无人机技术在打击盗抢汽车犯罪中的应用<br/>——以在四川藏区的执飞为例

无人机技术在打击盗抢汽车犯罪中的应用
——以在四川藏区的执飞为例

2020-07-09刘润南魏乾肖斌文雯

四川警察学院学报 2020年3期

刘润南，魏乾，肖斌，文雯

（1.成都市公安局四川成都 610017；2.四川省公安厅四川成都610031）

关键字：警用无人机；无人机应用；侦查；盗抢汽车犯罪

无人机技术是传感、通信、信息处理、智能控制等高新技术结合的产物，无人机的功能和应用场景非常广泛。在公安警务中，利用无人机可以节省大量警力，克服困难地形、快速发现可疑人员和事件。近年来，随着科技强警战略的全面实施，无人机技术在公安应急处突、大型活动安保、侦查搜捕、交通管理、紧急救援等工作中得到越来越多的应用，公安机关刑事执法和行政执法能力得到显著提高。但是，总体来讲，无人机在公安警务中的应用还处于初级阶段，相关的经验总结、理论研讨也还比较薄弱。就无人机技术在我国侦查工作中的应用而言，笔者通过中国知网检索，显示约有7篇文献。相关研究主要讨论无人机拍摄功能在现场勘查、侦查取证、跟踪布控和协助抓捕等方面的作用，多以理论研究为主，实战案例的总结提炼很少。有的研究提到了无人机3D建模技术，不过这些讨论也仅限于理论层面而无侦查实战反映。有的研究涉及了无人机的挂载问题，并提出了无人机挂载在抓捕中的应用，但也缺乏实战总结。可见这方面的研究有待大力拓展。对此，本文试根据无人机技术在四川“5·17”特大盗销汽车犯罪专案侦查中的应用，以在四川藏区执飞为例，就无人机技术在打击盗抢汽车犯罪中的应用进行一些探讨。

一、四川地区盗抢汽车犯罪案件现状

四川地处我国西南腹地，东连重庆，西接青海、南邻云贵藏、北界甘肃，区域面积49.6万平方公里，省内丘陵、盆地、高原等地形一应俱全，地貌复杂多样。四川属于多民族聚居的省份，常住人口达9100万，省内有藏族、彝族自治州，人员成分复杂且流动性强。随着我国经济的持续发展，四川经济也不断增长，现已成为中国西部乃至全国汽车市场发展增速最快的地区。截止2019年上半年，四川省汽车保有量超过1152万辆，居全国第7位，其中成都市汽车保有量502万辆，居全国城市第2位。

四川地区盗抢汽车犯罪案件主要发生在成都及周边地区，案件发生时间大多在凌晨，对象主要针对路边随意停放的车辆，犯罪人采用解码器、GPS探测器和干扰器等工具实施犯罪，犯罪人反侦查意识强，作案时间短，现场遗留痕迹物证少。在犯罪过程中，一旦得手，犯罪团伙中的“车手”即驾车朝阿坝、甘孜州行驶，2小时即可进入藏区，赃车转移到藏区后，被销往青海、甘肃等地，具体线路大致如图1。

图1 成都被盗抢车辆主要转移路线

盗抢汽车犯罪者现场对抗性强、危险性大，在遭遇公安民警设卡堵截、追击抓捕时往往不计后果，疯狂冲关逃窜，给公安民警、周边群众的生命财产安全造成极大威胁。此外，因犯罪人专业性、团伙性强，往往集盗抢、运输、改色改号、收销赃等违法犯罪于一体，具有销赃快、转手多，且涉及地多为民族地区等特点，警察的车辆查缉追缴工作难度很大。针对这一情况，四川公安从维护稳定、保障民生大局出发，多措并举、重拳出击，统筹组织全省公安机关连年持续开展专项打击整治行动，掀起严打凌厉攻势，经过几年来的不懈努力，全省盗车犯罪得到了有效遏制，发案数逐年下降。特别是2019年以来，四川公安基于科技强警理念在打击盗抢汽车案件中引入了无人机技术，首次将警用无人机用于打击盗抢汽车犯罪实战，取得了良好成效。该年全省发案同比下降46.51%，比高峰时期下降80.61%，其中成都发案同比下降51.21%，发案降幅为近十年来最大，发案绝对数为近十年来最低，破案586件，查获、追缴被盗抢汽车2846台，挽回损失约2.28亿元，打防工作取得历年来最好成绩。

二、无人机技术应用于侦破盗抢汽车案件的优势

近年来，解码器、GPS探测器和干扰器等技术工具被盗抢汽车犯罪者广泛采用，给侦查工作提出新的挑战。因此打击犯罪的侦查理念、手段必须必须寻求新的突破。而无人机技术的快速发展，为侦查手段的更新带来了良好契机。

