文/葉雋毅，陳龍云，顏嘉鵬  云南大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院

　　信息化時代已然到來，為適應(yīng)全國治安新形勢的要求，全國各地公安機關(guān)在全面實施“情報信息主導(dǎo)警務(wù)”戰(zhàn)略，情報信息已成為公安工作的重要平臺，成為公安機關(guān)從事各種工作的信息基礎(chǔ)。其中浙江宇視科技有限公司在公安情報大數(shù)據(jù)方面具有深厚的沉淀，大量大數(shù)據(jù)項目在多個省份已經(jīng)落地并得到應(yīng)用，如何研究系統(tǒng)、科學(xué)、有效進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘利用是重要課題，本文通過分析大數(shù)據(jù)平臺知識庫提出將數(shù)據(jù)庫信息充分應(yīng)用的基礎(chǔ)理論模型—“三元理論”。

　　數(shù)據(jù)挖掘知識庫的建立

　　公安情報信息大數(shù)據(jù)應(yīng)用挖掘的知識庫來自于一線偵查員的實戰(zhàn)經(jīng)驗。當(dāng)案件/警情發(fā)生后，通過現(xiàn)場勘驗等基礎(chǔ)信息收集后如果現(xiàn)場直接能判斷出嫌疑人時自然是好，但是由于案情的復(fù)雜性、作案嫌疑人的反偵察行為等為案件偵查帶來了極大的難度。偵查工作最關(guān)心的就是從現(xiàn)場留下的信息推測嫌疑人是什么樣的人、真實身份是誰、現(xiàn)在哪兒。

　　從公安偵查的過程對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用經(jīng)驗經(jīng)分析，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以歸類為以下幾種：

　　信息查詢檢索類

　　基于現(xiàn)場勘查、走訪排查等采集的部分信息如嫌疑人的面部圖像、進(jìn)出現(xiàn)場的車輛、現(xiàn)場留下的聲音、指紋、身體DNA、甚至現(xiàn)場范圍的電磁信息痕跡等，通過大數(shù)據(jù)查詢符合條件的目標(biāo)列表。

　　布控告警

　　發(fā)現(xiàn)了嫌疑人或取得關(guān)鍵信息后就可進(jìn)行布控抓捕，出動大批警力進(jìn)行所有路口的盤查就是典型的攔截布控形式。在大數(shù)據(jù)時代，利用基于科學(xué)布點下的信息采集基站進(jìn)行嫌疑人特征信息的布控，如人臉、人體姿態(tài)、人體動作、車輛、移動終端的電磁信號、網(wǎng)絡(luò)虛擬身份等等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)即可通過系統(tǒng)提示進(jìn)行人工甄別和預(yù)案抓捕。

　　研判分析

　　隨著科技的發(fā)展，違法犯罪分子的作案手段、手法等的反偵察能力日漸提升，碎片化的信息根本無法推斷出確切嫌疑人及其行蹤。利用大數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)分析模型就可以推斷嫌疑人可能的范圍甚至直接定位出嫌疑人身份，如利用積分模型、多維軌跡碰撞、關(guān)系圖譜分析等，也可以通過大數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)分析模型預(yù)測高案發(fā)時段、區(qū)域、易案發(fā)人群等，甚至可做反恐預(yù)警分析，預(yù)測恐襲事件等。

　　基礎(chǔ)理論模型研究

　　通過對大量的大數(shù)據(jù)應(yīng)用模型的研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)挖掘總是圍繞著目標(biāo)對象的三元屬性信息展開：關(guān)系、動作、軌跡。這也是本文研究的核心內(nèi)容：公安情報信息大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)理論模型--“三元理論”。

　　所謂“三元理論”是指：關(guān)系元、動作元、軌跡元。每個人都有三維屬性信息，通過對三元信息抽象和提升就可構(gòu)建大數(shù)據(jù)的彈性檢索、關(guān)系分析、時空軌跡等業(yè)務(wù)模型。

