115 一般警察特考二等 刑事警察人員類別犯罪分析組 資料探勘技術(包括資料庫管理與運用、線上交易處理【OLTP】、資料倉儲【Data Warehouse】、資料探勘【Data Mining】) 考古題詳解

115 年・一般警察特考・二等・刑事警察人員類別犯罪分析組
試題代碼 資料探勘技術(包括資料庫管理與運用、線上交易處理【OLTP】、資料倉儲【Data Warehouse】、資料探勘【Data Mining】)

第 一 題20 分

假設你在警檢調或司法機關,原來委外建置的關聯式資料庫有設計瑕疵:有些表格候選鍵(Candidate Key)沒有被識別,有些表格沒有達成第三正規化。

請針對下列三個工作:「建立資料倉儲」、「操作 OLAP(線上分析處理)」、「進行資料探勘」,分別至少舉 2 例來說明會造成什麼問題?你可自行假設資料庫的表格、欄位、設計瑕疵狀況。

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核心觀念

本題考查來源關聯式資料庫的結構缺陷,如何向後影響資料倉儲、OLAP 與資料探勘。答題重點不是只寫「資料錯誤」,而是要說明:

  1. 缺少候選鍵會造成資料列無法被唯一識別。
  2. 未達第三正規化會造成插入異常、更新異常、刪除異常與資料重複。
  3. 這些缺陷經由 ETL 載入資料倉儲後,會進一步影響彙總、分析結果與探勘模型。

本題不涉及特定法條,應以資料庫理論與資料分析流程作答。


一、重要定義

1. 候選鍵(Candidate Key)

候選鍵是能唯一識別關聯中每一筆資料列的最小屬性集合,必須同時具備:

  • 唯一性:不同資料列的候選鍵值不可相同。
  • 最小性:刪除其中任一屬性後,就不再具有唯一識別能力。

候選鍵可選出一組作為主鍵(Primary Key),其餘候選鍵則通常以 UNIQUE 約束維護。

例如:

案件編號報案日期報案人身分證字號案件類別
A001115/01/03A123456789竊盜

若案件編號可唯一識別案件,則 案件編號 可作為候選鍵。若同一報案人同一天只能有一件案件,則「報案人身分證字號+報案日期」也可能構成候選鍵。

2. 第三正規化(Third Normal Form, 3NF)

關係模式達到第三正規化,通常須符合:

  • 已達第一正規化:欄位值為不可再分割的原子值。
  • 已達第二正規化:非鍵屬性完全相依於整個候選鍵,不得只相依於複合鍵的一部分。
  • 已達第三正規化:非鍵屬性不得透過另一個非鍵屬性間接相依於候選鍵。

以函數相依表示,若有:

A→BA \rightarrow B

表示屬性 AA 的值可以決定屬性 BB 的值。

第三正規化的核心條件是:對每一個非平凡函數相依 X→AX \rightarrow A,XX 必須是超鍵,或 AA 必須是主屬性。

例如:

案件編號→警察機關代碼案件編號 \rightarrow 警察機關代碼

且:

警察機關代碼→警察機關名稱警察機關代碼 \rightarrow 警察機關名稱

因此形成:

案件編號→警察機關代碼→警察機關名稱案件編號 \rightarrow 警察機關代碼 \rightarrow 警察機關名稱

其中「警察機關名稱」透過「警察機關代碼」間接依賴案件編號,屬於傳遞相依,未達 3NF。


二、解題方法

本題可採取「來源缺陷 → ETL 載入 → 分析結果」的方式作答:

  1. 先自訂一個具有鍵值或正規化缺陷的警政資料表。
  2. 說明該缺陷在資料倉儲建立階段如何造成資料整合問題。
  3. 說明同一缺陷在 OLAP 彙總、切片、鑽研時如何造成錯誤。
  4. 說明同一缺陷在資料探勘的特徵、標籤、樣本與規則上如何造成錯誤。
  5. 最後提出修正方式,顯示對問題根源已有完整掌握。

三、建立資料倉儲時造成的問題

例一:缺少候選鍵,導致事實資料重複與度量值膨脹

假設來源資料表如下:

原始案件表 案件

案件編號報案人案件類別發生地區損失金額
A001王○○竊盜臺北市50,000
A001王○○竊盜臺北市50,000

實際上 案件編號 應是候選鍵,但來源資料庫沒有設定主鍵或唯一性限制,因此同一案件被重複輸入。

建立資料倉儲時,ETL 若直接將每一列載入案件事實表,便會形成兩筆相同事實。日後計算竊盜案件損失金額時:

