王穎志， 鄭滋椀, 李強(qiáng)偉

(1.浙江警察學(xué)院交通管理工程系， 浙江杭州 310058；2.浙江警察學(xué)院基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的公安信息化應(yīng)用公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江杭州 310058)

0 引言

近些年，隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展，犯罪地理學(xué)在國內(nèi)也得到迅速發(fā)展，越來越多的國內(nèi)外學(xué)者開始將地理信息技術(shù)引入犯罪領(lǐng)域研究，形成了犯罪地理學(xué)[1]。研究表明，違法犯罪案件的時(shí)空分布研究，有助于提高公安機(jī)關(guān)在犯罪防控、警情響應(yīng)等方面的科學(xué)性和能效性[2-3]。

地理空間一般被認(rèn)為是連續(xù)的歐幾里得空間，而距離則指歐幾里得距離，即兩點(diǎn)之間的直線距離。在現(xiàn)實(shí)世界中，許多事件或現(xiàn)象并非如此，違法犯罪領(lǐng)域就是其中之一，違法犯罪案件往往跟道路網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱路網(wǎng))分布有關(guān)，而采用平面歐氏距離并不能準(zhǔn)確地分析和揭示其空間分布的特性。近幾年來，以最短路網(wǎng)距離作為空間距離的分析研究迅速發(fā)展。McSwiggan[4]、Zhao[5]、鄭滋椀[6]等學(xué)者提出了基于路網(wǎng)的核密度、點(diǎn)聚類、空間插值等方法。如果采用基于路網(wǎng)的方法來加以研究，顯得更加有效，更能揭示違法犯罪案件在路網(wǎng)上的分布特性。

以城市盜竊這一類違法犯罪案件作為研究對(duì)象，基于路網(wǎng)來研究違法犯罪案件在路網(wǎng)上的空間分布特性。以路段為單位定量分析研究路段違法犯罪案件的分布特性和波動(dòng)特性，以及在空間分布上的匯聚特性和程度；利用路網(wǎng)核密度估計(jì)方法來分析研究違法犯罪案件在路網(wǎng)上的空間分布特性，即空間匯聚性和穩(wěn)定性。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究對(duì)象

本文將浙江省某市作為研究樣本空間(圖1深色區(qū)域)，該區(qū)域具有相對(duì)獨(dú)立性和完整性，而且區(qū)域人員密度大、違法犯罪情況復(fù)雜，為開展違法犯罪的空間分布特性研究提供了一個(gè)比較理想的研究區(qū)域。

1.2 違法犯罪案件來源

在所有違法犯罪案件中，盜竊類案件所占比例較高，而且與周邊環(huán)境有著密切的聯(lián)系。 如在本研究區(qū)域中占66%，因此選擇盜竊案件作為研究的違法犯罪類型，共1.56萬起案件(浙江省公安機(jī)關(guān)案件管理系統(tǒng)，2011.1.1～2014.12.31)。

圖1 研究區(qū)域

2 研究方法

2.1 路段

當(dāng)前基于路網(wǎng)對(duì)違法犯罪案件分布特性的研究方法主要有兩種。一種是以路段為單位對(duì)違法犯罪案件進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)[7-8]；另一種是以路網(wǎng)間距作為犯罪空間距離進(jìn)行研究[9]。根據(jù)研究設(shè)計(jì)和分析方法，本文以路段為單位對(duì)違法犯罪案件在空間分布特性上展開研究。在此基礎(chǔ)上，以路段最短距離為空間距離研究違法犯罪案件在路網(wǎng)上的空間匯聚性和穩(wěn)定性。路段是指研究區(qū)域中可供車輛或行人通行的公共道路，共計(jì)493條，如圖1黑色線條所示。

2.2 違法犯罪影射

在實(shí)際工作中并不是所有違法犯罪案件都是發(fā)生在道路上的，所以有必要將數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和影射，從而有助于對(duì)違法犯罪案件的分布特性加以研究。如果違法犯罪案件在路網(wǎng)的旁邊，可以直接將其影射到最近的路網(wǎng)中，否則，可以用最小距離法把不在路網(wǎng)的違法犯罪數(shù)據(jù)進(jìn)行影射處理。

