回放四：模拟分析重建犯罪现场
模拟，即是模仿的意思。模拟重建从技术角度讲，是指通过设计、创造与过去的某一现象或过程相似的环境和条件，运用相似的人（演员或模型）或物（实物或模型），模仿重演或重现事情发生的经过，来间接认识或研究过去事物的发生、发展过程和规律的一项专门的技术手段。
犯罪现场的模拟重建在古今中外的侦查实践中应用案例不胜枚举。据我国五代后晋时期的《疑狱集》中记载的三国时张举所办的杀夫焚尸案就是著名的一例。妻子杀死丈夫后纵火烧房，伪造成失火烧死，张举同时用火烧活猪和死猪进行对比，发现活猪烧死后口中有许多灰烬，但死猪口中则干净。结合死者的尸体现象分析死者系死后焚烧，死者妻子在事实面前只好招认了其杀害亲夫的罪行。张举所采用的鉴别方法就是一种模拟重建的方法。又如，在《福尔摩斯探案集》中，在“波希米亚丑闻”一案里，为了探知女主人藏匿照片的地点，福尔摩斯设计模拟了自己意外晕倒而屋子又意外起火的场景，从而获得了案件的真相。
模拟重建技术是能够借用相关的技术手段来加深、加强、加重我们对现场事件发生过程中某些事物的认识、理解和判断。现代的司法庭审体制要求证据要尽可能的直观和形象。有的法庭对某些重要案件的审理，甚至要求进行动态演示，这时，模拟技术可以作为一个极好的辅助手段，如经电脑处理的车祸过程，可以非常逼真地呈现车祸时人、车、路等相关因素的变化，清楚地展现车祸过程的主要细节。
电脑模拟重建
电脑模拟重建犯罪现场，就是通过运用以计算机技术为核心的现代模拟技术，对犯罪现场环境，作案人、受害人的行为动作和位置、姿势，作案过程及作案工具的种类和性能等进行描述和模拟，在电脑上再现犯罪活动过程及犯罪行为后果的技术活动。电脑模拟技术可以广泛应用于各类刑事案件现场和分析重建，下面仅以电脑对汽车碰撞过程重建和模拟为例简要介绍一下电脑模拟技术。
计算机模拟试验相对于实车碰撞试验成本低，不具有危险性，可重复性好，对于关键部位通过电脑可以逐帧进行可视化再现，也避免了尸体碰撞等生物样本试验所带来的伦理学问题，是近年来研究交通伤应力响应与损伤机制的热点。同时，作为民事诉讼的证据，计算机模拟结果以图像的形式、动态的效果重现事故发生的过程，使鉴定内容更全面、更真实，是进行事故鉴定或事故原因分析及责任认定的重要辅助方法。
目前，计算机模拟试验包括子系统试验和整体假人模型试验两种方法，假人模型和碰撞模型的建立是计算机模拟再现能否贴近真实事故的关键。
1.子系统试验
子系统试验是指以人体关键部位的仿生碰撞器代替行人，对汽车相关零部件进行碰撞试验，以反映人—车碰撞真实情况的试验。EEVC/WG17（the European Enhanced Vehicle-safety Committee）子系统试验方法是目前用于评价小轿车行人安全性最常用的子系统试验方法，可以用来评价儿童和成人在碰撞速度为40千米/小时情况下小轿车与行人碰撞状况，主要包括腿部撞击保险杠、儿童头部撞击发动机罩、成人头部撞击发动机罩、大腿撞击发动机罩前沿、成人头部撞击挡风玻璃。当保险杠与腿部碰撞位置高于500毫米时，用大腿撞击器来代替腿部碰撞器。
2.整体假人模型试验
相对于子系统方法而言，整体假人模型更柔软，更能反映人体各部位运动的综合影响及人体的生物特性，而且它还能用来模拟行人与地面的二次碰撞。整体假人模型（或人体生物样本建模）一般说来有两种方法：多刚体系统建模和有限元方法建模。有限元方法建模的主要理论均采用非线性显性分析方法，不同之处在于求解的算法不同；多刚体系统模型常用于预测系统内模型的运动学响应、力和加速度等，同时能完整再现交通事故中行人的运动状态。因此，较多地应用于人体损伤方面的研究。
多刚体模型是以刚体代表人体骨骼结构，刚体之间通过铰链（Human Joint）连接，在确定了人体铰链的空间位置后，通过调节各铰链的旋转、位移来确定正确的行走姿势和空中运动姿势。
SMAC软件是模拟类软件的代表，主要使用牛顿第二定律的数值积分求解，在用SMAC模拟碰撞事故时，由鉴定者根据特定事故选择合适的碰撞前速度（一般由其他事故再现软件估计），然后根据碰撞过程的受力情况模拟碰撞过程的运动，按轨迹模型模拟碰撞后的轨迹。按照模拟结果和实际结果的差异修改初始值，直到和现场轨迹相吻合为止。