　　關(guān)系元與三元閉包

　　每個人總與其他人、車、物、場景、案件等發(fā)生 關(guān)系，比如物品歸屬、人車物接觸；又比如家庭、親情、同學(xué)、朋友關(guān)系，手機聯(lián)系、資金往來等。

　　美國斯坦福大學(xué)教授Granovetter的Thestrength of weak ties論文提出了一個原則：在一個社交圈內(nèi)，若兩個人有一個共同的朋友，則這兩個人在未來成為朋友的可能性就會提高，這個原則被稱為三元閉包。

　　現(xiàn)代人之間的關(guān)系可分為兩種：由于時空軌道重合而產(chǎn)生的關(guān)系（同軌跡關(guān)系）和通過通話、資金、虛擬身份等聯(lián)系而產(chǎn)生的關(guān)系（聯(lián)系關(guān)系）。根據(jù)三元閉包理論分析這些關(guān)系，可以找到與案件相關(guān)的人的匹配并確定客觀存在的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。

　　軌跡元與三元軌跡碰撞

　　每個人必然會留下活動軌跡，比如住酒店、上網(wǎng)、購物、就業(yè)等；再比如坐車、走路會形成路線的軌跡；如果隨身攜帶手機的話，手機移動切換蜂窩基站就會留下手機的軌跡。

　　由此，可總結(jié)出一個“三元/多元軌跡碰撞”理論（見圖4 多元軌跡碰撞模型示意圖）：一個人通過暫住、住宿、上網(wǎng)、就業(yè)、出行等行為形成的軌跡即“人軌跡”，持有車輛的軌跡（道路監(jiān)控、拍照，車管所記錄，維修記錄等）即“車軌跡”，持有手機的軌跡（網(wǎng)絡(luò)痕跡、WIFI-MAC痕跡、蜂窩或GPS定位等）即“手機軌跡”，對應(yīng)虛擬身份的軌跡（社交賬號、游戲賬號等）即虛擬軌跡。各種行動軌跡經(jīng)過采集、清洗、處理可以以可視化的形式表現(xiàn)在地圖上，并可以判斷此人的職業(yè)、日常生活軌跡等信息。

　　如果擁有罪犯的多種軌跡，就可以進(jìn)行多維軌跡碰撞模擬分析。案件勘驗中的涉案軌跡，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘得到的與案件軌跡的時空匹配的高同軌軌跡并以此得到的推薦嫌疑人排名，就可以進(jìn)行多點軌跡碰撞分析并從中篩選、嫌疑排查，最終確定嫌疑犯。

　　動作元與三元交互

　　每個人都不是固定不動的，只要主動去收集就會留下有效記錄。比如有違法犯罪行為記錄的前科劣跡；作案現(xiàn)場的指紋、DNA、足跡等動作痕跡；再比如案前踩點、案前關(guān)手機、案后開手機等打破常規(guī)的反偵察動作。這些行為都會被其所處的環(huán)境與經(jīng)歷、自身的認(rèn)知所影響（見圖2 三元理論模型），即班杜拉的社會學(xué)習(xí)理論。

　　個體和環(huán)境交往得出的經(jīng)驗即個人經(jīng)歷，包含了一個人的出身背景、工作經(jīng)歷、學(xué)習(xí)經(jīng)歷、前科記錄等，這在判斷此人的犯罪可能性上有很大作用，如“前科動作”，即曾經(jīng)被記錄的犯罪違法行為，在刑偵中是考量嫌疑的關(guān)鍵因素。而關(guān)于認(rèn)知，一方面，人的主體，例如信念、動機等往往強有力地支配并引導(dǎo)其行為，行為及其結(jié)果反過來有影響并最終決定思維的內(nèi)容與形式以及行為主體的情緒反應(yīng)；另一方面，個體可以通過自己的主體特征如性格、社會角色等引起或激活不同的環(huán)境反應(yīng)，運用認(rèn)知和經(jīng)歷對行為的協(xié)同作用，可以從中篩選出易于犯罪的個體并加以追蹤關(guān)注。