2.3 路段違法犯罪波動(dòng)程度

在路段違法犯罪案件的定量分析中，路段違法犯罪數(shù)量可以揭示每條路段的犯罪嚴(yán)重程度，根據(jù)路段的歷年違法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差就能揭示該路段違法犯罪嚴(yán)重程度的波動(dòng)幅度。但是，路段的犯罪數(shù)量與標(biāo)準(zhǔn)差并不能完全準(zhǔn)確地反映出該路段在所有路段中的相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度及其波動(dòng)程度。將以違法犯罪數(shù)量作為統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路段進(jìn)行降序排列，進(jìn)一步計(jì)算得到每條路段的違法犯罪累積百分比，從而得到該路段的相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度。路段可以依據(jù)累積百分比來進(jìn)行排序，違法犯罪數(shù)量越大，其排名越小，其在所有路段中的相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度就越大。歷年路段的排名標(biāo)準(zhǔn)差則是衡量其在所有路段中相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度的波動(dòng)幅度。

2.4 違法犯罪洛倫茲曲線和基尼系數(shù)分析

在國際上，經(jīng)常使用洛倫茨曲線和基尼系數(shù)來評(píng)價(jià)一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)的集中化程度與國民貧富的差異化程度和分析指標(biāo)[10-11]，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于土地、資源環(huán)境等相關(guān)領(lǐng)域。

違法犯罪洛倫茨曲線反映了違法犯罪案件分布的匯聚特性。曲線上的點(diǎn)反映了該路段上匯聚的違法犯罪百分比，而曲率卻能定性地反映出違法犯罪數(shù)據(jù)在該路段上的匯聚程度，曲率和匯聚特性成正比關(guān)系,其計(jì)算公式為：

式中，Mi和Ni分別為第i條路段的犯罪累積百分比和路段累積百分比。

圖3 違法犯罪洛倫茨曲線

2.5 基于路網(wǎng)核密度估計(jì)

核密度估計(jì)在犯罪多發(fā)點(diǎn)識(shí)別與可視化方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。能夠反映出研究對(duì)象的密度變化[12-13]。目前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于道路交通事故[14]、違法犯罪[15-16]等領(lǐng)域?；诼肪W(wǎng)核密度估計(jì)的距離為路網(wǎng)距離，這有別于傳統(tǒng)核密度估計(jì)的平面歐式距離。每條子路段的犯罪密度估計(jì)值(x,y)為：

其中，K為核密度函數(shù)，n為違法犯罪總量，h為路網(wǎng)搜索半徑，di為違法犯罪案件距離子路段的距離。將采用SANET工具來實(shí)現(xiàn)基于路網(wǎng)核密度估計(jì)方法。

3 結(jié)果分析

3.1 違法犯罪數(shù)據(jù)的空間分布

通過將該區(qū)域違法犯罪數(shù)據(jù)影射到相應(yīng)的路網(wǎng)上，計(jì)算得到相應(yīng)路段3年的違法犯罪數(shù)據(jù)總量(見圖2)。如圖所示，其中具有10起以下的路段占比最多(40%)。而當(dāng)違法犯罪數(shù)據(jù)量不斷增加時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的路段卻在不斷減少，當(dāng)違法犯罪數(shù)量達(dá)到150起以后，其分布的路段數(shù)量呈現(xiàn)明顯的離散現(xiàn)象。由此可以得出，違法犯罪數(shù)據(jù)在整個(gè)路網(wǎng)中，其分布是不均勻的，能夠很好地體現(xiàn)違法犯罪多發(fā)點(diǎn)的分布特性。

圖2 違法犯罪數(shù)據(jù)與路段的關(guān)系

3.2 違法犯罪路段匯聚特性

依據(jù)近3年的路段違法犯罪數(shù)據(jù)，采用降序排序路段得到違法犯罪洛倫茨曲線(見圖3)。

如圖3所示，清晰地反映了不同的違法犯罪嚴(yán)重程度在路段上的分布匯聚特性，同時(shí)，其曲線的曲率也定性地反映了違法犯罪數(shù)據(jù)在該路段上的匯聚程度。其中，圖3(a)～(d)分別反映了違法犯罪數(shù)據(jù)在不同路段上的分布特性。同時(shí)，從上圖可以得知，4條曲線從形態(tài)上幾乎重疊，說明每一年的違法犯罪數(shù)據(jù)分布特性與3年違法犯罪數(shù)據(jù)總和的分布特性近似。

