刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要 在刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中引入虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)全面提高公安院校學(xué)生刑事偵查能力和實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)卓越偵查人才目標(biāo)具有重要意義。對(duì)刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可從案件偵查階段角度來(lái)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，從數(shù)據(jù)層、功能層、接口層和用戶層四層級(jí)來(lái)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)和應(yīng)用軟件構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)。建模技術(shù)、場(chǎng)景調(diào)度技術(shù)、立體顯示技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)是該應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞 刑事偵查 實(shí)訓(xùn)教學(xué) 虛擬仿真 應(yīng)用系統(tǒng)

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳教育科學(xué)規(guī)劃一般課題“刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”（項(xiàng)目編號(hào)：2018GB040）階段性成果。

作者簡(jiǎn)介：裴煜，湖北警官學(xué)院偵查系副教授。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ???????????????????????????????????????????????????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???????????? ???????????DOI：10.19387/j.cnki.1009-0592.2019.04.215

虛擬仿真具有人機(jī)交互、沉浸性、仿真性和操作人員自主性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)等教育領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來(lái)，虛擬仿真技術(shù)在公安教育領(lǐng)域的應(yīng)用也引起了學(xué)者們關(guān)注，普遍認(rèn)為刑事偵查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)是繼傳統(tǒng)實(shí)體實(shí)踐教學(xué)后又一重要實(shí)踐教學(xué)方法，對(duì)全面提高公安院校學(xué)生刑事偵查能力和實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)卓越偵查人才目標(biāo)具有重要意義。眾所周知，刑事偵查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)往往是通過(guò)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，科學(xué)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)刑事偵查虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵?；诖耍疚膶?duì)刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)、構(gòu)架設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行初步探討。

一、刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)

虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)與其應(yīng)用目的密切相關(guān)，應(yīng)用目的決定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容。同樣，刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)緊緊圍繞公安院校偵查人才培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行，而培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)期偵查工作實(shí)踐需要的、具有一定偵查能力的應(yīng)用型人才是全國(guó)公安院校偵查專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)共同目標(biāo)，因此，在對(duì)刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)緊緊圍繞案件偵查階段來(lái)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。依據(jù)我國(guó)刑事訴訟法規(guī)定，一起完整的刑事案件偵破，往往要經(jīng)過(guò)案件受理、現(xiàn)場(chǎng)勘查、立案、偵查措施實(shí)施和偵查終結(jié)等階段，因此，筆者認(rèn)為要達(dá)到全面提升公安院校學(xué)生刑事偵查能力和實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)卓越偵查人才目標(biāo)，刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下模塊。

（一） 案件受理模塊

該模塊內(nèi)容包括被害人對(duì)公安機(jī)關(guān)進(jìn)行報(bào)案、控告、舉報(bào);受理案件人員對(duì)報(bào)案人等進(jìn)行初步詢問(wèn)并制作詢問(wèn)筆錄、錄音;制作《受理案件登記表》并出具回執(zhí);對(duì)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行內(nèi)部匯報(bào)請(qǐng)示，并安排偵查人員出現(xiàn)場(chǎng)等。

（二）犯罪現(xiàn)場(chǎng)勘查模塊

該模塊由現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)訪問(wèn)、現(xiàn)場(chǎng)記錄、現(xiàn)場(chǎng)分析和現(xiàn)場(chǎng)勘查信息錄入等單元構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)單元包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)范圍劃定、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)措施采取等;現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)單元包括現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)范圍確定以及對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)上足跡、手印、血跡、作案工具等痕跡物品進(jìn)行尋找、發(fā)現(xiàn)、提取、包裝等;現(xiàn)場(chǎng)訪問(wèn)單元包括對(duì)被害人、其他知情人進(jìn)行詢問(wèn)并制作詢問(wèn)筆錄;現(xiàn)場(chǎng)記錄單元包括運(yùn)用筆錄、文字、照相、錄像、錄音方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查過(guò)程及現(xiàn)場(chǎng)上痕跡物品進(jìn)行記錄固定;現(xiàn)場(chǎng)分析單元包括對(duì)案件性質(zhì)、案發(fā)時(shí)間、案發(fā)地點(diǎn)、作案人人數(shù)、作案人特征、作案工具、作案過(guò)程、作案動(dòng)機(jī)和目的、偵查方向和范圍進(jìn)行分析判斷等;現(xiàn)場(chǎng)勘查信息錄入單元包括將現(xiàn)場(chǎng)勘查信息錄入勘查信息系統(tǒng)，上網(wǎng)比對(duì)查詢等。

