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探讨警用无人机在侦查工作中的应用
2018/12/7 18:22:00   特种装备网      关键字:侦查,无人机,信息,技术      浏览量:
无人驾驶飞行器所特有的空域监控视角广、低空成像清晰以及地空联动通信便捷的特性,不仅使公安机关能在短时间内全面获取案发事件现场的第一手资料,提高了公安机关快速响应能力、指挥决策能力,也在一定程度上实现了侦查工作由被动发现到主动追踪、由广度信息群到轨迹信息链的变革。

摘 要: 无人驾驶飞行器所特有的空域监控视角广、低空成像清晰以及地空联动通信便捷的特性,不仅使公安机关能在短时间内全面获取案发事件现场的第一手资料,提高了公安机关快速响应能力、指挥决策能力,也在一定程度上实现了侦查工作由被动发现到主动追踪、由广度信息群到轨迹信息链的变革。而无人机侦查作为一种侦查技术的变革发展,其在侦查工作中应用未来以及实践工作中所面临的问题也成为当前公安工作关注的重点。

关键词: 无人机侦查;电子围栏;侦查技术

对于公安侦查工作而言,无论是目前已经日益成熟的信息化侦查还是在积极探索的大数据侦查,其本质都在于实现信息的广度与深度的收集与探索。但无论是旨在扩展信息化广度的公安情报数据库还是力图实现犯罪轨迹重现的视频布控,都囿于技术设备的特性而使侦查工作仅停留在定点、定时的被动发现阶段,对重点的人、事、物缺乏主动实时的跟踪控制,而目前这种被动不特定的信息收集使侦查效益随着信息体量的增加而成为制约公安工作发展的重要问题。为此,无人机侦查成为继技侦、网侦、视频监控侦查之后,公安机关战斗力的新增长点。

一、无人机侦查的概况及定位

无人机(drone)是无人飞行器(unmanned aerialvehicle)的简称,是一种通过无线遥控或内设的智能控件进行操控,利用机内嵌入式系统及配件与远程信息平台构建完成数据链,从而完成信息实时交互的不载人飞行器。完整意义上的无人机,指的是“无人机系统”,这个系统由无人机平台、任务载荷、起降系统、测控与信息传输系统、地面支援与保障系统、人工操控系统组成。而在侦查工作中,无人机的微型化形态、模块化构造、全景性监视以及高空动态长航时使之成为各地公安机关关注的重点,公安部部长郭声琨提出: “加快警航事业发展,以适应新型安全需要,生成新的战斗力。”目前,全国25个省份公安机关配备各型警用无人机近千架。公安实践中已有多起警用无人机协助公安机关侦破案件,无人机侦查俨然成为未来侦查工作的发展趋向之一。

一)无人机侦查的发展现状

1. 技术发展现状

无人机侦查技术整体上分为无人机本体技术和无人机整体信息交互系统两部分。从无人机本身来说,目前普遍应用于侦查工作中的警用无人机主要分为固定翼无人机、多旋翼无人机、倾转翼无人机和垂直起降固定翼无人机等。上述无人机因其具备了隐蔽性强、体积小、抗电磁干扰性强、动态定点追踪能力强、全方位监控视角等特点,对公安工作从二维平面被动监控转化为三维立体自主追踪具有重要意义。而从无人机整体信息交互系统上来看,无人机侦查是一个完整的系统,主要由警用无人机、公安信息系统、无人机传输信息数据链、人工操控四个主体部分构成,目前在无人机数据链层面,我国形成了无人机上行链路、下行链路两层级数据链交互,构建了遥控指令的发送和接受以及遥测数据与公安信息系统的发送、接收两套系统。并且融入信息化的指挥决策系统,构筑包括动态数据信息要素、实时可视化信息要素、智能扫描分析的指挥决策平台。