（一）观测的灵活性

传统警力到达指定地点的速度往往受到多种局限。仅就用于一般案件侦查的微、轻型多旋翼无人机而言，其起降场地的要求低，起降更加方便灵活，能够迅速到达指定地点。无论是在城区还是平原，搭载高清摄像头的警用无人机仿佛凭空增添了一只天眼，可以灵活调整位置和角度对地面进行固定、移动监测。使用适当的图传设备还可以即时地记录和回传现场情况至指挥中心，便于指挥层更直观地掌握现场情况。将警用无人机数据系统与公安现有网络、平台和侦查手段紧密结合，可以有效的避免信息孤岛，有助于构建天地一体化、扁平化的公安指挥体系[2]。

（二）监控的隐蔽性

一般来说，微、轻型多旋翼无人机若非视线一直跟随，在其距离地面不到100米的高度时肉眼就难以发现，并且在这个高度下桨叶声音几近消失，实施空中侦测时几乎不会被察觉。

（三）记录的丰富性

利用无人机技术开展侦测可以记录丰富的犯罪和执法场景资料，大幅度提升侦查工作的取证能力，助力公安工作更好地适应以审判为中心的诉讼制度改革。

（四）拓展的多样性

目前，在无人机传统的摄像功能外，还能根据不同任务需求在无人机上搭载更多的任务模块，这样大大减少人力侦查所耗费的时间和精力。例如，使用无人机搭载面目识别设备在人群密集场所中进行面部扫描；使用无人机搭载摄影仪器或者红外线成像仪、微光夜视仪等，结合三维建模技术，对勘察现场的地形地貌建立模型，从而结合地理信息系统对该区域内的地理实况进行研判，以便进一步缩小侦查范围，锁定犯罪嫌疑人的藏匿地点[3]。这些拓展模块随着无人机技术的发展还将不断迭代更新，未来应用前景更广阔。

三、应用案例

2019年11月，四川省公安厅刑事侦查局抽调成都市公安局刑侦局、警航、特巡警、阿坝藏族羌族自治州公安局等警力，根据“5·17”特大盗销汽车犯罪专案深挖掌握的犯罪线索，赴阿坝州有针对性地开展了打击盗抢汽车犯罪的第20次集中查缉行动，并在行动中将无人机技术首次应用到侦查工作中。在集中查缉行动中，成都公安积极探索新战法。首先，利用警用无人机对重点可疑地区图像进行了隐蔽采集，建立数字正射影像和3D模型。其次，将采集到数据整合到GIS（Geograph⁃ic Information System地理信息系统）中，对可疑点位进行了排查和标注。再次，在入户清缴时使用无人机进行图传直播，当时的考虑是：一方面对可疑点位是否发生变动进行验证，做到有的放矢，精准打击，另一方面从空中采集电子数据为接下来的法律程序提供了直观的证据。最后，使用无人机对重点可疑车辆进行跟踪，并通过这种手段发现非法改装汽车的窝点。

整个行动共计飞行39 架次13 小时，拍摄面积6300000 平方米，建立30 余座可疑区域房屋3D模型，筛查出可疑点位43个。最终查缉追缴被盗抢汽车37台，其中设卡查获31台，入户搜剿6台（含1台路虎汽车），打击处理犯罪嫌疑人16名，累计挽回损失价值约565万元。

因为是首次将警用无人机用于机动车盗抢案，出于便携考虑，此次行动仅携带了大疆M210、大疆精灵4RTK、大疆御PRO、轻型多旋翼无人机，以及其搭配的三十倍变焦镜头等设备。在行动中，我们利用无人机的拍摄、定位和软件后期处理等功能主要开展了以下几方面的工作：

（一）建立区域数字正射影像

数字正射影像DOM（Digital Orthophoto Map)是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片经逐个象元进行投影差改正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据[4]。影像数据经过辐射校正、几何校正后，消除了各种畸变和位移误差而最终得到具有包含地理信息和各种专题的卫星遥感数字正射影像地图[5]。最常见的正射影像图就是网络上的实景地图，但这些地图普遍精度不高只反应出大概地貌，延迟也较久，多则滞后一两年，对于清查行动来说缺乏参考价值，故传统的清查往往采用挨家挨户走访的形式来实施。传统的清查方式一方面干扰当地居民正常的生产生活，另一方面会打草惊蛇，使全域内嫌疑人得到清查的消息闻风而逃。好在随着无人机技术的飞速发展，使得快速建立区域数字正射影像成为了可能。