（三）立案模塊

該模塊內(nèi)容包括對(duì)案件初查內(nèi)容從立案程序條件、事實(shí)條件和管轄條件等方面進(jìn)行審查判斷;對(duì)于有證據(jù)證明犯罪事實(shí)發(fā)生、需要追究行為人刑事責(zé)任并屬于自己管轄的案件，制作《呈請(qǐng)立案報(bào)告書(shū)》《立案決定書(shū)》和《立案回執(zhí)》等法律文書(shū)。

（四）偵查措施模塊

該模塊由調(diào)查訪問(wèn)等傳統(tǒng)偵查措施、視頻偵查等現(xiàn)代新型偵查措施、跟蹤密捕等緝捕措施、手印鑒定等物證技術(shù)和偵查訊問(wèn)等單元構(gòu)成。傳統(tǒng)偵查措施單元包括對(duì)被害人親屬、同事、親朋好友、鄰居等訪問(wèn)對(duì)象進(jìn)行深入調(diào)查;在劃定的偵查范圍進(jìn)行摸底排查;對(duì)案件相關(guān)財(cái)物進(jìn)行贓物控制;對(duì)系列案件進(jìn)行并案?jìng)刹?進(jìn)行偵查實(shí)驗(yàn)等?，F(xiàn)代新型偵查措施單元包括視頻偵查、通信偵控等。緝捕措施單元包括通緝通報(bào)、追擊堵截、跟蹤守候、網(wǎng)上追逃、拘留逮捕等。物證技術(shù)單元包括對(duì)抓獲的犯罪嫌疑人進(jìn)行人身辨認(rèn);手印、腳印、血跡等生物物證技術(shù)鑒定;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)殘留物進(jìn)行理化檢驗(yàn)鑒定;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)上殘留文字進(jìn)行文件鑒定等。偵查訊問(wèn)單元包括對(duì)犯罪嫌疑人權(quán)利義務(wù)告知、初訊、續(xù)訊和結(jié)束訊。

（五）偵查終結(jié)模塊

該模塊內(nèi)容包括對(duì)案件偵查中獲取的物證、書(shū)證等各種證據(jù)材料，依據(jù)證據(jù)的“三性”進(jìn)行審查判斷;依據(jù)查明的案件事實(shí)，科學(xué)構(gòu)建證據(jù)體系;對(duì)查封、扣押的犯罪嫌疑人相關(guān)財(cái)物文件隨案隨送，對(duì)與案件無(wú)關(guān)的物品及時(shí)返還原持有人;制作《偵查終結(jié)報(bào)告》《起訴意見(jiàn)書(shū)》等。

二、刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)

刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)主要包括應(yīng)用系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和平臺(tái)構(gòu)建兩個(gè)方面，具體而言。