2. 实践应用现状

警用无人机在我国侦查工作中具有极大推广价值,随着现代科学技术的飞速发展,公安信息化的深度应用给警务工作效能提升带来了质的飞跃。

[1]各地虽然对于无人机如何应用于侦查工作进行深刻论证,但仅局限于无人机本体技术的延伸,缺乏一种系统的应用模式,对于如何将无人机技术与公安系统结合缺乏具体应用。本文拟以湖北、重庆两地无人机侦查应用现状为例,分析目前无人机在侦查工作中的具体应用。

1)湖北模式

作为中国警用无人机起步较早的地区之一,湖北省于2012年由武汉视频侦查支队组建无人机中队,实现了可视化指挥、视频导侦和情报研判“三位一体”的无人机侦查应用模式,警用无人机成为武汉命案现场勘查的常规配置。在2015年“东方之星”沉船事件发生后,公安部调用武汉警用无人机,对于现场环境、沉船姿态等进行多角度、全方位的测绘及航拍,并通过生成三维全景图,为调查提供了第一手资料。2016年武汉市公安局将“无人机、3G移动视频监控和视频侦查处理技术”相结合通过绘制“现场三维立体全景图”,精准、直观、全面地反映目的地现场情况。建立了空中视频侦查系统。通过空中支援三维地理数据支援、空中视频支援、空中侦查服务形成了一套完整的无人机侦查系统。

[2]而此空中全景系统目前已应用于各类警务实战工作中。

2)重庆模式

近年来重庆公安高度重视警用无人机的开发与应用,2015年由重庆市公安科学技术研究所牵头并联合重庆市南川区公安局、重庆邮电大学共同承担的“空地一体化应急通信技术与集成应用示范”项目通过项目攻关并投入实战应用。而区别于“湖北模式”的视频 + 无人机的传统构建,重庆市南川区投入建设的“空地一体化应急通信统”将无人机与4G无线图传系统、高清摄像、红外热成像摄像头、三维建模以及4G图传系统相结合,能够实现高分辨率图像取证以及在地形复杂区域进行快速搜寻。低空域成像三维建模技术和340M无线图传技术,既是一种无人机载体技术的革新也形成无人机信息交互系统的升级。

二)无人机侦查的性质定位

警用无人机对于侦查工作的重要意义毋庸置疑,但其作为一种侦查手段其性质定位如何,却是不容忽视的理论问题。从目前无人机侦查应用来看,无人机作为一种技术延伸不仅仅应用于现场勘查等静态全景拍摄,在实践运用中警用无人机往往承担着动态巡逻监控与特定目标实时监控两种侦查监控职能。从无人机侦查所获取的信息来看,根据不同信息属性以及其与所处侦查阶段不同引发的公民隐私权的侵犯程度的差异性,可将无人机侦查分为侦查技术应用与技术侦查应用两部分。

1.以动态巡逻为特征的侦查技术

在以“无人机”为载体的实时巡逻中,其行为地点往往是公共场合的重点地区。对于其侦查行为性质可以依据美国的“隐私合理期待权”进行界定。所谓“隐私合理期待”理论,是指在判断政府执法人员或者行为人所实施的行为是否侵犯了公民或者其他人所享有的隐私权时,我们应当同时考虑公民或者他人在主观上态度及其态度是否合理。

[3]而对于此种无人机侦查,从区域性质来看,属于1924年Hester.v.United States案的开放区域。从技术手段上看,则属于1983年United States v.Knotts案中的感官强化。均不具有隐私合理期待权,因此属于侦查技术中的一种,其行为启动与其他侦查技术一并体现为内部自律的科层控制。

2.以实时监控为特征的技术侦查

随着无人机的微型化以及所搭载的配件精细化,警用无人机在一定程度上也可以实现密听密录、轨迹监控等功能。仅就传统理论的“强制性”判断,无人机侦查显然不具有物理意义上的强制力。但随着科技的进步,以“无人机侦查”为代表的高科技监控的高侵权与传统法律标准的滞后性带来了公民隐私权的零合博弈。就信息隐私而言,信息的性质和内容决定隐私权强度的主要因素。信息的私密程度、信息所关涉的社会关系的重要性、信息含量的丰富程度