CRASH软件是用碰撞前后的能量守恒和线动量守恒求解碰撞过程。在CRASH软件中假定挤压力与汽车的前端变形有线性关系，碰撞中没有回弹，忽略碰撞前后汽车的旋转动能，忽略变形能以外的噪声、热等能量损失，碰撞过程结束时接触而有相同的速度。
PC-CRASH属于模拟类的软件，需要用户确定碰撞过程的摩擦系数、回弹系数等参数，然后修改初始值和摩擦系数、回弹系数、碰撞中心位置、接触面角度等参数，模拟事故的整个过程。
演员模仿重建
演员模仿重建是指选用适当的人员，应用与实际发生状态相同或者相似的条件或方法，模拟作案人、受害人或相关人员的行为动作和位置、姿势来模拟展现实际发生的情况。因为要求与事情真相相仿，故要求演员模仿重建几乎要排除一切与事情真相无关的影响因素。所以，演员模仿重建一般针对的是非常单一的问题，模拟的条件也很单一，其本质大多是事实模拟和特征模拟。
所谓事实模拟是指条件比较简单，内容又容易模拟的试验。比如，为了准确地了解行走某段路程所需要的时间，根据现场实际的路程，在相似的时间、照明、天气等条件下进行的行走试验，在这里，除了行走的人之外，其他的条件几乎均与原始的相同，因此，试验的结果基本上应该反映了实际的状况。况且，我们还可以根据人行走的状况的不同，增加慢走、快走、跑步等多种不同的方式，以更加全面地反映不同情况下的多种可能性。基于同样的道理，为了确认某个特定时间里人在某个特定场合下发出的声音，能否为某个特定的人所听见而设计的叫喊实验等，都属于事实模拟的范畴。
根据以上的描述，我们可以相信，演员模仿重建是一种非常古老但也是非常实用的模拟方法，因为演员模仿重建的实验手段比较简单，实验的条件也比较容易达到。(https://www.daowen.com)
模型推演重建
模型模拟是指借助复制品或替代品，建立与现场发生尽可能接近的条件，或者建立包括现场发生在内更大范围的条件，通过实验的方法，以求得与案件现场相似的内容数据，根据这些实验数据，反映案件现场的原始状况，解决重建过程中的关键要素。
一般模型模拟多用于比较大的或整体角度方面的问题，如作用方式的建立或者区分。为了区别头部损伤是工具打击所致还是摔跌碰撞所致，需要建立头部损伤的基本模型，通过受力数据监测设备和损伤形态的观察描述，明确两种不同作用方式的不同后果，最终达到区别的目的。例如，在实验室用模型来研究两艘船舶的碰撞过程，以此分析推断海难事故发生的原因和过程；用汽车模型来研究车与车、车与人、车与物的碰撞过程来分析涉车案件的案情等。
由此可以看出，模型模拟一般要求比较高，尤其表现在实验条件和实验设备上，而实验结果需要被处理后才能应用。
实验模拟重建
模拟实验是指利用案件侦查所获得的信息及现场情况，人为复原案件经过、重建犯罪现场的一种方法。模拟实验需要具备一定的条件，其中最主要的是有恢复“原样”的条件，即相似的场景、相似的条件和相似的过程。模拟实验结果非常直观、形象，具有极强的说服力。
例如：某市一43岁妇女王某凌晨死于自家厨房内，其丈夫称，前日夜10时许夫妻俩因家庭琐事发生口角，继而发展到相互厮打，王某因气愤转为绝望，在厨房打开煤气自杀。尸体检验发现：头部有头皮下血肿，颈部有扼压，颈内肌肉有出血，四肢有多处擦划伤，尸斑呈樱桃红色，心血化验碳氧，血红蛋白（hbco）含量达90%。根据尸检结果，可以认定王某系因一氧化碳中毒死亡，其身上的损伤应在中毒之前发生。法医的检验结果似乎与死者丈夫所述并无矛盾，但要确定案件性质尚有两点疑问：一是王某颈部损伤非一般厮打中无意形成的。而且其颈部损伤，极有可能使人失去知觉，人在失去知觉的情况下是不可能完成打开煤气自杀的动作的。其二，人体心血中Hbco含量达60%以上即可死亡，而死者心血中Hbco含量高达90%，人体生前在此环境中能否形成这么高的Hbco含量。如不弄清这两点，案件的性质难以确定。因此，侦技人员决定用动物进行模拟实验。将实验动物家兔分成三组：
①钝器打击头部并辅以扼颈后置家兔于开启煤气的厨房内。
②钝器打击头部并辅以扼颈后置家兔于正常环境用煤气管直接对准呼吸道使其中毒死亡。
③将未受损伤和扼颈的家兔置于模拟的开启煤气的厨房中。