（一）刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了保證虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)順利進(jìn)行，同時(shí)增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)人員實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的沉浸性，營(yíng)造出實(shí)訓(xùn)人員與環(huán)境交互體驗(yàn)的虛擬世界，在對(duì)刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以借用其他成熟虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，即采用數(shù)據(jù)層、功能層、接口層和用戶層等四層架構(gòu)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。①其中，數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，主要解決刑事偵查虛擬仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方法;功能層支撐整個(gè)刑事偵查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的各類(lèi)數(shù)據(jù)的獲取、訪問(wèn)、創(chuàng)建、管理與應(yīng)用工作;接口層負(fù)責(zé)刑事偵查虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)與輕量化模型管理系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)集成，為沉浸式虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)提供交互設(shè)備的訪問(wèn)與控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)人員與虛擬案件現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境間交互;用戶層主要提供刑事偵查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)人員、教師等系統(tǒng)管理人員使用該系統(tǒng)的操作界面。通過(guò)用戶層，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)人員運(yùn)用控件來(lái)加載顯示虛擬環(huán)境，保障虛擬仿真實(shí)訓(xùn)活動(dòng)順序進(jìn)行。同時(shí)，教學(xué)實(shí)訓(xùn)管理人員進(jìn)行教學(xué)過(guò)程有效管理功能，包括實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排、實(shí)訓(xùn)結(jié)果的批改、實(shí)訓(xùn)成績(jī)統(tǒng)計(jì)查詢等。

（二）刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建

刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)應(yīng)用離不開(kāi)系統(tǒng)平臺(tái)。因此，在刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，應(yīng)科學(xué)構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)。刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)由硬件系統(tǒng)和應(yīng)用軟件組成。刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)上述模塊內(nèi)容，可以全部或部分地通過(guò)硬件系統(tǒng)和應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.硬件系統(tǒng)。虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)離不開(kāi)硬件支持。只有在硬件輔助下，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)優(yōu)越性才能最大限度地發(fā)揮出來(lái)。同時(shí)，硬件設(shè)備也是應(yīng)用軟件功能有效發(fā)揮前提。良好穩(wěn)定的硬件系統(tǒng)，應(yīng)用軟件功能才能高效實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)備功能水平需要根據(jù)具體的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)來(lái)進(jìn)行比配選擇。當(dāng)前刑事偵查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)基本操作部件是計(jì)算機(jī)。由于需要滿足實(shí)時(shí)交互與漫游，用于虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)的計(jì)算機(jī)主機(jī)對(duì)圖形加速卡有較高要求，須采用128MB圖形加速卡和1GB內(nèi)存，主頻采用2GB以上。此外，接口微處理器部分的主控芯片須采用16頂級(jí)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的識(shí)別和數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)Windows串口API函數(shù)，完成單片機(jī)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。

2.應(yīng)用軟件。當(dāng)前用于構(gòu)造虛擬仿真環(huán)境并與之進(jìn)行高級(jí)交互的典型軟件主要有MultiGen、AutoCAD、3ds max和Lightwave3D。這些軟件各有優(yōu)缺點(diǎn)，如MultiGen是在圖形工作站上比較知名的實(shí)時(shí)三維模型建模工具軟件系統(tǒng) ，具有性能良好、穩(wěn)定性強(qiáng)、系統(tǒng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，確保實(shí)時(shí)三維性能和交互性的邏輯關(guān)系，在提供優(yōu)質(zhì)視覺(jué)同時(shí)優(yōu)化內(nèi)存占用。AutoCAD是一個(gè)開(kāi)放型的CAD軟件包，具有繪制圖形精度高、完善的圖形繪制功能和編輯功能等優(yōu)點(diǎn)，與3ds max相較，也具有燈光渲染和動(dòng)畫(huà)功能不足等缺點(diǎn)。3ds max具有插件多、多線程運(yùn)算能力和動(dòng)畫(huà)能力豐富等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有渲染質(zhì)感相對(duì)較差等缺點(diǎn)。Lightwave3D是全球唯一支持大多數(shù)工作平臺(tái)的3D軟件，具有操作簡(jiǎn)單、渲染質(zhì)感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有功能不夠完善、造型動(dòng)作不靈活等缺點(diǎn)。②

三、刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

（一）建模技術(shù)

