Transformació digital mitjançant dispositius mòbils adreçada al personal de seguretat de les presons catalanes
Antonio Pastor Peral
Grau d'Enginyeria Informàtica
Tutor/a de TF
Anna Muñoz Bollas
Professor/a responsable de l’assignatura
Antoni Pérez Navarro
Data Lliurament
23/01/2023
Totes les dades i fotografies que figuren en els exemples, que es fan servir en aquest document són fictícies, i qualsevol similitud que es pugui donar amb dades reals relacionades amb persones físiques i jurídiques és pura coincidència.
© Antonio Pastor Peral
Reservats tots els drets. Està prohibit la reproducció total o parcial d'aquesta obra per qualsevol mitjà o procediment, compresos la impressió, la reprografia, el microfilm, el tractament informàtic o qualsevol altre sistema, així com la distribució d'exemplars mitjançant lloguer i préstec, sense l'autorització escrita de l'autor o dels límits que autoritzi la Llei de Propietat Intel·lectual.
FITXA DEL TREBALL FINAL
Títol del treball:
Transformació digital mitjançant dispositius mòbils adreçada al personal de seguretat de les presons catalanes.
Nom de l’autor: Antonio Pastor Peral Nom del consultor/a: Anna Muñoz Bollas
Nom del PRA: Antoni Pérez Navarro Data de lliurament: 01/2023
Titulació o programa: Grau d'Enginyeria Informàtica Idioma del treball: Català
Paraules clau Presons, mòbil, localització Resum del Treball
Aquest treball té la finalitat de realitzar una proposta d’una aplicació per a un dispositiu mòbil, per a ús per part del personal de seguretat de les presons catalanes (que treballa en contacte directe amb les persones internes), que impliqui la digitalització dels seus procediments de treball, i que contempli funcionalitats de localització de persones.
El treball cobreix un espai actualment no previst en el desenvolupament de la tecnologia de les presons catalanes (actualment enfocat en la digitalització de la gestió administrativa) i té l’objectiu de cercar una solució que pugui provocar una transformació digital en el desenvolupament de les tasques del personal de seguretat, i de les seves relacions laborals. Aquest treball complementa el full de ruta actual de la renovació tecnològica de les presons, i li aporta un valor afegit d’innovació.
Abstract
The purpose of this paper is to create a proposal for an application for a mobile device, for use by the security staff of Catalan prisons (who work in direct contact with the inmates), which involves the digitization of their procedures of work, and which includes functions for locating people.
This paper covers an area not currently foreseen in the development of technology in Catalan prisons (currently focused on the digitization of administrative management) and aims to find a solution that can cause a digital transformation in the development of tasks of the security staff, and of their labour relations. This work complements the current road map for the technological renewal of prisons, and provides it with an added value of innovation.
Índex
1 Introducció. ... 1
1.1 Context i justificació del Treball. ... 1
1.2 Objectius del Treball. ... 3
1.3 Impacte en sostenibilitat, ètic-social i de diversitat. ... 4
1.4 Enfocament i mètode seguit. ... 7
1.5 Planificació del Treball. ... 9
1.6 Breu sumari de productes obtinguts. ... 10
1.7 Breu descripció dels altres capítols de la memòria. ... 11
2 Estat de l’art. ... 12
2.1 Solucions per dispositius mòbils en l’àmbit penitenciari. ... 12
2.1.1 Situació a nivell europeu. ... 12
2.1.2 Més enllà d’Europa. ... 13
2.1.2.1 GuardianRFID. ... 13
2.1.2.2 Guard1. ... 14
2.1.2.3 Tribridge Offender360 / JailTracker Mobile. ... 14
2.1.2.4 Aware.mobile ... 14
2.1.2.5 VCS ... 15
2.1.2.6 Chetu ... 15
2.1.3 Aspectes a destacar respecte a solucions mòbils en l’àmbit penitenciari. 15 2.2 Solucions en localització indoor en presons... 15
2.2.1 Sistemes i tecnologies de localització indoor. ... 16
2.2.1.1 Tecnologies de posicionament en interiors. ... 16
2.2.1.2 Algoritmes de posicionament en interiors. ... 18
2.2.1.3 Tècniques de posicionament en interiors. ... 21
2.2.1.4 Solucions en el mercat ... 22
2.2.2 Solucions IPS en presons. ... 24
2.2.2.1 Solucions IPS per persones internes. ... 24
2.2.2.2 Solucions IPS per persones treballadores. ... 25
2.2.3 Estat de la qüestió al sistema penitenciari català. ... 27
2.3 Conclusions de l’estat de l’art. ... 29
3 Disseny i implementació del treball. ... 31
3.1 Visió del producte. ... 32
3.2 Requisits: tipus i relacions. ... 32
3.3 Documentació dels requisits. ... 34
3.4 Requisits generals. ... 35
3.4.1 Requisits generals transversals a totes les aplicacions de l’àmbit d’Execució Penal... 35
3.4.2 Requisits generals derivats de les conclusions de l’estat de l’art. ... 35
3.4.3 Requisits generals i viabilitat de la solució IPS. ... 36
3.4.4 Altres requisits generals. ... 37
3.5 Prototip: requisits d’usuari i requisits de tasca. ... 38
3.5.1 Accés a l’aplicació. ... 41
3.5.2 Opcions de la finestra principal. ... 42
3.5.3 Escaneig etiqueta NFC. ... 45
Escaneig etiqueta NFC de la tarja identificativa de l’intern. ... 45
Escaneig etiqueta NFC d’una cel·la. ... 47
Escaneig etiqueta NFC d’una dependència (no cel·la). ... 48
3.5.4 Consulta de persones internes del centre. ... 49
3.5.5 Dades relacionades amb una persona interna. ... 51
Activació d’una alarma general... 63
3.5.7 Accés a funcionalitats via genèrica. ... 64
3.6 Entrevistes. ... 66
3.6.1 Aspectes a destacar respecte a les entrevistes. ... 66
3.6.2 Conclusions de les entrevistes. ... 68
3.7 Priorització dels requisits. ... 69
4 Conclusions i treballs futurs. ... 74
4.1 Requisits generals. ... 74
4.2 Sistema de localització. ... 75
4.3 Funcionalitats de la solució. ... 75
4.4 Assoliment dels objectius. ... 77
4.5 Planificació i metodologia. ... 78
4.6 Treballs futurs. ... 79
5 Glossari. ... 81
Terminologia tècnica. ... 81
Terminologia penitenciària. ... 81
6 Bibliografia. ... 83
7 Annexos. ... 1
ANNEX I. Recopilació completa dels requisits de la solució siepMòbil. ... 4
Llista de figures
Figura 1: Finestra d’accés al SIPC (Sistema d’informació penitenciari català) ... 1
Figura 2: Planificació del projecte SIEP (Comitè Executiu del projecte) ... 2
Figura 3: Esquema inicial que mostra la metodologia del projecte (elaboració pròpia). . 7
Figura 4: Planificació de la fase d’anàlisi d’estat de l’art (elaboració pròpia). ... 9
Figura 5: Planificació de la fase de disseny i implementació (elaboració pròpia). ... 10
Figura 6: Planificació de la fase amb les últimes tasques (elaboració pròpia). ... 10
Figura 7: GuardianRFID WordBlockTM ... 14
Figura 8: Algoritmes de posicionament en interiors (Syazwani i altres, 2022). ... 19
Figura 9: Taula comparativa dels algoritmes IPS (Syazwani i altres, 2022). ... 20