50,000+50,000=100,00050,000 + 50,000 = 100,000

實際損失應為 50,00050,000,結果卻被放大為 100,000100,000。

此問題會造成:

  • 案件數量被高估。
  • 犯罪損失金額被重複累計。
  • 同一案件在不同維度組合下重複出現。
  • 使用來源系統案件總數與資料倉儲核對時無法平衡。

修正方式

建立資料倉儲前,應先執行資料剖析與去重:

  1. 確認案件的業務鍵為 案件編號。
  2. 檢查同一案件編號是否對應多筆資料。
  3. 判斷重複列是誤輸入、歷史版本,還是同一案件的不同事件。
  4. 在事實表中明確定義粒度,例如「一案件一筆」或「一案件事件一筆」。
  5. 對案件編號建立唯一性約束,必要時另設資料倉儲代理鍵。

例二:未達 3NF,造成維度資料不一致

假設來源表 案件資料 同時儲存案件與機關資訊:

案件編號機關代碼機關名稱機關所在地
A001P01臺北市政府警察局臺北市
A002P01臺北市政府警察局臺北市
A003P01臺北市警察局臺北市

其函數相依為:

機關代碼→機關名稱、機關所在地機關代碼 \rightarrow 機關名稱、機關所在地

但機關代碼並不是案件表的候選鍵,且機關名稱在不同案件中出現不同版本。因此:

  • 同一機關被建立成多個名稱。
  • ETL 依機關名稱建立機關維度時,會誤認為是不同機關。
  • 依機關名稱彙總案件數時,同一機關被拆成兩個群組。
  • 機關所在地與機關名稱之間產生不一致。

例如,實際上 P01 機關有 100 件案件,但資料倉儲中被拆成:

機關名稱案件數
臺北市政府警察局70
臺北市警察局30

分析人員若未辨識兩者屬於同一機關,便會得到錯誤的機關排名。

修正方式

將資料拆成:

案件:

案件編號機關代碼
A001P01

警察機關:

機關代碼機關名稱機關所在地
P01臺北市政府警察局臺北市

如此可使機關資料集中管理,避免同一機關名稱在案件資料中重複出現。


例三:未達 3NF,造成 ETL 連接與歷史追蹤錯誤

假設來源表如下:

案件編號犯罪類別代碼犯罪類別名稱犯罪大類
A001T01汽車竊盜財產犯罪
A002T01汽車竊盜財產犯罪
A003T01車輛竊盜財產犯罪

理論上:

犯罪類別代碼→犯罪類別名稱、犯罪大類犯罪類別代碼 \rightarrow 犯罪類別名稱、犯罪大類

但案件表直接重複存放犯罪分類內容,會造成:

  • 相同代碼出現多個名稱。
  • 以代碼連接犯罪分類維度時產生一對多連接。
  • ETL 連接後,一筆案件被展開成多筆。
  • 以犯罪大類彙總時,案件數與損失金額被重複計算。
  • 分類標準修改後,歷史資料的分類意義不一致。

因此,資料倉儲建置前必須明確確認業務鍵、資料粒度、代碼對應關係與歷史版本規則。


四、操作 OLAP 時造成的問題

OLAP 主要透過多維度資料進行:

  • 切片(Slice)
  • 切塊(Dice)
  • 向上彙總(Roll-up)
  • 向下鑽研(Drill-down)
  • 旋轉(Pivot)

OLAP 的結果高度依賴維度鍵與事實表粒度。來源資料缺陷會使彙總結果失真。

例一:重複案件造成案件數與金額重複計算

假設案件事實表的粒度是「一案件一筆」,但因來源缺少候選鍵,案件 A001 被載入兩次:

案件編號年度縣市犯罪類型損失金額
A001115臺北市竊盜50,000
A001115臺北市竊盜50,000

執行下列 OLAP 查詢:

  • 維度:年度、縣市、犯罪類型
  • 度量:案件數、損失金額

結果為:

案件數=2案件數 = 2 損失金額=100,000損失金額 = 100,000

但正確結果應為:

案件數=1案件數 = 1 損失金額=50,000損失金額 = 50,000

此錯誤會影響犯罪熱點排序、年度比較、警力配置與績效評估。

值得注意的是,使用 COUNT(DISTINCT 案件編號) 只能修正案件數,無法自動修正損失金額;若金額事實重複載入,仍須先清理資料或依正確粒度重建事實表。


例二:維度名稱不一致,造成彙總分裂

延續機關資料未達 3NF 的例子,若機關代碼 P01 對應兩種名稱:

機關代碼機關名稱
P01臺北市政府警察局
P01臺北市警察局
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第 二 題30 分

假設某一個判斷是否為詐騙電子郵件的模型,在全部 10000 筆資料中:

  • True Positive:真的為詐騙,且模型判斷為詐騙,有 TP 筆。
  • False Negative:真的為詐騙,但模型判斷為沒有詐騙,有 FN 筆。
  • False Positive:不是詐騙,但模型判斷為詐騙,有 FP 筆。
  • True Negative:不是詐騙,且模型也判斷不是詐騙,有 TN 筆。

其數值如下:

TP=2000,FP=150TP=2000,\quad FP=150 FN=2100,TN=5750FN=2100,\quad TN=5750

(一) 判斷模型效力好壞有多個指標,請對下面五個指標,先列出公式,再計算出數值至小數 2 位:準確率(Accuracy)、精確率(Precision)、召回率(Recall)、特異度(Specificity)、F1 分數。(15 分)

(二) 請以上述五個指標綜合判定該模型的好壞,並說明理由。(3 分)

(三) 在警檢調、司法做資料探勘,不能只依賴「準確率」、「精確率」、「召回率」、「特異度」中單一指標,否則可能因樣本分布、探勘門檻設定等造成模型整體效力其實不佳的狀況。請假設四個情境來分別說明若只看該單一指標的問題。(12 分)

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核心觀念

本題考查分類模型的混淆矩陣(Confusion Matrix)及其評估指標:

  • TPTP:實際為詐騙,預測為詐騙
  • FNFN:實際為詐騙,預測為非詐騙
  • FPFP:實際為非詐騙,預測為詐騙
  • TNTN:實際為非詐騙,預測為非詐騙

已知:

TP=2000,FP=150,FN=2100,TN=5750TP=2000,\quad FP=150,\quad FN=2100,\quad TN=5750

總資料筆數為:

TP+FP+FN+TN=2000+150+2100+5750=10000TP+FP+FN+TN=2000+150+2100+5750=10000

實際詐騙郵件數:

TP+FN=2000+2100=4100TP+FN=2000+2100=4100

實際非詐騙郵件數:

FP+TN=150+5750=5900FP+TN=150+5750=5900

模型預測為詐騙的筆數:

TP+FP=2000+150=2150TP+FP=2000+150=2150

模型預測為非詐騙的筆數:

FN+TN=2100+5750=7850FN+TN=2100+5750=7850

本題為計算與申論題,沒有選擇題選項,因此無逐一選項分析。

解題方法

先依照各指標的分母判斷其意義,再代入混淆矩陣數值計算:

  • 準確率:全部資料中預測正確的比例
  • 精確率:模型判斷為詐騙者,其中真正詐騙的比例
  • 召回率:所有真正詐騙郵件中,被模型找出的比例
  • 特異度:所有真正非詐騙郵件中,被模型正確排除的比例
  • F1F1 分數:精確率與召回率的調和平均數

(一)五項指標計算

1. 準確率(Accuracy)

準確率表示模型整體判斷正確的比例:

Accuracy=TP+TNTP+TN+FP+FNAccuracy=\frac{TP+TN}{TP+TN+FP+FN}

代入數值:

Accuracy=2000+575010000=775010000=0.7750Accuracy=\frac{2000+5750}{10000} =\frac{7750}{10000} =0.7750

因此:

Accuracy=77.50%\boxed{Accuracy=77.50\%}

2. 精確率(Precision)

精確率表示模型預測為詐騙的郵件中,實際確為詐騙的比例:

Precision=TPTP+FPPrecision=\frac{TP}{TP+FP}

代入數值:

Precision=20002000+150=20002150≈0.9302Precision=\frac{2000}{2000+150} =\frac{2000}{2150} \approx 0.9302

因此:

Precision=93.02%\boxed{Precision=93.02\%}

此數值也表示模型所標示的詐騙郵件,大約有 93.02%93.02\% 確實是詐騙。

3. 召回率(Recall)

召回率又稱敏感度(Sensitivity),表示所有真正詐騙郵件中,被模型正確辨識出的比例:

Recall=TPTP+FNRecall=\frac{TP}{TP+FN}

代入數值:

Recall=20002000+2100=20004100≈0.4878Recall=\frac{2000}{2000+2100} =\frac{2000}{4100} \approx 0.4878

因此:

Recall=48.78%\boxed{Recall=48.78\%}

表示真正的 41004100 筆詐騙郵件中,模型只成功找出 20002000 筆,仍漏掉:

FN=2100FN=2100

漏判比例為:

FNTP+FN=21004100≈51.22%\frac{FN}{TP+FN} =\frac{2100}{4100} \approx 51.22\%

4. 特異度(Specificity)

特異度表示所有真正非詐騙郵件中,被模型正確判斷為非詐騙的比例:

Specificity=TNTN+FPSpecificity=\frac{TN}{TN+FP}

代入數值:

Specificity=57505750+150=57505900≈0.9746Specificity=\frac{5750}{5750+150} =\frac{5750}{5900} \approx 0.9746

因此:

Specificity=97.46%\boxed{Specificity=97.46\%}

表示真正的非詐騙郵件中,有 97.46%97.46\% 被模型正確排除,誤判為詐騙的比例為:

FPTN+FP=1505900≈2.54%\frac{FP}{TN+FP} =\frac{150}{5900} \approx 2.54\%

5. F1F1 分數(F1 Score)

F1F1 分數是精確率與召回率的調和平均數,用來同時衡量誤報與漏報:

F1=2×Precision×RecallPrecision+RecallF1=2\times\frac{Precision\times Recall}{Precision+Recall}

亦可直接由混淆矩陣計算:

F1=2TP2TP+FP+FNF1=\frac{2TP}{2TP+FP+FN}

代入數值:

F1=2(2000)2(2000)+150+2100F1=\frac{2(2000)}{2(2000)+150+2100} F1=40006250=0.64F1=\frac{4000}{6250}=0.64

因此:

F1=64.00%\boxed{F1=64.00\%}

計算結果整理

指標公式數值
準確率(Accuracy)TP+TNTP+TN+FP+FN\frac{TP+TN}{TP+TN+FP+FN}77.50%77.50\%
精確率(Precision)TPTP+FP\frac{TP}{TP+FP}93.02%93.02\%
召回率(Recall)TPTP+FN\frac{TP}{TP+FN}48.78%48.78\%
特異度(Specificity)TNTN+FP\frac{TN}{TN+FP}97.46%97.46\%
F1F1 分數2Precision⋅RecallPrecision+Recall2\frac{Precision\cdot Recall}{Precision+Recall}64.00%64.00\%

(二)模型效力判定

此模型不能單純判定為良好,應評定為「誤報控制良好,但漏掉大量詐騙郵件,整體辨識效力有限」。

理由如下:

  1. 精確率高:
Precision=93.02%Precision=93.02\%

模型判定為詐騙的郵件,大多數確實為詐騙,表示誤報數量不多。

  1. 特異度高:
Specificity=97.46%Specificity=97.46\%
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第 三 題25 分

若你是司法人員,想找出慣竊之人格特徵與行為模式,請規劃一個完整的資料探勘專案流程,說明你會收集哪些資料、希望找出的各種規則、對該規則使用哪些技術,以及最後預期能達成什麼樣的施政幫助。

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一、核心觀念

本題考查的是「以資料探勘支援犯罪偵查與犯罪預防」的完整專案規劃能力,重點不在單一演算法,而在於能否依序完成:

  1. 問題定義
  2. 資料蒐集與整合
  3. 資料前處理
  4. 探勘規則與模型建立
  5. 模型評估與實務驗證
  6. 導入警政或司法決策
  7. 持續監控與修正

題目中的「人格特徵與行為模式」包含兩種不同資料探勘目標:

  • 人格或個人特徵:年齡層、教育程度、職業、家庭狀況、生活型態、前科紀錄等。
  • 行為模式:犯案時間、地點、侵入方式、目標選擇、交通工具、銷贓方式、共犯關係及再次犯案情形等。

必須注意,資料探勘所得是「統計關聯」或「風險指標」,不能直接推論某人具有犯罪人格,也不能僅憑模型結果作成定罪或強制處分決定。

本題涉及個人資料及司法警察業務,應以命題當年(民國 115 年)法規為準,並遵守《個人資料保護法》、刑事訴訟法、警察職權行使法及相關警察資料管理規範。資料蒐集須符合特定目的、必要範圍、比例原則、目的外利用限制、權限控管及保存期限要求。現行法如有後續修正,解題仍以民國 115 年命題時法規為準。


二、專案目標與研究問題

(一)專案總目標

建立一套「慣竊犯罪分析資料探勘系統」,分析慣竊者之人口特徵、生活背景、犯案方式與時空行為,找出具有實務價值的模式,以協助:

  • 慣竊案件串聯
  • 犯罪熱點預防
  • 破案嫌疑人排序
  • 竊盜案件偵查方向研判
  • 再犯風險管理
  • 警力與巡邏資源配置

(二)具體研究問題

可以將問題拆成下列數類:

  1. 哪些人口及生活特徵常與慣竊行為同時出現?
  2. 慣竊案件是否存在固定的犯案時間、地點及目標?
  3. 哪些犯案手法經常共同出現?
  4. 不同慣竊者是否具有不同犯罪類型?
  5. 哪些案件可能屬於同一犯罪者或同一犯罪集團?
  6. 哪些因素與再次犯案或短期內連續犯案有關?
  7. 哪些地區、時段或場所具有較高竊盜風險?

三、資料蒐集與資料庫設計

(一)犯罪案件資料

每一筆案件可建立下列欄位:

  • 案件編號、報案時間、發生時間及發現時間
  • 犯罪地點、行政區、經緯度及場所類型
  • 被害人及被害場所類型
  • 被竊物品、財物價值
  • 侵入方式,例如撬鎖、破壞門窗、使用鑰匙或未鎖門進入
  • 犯案工具
  • 犯案時段、星期、月份及節假日
  • 是否夜間、是否連續犯案
  • 監視器、指紋、DNA、足跡及其他鑑識結果
  • 是否有共犯
  • 案件是否偵破、起訴、判決及定罪結果

(二)犯罪嫌疑人及判決資料

應以合法取得且具有必要性的資料為限,包括:

  • 年齡、性別、居住區域等基本資料
  • 工作及居住穩定程度
  • 前科種類、前科次數及前次犯案時間
  • 過去竊盜案件的犯案手法
  • 毒品、賭博、暴力或其他相關犯罪紀錄
  • 犯罪間隔時間
  • 是否有共犯或固定犯罪網絡
  • 判決結果、假釋、緩刑或更生相關資料
  • 再犯或未再犯結果

人格資料必須採取嚴格限制。心理測驗、精神醫療及家庭資料等高度敏感資訊,不宜任意蒐集;若無明確法律依據、業務必要性及適當保護措施,不應納入模型。

(三)地理與環境資料

  • 道路、巷弄及交通節點
  • 住宅區、商業區、工業區及學校分布
  • 監視器位置
  • 距離警察機關、捷運站、火車站及主要道路的距離
  • 建築物型態、門窗結構及照明情形
  • 區域人口密度、商家密度及空屋分布
  • 過去各類竊盜案件熱點

(四)外部輔助資料

  • 天候、日照及節假日資料
  • 特定活動或人流資料
  • 交通流量
  • 失竊物品流向或二手交易資料
  • 報案與受理時間資料

外部資料必須經過合法取得、來源確認及品質檢查,不得因資料容易取得就任意納入。


四、資料探勘專案流程

第一步:問題定義與研究範圍

先明確界定:

  • 研究對象是已經確認的慣竊者,或所有尚未確認的疑似案件
  • 分析期間,例如近五年或近十年
  • 分析地域,例如全國、縣市或分局轄區
  • 研究目的為案件串聯、預防、再犯預測或警力配置
  • 成功標準為破案率提升、串案正確率提升、誤報率下降或巡邏資源配置改善

「預測誰會犯罪」與「分析已發生案件的規律」是不同問題,應先區分,避免將偵查分析誤用為對一般民眾的全面監控。

第二步:資料蒐集與整合

將刑案系統、報案系統、鑑識系統、判決資料、地理資訊系統及外部環境資料,以案件編號、人物編號、時間及地點等鍵值進行整合。

資料整合時應注意:

  • 同一人可能有不同姓名或資料格式
  • 同一案件可能有多次報案或補充紀錄
  • 案發時間可能只有區間而非精確時間
  • 地址可能存在簡寫、舊地名或不同座標
  • 未破案件不應直接視為沒有犯罪人
  • 判決資料與警察初步嫌疑資料必須分開標記

第三步:資料前處理

資料前處理包括:

1. 缺失值處理

例如案發時間不完整時,可分為凌晨、白天、晚間等區間;不得將缺失值直接當成「沒有該特徵」。

2. 異常值處理

檢查不合理的年齡、日期、座標、財物價值及案件時間順序。

3. 去除重複資料

避免同一案件重複計算,導致某些地點或犯案手法被錯誤放大。

4. 資料轉換

將資料轉換為模型可使用的特徵,例如:

  • 案發時間轉為「凌晨、白天、晚間」
  • 地址轉為經緯度或行政區
  • 犯案地點轉為住宅、商業場所或交通節點
  • 犯案間隔轉為天數
  • 前科紀錄轉為次數及類型

5. 去識別化

分析階段可使用代碼取代姓名、身分證字號及住址等直接識別資料,並將明碼資料與分析資料分開保存。

6. 資料分割

若要建立預測模型,可將資料分為訓練集、驗證集及測試集。例如以較早期間作訓練資料,以較新期間作測試資料,避免僅以隨機切割造成時間資訊洩漏。


五、應找出的各類規則與採用技術

(一)人格及生活特徵群集

研究目的

找出慣竊者是否存在不同類型,例如:

  • 年輕、流動性高、以住宅竊盜為主者
  • 具有固定生活區域、熟悉社區環境者
  • 具有毒品或其他財產犯罪紀錄者
  • 以特定物品為主要目標者
  • 具有共犯合作或組織性行為者

使用技術

可使用:

  • 分群分析:K-means、階層式分群、DBSCAN
  • 主成分分析:降低變數維度,找出主要特徵構面
  • 關聯規則分析:找出特徵經常共同出現的組合

分群分析的基本概念是,讓同一群內的個體相似度高,不同群之間的差異大。例如以年齡、前科次數、犯案地點數量、犯案時段及犯罪間隔等變數進行分群。

分群結果不是法律上的人格分類,也不能直接稱為「犯罪人格」,而應表述為「資料中呈現的行為與背景類型」。


(二)犯案時間與地點模式

研究目的

找出:

  • 慣竊高發生時段
  • 特定星期或月份
  • 特定行政區或街廓
  • 從居住地到犯案地點的距離
  • 犯案地點是否沿交通路線分布
  • 犯罪熱點是否隨時間移動

使用技術

可使用:

  • GIS 地理資訊系統
  • 空間群聚分析
  • 熱點分析
  • 時間序列分析
  • 時空群聚分析
  • 核密度估計
  • 空間自相關分析

例如,將案件依經緯度及發生時間建立時空資料,再觀察某一熱點是否集中於特定時段。若某地點長期案件數偏高,可能是固定犯罪熱點;若案件位置依時間逐步移動,則可能呈現流動型犯案模式。

必須區分「案件數多」與「犯罪風險高」。人口數、住戶數、商家數及報案率均會影響案件數,因此可使用標準化風險:

犯罪率=案件數暴露人口或場所數×1000\text{犯罪率}=\frac{\text{案件數}}{\text{暴露人口或場所數}}\times 1000

單純以案件總數製作熱點,可能將人口密集地區誤判為高風險地區。


(三)犯案手法與物品的關聯規則

研究目的

找出下列規則:

  • 某種侵入方式是否經常伴隨某類場所
  • 某種工具是否常與某種目標物共同出現
  • 特定時段是否常出現特定犯案手法
  • 某類被竊物是否與特定銷贓管道有關

使用技術:關聯規則

可使用 Apriori 或 FP-Growth 演算法。

假設交易資料以每一案件的特徵集合表示,例如:

{夜間,住宅,撬鎖,竊取現金}\{\text{夜間},\text{住宅},\text{撬鎖},\text{竊取現金}\}

若產生規則:

{夜間,住宅}⇒{撬鎖}\{\text{夜間},\text{住宅}\}\Rightarrow\{\text{撬鎖}\}

則可用下列指標評估:

1. 支持度

Support(X⇒Y)=P(X∪Y)\text{Support}(X\Rightarrow Y) =P(X\cup Y)

表示同時包含 XX 與 YY 的案件比例。

2. 信賴度

Confidence(X⇒Y)=P(Y∣X)=P(X∪Y)P(X)\text{Confidence}(X\Rightarrow Y) =P(Y\mid X) =\frac{P(X\cup Y)}{P(X)}

表示在具備 XX 的案件中,同時具備 YY 的比例。

3. 提升度

Lift(X⇒Y)=P(Y∣X)P(Y)\text{Lift}(X\Rightarrow Y) =\frac{P(Y\mid X)}{P(Y)}

判斷 XX 與 YY 的關聯程度:

  • Lift >1>1:正向關聯
  • Lift =1=1:近似獨立
  • Lift <1<1:負向關聯
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第 四 題25 分