　　三元理論在大數(shù)據(jù)模型中的應(yīng)用

　　基于關(guān)系元的關(guān)系分析和關(guān)系推測

　　基于關(guān)系元的關(guān)系分析可應(yīng)用于現(xiàn)有已知的嫌疑人手機號/銀行賬戶等(一個或多個)，進(jìn)一步挖掘出與嫌疑人有關(guān)聯(lián)的可疑人員，協(xié)助警員破案。比如上海藍(lán)燈數(shù)據(jù)科技股份有限公司研發(fā)的情報數(shù)據(jù)系統(tǒng)的關(guān)系分析。

　　圍繞手機號碼或銀行賬戶等的關(guān)聯(lián)分析，不斷發(fā)現(xiàn)有聯(lián)系的關(guān)系人或關(guān)系賬號，循環(huán)往復(fù)，形成的包含人和物的復(fù)雜關(guān)系群體，也可以稱為某人或某物的關(guān)系圈。通過關(guān)系分析技術(shù)，挖掘 1 或 N 個目標(biāo)對象(人或物) 的無限層關(guān)聯(lián)對象。通過分析關(guān)聯(lián)關(guān)系的密切程度（可以做為權(quán)重）可以分析出密切關(guān)系人（案件核心人員）、甚至是同伙。

　　基于軌跡元的時空分析和身份畫像

　　通過海量固定基站采集的移動終端活動的時空軌跡數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)模型就可分析出該移動終端的身份屬性（身份畫像），例如，分析移動終端某個時間段可能的常駐地信息等。

　　舉例如下：我們對采集的時空數(shù)據(jù)做以下處理，首先對于每條采集設(shè)備采集的信息以及GPS（100米誤差），每5分鐘內(nèi)同一數(shù)據(jù)的記錄保留一條，且為最早出現(xiàn)的那條記錄。下面，再通過一個算法對采集到的數(shù)據(jù)做處理，得到某一終端的GPS占比情況（只保留大于20%），我們可以根據(jù)時間段的不同（一天可分為白天與晚上）統(tǒng)計同一個終端出現(xiàn)的次數(shù)，以此來實現(xiàn)推測某個移動終端的常駐地。

　　移動終端的時空信息是三元理論應(yīng)用的最佳實證，時空信息基本包括了一個人的關(guān)系元、軌跡元、動作元三個方面?？梢酝ㄟ^它來分析出一個人的生活軌跡，也可以通過多條信息來判斷一個人的身份屬性，或是通過某條信息在某天的突然改變來分析其是否存在異常動作。

　　基于動作元的積分分析和行為預(yù)測

　　基于動作元的信息可以做積分模型分析，在面向無中生有的偵查模式以及案件、恐怖襲擊預(yù)警等方面具有重要價值。

　　我們通過分析特定對象標(biāo)簽下的異常動作去分析可能發(fā)動重大安全襲擊事件的條件，并給與不同的行為以不同的分值進(jìn)行權(quán)重評估，統(tǒng)計一定時段內(nèi)的累積積分值并進(jìn)行排名，從排名中就可以看出排名前top N的安全風(fēng)險極大，應(yīng)啟動預(yù)警和提前處置，以排除可能發(fā)生的安全事件。這個就是通過動作元積分模型進(jìn)行安全恐怖襲擊的行為預(yù)測與預(yù)警。

　　結(jié)語

　　做出優(yōu)秀的大數(shù)據(jù)挖掘業(yè)務(wù)模型很難，對于一線民警剛放下手槍拿起鼠標(biāo)，如何快速有效掌握業(yè)務(wù)建模技巧更為艱難。三元理論可提供給部分基層偵查員、程序員做培訓(xùn)課件，調(diào)研認(rèn)為：這個基礎(chǔ)理論模型極大方便其對大數(shù)據(jù)的理解，也極大方便了做業(yè)務(wù)模型的討論，提高了偵查實戰(zhàn)知識庫的建立效率。