Figura 10: Magic Quadrant for Indoor Location Services (Gartner, 2022). ... 22
Figura 11: Resum costos estudi Departament de Justícia (elaboració pròpia). ... 28
Figura 12: Esquema final que mostra la metodologia del projecte (elaboració pròpia).31 Figura 13: Relació entre els requisits generals, d’usuari i de tasca (elaboració pròpia, basada en Pradel i Raya, 2016). ... 33
Figura 14: Esquema IPS (elaboració pròpia) ... 37
Figura 15: Grups i subgrups de funcionalitats. ... 41
Figura 16: Finestra d’Accés a l’aplicació (elaboració pròpia). ... 42
Figura 17: Finestra principal de l’aplicació (elaboració pròpia). ... 43
Figura 18: Pantalla corresponent al sistema d’assignació de tasques (elaboració pròpia). ... 45
Figura 19: Pas 1 de l’Escaneig etiqueta NFC de la tarja identificativa de la persona interna (elaboració pròpia). ... 46
Figura 20: Pas 2 de l’Escaneig etiqueta NFC de la tarja identificativa de la persona interna (elaboració pròpia). ... 47
Figura 21: Escaneig etiqueta NFC d’una cel·la (elaboració pròpia). ... 48
Figura 22: Escaneig etiqueta NFC d’una dependència (elaboració pròpia). ... 49
Figura 23: Consulta de persones internes del centre (elaboració pròpia). ... 50
Figura 24: Selecció d’una persona interna (elaboració pròpia). ... 51
Figura 25: Dades relacionades amb una persona interna (elaboració pròpia). ... 51
Figura 26: Consulta històric de localitzacions d’una persona interna (elaboració pròpia). ... 55
Figura 27: Pantalles corresponents a la gestió del PPS (Protocol de Prevenció de Suïcidis) (elaboració pròpia). ... 57
Figura 28: Selecció de pantalles accessibles des del botó Intervenció (elaboració pròpia). ... 58
Figura 29: Selecció de pantalles accessibles des del botó Suport Crisis (elaboració pròpia). ... 60
Figura 30: Selecció de pantalles accessibles des del botó Comunicacions (elaboració pròpia). ... 60
Figura 31: Selecció de pantalles accessibles des del botó Peculi i pertinences (elaboració pròpia). ... 61
Figura 32: Selecció de pantalles accessibles des del botó Altres dades (elaboració pròpia). ... 61
Figura 33: Alarmes i avisos (elaboració pròpia). ... 62
Figura 34: Activació d’una alarma general (elaboració pròpia). ... 63
Figura 35: Accés a funcionalitats via genèrica (elaboració pròpia). ... 64
Figura 36: Impacte dels diferents tipus de funcionalitats en la satisfacció del client (M. Cohn, 2006). ... 69
Figura 37: Classificació de les funcionalitats de la solució segons el model Kano. ... 73
Figura 38: Objectius del treball vs. fites ODS (elaboració pròpia)... 78
Relació de figures incloses a l’Annex I
(Nota: s’indica el número de pàgina de l’Annex I)
Il·lustració 2: Fitxa bàsica (captura del SIPC)... 9
Il·lustració 3: Fitxa resum (captura del SIPC). ... 10
Il·lustració 4: Fitxa d’expedients disciplinaris (captura del SIPC). ... 11
Il·lustració 5 : Consulta visites (captura del SIPC). ... 11
Il·lustració 6 : Consulta pertinences (captura del SIPC). ... 12
Il·lustració 7: Consulta peculi (captura del SIPC). ... 13
Il·lustració 8: Consulta activitats 1 (captura del SIPC). ... 14
Il·lustració 9: Consulta activitats 2 (captura del SIPC). ... 15
Il·lustració 10: Consulta detall activitat (captura del SIPC). ... 16
Il·lustració 11: Consulta incompatibilitats (captura del SIPC). ... 17
Il·lustració 12: Enregistrament d’un fet positiu (captura del SIPC). ... 17
Il·lustració 13: Desplegable tipus de fets positius 1 (captura del SIPC). ... 18
Il·lustració 14: Desplegable tipus de fets positius 2 (captura del SIPC). ... 18
Il·lustració 15: Fitxa processal penal (captura del SIPC). ... 19
Il·lustració 16: Detecció risc de suïcidi (captura del SIPC). ... 22
Il·lustració 17: Senyals d’alerta de risc de suïcidi (captura del SIPC). ... 23
Il·lustració 18: Mesures cautelars per risc de suïcidi (captura del SIPC). ... 24
Il·lustració 19: Avís detecció risc de suïcidi (captura del SIPC). ... 25
Il·lustració 20: Avís activació protocol risc de suïcidi (captura del SIPC). ... 25
Il·lustració 21: Enregistrament seguiment protocol prevenció de suïcidis (captura del SIPC). ... 27
Il·lustració 22: Tipus de seguiment protocol prevenció de suïcidis. ... 27
Il·lustració 23: Consulta comunicats de fets (captura del SIPC). ... 30
Il·lustració 24: Enregistrament comunicat de fets (captura del SIPC). ... 31
Il·lustració 25: Consulta mitjans coercitius (captura del SIPC). ... 32
Il·lustració 26: Enregistrament mitjà coercitiu (captura del SIPC). ... 32
Il·lustració 27: Desplegable de motius del mitjà coercitiu (captura del SIPC). ... 33
Il·lustració 28: Consulta escorcolls (captura del SIPC). ... 33
Il·lustració 29: Enregistrament escorcoll dependència (captura del SIPC). ... 34
Il·lustració 30: Enregistrament escorcoll persona interna (captura del SIPC). ... 35
1 Introducció.
1.1 Context i justificació del Treball.
L’any 1983 es van traspassar a la Generalitat de Catalunya les competències en la gestió de les presons en el seu territori [1], que inclou la gestió dels seus sistemes d’informació. Actualment el suport informàtic per a la gestió de les presons catalanes es basa en una agrupació d’aplicacions anomenada SIPC (Sistema d’informació penitenciari català), de la qual es pot observar la finestra d’accés a la “Figura 1”. Es tracta d’un conjunt d’aplicacions desenvolupades a mida, que fan les funcions d’OMS (Offender Management System), i que, a més a més d’ajudar en la gestió de les dades de les persones internes a les presons, també serveix de suport en tots els aspectes relacionats amb la gestió de les presons i les seves activitats (activitats de rehabilitació, control de riscos, gestions relacionades amb la seguretat, control d’estocs de materials, gestió de les visites, gestió de recursos humans...).
Figura 1: Finestra d’accés al SIPC (Sistema d’informació penitenciari català)
Malgrat que el SIPC és una eina fonamental per a la gestió de les presons des de la seva posada en marxa l’any 2000, i les seves aplicacions comparteixen la mateixa base de dades, actualment mostra les següents mancances:
Les aplicacions estan dissenyades d’acord amb els conceptes de les primeres aplicacions d’escriptori de finals dels anys noranta, amb mancances respecte a l’experiència d’usuari i usabilitat. La corba d’aprenentatge requereix de molt
temps, i no disposa d’eines per configurar workflows per reduir-la i homogeneïtzar procediments de treball.
Les aplicacions estan orientades a la utilització del suport paper mitjançant llistats; ja que no disposen d’utilitats d’administració electrònica (expedient electrònic, signatura electrònica, còpia autèntica,...) o aquesta és residual i difícil d’implementar.
Les aplicacions no estan construïdes per a fer-se servir via web ni multiplataforma (no està preparada per a fer-se servir en diferents dispositius (mòbil, tablet,...)).