实验结果显示：第一组家兔在30～60分钟后死亡，心血Hbco含量为30%左右；第二组家兔在1分钟后死亡，其心血Hbco含量达90%左右；第三组家兔3小时后仍未死亡，心血Hbco含量在20%左右。虽然动物与人体有较大的差异，不能完全照搬动物实验的结果，但这个模拟实验反映了一个最基本的事实，在厨房这个特别的环境中，只有当呼吸道直接与煤气管道相通时，才能达到心血中极高浓度的Hbco含量。结合本案分析，此案凶杀的可能性无法排除，而死者丈夫是唯一的嫌疑人，最终死者的丈夫彻底交代了作案的经过，其作案过程与模拟实验的结果基本一致。
虚拟模拟
虚拟，意味着不是真实的场景。但是，虚拟只要具备模拟重建的相似性、重复性以及科学性的特点，同样可以作为模拟的一种手段。特别是，作为模拟手段的虚拟不是想象，不是幻想，而是利用先进的科学技术手段，来构建逼真犯罪活动、犯罪现场或某一事件基本一致的场景。虚拟模拟一般是在电脑上进行的，虚拟模拟的方法是随着电脑技术的发展而不断发展的。目前虚拟模拟的内容主要有以下两个方面：
虚拟现场模拟
虚拟现场准确地说应该是虚拟环境（Virtual Environments），是指利用计算机软件技术构建的三维动画现场环境。虚拟环境与被使用得更多的虚拟现实（Virtual Reality）是同一含义的不同表达，起源于20世纪90年代初期的美国，其本质是用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。
虚拟现实技术的特征包括逼真的感觉、自然的交互、个人的视点及迅速的响应。它是一项综合的技术，涉及计算机图形学、人机接口技术、传感技术及人工智能技术等，需要计算机、心理学、人类工程学等专家共同开发研究。目前，它被广泛地应用于军事、航天、医学、教育等领域，具有非常深远的发展前景。
而应用于司法领域的虚拟现场模拟，其基本原理就是将平面信息由电脑处理后生成立体信息，并构建交互式的三维动画现场。具体而简单地说，就是用我们平时拍摄的现场照片处理后生成动画式的三维现场，而通过交互式的指令，可以随意查看现场内的任何一个角落和方位的场景。
虚拟现场模拟生成非常复杂，主要的步骤包括选点、校正、计算、建模以及显示。国内外目前已经开发了不少应用软件，显示了计算机使用ICARUS软件对原始图片的处理过程，显示了原始现场照片和处理并转变角度后的现场。
虚拟现场模拟技术在重建实践中的应用主要有三个方面：其一，现场环境的重建。虽然文字描述、现场图以及现场照片也可以使现场环境得到重建，但由于虚拟现场模拟的三维性和互动性，能使我们对现场的了解变得更为直观、迅速和深刻。其二，现场条件的分析。一方面，我们可以利用数字化的三维现场来直接进行数据的分析，如弹道的经过、持枪者的位置等；另一方面，我们可以借助互动的优势模拟不同光线下的场景以更真实地接近实际案件发生的情况，弥补现场照相和录像无法呈现黑夜现场场景的缺陷。其三，证言真实性的评判。由于虚拟现场模拟可以得到永久性的保留，随时可以验证核实有关现场上发生的情况、证言的真实性和可靠程度。
由于受到拍摄镜头、拍摄角度、拍摄光线、数据库容、模块替代等许多设备、条件和软件等因素的制约，所以，虚拟现场模拟的准确性和精确性目前都还有限。
虚拟解剖模拟
虚拟解剖，本质上就是利用放射影像学技术观察人体内部的变化，以达到解剖观察的目的。所以从这个角度来说，虚拟解剖与虚拟现场模拟的不同，在于虚拟现场模拟是经过处理的电脑生成的现场，而虚拟解剖不是真实的解剖，但却是真实的人体内部。
自从一百多年前有了X射线仪，就应该说有了虚拟解剖，尽管这样的虚拟解剖非常局限。从2003年开始，瑞士伯尔尼大学的法医研究所和放射学研究所的Thali和他的同事们连续发表了他们利用多层CT和磁共振（MRI）观察人体内部变化的研究成果，正式提出了虚拟解剖的概念。他们使用比较先进的CT和MRI设备，对40具死于多种原因的尸体进行了每隔1毫米～1.2毫米大数量的扫描，共得到了8万余张的影像图片，并用扫描图像处理软件对部分尸体进行了三维重构，获得了丰硕的成果。他们认为，虚拟解剖在死亡原因、损伤形态、生活反应、损伤重建以及可视化程度等方面均具有极大的学术价值和实践意义。
虚拟解剖本质上还是一种模拟手段，它还受到仪器精度和软件功能的限制，所以，它可以作为一种专门的技术出现在特定的案件中，不可能完全取代实际的解剖检验技术。