3.3 以路段為單元的違法犯罪波動(dòng)特性

以路段為統(tǒng)計(jì)單元，根據(jù)歷年的違法犯罪數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各路段單元的違法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差和路段排名標(biāo)準(zhǔn)差(見圖4)。

圖4 路段犯罪波動(dòng)程度

如圖4所示，小圓點(diǎn)表示路段3年平均違法犯罪數(shù)量，從左至右不斷減少，越靠左邊的路段案件多發(fā)越明顯?？招娜Υ砺范芜`法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差。處于不同排名范圍的路段具有不同的違法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差，隨著路段排名變大，其違法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差的范圍不斷減小，在排名為0～10%的路段，其標(biāo)準(zhǔn)差的范圍為0～20，排名為40%～50%的路段，其標(biāo)準(zhǔn)差的范圍為0～10，排名為90%～100%的路段，其標(biāo)準(zhǔn)差的范圍為0。星號(hào)表示路段排名標(biāo)準(zhǔn)差。不同排名范圍的路段具有不同的標(biāo)準(zhǔn)差，其特性表現(xiàn)為“兩邊小，中間大”。路段排名在0～10%時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)差范圍大部分在5%以內(nèi)，當(dāng)路段排名在30%～50%之間時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)差范圍為0～25%，當(dāng)路段排名達(dá)到90%～100%時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)差的波動(dòng)范圍為0。

對(duì)比路段違法犯罪數(shù)量、違法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差和排名標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行分析可以得到，不同排名的路段有著不同的違法犯罪嚴(yán)重程度、違法犯罪數(shù)量波動(dòng)范圍和相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度的波動(dòng)范圍。也就是說，不同違法犯罪嚴(yán)重程度的路段具有不同的違法犯罪數(shù)量波動(dòng)范圍和相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度波動(dòng)范圍。具有違法犯罪多發(fā)點(diǎn)的路段(左側(cè)路段)，其違法犯罪數(shù)量的波動(dòng)范圍也較大，路段排名的波動(dòng)范圍較小，呈現(xiàn)反比的關(guān)系。而排名在中間的路段，其違法犯罪嚴(yán)重程度的波動(dòng)范圍比較大，違法犯罪多發(fā)點(diǎn)的分布具有不確定性。

3.4 違法犯罪案件的路網(wǎng)分布情況

利用SANET工具繪制了3個(gè)年度的違法犯罪路網(wǎng)分析圖，路段長度為20 m，路網(wǎng)搜索半徑為200 m，如圖5所示。

圖5(a)為3年內(nèi)的違法犯罪數(shù)據(jù)在路網(wǎng)上的分布情況，違法犯罪案件在路網(wǎng)上的分布是不均勻的，從分布特性上看具有明顯的匯聚性。

圖5(b)～(d)分別展示了2012～2014這3年違法犯罪數(shù)據(jù)在路網(wǎng)上的空間分布情況。每年的分布都是不均勻的，而是有匯聚特性的，有些路段成為了犯罪高發(fā)區(qū)域。同時(shí)，從圖上可以發(fā)現(xiàn)，歷年的違法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段在整個(gè)區(qū)域的空間位置基本上是一致的，也就是說在空間分布上具有一定的穩(wěn)定性。