En el moment actual el Departament de Justícia, del qual depèn la gestió de les presons catalanes, ha encetat un procés de renovació de les aplicacions de l’àmbit d’Execució Penal, entre les quals es troba la gestió de les presons. Aquest projecte s’anomena SIEP (Sistema d’Informació d’Execució Penal). Es pot resumir que actualment el focus del projecte, en l’àmbit penitenciari, està posat en l’anàlisi de 40 procediments agrupats sota el títol de “Gestió d’expedients”, i que es preveu la seva construcció i implementació finalitzi al 2024 [2], tal com podem veure a la “Figura 2”.
Figura 2: Planificació del projecte SIEP (Comitè Executiu del projecte)
Aquesta fase del projecte està molt centrada en la implantació de l’expedient electrònic, i en la realització de gestions administratives en format digital; està molt orientada als procediments de les oficines de les presons que realitzen aquest tipus de tasques, i no pas a les tasques del personal de seguretat que està en contacte directe amb les persones internes. És evident que aquesta fase actual és prioritària a causa de la necessitat de donar compliment a la normativa respecte a la obligatorietat d’ús de l’expedient i la tramitació electrònica [3][4][5], però el focus està posat en transformar la gestió de la documentació administrativa (el canvi del suport paper al digital) i adreçada al personal administratiu que la gestiona.
La proposta d’aquest treball es complementària a la fase actual del projecte SIEP esmentat per les següents raons:
Està adreçada a un altre col·lectiu de treballadors de les presons catalanes, o sigui, al personal de seguretat que treballa en contacte directe amb les persones internes.
És una proposta de transformació digital innovadora pel personal de seguretat, que va més enllà de la tramitació electrònica, i té l’objectiu que pugui suposar canvis profunds en la realització de les tasques d’aquest personal de seguretat, i que els permeti guanyar en eficiència.
El punt de partida d’aquesta proposta és que el personal de seguretat de les presons, que treballa en contacte directe amb les persones internes, pugui fer servir un dispositiu mòbil com a suport per desenvolupar les seves tasques. La proposta contempla:
Definir els requisits per al dispositiu mòbil i totes les tasques relacionades (presa de requisits, priorització, documentació i validació).
Definir les funcionalitats del dispositiu proposat.
Realitzar un estudi de la viabilitat d’incorporar funcionalitats de localització, tant del personal de seguretat com de les persones internes en els centres penitenciaris.
Realització d’un prototip de l’app a allotjar en el dispositiu mòbil. El prototip contempla el disseny, contingut i navegació de les pantalles (sense backoffice), amb l’objectiu principal que ajudi a validar amb els stakeholders la solució proposada.
Es considera molt necessari realitzar un estudi de la viabilitat, relacionat amb la funcionalitat de que el personal de seguretat pugui disposar d’eines de localització. En un entorn tancat i de seguretat com és una presó, la localització de les persones internes és una necessitat bàsica que actualment es realitza sense l’ajuda de cap tecnologia ni mitjà tècnic. D’altra banda, la localització del personal de seguretat també és una eina important per poder gestionar situacions de crisi.
També es considera molt adient aquesta proposta; ja que cobreix un espai actualment no previst en el desenvolupament de la tecnologia de les presons catalanes (ja que va més enllà de la digitalització de la gestió administrativa), i té l’objectiu de cercar una solució que pugui provocar una transformació digital en el desenvolupament de les tasques del personal de seguretat, i de les seves relacions laborals. Aquest treball complementa el full de ruta actual de la renovació tecnològica de les presons, i li aporta un valor afegit d’innovació.
Per últim, es vol indicar que aquest és un treball especialment motivador per a l’autor; ja que el seu perfil professional sempre ha estat relacionat amb l’àmbit penitenciari, i des de l’any 2003, amb l’aplicació de tecnologia en aquest entorn. L’autor considera que aquest treball constituirà una valuosa aportació pel departament en el qual treballa actualment, i que té el potencial de constituir la llavor de la renovació digital de les tasques del personal de seguretat de les presons catalanes.
1.2 Objectius del Treball.
L’objectiu principal del treball és realitzar una proposta d’innovació basada en un dispositiu mòbil, per a ús per part del personal de seguretat de les presons catalanes (que treballa en contacte directe amb les persones internes), que impliqui la digitalització dels seus procediments de treball, i que contempli funcionalitats de localització de persones.
Objectius generals
Son els propis d’un treball de fi de grau, i relacionats amb aspectes acadèmics i d’aprenentatge. Es relacionen a continuació:
Definir el pla de treball.
Investigar altres iniciatives relacionades per definir l’estat de l’art.
Identificar i valorar el compliment dels ODS (Objectius de Desenvolupament Sostenibles) en que encaixa el projecte [6].
Incloure la perspectiva de gènere en el projecte i valorar el seu compliment.
Seguir la planificació i metodologia definides.
Documentar el treball mitjançant una memòria.
Redactar la memòria d’acord amb els formalismes establerts.
Sintetitzar el treball en una presentació.
Defensar el projecte davant d'un tribunal.
Objectius específics
Contempla els objectius més característics del projecte a desenvolupar. Son els següents:
Definir els requisits per al dispositiu mòbil:
o Realitzar la presa/obtenció dels requisits.
o Gestionar els requisits identificats, que inclou l’anàlisi i la priorització.
o Documentar els requisits mitjançant les eines més adients.
o Validar els requisits identificats.
Realitzar un estudi de la viabilitat d’incorporar funcionalitats de localització (tant del personal de seguretat com de les persones internes en els centres penitenciaris).
Definir les funcionalitats del dispositiu proposat.
Realitzar la definició dels requisits i la definició de les funcionalitats, d’acord amb els ODS (Objectius de Desenvolupament Sostenible).
Realitzar un prototip de l’app a allotjar en el dispositiu mòbil (disseny, contingut i navegació de les pantalles (sense backoffice)), per validar amb els stakeholders la solució proposada.
1.3 Impacte en sostenibilitat, ètic-social i de diversitat.
Identificació dels ODS (Objectius de Desenvolupament Sostenible) en què encaixa el projecte
Un dels objectius específics del treball és que els requeriments es prioritzaran d’acord amb els ODS. Com que s’està dissenyant una app per ser utilitzada pel personal de seguretat de les presons, és considera important vetllar per que l’impacte que pugui tenir en el sistema penitenciari estigui alineat amb els ODS.
En primer lloc, el principis que es consideren en el punt més alt a tenir en compte, son que el treball es realitzarà i intentarà preservar en tot moment el respecte i preservació dels drets humans fonamentals, la protecció de les llibertats fonamentals i la promoció de l’estat de dret, per tal de col·laborar en el manteniment d’un sistema penitenciari just, transparent i igualitari. Aquests principis estan relacionats amb les
fites 16.3, 16.6 i 16.10 dels ODS (al final d’aquest apartat mostro un recull de les fites ODS esmentades).
D’altra banda, el treball té en el seu punt de mira col·laborar en el manteniment d’un medi penitenciari a on no es produeixi cap tipus de discriminació, i especialment sense discriminació per motius de gènere. Aquest últim aspecte és especialment important degut al fet que l’àmbit penitenciari és majoritàriament masculí; per aquest motiu tindrem especial cura en recollir els requeriments que ens puguin aportar el personal que treballa amb dones internes. El que expressem està relacionat amb les fites 5.c i 16.b dels ODS.