影像的采集使用的是大疆精灵4RTK 无人机。之所以使用它是因为其拥有RTK（Real-time⁃kinematic）载波相位差分技术，它是通过实时处理两个RTK测量站载波相位观测量的差分，在野外实现实时得到厘米级定位精度的新的卫星定位测量方法。以飞行高度100 米为例，大疆精灵4RTK二维正射影像水平精度约为2至5厘米。如果有必须要，大疆借助第三方软件平台如Pix4d，Photoscan，Smart3d等甚至可以实现1:500大比例尺免像控的高精度测量要求。在这种精度下采集的区域最新正射影像对于侦查工作来说意义重大。该款无人机体积小，起降方便，智能化高的特点也让其成为不二之选。

1.隐蔽拍摄。首先在车内组装好四片桨叶和一块电池，随后在大疆精灵4RTK遥控器端，按照需求设置好飞行高度，飞行速度以及飞行线路。最后只需将无人机开机放置于车外，人员坐在车内就能一键放飞无人机，让其按照规划的路线采集相应区域的影像资料。

图2 一键放飞无人机

受到高原温度低、大风和空气稀薄的制约，无人机续航时间明显减短至15分钟左右。采集0.6平方公里的影像根据航线的不同大约需要20分钟左右的时间，整个采集过程不用手动干预只需做好监控工作即可。待采集工作完成后无人机自动返航，若地形不利于降落可空中回收无人机。

图3 空中回收无人机

2.建立影像进行筛选。野外无人机采集图像回收后，可立即将数据导出至相应软件建立数字正射影像。

图4 无人机采集影像和卫星采集影像对比

从图5可以看到，完成的影像因为附带地理位置信息，可以高精度的叠加在GIS（Geographic In⁃formation System 地理信息系统）上，并且和图中红线下半部分卫星地图画面的精度对比明显。在此数据采集的基础上，可以进行可疑点位标注，结合属地警力掌握的情况和“一标三实”来确定清查的点位。

（二）建立重点区域3D模型

完成先前工作以后，对于重点区域还可以建立3D模型进行更为细致的研判，3D建模通常采用倾斜摄影技术结合软件来实现。无人机倾斜摄影技术，是在同一飞行平台上搭载相应传感器，然后从垂直角度与不同倾斜角度进行影像采集，以免出现航拍的拍摄遮挡与拍摄死角的情况，从而获得建筑物侧面的纹理信息的技术[6]。倾斜图像既可以使用1 个垂直、4 个倾斜的五镜头相机进行单次飞行拍摄，也可以采取单镜头从1垂直、4 个倾斜5个角度进行拍摄。综合考虑携带的3台无人机的性能，继续选用地理位置精度更高的大疆精灵4RTK来采集图像，事后通过基于图形运算单元GPU 的快速三维场景运算软件Smart3D Capture全自动的生成3D模型，并叠加进GIS系统存储和查看。

图5 建立的3D模型图像

建立好的3D的图像可以进行精确到厘米级的距离测量，如实客观的还原了所采集区域采集时刻的影像，对于方案研判，案例还原有着重要的意义。

（三）空中跟踪和巡查

传统侦查模式获取到线索锁定嫌疑人员后，地面跟踪模式被嫌疑人发现的概率相比于空中更大。这时本次携带的体积更加小巧的大疆御PRO就成为了空中跟踪的不二之选。

图6 空中隐蔽跟踪

警用无人机驾驶员放飞警用无人机之后可以在车上随着车辆一起移动，高空隐蔽观察在公共场所不仅不容易丢失目标还具有极强的隐蔽性，大幅度降低了跟踪的门槛，提高了跟踪的成功率。同时，得益于良好的情报，此次跟踪悄无声息地发现了非法改装的窝点，现场查获正在改装的车辆的1台，抓获改装嫌疑人1名。

在接下来的清查活动中，警用无人机通过录像功能如实记录着清查的每个细节，为后期的打击处理提供了强有力的证据支撑，这次清查携带的所有无人机作为空中记录设备全部投入了使用。

图7 高空变焦巡查

可以搭载30倍变焦摄像头的大疆M210在进行清查时，除了能总览全局验证重点嫌疑点位是否还有车辆外，还能通过变焦放大查看车牌号码并结合移动警务通即时核查是否为被盗车辆，大大提升了工作效率。搭配图传设备，警用无人机的画面还能通过直播的方式回传给指挥中心甚至每一名参与行动的警员，这不仅为指挥中心做出指挥提供了客观事实支撑，还让全体行动人员对行动情况有了清楚的了解。此次清查行动在无人机的协助下共计查获6台车辆，取得显著的成效。

