即时案件分析辅助工具设计简要说明.docx
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即时案件分析辅助工具设计简要说明
即时案件分析辅助工具(数据挖掘导航)
设计简要说明
一、背景
在公安情报系统中有这样的需求场景:
●案件侦破是一项由未知向已知的过程,如同科研。
拼智慧、拼创造力、拼逻辑能力是其特点。
做求未知的工作总是从给定的一项,或几项的表象,或线索开始,通过在一张不确定的有向图的轨迹上逻辑推理,逐层逐层地,来回地折腾,揭示未知的本质从而达到期望的结果。
试图将这样复杂的思维过程,按程序员的理解大而全地堆积在一张,或有限的几张界面上,这不仅导致界面杂乱,使得探知未知这一高智慧的、充满想象力的工作被限定在若干人为划定的边界内。
更重要的是违反人类对未知问题认知的方法,扼杀了人的创造力。
遗憾的是从目前获知的类似系统几乎都是这样一种模式,程序员的模式。
●做科研不是考试时解一道数学题那样简单,做科研是一项系统工程,它是由n个节点构成的复杂的有向图,每个节点都可能是上一个节点工作的延续,而其成果又可能是下一个,或下k个节点的开始。
这告诉我们记录下每个节点上发生了些什么(在第j个节点开始的条件,或前置条件,做了什么处理,或处置,工作的结果,或后置条件),为之后的工作的开展,或失败原因的追索,从而产生新的思路,都具有非常重要的意义。
而破案工作完全可以类比。
●对于办案人员来说,综合上述两点核心功能内容的工具才是有价值的。
简要描述就是:
简单的界面入口;
在给定的节点上界面要素可配可调(适时适度地配置入口条件、处置条件和后置条件,且通过参数调整上述三组条件的结果集,观察结果集是否是所期望),也就是特定节点的界面要素,或信息的丰富度是根据案件分析的的需要而定;
可回溯之前的成果(在原有的基础上继续之后的工作,或在给定的节点上开始新的工作);
同一案件的多个结果集,或不同案件的结果集可以在一个指定结果集池中执行与或非逻辑运算;
破案模板(案件是可以划分出若干类,而每类案件又可描述成不同性质的树结构,将前辈的破案经验,或精华融入系统,构成知识库,从而为破案实战提供思路)。
●五要素:
人、案、物、地点、机构构成公安情报的系统数据基点。
●而物、地点、机构是人或案的辅助要件,最终要的结果是人。
●因为是一问一答的交互,这种分析的延时应是可接受的(秒级,至多是数分钟)。
二、准备知识
公安情报信息平台目前能提供103类信息源,可以认为有n类信息源。
●资源主题,以下简称主题
1、每项信息源,可定义为一个主题,每个信息源的字段集构成了对应资源主题的结构定义;
2、每个主题的实例化就是主题实例,如常住人口是一个主题,而每一项常住人口记录就是常住人口主题的实例;
3、由于每个主题是由多项字段构成,因此每条主题实例各属性值就储存了区别甲实例与乙实例的描述。
资源主题ER模型简图
●主题维度
1、对于同一个现实实体,如,组织结构,我们可以从不同的角度来描述。
从组织的类别角度,我们可以有国家机关,工商企业、事业单位等等,而国家机关又可分为,党、人大、政协、行政机关;从区域角度,可按行政区划描述。
这里类别角度和区域角度称之为主题维度,而与类别角度和区域角度相关的分类树,则称之为主题维度项集合。
2、每条实例记录与主题维度,或主题维度项的关联信息是含在其字段之中的。
如:
常住人口主题有地址字段,或属性,这可分离出区域信息(第一层是省,第二层是市(地区),第三层是县区,第四层是街道(镇)),也就是一项具体的常住人口记录,是可以归附于某个具体的区域的(如湖南.长沙.雨花区.金盆岭街道143号)。
3、同样地常住人口还有职业字段,或属性,按2的描述,也可完成同一条常住人口记录的职业主题维度的描述。
4、在完成这些描述后,我们就可以从区域,或职业角度,或区域职业角度看同一条常住人口记录。
5、对于第i个资源主题的实例,系统可选按那个字段的内容,或那几个字段的内容,或那几个字段内容的组合作为资源主题维度项特征提取的的作业对象,从而建立起一条实例与某资源主题维度项构成关联。
6、主题维度和主题维度项是独立于资源主题而存在的。
主题维度ER简图
●关键词
1、首先有一个称之为关键词库的表,其中储存了认为可能的关键词条目。
关键词库是可维护的。