Un altre punt important, és que actualment una gran part de les gestions del personal de seguretat de les presons es realitzen en suport paper. El treball vol col·laborar en aconseguir un sistema penitenciari paperless i respectuós amb el medi ambient, la qual cosa està relacionada amb les fites 12.5, 15.2 i 16.b dels ODS.
El treball és un cas de modernització tecnològica i innovació, per tal d’augmentar el nivell d’eficiència del personal de seguretat de les presons. Aquest està alineat amb la fita 8.2 del ODS.
Les noves possibilitats de comunicació que planteja el treball poden promoure un entorn de treball més segur, tant pel personal de seguretat com per les persones internes, la qual cosa està relacionada amb la fita 8.8 dels ODS.
Un punt a tenir en compte és la possibilitat d’habilitar funcionalitats en la solució, que puguin ajudar en la lluita contra la corrupció i el suborn. Serà un punt a tenir en compte en la presa de requisits i definició de la solució. Aquest punt alineat amb la fita 16.5 del ODS.
Per últim, aquest treball planteja una solució per millorar les tasques del personal de seguretat de les presons, entre les quals es troba la lluita contra la delinqüència i la prevenció de la violència, la qual cosa està relacionada amb les fites 16.a i 16.4 dels ODS.
A continuació faig una transcripció de les fites dels ODS esmentades [6]:
5.c Aprovar i enfortir polítiques encertades i lleis aplicables per promoure la igualtat de gènere i l'apoderament de totes les dones i noies a tots els nivells
8.2 Assolir nivells més elevats de productivitat econòmica mitjançant la diversificació, la modernització tecnològica i la innovació, entre altres coses centrant-se en els sectors amb un gran valor afegit i un ús intensiu de la mà d'obra
8.8 Protegir els drets laborals i promoure un entorn de treball segur i sense riscos per a tots els treballadors, inclosos els treballadors migrants, en particular les dones migrants i les persones amb feines precàries
12.5 D'aquí al 2030, reduir considerablement la generació de deixalles mitjançant activitats de prevenció, reducció, reciclatge i reutilització
15.2 Per al 2020, promoure la gestió sostenible de tots els tipus de boscos, posar fi a la desforestació, recuperar els boscos degradats i incrementar el repoblament i la reforestació a nivell mundial
16.3 Promoure l'estat de dret als plànols nacional i internacional i garantir la igualtat d'accés a la justícia per a tothom
16.4 D'aquí al 2030, reduir significativament els corrents financers i d'armes il·lícites, enfortir la recuperació i la devolució dels actius robats i lluitar contra totes les formes de delinqüència organitzada
16.5 Reduir considerablement la corrupció i el suborn en totes les formes
16.6 Crear a tots els nivells institucions eficaces i transparents que rendeixin comptes
16.10 Garantir l'accés públic a la informació i protegir les llibertats fonamentals, de conformitat amb les lleis nacionals i els acords internacionals
16a Enfortir les institucions nacionals pertinents, fins i tot mitjançant la cooperació internacional, per crear a tots els nivells, particularment als països en desenvolupament, la capacitat de prevenir la violència i combatre el terrorisme i la delinqüència
16.b Promoure i aplicar lleis i polítiques no discriminatòries a favor del desenvolupament sostenible
Inclusió de la perspectiva de gènere
El percentatge de persones internes dones en l’àmbit penitenciari és minoritari (s’indica que és un 7% [7]). A més a més, a aquest fet s’afegeix el següent:
“El sistema penitenciario está diseñado por y para hombres, no sólo legalmente, sino arquitectónica y espacialmente. Desde esas claves, se olvidan muchas de las necesidades que tienen las mujeres, que además presentan un comportamiento completamente diferente. No sirve la estructura arquitectónica tal y como está planteada, los programas de tratamiento, los talleres y los destinos muchas veces adolecen de una serie de deficiencias porque no se han planteado desde una perspectiva de género” [7].
Aquestes observacions obliguen a tenir en compte aquest aspecte en la presa de requisits i en la definició de la solució; per aquests motius s’ha tingut especial cura en recollir els requeriments que puguin aportar el personal que treballa amb dones internes; i el seu anàlisi per detectar i corregir qualsevol biaix en aquest sentit.
1.4 Enfocament i mètode seguit.
Les característiques d’aquest treball, que ha de ser realitzat per una sola persona, i la impossibilitat de poder crear un equip de projecte, fa descartar l’aplicació de metodologies Agile [8] o Scrum [9], habituals actualment en aquest tipus de projectes, i s’ha considerat millor optar inicialment per un plantejament general per etapes i en cascada, que inclou un plantejament iteratiu per a la fase de Definició de requisits.
Aquest esquema (“Figura 3”) representa el plantejament inicial. Encara que aquest plantejament inicial va ser vàlid durant el desenvolupament de projecte, va tenir alguns canvis, que van permetre guanyar en eficiència durant les iteracions de la fase de Definició de requisits; aquests canvis i l’esquema final es troben en el capítol “3 Disseny i implementació del treball.” i en la “Figura 12”.
Figura 3: Esquema inicial que mostra la metodologia del projecte (elaboració pròpia).
Es considera que la realització de l’estat de l’art o anàlisi de mercat en aquest tipus de solucions és molt adient per detectar possibles solucions existents o que es podrien aprofitar, o línies de treball rebutjades; aquesta informació serà molt útil per guanyar en eficiència en el disseny de la solució. No obstant, la informació sobre aquest tipus de solucions sovint es considera reservada, pel fet de poder afectar a la seguretat dels centres penitenciaris, i un risc associat a aquesta tasca que es va contemplar des d’un inici, va ser la dificultat en obtenir aquesta informació, pel fet que no estigui disponible.
Es va preveure que l’anàlisi de l’estat de l’art contemplés un capítol específic dedicat a les tecnologies de localització que poden ser susceptibles de ser emprades en aquest projecte; o sigui, tecnologies de localització que puguin ser emprades en entorns indoor;
per tal de poder valorar les possibilitat d’inclusió d’aquestes funcionalitats en el producte final.
Respecte a les diferents etapes de la definició dels requisits, es va preveure que aquestes es desenvolupessin de manera iterativa, per tal d’incorporar nous requeriments en cada iteració, el motiu va ser guanyar en eficiència; ja que permet començar amb els requeriments més coneguts o evidents, i anar-los complementant amb altres iterativament.
D’acord amb Pradel & Raya [10] durant la presa de requisits es va preveure prioritzar les següents tècniques:
Realització d’entrevistes.
Realitzar i compartir petits prototips.
Descobrir requisits identificant possible innovació en els processos.
Identificació dels objectius d’usuari i requisits relacionats.
En la fase l’anàlisi i priorització dels requisits es va preveure utilitzar les següents tècniques:
Definició de la visió del producte.
Priorització de requisits mitjançant el mètode MoSCoW [11] o Kano [12].
Respecte a la fase de documentació dels requisits, d’entrada es va considerar optar per una documentació exhaustiva i no formal d’acord amb l’estàndard IEEE-830 [13], amb la possibilitat de fer servir UML/OCL [14] en aquells casos en que fos necessari concretar molt algunes variables dels requisits. No obstant, pels motius que es trobaran indicats a l’apartat “3.3 Documentació dels requisits.”, durant el desenvolupament del projecte, l’estratègia que es va trobar més adient va ser la definició dels requisits d’usuari i de tasca mitjançant històries d’usuari d’una granularitat mitjana.