4 結(jié)論與討論

違法犯罪案件在路網(wǎng)上的空間分布特性是本文的研究重點(diǎn)，分別從兩個(gè)不同的層面分析了違法犯罪案件在路網(wǎng)上的空間匯聚性和穩(wěn)定性。一是根據(jù)違法犯罪案件在路網(wǎng)的匯聚特性，有些路段容易成為犯罪高發(fā)區(qū)域，也就是犯罪多發(fā)點(diǎn)路段。同時(shí)，在分析匯聚性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用違法犯罪數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差與路段排名標(biāo)準(zhǔn)差來分析違法犯罪數(shù)據(jù)空間分布的穩(wěn)定特性。違法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段雖然在數(shù)據(jù)上的波動(dòng)范圍較大，但其路段排名的波動(dòng)范圍卻比較小，也就是說違法犯罪多發(fā)點(diǎn)在所有路段中的相對(duì)違法犯罪嚴(yán)重程度是比較穩(wěn)定的，同樣，違法犯罪發(fā)案特別少的路段也具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。二是針對(duì)整個(gè)路網(wǎng)空間，利用違法犯罪洛倫茨曲線和基尼系數(shù)，分析研究了違法犯罪案件在路網(wǎng)中的匯聚特性，同樣，在整體空間分布上也是具備一定的穩(wěn)定性。最后，利用基于路網(wǎng)核密度估計(jì)方法對(duì)違法犯罪案件的空間分布特性進(jìn)行了可視化分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了違法犯罪案件在空間上的匯聚性和穩(wěn)定性。

圖5 違法犯罪案件在路網(wǎng)上的分布情況

違法犯罪案件在路網(wǎng)上的空間分布特性，即空間匯聚性和穩(wěn)定性特性，對(duì)沿路網(wǎng)開展的警力布置和警情響應(yīng)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠有利于提高警力有效配置、違法犯罪防控和警務(wù)決策活動(dòng)的科學(xué)性和能效性。違法犯罪案件在路網(wǎng)上的匯聚特性決定了警力資源調(diào)度分配的不均勻性和治安防控策略的違法犯罪多發(fā)點(diǎn)導(dǎo)向性。公安機(jī)關(guān)應(yīng)該以違法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段為導(dǎo)向，更好地對(duì)違法犯罪活動(dòng)進(jìn)行有效地防控。違法犯罪案件在路網(wǎng)上的穩(wěn)定性決定了以違法犯罪多發(fā)點(diǎn)為導(dǎo)向的警力有效配置和違法犯罪防控策略的必要性和科學(xué)性。這是因?yàn)檫`法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段具有一定的穩(wěn)定性，并且多發(fā)點(diǎn)越明顯的路段，其穩(wěn)定性也越強(qiáng)。

目前，警力布置和視頻監(jiān)控建設(shè)是公安機(jī)關(guān)兩項(xiàng)最重要的沿路網(wǎng)開展的警務(wù)活動(dòng)，是社會(huì)治安防控體系建設(shè)的重要組成部分，在違法犯罪防控、警情響應(yīng)等領(lǐng)域有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)違法犯罪案件具有的空間匯聚性和穩(wěn)定性特性，公安機(jī)關(guān)應(yīng)開展以違法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段為導(dǎo)向的多發(fā)點(diǎn)警力布置模式，以多發(fā)點(diǎn)路段為導(dǎo)向，將有限的警力資源重點(diǎn)投放到違法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段，從而實(shí)現(xiàn)更加高效的違法犯罪防控體系。在視頻監(jiān)控建設(shè)方面，公安機(jī)關(guān)也應(yīng)以違法犯罪多發(fā)點(diǎn)路段為導(dǎo)向，科學(xué)規(guī)劃視頻監(jiān)控空間分布，從而提高治安防控威懾效能和對(duì)人員、車輛等線索證據(jù)的固定能力。

違法犯罪案件的空間分布特性對(duì)于開展科學(xué)、合理、高效的警務(wù)活動(dòng)具有非常重要的指導(dǎo)意義，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)有限的警力實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的布置，從而實(shí)現(xiàn)快速高效的違法犯罪防控和警情響應(yīng)，是一直擺在公安機(jī)關(guān)面前的一個(gè)難題，而違法犯罪案件的空間分布特性恰好能為之提供一定的參考依據(jù)，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，本文只對(duì)違法犯罪案件的空間分布特性展開了研究，而未在時(shí)間維度上展開研究，有待于今后進(jìn)一步開展相關(guān)的研究。而且，在實(shí)際的工作中，違法犯罪案件的空間分布特性也可能會(huì)受到其他一些因素的影響(如警務(wù)干預(yù))而發(fā)生改變，所以在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)更加靈活地使用違法犯罪案件的空間分布特性，必須將一些干擾因素也加以一定的考量。