虛擬仿真環(huán)境建模是整個(gè)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)任何性質(zhì)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)，首先要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)包括三維模型、場(chǎng)景和聲音等在內(nèi)的虛擬仿真環(huán)境。同樣，在刑事偵查實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)中，首先要運(yùn)用建模技術(shù)來(lái)構(gòu)建室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)、室外建筑物、道路、人體等三維模型。建立模型即創(chuàng)立和管理一個(gè)系統(tǒng)的表示，系統(tǒng)模型可以用圖形或符號(hào)定義，也可以完全描述性的定義。③刑事偵查教學(xué)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真環(huán)境建模主要包括幾何建模、運(yùn)動(dòng)建模、物理建模和對(duì)象行為建模等三維視覺(jué)建模，往往通過(guò)3DSmax工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（二）場(chǎng)景調(diào)度技術(shù)

在刑事偵查虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，需要根據(jù)案情在虛擬仿真環(huán)境中建立數(shù)量眾多、形態(tài)各異的三維模型。在不降低場(chǎng)景顯示質(zhì)量的情況下，盡量簡(jiǎn)化場(chǎng)景物體的表示，減少渲染場(chǎng)景的算法時(shí)間，降低空間復(fù)雜度，并同時(shí)減少繪制場(chǎng)景物體所需要的設(shè)備資源和處理時(shí)間，這就需要運(yùn)用場(chǎng)景調(diào)度技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景管理。在刑事偵查教學(xué)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，場(chǎng)景的組織與管理一般是通過(guò)場(chǎng)景圖來(lái)完成，將場(chǎng)景中各種數(shù)據(jù)以圖的形式組織在一起的管理方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（三）立體顯示技術(shù)

立體顯示技術(shù)在刑事偵查教學(xué)實(shí)施虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用，能在一定程度上給實(shí)訓(xùn)人員以身臨其境的感受，可以真實(shí)地重現(xiàn)客觀世界的景像，表現(xiàn)圖像的深度感、層次感和真實(shí)性。④目前在虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，成熟的立體顯示技術(shù)有分色技術(shù)、分光技術(shù)、分時(shí)技術(shù)、光柵技術(shù)和360度全息顯示技術(shù)等。使用分色技術(shù)、分光技術(shù)和分時(shí)技術(shù)立體顯示的虛擬仿真對(duì)象需要專(zhuān)用眼鏡觀看，而使用光柵技術(shù)和360度全息顯示技術(shù)顯示的虛擬仿真對(duì)象適于裸眼觀看。這些顯示技術(shù)各有優(yōu)點(diǎn)和局限性，在刑事偵查教學(xué)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中應(yīng)用何種顯示技術(shù)，取決于應(yīng)用者的需求。

（四）人機(jī)交互技術(shù)

在刑事偵查教學(xué)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間交互，往往依賴于交互技術(shù)，這也是刑事偵查教學(xué)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)。通過(guò)交互技術(shù)，實(shí)訓(xùn)人員才能依據(jù)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和方向感等交互通道，通過(guò)數(shù)據(jù)手套、頭盔、鍵盤(pán)等各種傳感器與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，保證刑事偵查虛擬教學(xué)實(shí)訓(xùn)順利進(jìn)行。常見(jiàn)的人機(jī)交互技術(shù)有基于傳統(tǒng)的硬件設(shè)備、語(yǔ)音識(shí)別、觸控、動(dòng)作識(shí)別和眼動(dòng)追蹤等技術(shù)。不同的人機(jī)交互技術(shù)，給予參與刑事偵查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)人員不同體驗(yàn)。

注釋?zhuān)?/p>

①李麗，武照云.汽車(chē)啟動(dòng)電路故障檢測(cè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2016（10）.

②③張菁，張?zhí)祚Y，陳懷友.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社.2014：71，30.

④孫超.幾種立體顯示技術(shù)的研究.計(jì)算機(jī)仿真.2008（4）.