En relació amb la fase de validació de requisits es va preveure una sessió de validació guiada amb els stakeholders que inclourà la presentació d’un prototip provisional. Es va considerar aquesta estratègia la més adient a causa de que no tindríem un equip de projecte establert; finalment, van ser diverses les sessions de validació realitzades.
Respecte a l’estudi de viabilitat d’incorporar funcionalitats de localització (tant del personal de seguretat com de les persones internes en els centres penitenciaris), es va preveure tenir en compte les característiques de la relació i les obligacions de les
persones internes, i del personal de seguretat, amb l’administració penitenciària; no només des d’un punt de vista tècnic, sinó també des d’un punt de vista jurídic i de salvaguarda de drets fonamentals (en el cas de les persones internes), i de relació laboral (en el cas del personal de seguretat).
La previsió inicial era que amb els processos anteriors finalitzats, definició de requisits i estudi de les funcionalitats de localització, s’estaria en disposició d’abordar la definició de les funcionalitats de la solució. Que quedaran sintetitzades en el prototip final de l’app (prototip que ja s’haurà anant construint en les fases anteriors), amb el qual es realitzarà una sessió de validació amb els stakeholders seleccionats. No obstant, com és veurà a l’apartat “3 Disseny i implementació del treball.”, tot aquest procés es va desenvolupar de manera iterativa, fins aconseguir la solució final.
1.5 Planificació del Treball.
En la realització de la planificació del treball s’han tingut en compte els períodes de realització i terminis dels diversos lliuraments.
La metodologia del projecte està definida per un desenvolupament en cascada, la qual cosa implica que l’inici de cada fase depèn de la finalització de l’anterior; aquest fet és especialment rellevant durant les fases corresponents al període d’implementació del treball.
En la planificació corresponent al període “Disseny i implementació del treball” s’han definit diverses iteracions del procés de “Definició de requisits”. En la primera iteració es realitzarà la definició d’acord amb el coneixement disponible en aquell moment, en la segona iteració s’incorporaran els requisits recollits de contactes i entrevistes amb stakeholders, i en la tercera es farà un refinament de tot el conjunt.
A continuació es mostra aquesta planificació:
(Nota: no s’ha considerat adient arribar a definir dates per a determinades subfases, el motiu és que aquestes disposen de certa flexibilitat i es concretaran a l’inici de cada fase de la que depenen)
Figura 4: Planificació de la fase d’anàlisi d’estat de l’art (elaboració pròpia).
Figura 5: Planificació de la fase de disseny i implementació (elaboració pròpia).
Figura 6: Planificació de la fase amb les últimes tasques (elaboració pròpia).
A continuació s’indiquen els recursos utilitzats en la realització del treball.
Creació del prototip:
o Llicència Marvelapp Pro durant 4 mesos.
Redactat de la memòria i creació de la presentació:
o Microsoft Office Professional Plus 2016.
Suport per a reunions amb els stakeholders, i per la gravació de la presentació:
o Microsoft Teams.
Maquinari i sistema operatiu:
o Ordinador portàtil Lenovo ThinkPad (processador Intel(R) Core(TM) i5).
o Sistema operatiu: Windows 10 Enterprise.
Respecte a aquests recursos, destacar les funcionalitats i usabilitat de l’eina Marvelapp per la creació del prototip, que fa que es pugui considerar com a difícilment substituïble.
També destacar la usabilitat de l’eina Microsoft Teams per la gravació de la presentació, i el seu ús com a eina de suport en algunes reunions amb stakeholders, encara que en aquest cas es podien haver fet servir altres solucions. La resta de recursos indicats es consideren fàcilment substituïbles per altres solucions amb el mateix nivell de prestacions.
1.6 Breu sumari de productes obtinguts.
Els productes obtinguts son:
El prototip:
o Accessible online mitjançant la següent URL: Prototip siepMòbil.
o Descarregable en format html des del següent repositori:
https://github.com/apastorperal/siepMobil.
El document que recopila tots els requisits de la solució, inclòs en aquesta memòria com a “ANNEX I. Recopilació completa dels requisits de la solució siepMòbil.”.
1.7 Breu descripció dels altres capítols de la memòria.
El capítol “2 Estat de l’art.” s’ha realitzat mitjançant dues línies d’investigació, que aporten coneixement inicial i funcionalitats a incloure en la solució, tant respecte de la solució de localització com de la resta de funcionalitats:
Solucions per dispositius mòbils en l’àmbit penitenciari.
Solucions en localització indoor en presons.
El capítol “3 Disseny i implementació del treball.” contempla:
La definició dels requisits per al dispositiu mòbil i totes les tasques relacionades (presa de requisits, priorització, documentació i validació).
La realització i mostra del prototip.
La realització i conclusions de les entrevistes realitzades amb els stakeholders.
El capítol “4 Conclusions i treballs futurs.” es presenten les conclusions respecte als requisits generals de la solució, al sistema de localització proposat, a les funcionalitats proposades, a l’assoliment dels objectius del treball, a la planificació i metodologia emprada, i per últim, respecte als treballs futurs en relació amb la solució proposada.
A l’apartat “5 Glossari.” s’ha inclòs un petit glossari de terminologia penitenciària, per tal d’ajudar a entendre determinades funcionalitats de la solució.
Per últim, indicar que aquesta memòria inclou l’”ANNEX I. Recopilació completa dels requisits de la solució siepMòbil.”, com a document de recopilació de requisits de la solució proposada en aquest treball; es tracta d’un dels lliurables del projecte.
2 Estat de l’art.
S’identifiquen dues línies d’investigació en aquest projecte, que poden aportar coneixement inicial per guanyar eficiència en la seva realització:
Solucions per dispositius mòbils en l’àmbit penitenciari.
Solucions en localització indoor en presons.
En general, la informació sobre les tecnologies emprades en l’àmbit penitenciari no està àmpliament difosa. Les fonts d’informació son o bé les pròpies administracions penitenciàries, o bé les empreses privades que desenvolupen les tecnologies utilitzades.
La informació que faciliten les administracions penitenciàries moltes vegades és reservada, per motius de seguretat i neutralitat respecte als proveïdors; un exemple és l’informe ICT Matrix [15] d’EuroPris [16]. Respecte a la informació que faciliten els proveïdors, responen principalment a motius publicitaris, i s’ha de tenir en compte aquest biaix en l’anàlisi de la informació. A continuació és mostra i analitza la informació trobada.
2.1 Solucions per dispositius mòbils en l’àmbit penitenciari.
2.1.1 Situació a nivell europeu.
Com s’ha indicat, una font d’informació a nivell europeu és EuroPris, la qual és una organització no governamental formada per diferents administracions penitenciàries europees, les quals intercanvien informació, entre d’altres activitats [16]. EuroPris disposa d’un grup d’experts [17] en tecnologia aplicada a les presons, que indiquen [15], respecte a deu jurisdiccions penitenciàries europees, que nou dels països participants fan servir una solució a mida respecte al principal aplicatiu informàtic de gestió de les presons o OMS, i només una fa servir una adaptació d’un ERP (Enterprise Resource Planning).
L’informe no contempla l’ús de solucions per dispositius mòbils. Aquestes dades reflecteixen poc ús de solucions comercials mòbils per presons a nivell europeu.
No obstant, a l’últim congrés d’EuroPris sobre tecnologia a presons [18], es va presentar una solució per a dispositius mòbils feta a mida a Suïssa [19]. La presentació indica la metodologia emprada i els reptes trobats; i també mostra diverses funcionalitats pel personal de seguretat.