若您是司法人員,想委外資訊廠商,找出慣竊之人格特徵與行為模式,請列出招標需求規範(RFP)應特別著重的核心規範要點。

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這一題的完整詳解

核心觀念

本題表面上是「委外資料探勘」,實質考查的是:如何將犯罪資料分析需求轉化為一份可執行、可驗收、合法且具鑑識可信度的招標需求規範(Request for Proposal, RFP)。

本案目的不是利用資料探勘直接「認定某人是慣竊」,而是從合法取得的案件資料中,分析慣竊案件所呈現的:

  1. 人格或背景特徵之統計關聯;
  2. 犯罪地點、時間、工具、進入方式等行為模式;
  3. 重複犯案、共犯、案件間關聯;
  4. 可供司法警察研判與資源配置使用的風險線索。

資料探勘可採用的主要方法包括:

  • 分群分析(Clustering):將案件或犯罪人依相似特徵分成不同類型。
  • 分類分析(Classification):依既有標籤建立分類模型,例如預測案件是否具有慣竊特徵。
  • 關聯規則(Association Rules):找出特徵間的共同出現關係。
  • 序列分析(Sequential Pattern Mining):分析犯案行為、地點或時間的先後順序。
  • 異常偵測(Anomaly Detection):找出與一般案件模式顯著不同的案件。
  • 社會網絡分析(Social Network Analysis):分析犯罪人、共犯、地點、物品及案件間的關聯。

惟資料探勘發現的是「統計關聯」而非必然因果,也不能將模型輸出直接等同於犯罪事實或人格診斷。


解題方法

本題適合採用「需求目標—資料治理—分析方法—驗證評估—安全法遵—交付驗收」六層架構作答。

RFP應特別著重下列核心規範。


一、明確界定計畫目標與使用範圍

RFP首先應說明本案目的,例如:

  • 建立慣竊案件之特徵資料庫;
  • 分析慣竊犯罪人的犯案時間、地點、目標、工具及進入方式;
  • 辨識不同型態的慣竊犯罪群組;
  • 建立案件關聯與重複犯案研判機制;
  • 提供偵查方向、警力部署及犯罪預防參考。

同時必須明定:

  • 系統僅供案件分析、偵查輔助及犯罪預防使用;
  • 不得單獨以模型結果認定特定人犯罪;
  • 不得將統計推論直接作為定罪、羈押、搜索或其他強制處分的唯一依據;
  • 模型輸出須由具權責之司法人員或司法警察人工審查。

此項規範可避免將資料探勘系統誤用為「自動定罪系統」,也是RFP中最重要的目的限制。


二、明定資料範圍、資料來源與資料字典

RFP應詳細列出可使用的資料來源,包括:

  • 案件基本資料;
  • 犯案日期與時間;
  • 犯案地點及地理座標;
  • 被害人及財物類型;
  • 侵入方式、破壞方式與使用工具;
  • 失竊物品;
  • 現場跡證與影像資料;
  • 犯罪人或嫌疑人之案件關聯資料;
  • 前科、再犯及案件處理結果;
  • 共犯、交通工具、通聯或金流資料,但須以合法授權及必要範圍為限。

應要求廠商製作完整的資料字典(Data Dictionary),說明:

  • 欄位名稱與定義;
  • 資料型態;
  • 編碼規則;
  • 資料來源;
  • 更新頻率;
  • 缺漏值與異常值處理方式;
  • 欄位是否屬個人資料或敏感性資料;
  • 欄位可否作為模型特徵使用。

資料字典可避免同一欄位在不同單位中有不同意義,亦可提高後續模型重現性。


三、規範資料前處理與資料品質管理

犯罪資料通常具有缺漏、重複、錯誤、格式不一致及標籤不完整等問題,RFP應要求廠商提出資料品質處理方案,至少包括:

  1. 資料清理:處理重複案件、錯誤日期、無效座標及不合理值。
  2. 缺漏值處理:說明刪除、補值或保留缺漏標記的條件。
  3. 資料整合:統一不同警察機關、地方法院或資料庫的編碼。
  4. 實體辨識(Entity Resolution):判斷不同資料中的同一人、同一地點或同一案件。
  5. 資料去識別化:以代碼、雜湊、遮罩或分離儲存降低個人識別風險。
  6. 資料版本管理:記錄每次匯入、修改及重新訓練的資料版本。
  7. 標籤品質控管:說明「慣竊」之定義、標籤來源及人工覆核機制。

若資料標籤本身錯誤,模型即使達到高準確率,也可能只是複製既有錯誤。因此,RFP應要求廠商提出標籤建立及抽樣查核程序。


四、明定「慣竊」之業務定義與分析單位

RFP不可只寫「分析慣竊人格特徵」,必須先定義分析對象。

例如應說明:

  • 慣竊案件依何種法令、業務規則或機關標準認定;
  • 是以犯罪人、案件、被害地點,或案件群組作為分析單位;
  • 同一犯罪人多次犯案如何處理;
  • 尚未判決案件是否納入訓練資料;
  • 已撤銷、誤列或證據不足案件如何標記;
  • 如何區分慣竊、偶發竊盜、侵入住宅竊盜及其他財產犯罪。

分析單位不同,結論也會不同。例如:

  • 以「案件」為單位,適合分析犯案時間、地點與手法;
  • 以「犯罪人」為單位,適合分析重複犯案與行為歷程;
  • 以「案件群組」為單位,適合分析是否由同一人或同一犯罪團體所為。

五、規範人格特徵與行為特徵的使用原則

(一)人格特徵應採客觀、可驗證資料

「人格特徵」容易涉及心理診斷與標籤化,RFP應限制廠商不得僅憑:

  • 年齡;
  • 性別;
  • 居住地;
  • 教育程度;
  • 職業;
  • 家庭狀況;
  • 社經地位;
  • 種族、宗教或其他身分特徵,

直接推論某人具有犯罪人格。

較妥適的做法是將分析重點放在可由案件資料驗證的行為與歷程,例如:

  • 犯案頻率;
  • 犯案間隔;
  • 目標選擇;
  • 犯案時段;
  • 入侵方式;
  • 使用工具;
  • 是否具有偵查反制行為;
  • 是否有固定逃逸路線;
  • 是否具有共犯關係;
  • 是否在特定情境下重複犯案。

(二)行為模式應優先於抽象人格推論

RFP可要求廠商建立「行為特徵向量」,例如:

X=(t,l,m,tg,w,c,r)X=(t,l,m,tg,w,c,r)

其中:

  • tt:犯案時間;
  • ll:地點與地理位置;
  • mm:犯案手法;
  • tgtg:犯罪目標;
  • ww:使用工具;
  • cc:共犯或關聯關係;
  • rr:重複犯案或再犯特徵。

透過此類客觀欄位,可進行分群、分類及案件關聯分析,降低主觀人格標籤造成的偏誤。


六、要求廠商提出適當的資料探勘方法

RFP不宜只要求廠商「導入AI」或「使用大數據」,而應要求其說明方法與適用情境。

1. 分群分析

使用案件特徵將慣竊案件分為不同型態,例如:

  • 夜間住宅型;
  • 商業場所型;
  • 特定工具破壞型;
  • 特定地理區域型;
  • 高流動性連續犯案型。

廠商應說明分群方法、距離函數、群數決定方式及群組解釋方法。例如K-means可最小化群內平方距離:

min⁡∑k=1K∑xi∈Ck∥xi−μk∥2\min \sum_{k=1}^{K}\sum_{x_i\in C_k}\lVert x_i-\mu_k\rVert^2

但RFP也應要求廠商說明K值的選定依據,不能只由系統任意指定。

2. 分類模型

若要研判新案件是否具有慣竊模式,可使用決策樹、羅吉斯迴歸、隨機森林或其他分類模型。

RFP應要求呈現:

  • 混淆矩陣;
  • 準確率(Accuracy);
  • 精確率(Precision);
  • 召回率(Recall);
  • F1值;
  • ROC-AUC;
  • 假陽性及假陰性數量。

重要公式如下:

Precision=TPTP+FPPrecision=\frac{TP}{TP+FP} Recall=TPTP+FNRecall=\frac{TP}{TP+FN} F1=2×Precision×RecallPrecision+RecallF1=2\times\frac{Precision\times Recall}{Precision+Recall}

慣竊偵查若過度追求召回率,可能產生大量誤報;若過度追求精確率,則可能漏掉重要案件。因此,RFP應要求廠商依實際偵查目的說明指標取捨。

3. 關聯與序列分析

可分析下列關聯:

  • 特定犯案時段與特定場所類型的關聯;
  • 特定工具與特定入侵方式的關聯;
  • 多起案件在時間、地點及手法上的連續關係;
  • 犯罪人、共犯、地點及失竊物品間的網絡關係。

分析結果應以可讀方式呈現,並附上支持度、信賴度或其他統計依據,不得只輸出沒有解釋的分數。


七、要求模型具有可解釋性與可追溯性

司法及治安用途不可接受完全無法說明理由的黑箱結論。RFP應規範:

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