2、对于第i个资源主题的实例,系统可选按那个字段的内容,或那几个字段的内容,或那几个字段内容的组合作为分词工具的作业对象,从而建立起一条实例与那条,或那几条关键词构成关联。
3、关键词库是是独立于资源主题而存在的。
4、对于输入的字串,分词工具分词后对到一条,或一组关键词,系统根据关键词与主题实例之前建立的关系,就能获得一主题实例的集合。
关键词ER简图
●资源主题关系,下简称主题关系
1、现实世界的两个实体往往可能存在关系,如:
部门与雇员,重点人员与国内旅客信息,重点人员与旅店信息等等。
2、借助主题关系,假设主题A与主题B构成一对多关系,在已知主题A的某主题实例值a,则给出该主题实例值a,则能检索出与主题B中与该主题实例值a关联的实例值集。
3、系统提供定义主题与主题有关系,且定义两个主题的实例在满足什么条件(撰写表达式)下建立起关系。
主题关系ER简图
三、解决方案
在背景章节已描述案件分析是一项系统工程,它是由n个节点构
成的复杂的有向图,每个节点都可能是上一个节点工作的延续,而其成果又可能是下一个,或下k个节点的开始。
这也就是说我们可以设计一个窗口在有向图的节点上来回旅行。
而每个节点的基本要素有三:
前置条件、处置条件和后置条件。
后置条件依赖于处置条件,或前置条件,而后置条件又是下一个,或k个节点的前置条件。
●简单的界面入口
基本界面要素三个基本滑板槽:
前置条件、处置条件和后置条件,其中处置条件槽缺省是收缩的;
每个基本滑板槽有分别含有资源主题槽(可以考虑用ListBox控件实现)、主题维度槽(可以考虑用ListBox控件实现)、关键词槽和结果集槽;
主题维度槽、关键词槽和结果集槽是依附于资源主题槽的项的,或者是嵌入在资源主题槽中,且随资源主题槽的项的变动而有不同的描述;
主题维度槽和关键词槽的作用是为限定对应资源主题的实例数据集;
资源主题槽和主题维度槽可以有n个项;
初始状态下各插槽均空。
●节点上界面要素可配可调
是指基本滑板槽的资源主题、主题维度和关键词可配可调;
前置条件的资源主题项仅一项是有效;
处置条件的资源主题项仅可选与前置条件对应资源主题有相关性的资源主题(这由表“资源主题关系”限定);
后置条件的资源主题项进可选与前置条件对应资源主题有相关性的资源主题(没有处置条件时),或与处置条件资源主题有相关性的资源主题(注意具有缩口效应,即多个处置主题总是被缩至一个后置主题,或者是一个后置主题总是对应一组处置主题);
除起始节点,其他节点的前置条件的资源主题总是上位节点选中的后置资源主题;
由于主题维度是依附于资源主题的,因此第i项资源主题可选的主题维度项应是表“资源主题与主题维度关系”的集合,不同的资源主题其主题维度集是不同的描述,且随使用者的需要动态调整;
●可回溯之前的成果
表“数据挖掘实例轨迹”实现了此点;
选中其中的一条记录,或节点,系统可获取与该节点相关的前置、处置(如果有)和后置,以及与这些置相关的资源主题和与对应资源主题相关的主题维度集、关键词、结果集;
系统提供从第i各节点的后置结果的一条记录开始新的办案探索,甚至是从起点开始(可能需要使得其他前置资源主题失效);
若表“数据挖掘实例轨迹”描述了一个案件的办案轨迹(构成每个节点的上一层的描述),那么表“数据挖掘实例”则构成了所有案件的总描述,或者系统描述了多少个案子,表“数据挖掘实例”就有多少条记录,而对应于表“数据挖掘实例”的一条记录,就会有一个“数据挖掘实例轨迹”描述的若干节点的子集,一般情况下可视表“数据挖掘实例”提供了在办案件列表机制,或是系统进入的主页。
●结果集池中执行与或非
相当于计算器功能,可以将任意后置条件的结果集组合进行与或非运算,从而帮助系统使用者做出动态分析;
能够进行分析的前提是参与分析的所有结果集都是同一资源主题的实例(字段集可以不一致);
分析的结果可以作为,某节点的前置结果集,进而开始新的分析分支。
案件研判分析ER简图
●破案模板
这借鉴了MSWORD、MSPOWERPOINT的思路,模板常常凝结了诸多的智慧,且在本系统实际构成了知识库,详见图“案件研判分析模板”;
用树(见表“数据挖掘导航”)描述一案件的轨迹节点集,用依附与树节点的前置、处置,和后置描述(见表“数据挖掘导航资源主题”)描述给定节点如何做;
可能的知识库项(见表“数据挖掘导航主题”)描述已有知识库的边界;
一项破案实例可以从模板开始,模板也可以从破案实例导入。