四、讨论

（一）应用的经验

1.提前做好演练。此次执飞任务是在飞行条件特殊的藏区，执飞人员面临很大的挑战。为确保圆满完成任务，需要高标准提高操作技能，并预计可能出现的情况开展扎实的演练。为此，任务团队提前积极备战，苦练技能，特别是在熟悉无人机航线规划操作、生成数字正射影像操作、3D建模飞行控制软件操作、3D建模软件操作等方面作了大量准备工作。

2.选择适合的无人机。根据海拔，天气，任务需求的不同，对于无人机的选择也是大不相同。高原地区需要考虑无人机功率是否足够，雨天则要考虑无人机的防水性能。遇上跟踪任务，还要综合考虑无人机的体积，噪音，摄像头效果等因素。因此选择正确的无人机是一项需要综合考虑的系统化工程。

3.做好监控。当任务开始执行时，飞手除了操纵无人机飞行之外，还要时刻监控无人机的状态。特别是无人机在执行程序的时候，摄像机的工作状态，无人机的电量以及周边的障碍物是重点关注对象。否则，出现空中无故悬停，摄像机工作不正常甚至坠机的情况会严重的耽误任务执行的进度。

（二）改进思考

1.巡航能力明显降低。此次行动在高原地区的冬季开展，高原地区复杂多变的气象，给警用无人机的飞行带来了挑战。超过3000米的海拔使得空气的密度比平原更低，警用无人机的气动性也随之下降，进而需要更多的动力来维持正常飞行。同时，高原强烈的日照使得空气对流加剧，产生的大风天气也成为动力消耗的元凶。加之冬季低温对锂电池性能的影响，本次携带的3架无人机的续航能力均出现了明显的降低。想要解决这个问题，在锂电池技术没有实现重大突破的当下，要么通过增加电池的数量不断更换电池来提高无人机的总体续航能力，要么更换成为油动或者油电混动的警用无人机来提高单次续航能力。

2.飞行噪音明显增大。高原地区地广人稀，建筑物的高度普遍较矮，城市活动的背景噪音也更少。在这种环境下，保持和城区同样的高度飞行，警用无人机的桨叶噪音会更加明显，声音传播的距离也会更远。对于这个问题，如果只是单纯的增加警用无人机的飞行高度，则会带来更低的拍摄清晰度，所以想要彻底的解决这个问题最好的办法就是更换飞行高度更高、速度更快、覆盖面积更大的固定翼或者混合翼无人机。

3.图传距离不够远。高原地区更加开阔，理论上图传的效果也会更好，但是本次携带的多旋翼无人机受限于技术和信号强度，依旧无法实现全域覆盖，所以还需要地面车辆的配合来增加移动的范围和覆盖面积。未来若想实现全域覆盖，更好的办法就是使用大型固定翼或者混合翼无人机。

4.直播网络不够稳定。在抓捕的过程中，时常出现网络信号不够稳定，无法进行实时图传的情况。解决这一问题尚有待我国民用网络系统的进一步完善，如果自建专有网络，成本过高，不具有可行性。

五、余论

（一）形成警用无人机作战体系

具有灵活性，隐蔽性，客观性和拓展性的警用无人机是构建地空一体化科技强警的重要组成部分。随着技术的不断提升和拓展配件的不断研发，警用无人机势必会应用到日常巡逻，治安管控，刑事侦查等警务工作的方方面面。目前警用无人机作为一种机动化的空中传感器，虽然在信息搜集方面具有得天独厚的优势，但与公安业务信息系统完全是脱节的，这就导致信息搜集优势无法转化为快速的处置和打击优势[7]。想要更好地发挥警用无人机的作用，就需要构建以硬件为基础，人员为保障，数据为导向的无人机作战体系。其中数据为导向是指在装备和人员齐备的前提下建立警务GIS，并将系统并入公安大数据平台，以便让数据在未来可以更好地服务于公安工作。例如，叠加在警务GIS里的3D模型结合“一标三实”数据，可以直观地反映出信息采集情况，甚至可以精确到所在楼层。在大数据不断完善的基础上，和其他警种构成合成作战体系，充分发挥警用无人机的效用。

（二）相关法律和制度趋于完善

当前警用无人机行业技术标准缺失，造成警用无人机在技术指标、功能用途、作战适应性等方面，没有可参照的依据和执行标准。一些产品性能没有经过实战考验的民用无人机进入各地警用装备采购中，给未来无人机在警务工作中的深度应用和管理带来隐患[8]。同时，无人机在公安领域的推广应用，也会带来个人信息泄露、随意监视、设备飞行安全等问题[9]。这些现实存在的问题需要法律法规的不断完善来解决。现阶段这些问题必将存在一段时间，但在不久的未来相关生产、管理和应用的法律和制度必将不断完善。