueden entonces usar los monitores de gran tamaño y algunos spot cercanos al operador. Por la cantidad de escenas simultáneas será necesario en estas horas un segundo operador.

En la noche de manera rutinaria, las siete (7) cámaras se podrán visualizar en dos (2) monitores de gran tamaño, usando un solo operador, más algunos monitores de spot, automatismos y apoyo.

Como podemos observar, ninguno de los proveedores hipotéticos que se contactaron, dio una solución adecuada de visualización, simplemente porque nadie les exigió los requerimientos de operación, funcionamiento y porque en muchos casos no existe un diseño detallado de la solución. La mejor solución presentada, puede ser la del proveedor cuatro (4) o cinco (5), porque incluye una matriz, pero definitivamente falla con el número de salidas y monitores.

Una solución adecuada podría ser:
Proveedor 6.
6 DVR de 16 canales, 1 Matriz de 128×16, 4 Monitores de 42 pulgadas y 12 de 20 pulgadas. Para un sistema Análogo.
3 NVR de 32 canales, Matriz Virtual de 80×16, 4 Monitores de 42 pulgadas y 12 de 20 pulgadas. Para un sistema IP.

En la vida real, como no se planeó la operación del sistema, ni se solicitaron los monitores adecuados, se adquieren soluciones a medias, que no permiten llevar un control adecuado de las necesidades de la empresa, generando sentimientos de frustración e inconformidad.

Tendencias
En instalaciones de menos de 32 cámaras y/o dos (2) videograbadoras… es difícil colocar todos los monitores planeados, por limitaciones en el hardware y el presupuesto. Sin embargo muchos profesionales solucionan esta situación, adicionando tarjetas de salida de video al servidor principal.

En instalaciones con mayor número de cámaras y/o grabadoras, se hace necesaria la presencia de una matriz (análoga o virtual) y entonces todos los conceptos aprendidos se colocan en práctica.

En instalaciones muy grandes y complejas, se tiene un videowall de cuatro (4) módulos para grupo de operadores y un videowall más grande para la totalidad del cuarto de control. Una técnica operativa muy difundida es trabajar en parejas de operadores compartiendo un monitor de gran tamaño y cada uno con un monitor (spot) dedicado que lo controlan a su gusto.

Finalmente recordemos que en sistemas grandes no todos los monitores deben estar en el cuarto de control. Se prefiere un sistema de video distribuido.

En otras entregas, hablaremos de las tecnologías de los monitores y de las características principales que se requieren para trabajar en el exigente mundo de seguridad.

* Germán Alexis Cortés H. es Ingeniero Electrónico colombiano, con postgrado en Sistemas Gerenciales de Ingeniería. Consultor del National Institute of Standards and Technology – NIST, en Seguridad electrónica y automatización de edificios. CCP de ASIS, y CISSP de ISC2. Tiene más de 20 años de experiencia en la industria de seguridad electrónica. Reconocido conferencista y docente universitario en temas de alta tecnología a nivel latino. Ha sido directivo de varias empresas del sector y actualmente es socio y dirige Insetrón Ltda, compañía de ingeniería y consultoría técnica en proyectos de redes electrónicas para seguridad, comunicaciones y automatización. Ha participado exitosamente en más de 150 proyectos a nivel latino.