宋庚益 李星宇 宋奇凡 李靜泉 康崇偉 丁 浩

江蘇警官學(xué)院，江蘇 南京 210031

在科技日益發(fā)達的今日，各種新技術(shù)出現(xiàn)在犯罪現(xiàn)場的勘驗中，足跡檢驗方式依靠其易采集和穩(wěn)定的特點有著極強的證明力。足跡能夠作為重要的痕跡物證，其原因是基于它較長時期的穩(wěn)定性。在辦案中證明，足部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能持續(xù)數(shù)年甚至十幾年[2]。足跡是犯罪嫌疑人最易留在現(xiàn)場的一種證據(jù)，且其個性化特征豐富，能有效刻畫犯罪嫌疑人的身高、體重、行走習(xí)慣等特征，為案件初期的刑事偵查提供詳細的方向指導(dǎo)。在辦案中，大眾所最為熟知的以DNA技術(shù)為主的生物檢材盡管能夠很好地對人身進行識別，但卻無法像足跡一樣體現(xiàn)如此豐富的細節(jié)。

在當(dāng)今的刑事偵查實踐中，足跡提取，是一種重要的物證鑒定手段。因此，對犯罪現(xiàn)場遺留的足跡進行快速正確的分析，顯得尤為重要。多年來，在辦案中，由于足跡檢驗出現(xiàn)較早，刑警技術(shù)人員已經(jīng)積累了大量實踐經(jīng)驗，形成了一套較為完整的體系。對于現(xiàn)場足跡的相關(guān)提取、保存等技術(shù)均已發(fā)展出較為成熟的方法。但與此同時，由于新媒體的發(fā)展，足跡作為一種關(guān)鍵性證據(jù)已經(jīng)被大眾所熟知，許多犯罪嫌疑人在實施犯罪時往往刻意對足跡進行偽裝，以達到誤導(dǎo)偵查人員的目的，這使得在當(dāng)今的足跡檢驗中，僅僅依靠一種方法進行判斷是一種危險和不負責(zé)任的行為。

在本文中，主要尋找研究青年男性在自然行走過程中，所體現(xiàn)出的足部前后重壓點之間的距離與身高之間的關(guān)系，采用先進的Zebris步態(tài)分析系統(tǒng)對足底壓力數(shù)據(jù)進行采集、歸納和整理，并對采集數(shù)據(jù)進行分析，通過計算現(xiàn)場足跡重壓點之間的距離來推測發(fā)罪嫌疑人的身高，并用已存的方式進行驗證。

一、研究內(nèi)容和方法

(一)原理和定義

原理：本實驗采取的度量方法有平均數(shù)、方差、正態(tài)分布。在統(tǒng)計學(xué)中，平均數(shù)是反映數(shù)據(jù)集中趨勢的一項指標。方差經(jīng)常用于統(tǒng)計分布程度上的測量，統(tǒng)計中的方差(樣本方差)是每個樣本值與全體樣本值的平均數(shù)之差的平方值的平均數(shù)。方差越大則波動性越大，穩(wěn)定性越差，反之，則波動性越小，穩(wěn)定性越好。正態(tài)分布是許多統(tǒng)計方法的理論基礎(chǔ)，平均數(shù)分析、方差分析均要求分析的指標服從正態(tài)分布，許多統(tǒng)計方法雖然不要求分析指標服從正態(tài)分布，但統(tǒng)計量要近似正態(tài)分布，因而大樣本時這些統(tǒng)計推斷方法也是以正態(tài)分布為理論基礎(chǔ)的。定義：身高/足掌重壓點和足底重壓點之間的距離。

(二)實驗對象

本實驗采取30名健康男性青年學(xué)生作為實驗對象，年齡20.5歲±1.6歲，身高178±7cm，體重75.25±10kg，每個實驗對象髖，膝，踝關(guān)節(jié)活動正常，行走均無明顯異常，無扁平足，高足弓等足部疾病。

(三)實驗器材和實驗方法

本實驗選用Zebris足底壓力分布測量系統(tǒng)及其配套軟件。該系統(tǒng)是具有世界先進水平和代表性的三維動態(tài)足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)。Zebris足底壓力分布測量系統(tǒng)具有高精度、大量程、分析功能完善等特點。首先讓20名實驗對象在實驗室內(nèi)的Zebris足底壓力分布測量系統(tǒng)壓力采集器上進行正常行走，每次行走來回一次，每個實驗對象來回行走20次，待數(shù)據(jù)采集完畢后，導(dǎo)出Zebris足底壓力分布測量系統(tǒng)自動制做出的每次行走所形成的足底壓力分布圖。對于個人數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的研究，我們選取了一名20歲的男青年作為樣本，使用Zebris足底壓力分析系統(tǒng)采集了其100次行進中的足底壓力樣本的壓力數(shù)據(jù)。在得到這些樣本壓力數(shù)據(jù)后，我們分析了每一個樣本壓力數(shù)據(jù)后，選擇測量前腳掌重壓點與后腳掌重壓點之間的距離，并將所得的左右足各一百份數(shù)據(jù)與該個體的身高進行商運算(身高/前腳掌重壓點與后腳掌重壓點之間的距離)，得出200份比值。對這200份比值進行處理，并在Excel中制作成表格并繪制其圖表。