[4]决定了其是否具有合理期待。以“监控”为目的的无人机侦查所获取的信息明显具有隐私的合理期待权,不能将其视为侦查技术而恣意使用。应将其作为技术侦查的一种延伸加以规制,以防止公民陷入科技所带来的“透明社会”的郁结情节中。

二、无人机侦查引发的侦查活动的变革

一)侦查技术层面

刑事案件侦查主要围绕着“人”与“事”两个部分,而侦查工作的主要任务则体现如何“发现人”以及怎样“证明事”。

在发现犯罪嫌疑人层面,传统的视频侦查技术,将研究重点置于如何合理布控以期形成对于犯罪轨迹的重现。一般是按照事件发展趋势去寻找和发现线索的视频图像顺查法,或者以人、工具、涉案物品为逻辑依据的视频图像回查法。

[5]在现行案件的侦查方面,视频监控所带来的片段性与被动性成为制约其发展的问题。而随着计算机视觉的高速发展,警用无人机所搭载的视频、热成像、红外线系统成为动态目标追踪的重要手段。公安机关对于锁定嫌疑目标以及现行犯罪目标可以依托于无人机侦查技术实现动态多目标追踪。而动态背景下的多目标追踪相对于静态监控或者单目标跟踪更加复杂,涉及到图像处理、数据处理、模式识别、信息处理等各个相关领域。

在侦查取证层面,无人机航拍技术在犯罪现场勘查过程中起到了不可替代的作用。在传统的犯罪现场勘验中,囿于人员平面视角的局限性,始终缺乏对于犯罪现场整体概况的描述,进而在分析案情阶段往往缺乏关键依据。无人机航拍技术与地面拍摄、载人航拍相比,在个体成像、全景概况、侦查效益上具有显著进步。在个体成像上,无人机分辨能力强,可获取地面分辨率0. 1m的影响且可以通过无线传输系统及时回传到指挥中枢,缩短信息传递时间。

[6]在全景概况上,无人机可实现多角度多机位拍摄,充分展现现场各个方位的情况。并且对于涉及到大范围、大面积现场的全景拍摄,无人机可以实现主体现场与关联现场位置关系的描述,直接展现多现场的位置关系。对于夜间现场以及照明条件差的犯罪现场,无人机所搭载的红外摄像头可以结合三维建模技术对于案件现场的三维高精度重建和测量,为案件分析研判提供更加直观和立体的现场信息。

[7]在侦查效益上,无人机的造价成本相对人载人航拍器较低,人员培训简易便于操作。而对于传统地面拍摄,无人机的实时传输系统使得信息交互较之更加迅速便捷,侦查效益得到显著提升。

二)侦查模式层面

鉴于界定标准的差异,侦查模式也有多种分类。而从侦查要素的运行逻辑来看,侦查模式可分为回溯性侦查和现行侦查。随着信息化侦查的不断发展,传统侦查模式下的由侦查方向引导信息收集的思维路径转化为以信息收集为案件的导向,由信息引导侦查方向的新型模式。

[8]从侦查进程来看,侦查活动始终是以“回到过去”为目标的回溯性模式,而侦查认知的有限性决定了对于案件事实的追求只能无限地穷尽客观真实,而非达到客观真实的程度。而以无人机侦查为代表的动态实时侦查技术,则将侦查模式从单纯的回溯性转变为现行与历史相结合的侦查,依托侦查技术的发展突破传统关于侦查认识始终针对于已经发生的、不可能重演的案件事实,从已知出发探究未知的逻辑思维模式。