Una funcionalitat comuna amb altres apps d’ús en presons és la de mostrar dades dels interns que té sota custodia el treballador, en aquest cas mostra les dades interoperant amb el OMS que fan servir. A més a més, d’aquesta solució podem destacar, la consulta i edició de la localització dels interns via app, i la utilització d’etiquetes NFC a les diferents ubicacions (cel·les, patis,...) per facilitar la usabilitat de l’app (els usuaris escanegen les etiquetes, i l’aplicació els mostra informació relacionada). Un altre aspecte a destacar és l’ús de l’app com a dispositiu per fer trucades internes entre els professionals. Per últim cal esmentar que s’indica que estan desenvolupant la funcionalitat de localització per l’app, sense mostrar més detalls de la metodologia emprada, la causa que s’indica és que no han trobat en el mercat una solució de
localització que s’ajusti als seus requeriments legals (diapositiva 22 [19] “No suitable solution available on the market that meets legal requirements”), sense facilitar més detalls. En aquest treball es fa una exposició relacionada amb les limitacions legals i ètiques a l’apartat “2.2.3 Estat de la qüestió al sistema penitenciari català.”.
2.1.2 Més enllà d’Europa.
Fora de l’àmbit europeu, la informació que s’ha trobat fa referència a aplicacions mòbils utilitzades majoritàriament a les presons dels Estats Units.
En aquest sentit, es disposa de la informació obtinguda a Capterra [20], que és un cercador que forma part de Gartner [21], fet que ens ajuda a donar-li una fiabilitat alta.
La cerca executada a Capterra [22] facilita quatre aplicacions mòbils per a ús penitenciari (en realitat facilita sis, però dues solucions no son per a ús penitenciari: eForce [23] no disposa de solució mòbil per presons, només per policia, i Matrix [24] no és una solució per presons, sinó per jutjats i altres actors com advocats i policia). Finalment, cap dels quatre resultats obtinguts a Capterra està disponible a Espanya. Tres solucions estan només disponibles als EUA, i només Tribridge Offender360 està disponible a altres països fora dels EUA.
Capterra permet consultar el quadre comparatiu dels resultats obtinguts [25], s’ha fet l’anàlisi de cada aplicació i es mostren a continuació els aspectes a destacar, a causa de la seva relació amb aquest projecte.
2.1.2.1 GuardianRFID.
GuardianRFID [26] és una solució d’aplicació mòbil que considerem molt propera a l’aplicació que volem dissenyar. Com a característiques a destacar es destaquen les següents:
Indica que disposa d’un inici de sessió segur. En aquest projecte s’integrarà la solució amb GICAR (Gestió d’Identitat i Control d’Accés als Recursos), que és la solució de la Generalitat de Catalunya per a l’accés a les seves aplicacions corporatives [27].
Funcionalitat d’actualització de les fotografies dels interns.
Funcionalitat per recollir evidències en vídeo digital.
Son destacables els menús d’aplicació amb un alt grau d’usabilitat (que anomenen tecnologia WordBlock™), per enregistrar observacions, moviments i activitats a l'instant (veure “Figura 7”).
Funcionalitat Talk-to-Text.
Etiquetes fixes en ubicacions amb informació de la localització.
Alertes de seguretat per incompatibilitat d’interns.
Integració amb JMS/OMS (JMS: Jail Management System).
Integrat amb un sistema de BI (Business Intelligence).
Disposa de la funcionalitat de localització dels interns mitjançant tecnologia RFID (polseres i/o targes identificatives). S’ha d’indicar que no es tracta d’un sistema de localització automàtic, sinó que depèn de l’acció del la persona treballadora (que el funcionari faci la lectura de la polsera RFID de la persona interna i enregistri la seva posició).
No indica funció de localització del personal.
2.1.2.2 Guard1.
Guard1 [28] disposa de funcionalitats molt semblats a l’anterior (GuardianRFID), però com a funcionalitats destacables es podem esmentar:
És destacable la possibilitat de funcionar fora de connexió si queda fora de cobertura, i disposar d’una base (dock) per transferir dades per Ethernet.
Disposa d’una funcionalitat de localització de persones internes mitjançant tecnologia RFID similar a la solució anterior (no es tracta d’un sistema de localització automàtic, sinó que depèn de l’acció del treballador).
2.1.2.3 Tribridge Offender360 / JailTracker Mobile.
La solució Tribridge Offender360 va ser adquirida al juliol del 2022 per Harris Computer Corporation [29] que disposa de la solució JailTracker Mobile [30], de la qual es destaquen les següents característiques:
Mostra funcionalitats de fer reports d’incidents amb fotografies; i de control de lliurament de medicació als interns.
L’app dona informació de la ubicació de l’intern, però no mostra cap tecnologia de localització d’interns o funcionaris [31], i sembla que es tracta d’informació introduïda pel personal que utilitza l’app.
2.1.2.4 Aware.mobile
(Nota: Aquesta solució no és un resultat de la cerca de Capterra que s’ha esmentat anteriorment)
Figura 7: GuardianRFID WordBlockTM
Encara que Aware.mobile [32] és una solució per fer el seguiment de persones sota mesura penal que es troben fora de la presó (per exemple, interns en llibertat condicional), es considera destacable la següent característica a tenir en compte en aquest projecte; ja que indica el compliment de la legislació relativa a la protecció de dades:
“La información privada del delincuente está protegida. No se almacenan datos privados ni detalles del delincuente en el teléfono. La aplicación se conecta al Sistema de Gestión de Delincuentes (OMS) de Attenti, y debido a la naturaleza sensible de los datos del sistema, solo los usuarios y teléfonos conocidos y registrados de OMS tienen acceso. Un oficial solo puede ver y administrar los infractores que se le han asignado. Además, toda la transferencia de datos es segura.” [32]
2.1.2.5 VCS
VCS [33] és un dels resultats de la cerca de Capterra esmentada anteriorment, però el fabricant facilita pocs detalls de les funcionalitats i/o tecnologies emprades, i no es troba cap característica a destacar.
2.1.2.6 Chetu
Chetu [34] ofereix un OMS per presons força complet. Encara que no s’ha pogut trobar cap referència concreta en la descripció de les seves característiques, que indiqui que disposa de funcionalitats per dispositius mòbils, per la informació gràfica que facilita, es pot deduir que en disposa.
Com a solucions a destacar, s’indica que disposa de solucions de monitoratge en temps real d’interns i del personal. Dins de les tecnologies que esmenta que utilitza es troben RFID, polseres, etiquetes QR, codis de barres i IA (Intel·ligència Artificial); però no facilita més informació sobre el seu ús, ni sobre les infraestructures, tècniques o algoritmes utilitzats.
2.1.3 Aspectes a destacar respecte a solucions mòbils en l’àmbit penitenciari.
Com a conclusions d’aquest apartat es pot concloure que s’han trobat solucions comercials d’aplicacions per dispositius mòbils similars al nostre objectiu, i que hem destacat característiques que poden aportar valor al nostre projecte.
Respecte a les funcionalitats de localització, s’analitzen amb detall en l’apartat següent.
2.2 Solucions en localització indoor en presons.
Existeixen en el mercat diversitat de solucions pel posicionament outdoor o en exteriors, i son d’ús comú en dispositius mòbils. Ara bé, els sistemes de posicionament globals utilitzats (com el GPS, GNSS, GLONASS o Galileo), normalment no són adequats per establir ubicacions interiors; ja que els senyals es veuen atenuades i disperses per sostres, parets i altres objectes. Això ha provocat que el posicionament en interiors o IPS (Indoor Positioning System) sigui un camp amb diverses solucions i línies d’investigació en l’actualitat; i és en aquest camp que centra l’anàlisi.