案件研判分析模板ER简图
四、场景实现
场景一:
某酒店发生一起重大失窃案,且近段时间在本市其他区也发生作案手段类此的失窃案。
根据作案现场分析应该是住店人员所为,上级部门要求尽快破案。
实现模拟:
第一步、建立新的案件实例(在表“数据挖掘实例”新建一条记录)。
第二步、建立第一的节点(节点ID00),命名为发案酒店、住店信息和住店客人。
第三步、配置前置条件:
在表“前置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择一资源主题(选择了“旅店信息”)后,系统在表“前置条件资源主题”新增一条记录;
可在关键词录入框输入关键词,点击检索,系统按输入的关键词检索满足条件的“旅店信息”资源主题的实例数据,并在表“前置结果集”中显示出来;
可在主题维度槽添加主题维度(系统弹出可选的主题维度选择界面(由表“资源主题与主题维度关系”限定),选择一项,或多项主题维度后,如k项,添加在主题维度槽中),在表“前置主题维度”生成k条记录,点击每个资源主题,系统弹出对应的主题维度项树,选择关心的主题维度项(记录在表“前置主题维度项”中),点击检索,系统按选择的主题维度项集检索满足条件的“旅店信息”资源主题的实例数据,并在表“前置结果集”中显示出来;
可以结合关键词和主题维度两工具共同协作检索出满足条件的“旅店信息”资源主题的实例数据,并在表“前置结果集”中显示出来。
第四步、在“前置结果集”中勾选一项(本例中就是发案酒店),且仅能一项,作为下一步选中项。
第五步、配置处置条件:
在表“处置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择n资源主题(由资源主题关系表限定,本例选择的资源主题是“国内旅客信息”)后,系统在表“处置条件资源主题”新增n条记录(本例是1条记录);
点击检索,系统可检索出满足第四步“前置结果集”中勾选项的相关记录集,这里是某旅店的所有客人住店信息;
在关键词录入框输入关键词,可缩小集合边界;
也可按前置条件同样的原理可为每个资源主题配置主题维度来限定集合边界,如选择时间维度;
效果在表“处置结果集”中展示。
第六步、配置后置条件:
在表“后置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择一项资源主题(由资源主题关系表限定,这里可选的资源主题是“常住人口”)后,系统在表“后置条件资源主题”新增一条记录;
点击检索,系统以“处置结果集”作为WHERE子句的相关记录集,系统得到后置条件结果集,这里是“常住人口”信息;
在关键词录入框输入关键词,可缩小集合边界;
也可按前置条件同样的原理可为每个资源主题配置主题维度来限定集合边界;
效果在表“后置结果集”中展示。
第七步、重复第一步至第六步,n次,系统得出n个“后置结果集”扔至集合运算池,执行与运算系统将得出在这n个酒店都出现的人员集合,这可能就是办案人员需要的人员集(记录在表“分析结果主题”和表“数据挖掘实例结果集”中)。
场景二:
某在逃人员(因挪用公款,且数额巨大)已潜逃14年,在本次清网行动有关方希望使其归案。
办案思路描述:
办案人员从相关人员(本家亲戚和外家亲戚,以及同事)出发,了解这些相关人员的活动轨迹,以及有什么交集,如都到过某地,先后,或同时,或都打过同一个电话等等。
实现模拟:
第一步、建立新的案件实例(在表“数据挖掘实例”新建一条记录)。
第二步、建立第一的节点(节点ID00),命名为在逃人员及相关人员。
第三步、配置前置条件:
在表“前置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择一资源主题(选择了“在逃人员”)后,系统在表“前置条件资源主题”新增一条记录;
可在关键词录入框输入关键词,点击检索,系统按输入的关键词检索满足条件的“在逃人员”资源主题的实例数据,并在表“前置结果集”中显示出来;
可在主题维度槽添加主题维度(系统弹出可选的主题维度选择界面(由表“资源主题与主题维度关系”限定),选择一项,或多项主题维度后,如k项,添加在主题维度槽中),在表“前置主题维度”生成k条记录,点击每个资源主题,系统弹出对应的主题维度项树,选择关心的主题维度项(记录在表“前置主题维度项”中),点击检索,系统按选择的主题维度项集检索满足条件的“在逃人员”资源主题的实例数据,并在表“前置结果集”中显示出来;