(四)目標

找到身高H和足跟重壓點到足掌重壓點的距離L的相關(guān)性聯(lián)系。從而能夠通過計算現(xiàn)場足跡重壓點之間的距離來推測發(fā)罪嫌疑人的身高，為案件的偵破提供線索。

二、實驗數(shù)據(jù)分析處理

(一)個人穩(wěn)定性分析

根據(jù)上述方法，我們首先需要對單個個體數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性進行測試研究。個體數(shù)據(jù)縱向穩(wěn)定性是進行本次實驗的前提條件，也是不同個體進行橫向?qū)Ρ鹊幕A(chǔ)，只有在確定了單個個體數(shù)據(jù)的價值后，大批次的數(shù)據(jù)才可以進行橫向的分析比較，得出結(jié)論。

對這200份比值數(shù)據(jù)進行處理后，我們得到左足數(shù)據(jù)的平均值為9.82，數(shù)據(jù)方差為0.066；右足數(shù)據(jù)的平均值為10.28，方差為0.166。結(jié)合左右足比值數(shù)據(jù)的方差和圖像(表1，2；圖1，2，3，4)，可以得出該比值的離散程度很小，可以被用來支持進行下一步實驗。對于單個人數(shù)據(jù)左足數(shù)據(jù)離散程度比右足小，我們通過對這100次實驗過程的觀察，認為這一現(xiàn)象的產(chǎn)生和單個人的行走方式、儀器的本身誤差有關(guān)。每一次個體的行走方式都會因為心情、速度等多種因素而發(fā)生變化。我們認為這兩個誤差都可以接受，并不影響下一步橫向數(shù)據(jù)的對比。

表1 左足比值的區(qū)間分布

表2 右足比值的區(qū)間分布

圖1 左足數(shù)據(jù)分布圖

圖2 右足數(shù)據(jù)分布圖

(二)集體穩(wěn)定性分析

從以上實驗中得出的壓力圖像中可以看出，每個青年男性都有其壓力分布的特點，說明不同人有著不同的足底壓力分布情況，但是從Zebris步態(tài)分析系統(tǒng)中得出的足底壓力分布圖像可以看出大部分青年男性的黑色點狀曲線既合力的移動路徑，每次行走時的足底與地面的作用方式也不相同。但從整體上看，大部分青年男性的黑色點狀曲線都是偏離壓力的最大值，為了保證數(shù)據(jù)的有效性，在參與實驗的20個個體所留下的數(shù)據(jù)中，舍去那些黑色點狀曲線位于足底壓力最大值的數(shù)據(jù)共計2個個體。現(xiàn)對于剩余18個個體數(shù)值進行縱向分析，符合要求的樣本情況如下(見表3)。

在證明集體穩(wěn)定性前，我們需要先驗證集體樣本的分布是否符合正態(tài)分布，將數(shù)據(jù)用Excel簡單處理后，導(dǎo)出并輸入SPSS21.0分析軟件，得到左足特定比值的Sig值為0.075>0.05，而右足特定比值的Sig值為0.15>0.05，故此集體樣本符合正態(tài)分布。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)出后用spss21.0計算出左腳特定比值的方差為0.707425，右腳特定比值方差為0.856270。兩組方差均接近于0，所以綜合以上實驗內(nèi)容得出結(jié)論：集體實驗對象的特定比值趨于穩(wěn)定。

在此基礎(chǔ)上，本實驗所采用數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性得到了全面的論證，證明了實驗結(jié)論的可靠性，我們能夠達成此次實驗的目的。

表3 各實驗對象身高與左右足壓力比值

三、實驗結(jié)論

在經(jīng)過個人以及集體數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性論證后，基本可以確認本文所采用的方法得出的數(shù)據(jù)是可以進行定量分析的可靠數(shù)據(jù)。綜合所取的18個個體的數(shù)據(jù)，我們可以得到如下結(jié)論：在20左右的青年男性中，其身高與足底重壓點之間的比值分布于一定的區(qū)間內(nèi)，左腳為9.38-10.30，右腳為9.52-10.36。(圖3，4)。

在左足的18組數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)總體偏小，分布靠前，但仍符合正態(tài)分布的要求，我們截取了包含95%數(shù)據(jù)的值作為上限(10.30)和下限(9.38)，并以此為最終的結(jié)果；而右足數(shù)據(jù)的分布雖然較為分散，但其主體仍與左足數(shù)據(jù)一樣屬于正態(tài)分布，同樣截取包含95%數(shù)據(jù)的值作為上限(10.36)和下限(9.52)。通過這兩個區(qū)間，我們便可以大致計算出相關(guān)足跡所對應(yīng)的人的身高范圍，左右足跡數(shù)據(jù)不同，它們之間是相互印證的關(guān)系，若同時采取兩者所得的范圍進行收縮，其結(jié)論應(yīng)當(dāng)更為準確有效。

圖3 所有樣本左足數(shù)據(jù)正態(tài)分布直方圖

圖4 所有樣本右足數(shù)據(jù)正態(tài)分布直方圖

四、實驗結(jié)語

本實驗基于Zebris足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)，初步進行了足底壓力與身高相關(guān)性研究，但由于實驗儀器掌握情況等原因，造成實驗數(shù)據(jù)的不完善，同時足底重壓點分布也受地面條件和行走動作等其他因素影響，要準確反應(yīng)青年人足部重壓點距離與身高的分布規(guī)律，還需要擴大實驗對象數(shù)量，在今后的實驗中繼續(xù)研究。