2.2.1 Sistemes i tecnologies de localització indoor.
Dins d’aquest apartat s’analitzen les tecnologies, els algoritmes i les tècniques de posicionament indoor en general. En els següents apartats se centrarà l’anàlisi en les solucions per a l’entorn penitenciari.
2.2.1.1 Tecnologies de posicionament en interiors.
Existeixen diferents tecnologies per ser aplicades en IPS. A continuació s’indiquen.
Basades en marcadors fixos.
Consisteix en un seguit de marcadors distribuïts per l’interior de l’edifici que poden ser reconeguts pel dispositiu de l’usuari (per exemple un codi QR o una etiqueta NFC). Tal com indiquen Laia Descamps-Vila i altres [35], no son estrictament sistemes de localització; ja que no permeten localitzar l’usuari d’una manera dinàmica, i depenen de la voluntat de l’usuari; no obstant s’indiquen per que son sistemes senzills i de baix cost, que poden tenir potencial per ser utilitzats en l’entorn penitenciari.
Basades en camps magnètics.
Poden ser de dos tipus, el primer parteix de la generació de camps magnètics artificials en l’edifici.
El segon aprofita les alteracions del camp magnètic terrestre a causa d’element metàl·lics en l’estructura o dins l’edifici: “Bigues, columnes, o mobles metàl·lics, amb la suficient dimensió, poden distorsionar el camp amb la suficient magnitud per ser detectada per sensors magnètics” [36]. Aquestes alteracions es poden mesurar per la brúixola incorporada en els dispositius mòbils; tal com indiquen Laia Descamps-Vila i altres [35], els principals avantatges d’aquesta opció és que no necessita infraestructura de sensors a l’edifici; d’altra banda, els principals inconvenients son deguts a la variabilitat de les mesures donades pels diferents dispositius mòbils, o per les interferències en el camp magnètic produïdes per altres aparells electrònics.
Basades en radiofreqüència.
D’acord amb Syazwani i altres [37], es tracta de la tecnologia d’ús més comú en IPS.
Aprofita les tecnologies utilitzades en dispositius de comunicació sense fils. Wi-Fi, BLE (Bluetooth Low Energy), RFID (Radio Frequency Identification), i UWB (ultra-wideband), son tecnologies utilitzades en radiofreqüència, que ofereixen avantatges en el posicionament, però també tenen les seves limitacions.
Wi-fi.
Els sistemes basats en Wi-fi calculen la distància entre tres o més punts d’accés Wi-fi, utilitzant el receptor del propi telèfon mòbil.
Tal com indiquen Syazwani i altres [37] aquesta tecnologia utilitza tècniques de RSS Fingerprinting, triangulació o trilateració (per més detalls sobre les tècniques veure l’apartat “2.2.1.3 Tècniques de posicionament en interiors.”) La precisió del sistema està entre els 5 i els 15 metres, depenent de les interferències que ocasiona l’estructura de l’edifici, les pròpies persones i el nombre de punts d’accés Wi-fi. La implementació d’aquest sistema depèn de l’estructura Wi-fi de
l’edifici, la qual pot obligar a incrementar amb més infraestructura si els punts existents no son suficients per aplicar la triangulació. A més a més, l’estudi indica que el consum d’energia d’aquests sistemes de posicionament és alt.
En relació amb els objectius d’aquest treball, s’ha de tenir en compte que les presons catalanes no disposen d’infraestructura Wi-fi.
BLE.
BLE és similar al Bluetooth clàssic, però BLE està dissenyat per oferir la mateixa cobertura amb un baix consum d’energia [38].
D’acord amb Syazwani i altres [37] aquests sistemes detecten la posició per proximitat del telèfon mòbil a una balisa determinada o per RSSI fingerprinting.
S’utilitza combinada amb la tecnologia Wi-fi. El baix preu de les balises i la durada de les seves bateries, son elements que fan que sigui un dels sistemes més populars en posicionament indoor. El consum d’energia del sistema, per a una localització precisa, és alt.
RFID.
És un sistema “d'emmagatzematge i recuperació de dades remotes que utilitza targetes identificadores amb lectura sense contacte” [39], els seus components bàsics son l’etiqueta RFID, el lector, i el sistema de processament de dades. La mateixa font indica que les etiquetes poden ser actives o passives, i s’utilitza aquesta tecnologia en un ampli marge de freqüències; en funció de la banda de freqüències utilitzades l’abast pot anar dels 10cm als 200m.
Hi ha diversos exemples d’ús de polseres i targes amb tags RFID en l’àmbit penitenciari (veure més endavant “2.2.2 Solucions IPS en presons.”); però normalment son de baixa freqüència i utilitzades per identificar i localitzar per proximitat, al portador de la polsera o tarja.
UWB.
“La banda ultraampla és una tecnologia de ràdio que pot utilitzar un nivell d'energia molt baix per a comunicacions d'abast curt i gran amplada de banda en una gran part de l'espectre de ràdio” [40]. El senyal pot travessar parets i altres obstacles físics, i és molt tolerant a les interferències. D’altra banda només funciona en espais petits.
Un exemple popular és l’AirTag d’Apple, el tag disposa d’una bateria de més d’un any de durada (segons el fabricant) i la seva cobertura és de 100m. És interessant com els propis dispositius de la marca (mòbils, tauletes, ordinadors,...) funcionen com a balises per determinar la localització del tag [41]. Basades en sensors de moviment o inercials.
Es basa en l’ús de sensors com acceleròmetres i giroscopis per calcular la posició, d’acord amb els moviments realitzats des d’un punt conegut. D’acord amb Syazwani i altres [37], factors a tenir en compte en la valoració de la seva precisió, son la qualitat i exactitud dels sensors, i l’acumulació d’errors en les mesures.
Basades en l’òptica.
Existeixen les basades en IR (infrarojos), VLC (Visible light Communications), LiFi (Light
[42] precisen de visibilitat entre emissor i receptor. Syazwani i altres [37] les esmenten com a possibles, encara que només hem trobat aplicació comercial de LiDAR (per més informació veure el proveïdor Juniper Networks en l’apartat “2.2.1.4 Solucions en el mercat”).
Basades en la visió.
Es basa en el processament de dades de vídeo. En general existeixen dos tipus, sistemes de càmera fixa i mòbil. Els principals inconvenients son la seva complexitat i la baixa precisió [37].
Basades en el so.
Existeixen els següents tipus. Mitjançant so audible (que té l’inconvenient de la contaminació acústica que pot generar o patir), i ultrasons (que té l’inconvenient de la poca penetració de les parets o murs) [37].
Aspectes a destacar respecte a tecnologies IPS.
D’acord amb Syazwani i altres [37] els inconvenients de les solucions basades en camps magnètics son la seva complexitat i cost; i la complexitat augmenta si es fan servir combinats amb sistemes inercials. Els sistemes basats en so son els menys accessibles per l’elevat cost i complexitat. Els sistemes basats en l’òptica son de baix cost, però son complexos i menys precisos que altres tecnologies.
Les solucions basades en RF com Wi-Fi, BLE, UWB i RFID son les més utilitzades, fet que coincideix amb les solucions que ofereixen els principals proveïdors (més informació a l’apartat “2.2.1.4 Solucions en el mercat”). Els factors que es destaquen a favor son el nivell de consum energètic, la precisió i el cost.