[9]通过无人机侦查所具有的动态性、主动性实现在案件信息形成后消散前的“最优化侦查”,从而使侦查模式不仅仅局限于“回到过去”。

三)侦查理念层面

无人机侦查作为科技导侦的重要实践应用,其对于传统围栏的革新具有重要意义。围栏理念则是通过相关侦查手段,划定犯罪嫌疑人活动轨迹范围,通过获取犯罪行为及犯罪嫌疑人活动的时空节点,还原其行为活动的轨迹。侦查工作中围栏理论随着科学技术的发展先后经历了三次变革。在传统侦查理念下,侦查工作体现“人”的累积,大范围的摸底排队与超负荷的调查访问成为案件侦办的必经之路,形成了以犯罪现场为核心向外辐射的人证围栏。虽然在案件侦办初期人证围栏起到了重要作用,但受制于警力以及侦查效益,广泛而不计成本的走访使得案件侦查往往陷入僵局。而随着天网工程的建立,传统的人证围栏也逐步向视频围栏转化,信息增量由人海增量向技术增量转变,公安机关通过调取犯罪现场及周边的视频监控,通过对犯罪嫌疑人及涉案交通工具、物品的视屏轨迹监控、辨认、锁定,建立相关人与事的事实关联,以视频划定案件范围。但在实践工作中却面临着视频数据体量大且有效信息少,未能形成案件现场的全覆盖等问题。而此时信息化时代又使得围栏理论再次革新,电子围栏成为公安机关关注的重点。在周克华案件中,重庆警方通过对于犯罪嫌疑人周克华行踪附近的基站信息进行逐一排查最终锁定犯罪嫌疑人所使用的手机,并最终以此为线索使得案件侦破有了重大进展。但电子围栏所需要的高成本及高侵权给公安机关日常使用带来了难题。

无人机侦查则将传统的围栏理念从静态布控转变为动态布控,在围栏范围设定上,无论是人证围栏还是信息围栏、电子围栏都需要事先划定范围,且在侦查过程中,范围的扩大与缩小往往牵一发而动全身,无法及时有效地应对案件的突发情况,而无人机侦查凭借其机动性与广视域的专有属性,使得在案件搜查相关人、物、交通工具的过程中,能够实时调整围栏范围,布控密集度,实现真正意义上的实时布控。另一方面无人机所具有的隐蔽性,使得传统的反侦查行为难以奏效。警用无人机在侦查实践中的巨大优势,使得侦查围栏理念再一次面临着新的变革,由二维平面向三维立体,由静态布控向动态巡控转化。科技导侦、信息导侦的理念得到有效贯彻实施。

三、无人机侦查未来发展趋势

一)技术升级: 核心技术的应对性革新无人机能在侦查工作中发挥多大的作用,取决于其技术演变与侦查工作的适配性,目前无论是军用无人机还是民用无人机的发展倾向,都趋于无人机 + 行业应用的模式。而应用于侦查工作的无人机,其无论是在核心技术还是配件配置升级上也应向针对侦查活动的特性而发展。

1.续航能力的提升

目前警用无人机多为多旋翼无人机,在机身动力上主要采用锂聚合电池作为核心动力,续航能力普遍在45分钟以内。对于民用拍摄无人机而言,航时并未制约其核心用途使用。但在侦查工作中无人机需要保持持续不间断地巡航,航时的限制对于侦查工作中无人机的应用推广产生了重要影响。目前对于无人机巡航能力的提高有不同实践解决方案。

1)氢燃料电池

氢燃料电池是使用氢元素,制造成储存能量的电池。其以能量密度大而著称,在通常条件下,其发电效率能提高30%到65%。而储能技术的提升直接关系到无人机全机的升阻比。在整个飞行过程中,由氢燃料电池提供稳定动力输出2016年2月,苏格兰海洋科学协会成功进行了第一架使用固态氢动力系统无人机的测试飞行,并平稳着陆。英国科技公司智能能源也于近日宣布创造出了一种针对小型无人机的最优化燃料电池。通过利用压缩氢对电池进行充电,将无人机充电时长由数十分钟缩短至几分钟,将单程巡航时间提高至2小时。