可以结合关键词和主题维度两工具共同协作检索出满足条件的“在逃人员”资源主题的实例数据,并在表“前置结果集”中显示出来。
第四步、在“前置结果集”中勾选一项(本次要分析的在逃人员),且仅能一项,作为下一步选中项。
第五步、配置后置条件:
在表“后置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择n资源主题(由资源主题关系表限定,这里可选的资源主题是“在逃人员相关人”)后,系统在表“后置条件资源主题”新增一条记录;
点击检索,系统可检索出满足第四步“前置结果集”中勾选项的相关记录集,这里是该在逃人员的所有相关人员;
在关键词录入框输入关键词,可缩小集合边界;
也可按前置条件同样的原理可为每个资源主题配置主题维度来限定集合边界,如选择“本家”维度;
效果在表“后置结果集”中展示。
第六步、从“后置结果集”中选择一项(相关在逃人员的相关人员之一),点击下一步,系统走至下一结点(01),命名为相关人员轨迹(到达地)。
第七步、前置条件被配置为:
资源主题为“在逃相关人员”,且前置结果集中的记录为第六步选中项。
第八步、配置处置条件:
在表“处置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择n资源主题(由资源主题关系表限定,这里选择的资源主题是“国内旅客信息”、“机场离港信息”)后,系统在表“处置条件资源主题”新增两条记录;
点击检索,系统可检索出满足第七步“前置结果集”中勾选项的相关记录集,这里是该在逃人员的给定相关人员酒店和航班轨迹;
在关键词录入框输入关键词,可缩小集合边界;
也可为每个资源主题配置主题维度来限定集合边界;
效果在表“后置结果集”中展示。
第九步、配置后置条件
在表“后置条件”生成一条新纪录,并编辑字段“注释”的内容;
系统弹出资源主题选择界面,选择资源主题“地点区域”后,系统在表“后置条件资源主题”新增一条记录;
点击检索,系统可检索出满足第七步“前置结果集”中勾选项的相关记录集,这里是给定在逃人员的给定相关人住酒店和座航班到过的地方;
在关键词录入框输入关键词,可缩小集合边界;
也可为每个资源主题配置主题维度来限定集合边界;
效果在表“后置结果集”中展示。
第十步、重复第六步–第九步系统可以找出给定在逃人员中办案人员感兴趣的相关人员的活动轨迹,假设选了n个,系统产生2n个活动轨迹集合,将这些集合扔至集合运算池,系统将得出这些相关人员活动轨迹的交集(在逃人员的相关人员共同到过的地方),也许这中间就提供了所需要的信息。
第十一步、重复第八步(处置条件为通话记录)–第十步,可以得出该在逃人员的相关人员的通话交集。
五、核心界面要素
●研判节点视图
可配置三个滑槽(可用Tab控件实现),即前置条件、处置条件和后置条件,其中处置条件缺省不展开;
每个滑槽皆可嵌入资源主题槽,依附于资源主题槽中项的有主题维度槽,关键词输入框和结果集,且该四要素应被设计成标准控件,以便重用;
本视图总是作为基本界面,或基本视图。
●研判图视图
研判图应设计成左右滑入滑出方式;
点击某个节点后研判图向右隐入,露出与被点击节点对应的基本视图;
在基本视图上移鼠标至界面左侧系统滑出研判图视图。
●待办研判视图
待办研判视图应设计成上下滑入滑出方式;
点击某条待办记录后,待办研判视图向上隐入,系统从左至右滑出与被选择记录对应的研判图视图;
在基本视图上移鼠标至界面上侧系统滑出待办研判视图。
六、设计工作边界
●已完成的工作
资源主题及资源主题结构的定义。
自动编目,又称之为主题实例自动关联主题维度项。
主题实例的关键词分词。
●需实现的工作
案件即时分析实例(待办案件、案件研判图和案件研判节点)。
案件即时分析模板。
资源主题关系的定义,以及自动比对建立其两个关系实例间的关系。
建议各主题实例数据的主键进入系统,其他字段可以不进入系统,这就需要考虑主题各字段与数据源各字段的对照关系描述,见图“资源主题结构与数据源字段对照关系”。
由于某些主题的实例数据量较大,系统应提供一个主题的实例数据分布在一个以上的主题实例仓中,见图“主题实例主键数据储存数据槽配置”。
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