2.2.1.2 Algoritmes de posicionament en interiors.
D’acord amb l’article de Syazwani i altres [37], els algoritmes es poden dividir en aquells basats en la direcció i en aquells basats en la distància, des de la qual es rep el senyal.
La “Figura 8” (extreta del mateix article) mostra els diferents algoritmes en funció de quines dades s’utilitzen en el càlcul.
Algoritmes basats en la direcció.
En aquest grup es troben AoA (Angle of Arribal) i ADoA (Angle Difference of Arribal). La localització amb AoA es determina mitjançant l’ús d’antenes direccionals o conjunts d’antenes, per determinar l’angle en que el senyal impacta en el receptor. Nomes calen dos nodes per determinar la posició del receptor, mitjançant la intersecció de les rectes que indiquen la direcció del receptor, que es pot deduir de l’angle d’arribada del senyal.
Algoritmes basats en la distància.
RSSI
RSSI (Received Signal Strength Indicator), utilitza dades d’intensitat del senyal per obtenir informació sobre la distància entre emissor i receptor. La localització basada en RSS es desenvolupa en tres processos: primer, mesura de l’RSSI, segon determinar la distància, i tercer, estimar la posició mitjançant el mètode de la trilateració.
D’acord amb diversos autors [37] és un
algoritme popular en les xarxes de comunicació sense fils; és fàcil d’implementar i té un baix cost; com a inconvenients indica que té poca precisió en àrees grans.
ToA (Time of Arrival)
És el temps absolut que triga en arribar el senyal des del transmissor al receptor. És l’algoritme més utilitzat en GPS. Determinant el moment en que s’envia el senyal, el moment en que arriba i la seva velocitat, es pot calcular la distància. Per determinar una ubicació en 2D calen tres nodes com a mínim (sense comptar el receptor), i per a una ubicació en 3D calen quatre nodes. Tal com indiquen Syazwani i altres [37], es requereix una sincronització dels rellotges, fet que incrementa la complexitat i el cost de la implementació.
TDoA (Time difference of arrival)
És la segona tècnica més utilitzada. A diferència del ToA, no és necessari el moment en que s’envia el senyal, sinó que es requereix la marca de temps en que es rep i la velocitat
Figura 8: Algoritmes de posicionament en interiors (Syazwani i altres, 2022).
d’acord amb Pérez Navarro i altres [43] aquest mètode permet que no viatgi informació en el senyal, i que aquest sigui només una pulsació, simplificant els emissors i facilitant una xarxa d’emissors més extensa. De manera similar al ToA, necessitem tres nodes per a calcular una posició en 2D, i quatre per una posició en 3D.
PoA (Phase of arrival)
Aquest algoritme utilitza la fase del senyal per mesurar la distància del receptor. És un sistema utilitzat en localització RFID passiu; i normalment es combina amb altres tècniques com ToF, TDoA i RSSI [37].
PDoA (Phase difference of arrival)
Fa servir el delta entre fases del receptor per determinar l’angle entre receptors i transmissors. Inicialment va ser utilitzat en sistemes de radar [37]. A diferencia de TDoA,
no necessita
sincronització entre nodes.
CSI (Channel state information)
És un algoritme utilitzat en posicionament Wi-fi, degut a la informació detallada del canal que es pot fer servir.
Investigadors [44] han proposat el mapeig d’interiors, basat en CSI i utilitzant deep learning, denominat DeepFi.
Inconvenients son la complexitat i l’alt cost en la implementació [37]. RTT (Round-trip time) És un sistema utilitzat amb Wi-fi que té l’avantatge que només son necessàries les coordenades dels punts d’accés. Mitjançant l’intercanvi de missatges entre el dispositiu mòbil i el punt d’accés s’aconsegueixen les dades (els temps
d’arribada del senyal i la distància) per determinar la ubicació [37].
Figura 9: Taula comparativa dels algoritmes IPS (Syazwani i altres, 2022).
Aspectes a destacar respecte a algoritmes utilitzats en IPS.
Els algoritmes més comuns son AoA, ToA, TDoA, i RSSI. A causa de la complexitat, alt cost, i de hardware per AoA, ToA i TDoA, en comparació amb RSSI, fan considerar RSSI la millor solució. La “Figura 9”, procedent de l’estudi de Syazwani i altres [37] mostra els avantatges i inconvenients de cada algoritme.
2.2.1.3 Tècniques de posicionament en interiors.
A continuació s’analitzen les diferents tècniques utilitzades en localització indoor.
Triangulació.
Es tracta del mètode que fa servir AoA per calcular la posició. Un petit error en el càlcul de l’angle afectarà a la precisió de la ubicació; d’altra banda, si augmenten el nombre de dispositius podem augmentar aquesta precisió.
Trilateració.
És el mètode per determinar la posició partint de les mesures de distància de tres dispositius, com a mínim. És la tècnica que utilitza GPS. D’acord amb exemples d’algoritmes que la fan servir son RSS, ToA i TDoA [45].
Proximitat.
És la solució més simple i consisteix en relacionar la posició amb el sensor més proper.
Normalment es disposa d’una xarxa de sensors que detecten el dispositiu a localitzar, i es pot calcular el sensor més proper mitjançant la comparació de la intensitat del senyal.
Es utilitzada per diversos sistemes que utilitzen Wi-Fi, Bluetooth, RFID, i UWB [45]. Anàlisi d’escena.
Consisteix en l’observació i enregistrament de característiques de l’espai a on s’han de localitzar els objectes més tard. L’exemple més habitual és el fingerprinting.
El fingerprinting es desenvolupa en dues fases, a la primera es prenen les mesures de diversos punts de referència (RP) i s’emmagatzemen les seves empremtes digitals (fingerprinting) en una base de dades. En la segona fase es comparen les dades obtingudes de l’objecte a localitzar amb els valors de la base de dades per calcular la seva posició.
A on té més aplicació és en localització Wi-fi amb RSSI; ja que és habitual disposar de punts d’accés i les dades RSSI estan disponibles en els dispositius mòbils, no obstant cal tenir en compte l’esforç de la fase de presa de dades.
Pedestrian Dead Reckoning (PDR).
Consisteix en la localització mitjançant dispositius inercials, de posició i magnètics, com son un acceleròmetre, un giroscopi i una brúixola, per obtenir la informació del recorregut i determinar la ubicació. Autors indiquen [37] que aconsegueix una excel·lent precisió de posició en poc temps, no obstant, els possibles inconvenients son, d’una banda, que només pot oferir posicionaments relatius i d’altra banda, els possibles errors acumulatius.
Aspectes a destacar respecte a tècniques utilitzades en IPS.
Autors [37] indiquen la complexitat de les tècniques de triangulació, proximitat, anàlisi d’escena i PDR davant la trilateració. Respecte a fingerprinting, destaca la complexitat per les tasques relatives a les dues fases de que consta; per tant, proposen la trilateració a causa del seu baix cost, facilitat d’implementació i precisió.
2.2.1.4 Solucions en el mercat
Una font d’informació reconeguda i fiable respecte a les solucions tecnològiques en el mercat son els Magic Quadrant de Gartner [46]. Es pot consultar a la “Figura 10” el Magic Quadrant corresponent a solucions IPS [47].
Figura 10: Magic Quadrant for Indoor Location Services (Gartner, 2022).
Gartner indica un creixement exponencial pel mercat de localització indoor, i projecta que arribi a ingressos de 55000 milions de dòlars el 2030, davant els 1900 milions de dòlars del 2021.