2)太阳能动力

关于无人机太阳能续航技术的研究始于上世纪80年代,自1981年到2013年,英国、美国、德国、瑞士相继投入太阳能无人机技术的研发,而对于微型非军用无人机,2014年美国无人机实验研发的高空太阳能无人机“Aquila”,目标是Aquila通过借助太阳能,保证连续工作3个月以上,于2016年也完成首次航行。但对于侦查工作而言,搭载太阳能技术的无人机往往存在着环境因素制约明显,机身面积搭载体积过大等技术瓶颈问题。而真正意义上的高空长航时太阳能无人机研发仍处于概念创新阶段。

2.智能系统的建立

侦查工作的复杂性与追踪目标的所处动态环境的不确定性使得应用于侦查工作的无人机需要具备高自主能力和智能巡航能力。目前的无人机主要依靠两套坐标体系,其一为地理坐标系即依靠已有的全球定位系统,将无人机的飞行轨迹、飞行经纬、拍摄地点经纬实时地反馈回操控平台。其二为载体坐标系即四轴自身的坐标系。无人机的实际操控实际上是实现载体坐标系与地理坐标系的相互转化。只有实现了地理坐标系与载体坐标系之间无误差的转化,方可使载体于自身坐标系所完成动作转换到地理坐标系中。对于侦查工作而言,如何实现载体坐标系与地理坐标系的准确转化成为侦查工作精准定位的重点。而区别于普通的军用、民用无人机,警用无人机作为日常巡逻和定向追踪中不可忽略的重要工具,如何从技术层面通过四元数学运算将两套坐标系实现精准转化,成为警用无人机实现智能巡航与智能侦查的重要一环。与此同时专业化坐标导航能力的提升,也是建立无人机侦查群相互协作,实现信息不完全条件下,信息缺口的补充以及不确定条件下异构平台分布式资源的动态分配与调度。

二)平台构建: 信息平台的实时交互衔接

无人机于侦查工作中的核心任务是采集现场数据,并将现场的视频、音频等信息实时传输回系统中进行分析研判。随着云技术的不断革新,无人机技术如何实现云传输,进而实现于警务信息平台的实时交互以及无人机群信息平台的构建成为当前无人机侦查发展的关键。

1.现场前端到指挥后端的信息交互

常规的无人机侦查流程,是通过无人机的广阔视域发现侦查目标,进而采取人机交互的方式通过数据链将目标初始坐标,传输回地面操控人员,进行目标锁定从而进一步对特定目标进行侦查。虽然无人机承担了侦查工作中发现和跟踪目标的任务,但在目标确认、信息回传、最终决策仍是由警务人员进行信息处理。在长时间的侦查过程中,警务人员需要处理大量的回传图像信息并形成目标轨迹的判断,难免出现遗漏。因此,无人机侦查作为一种侦查技术手段需依托于整体的警务信息平台而发展,无论是实现实时图像传输还是信息中继的传播,都不能仅仅局限于无人机前端与操控端两者的单一链型数据传输,使之成为移动的监控摄像。反之,应将其与公安信息平台相联系。随着警务信息平台(PGIS)的建立,无人机所获取的目标物移动轨迹,可以通过无线通信链路传输到情报信息平台,从而进行有效的信息预判分析,为无人机布控提供可靠依据。通过现场前端与指挥后端的信息交互,将现场资料与公安数据库形成协同作战的态势,将警务人员的思维由二维转变为三维,减少其决策信息量。

2.无人机群的实时信息平台构建

无人机群作为一个综合系统,其不仅仅是由单一无人机构建。通常完整的无人机侦查,需要数架无人机、地面站、数据链、信息平台四个部分构成。在发展无人机通过数据链与地面站、信息平台联系的同时,也应注重不同无人机之间借助数据链的信息交互平台的构建,将目前的独立专用的数据链系统向全球信息格栅(GIG)过渡,有效应对多机体,多任务在复杂情况下对数据链带宽的新要求。于侦查工作而言,建立无人机群的实时信息平台,可以有效协调无人机群之间的配合侦查,巡逻侦查,使信息收集冗余量降低,实现真正意义上的全景式侦查模式的构建。

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