行走速度对赤足足迹特征的影响研究

高 毅，杨文文，李 冬

（1.中国刑事警察学院，辽宁 沈阳110035；2.宁夏回族自治区公安厅 刑侦总队，宁夏 银川750000；3.吉林警察学院，吉林 长春130117）

行走速度对赤足足迹特征的影响研究

高 毅1，杨文文2，李 冬3

（1.中国刑事警察学院，辽宁 沈阳110035；2.宁夏回族自治区公安厅 刑侦总队，宁夏 银川750000；3.吉林警察学院，吉林 长春130117）

目的 分析影响赤足特征变化的因素，为准确制作赤足足迹样本提供参考，确保在行走速度变化情况下赤足鉴定意见的科学性和准确性。方法 从赤足的反映形式出发，通过实验对不同形成条件下赤足整体特征和局部特征进行统计。结果 不同行走速度下，赤足趾、跖、弓、跟主要区域特征均发生一定变化，归纳出不同步速下赤足各部位特征的变化规律特点。结论 对赤足的检验鉴定，需结合赤足特征反映，全面分析足迹形成条件，客观真实的制作足迹样本，对差异点进行正确分析和合理解释。

赤足特征；趾区；跖区；弓区；跟区；行走速度

1 概述

足迹，又称脚印，是人们在日常生活中赤足及其所穿的鞋、袜与地面等物质客体接触时留下的痕迹特征。刑事案件中所称的足迹，是指犯罪嫌疑人在实施犯罪行为时，足与地面等物质客体接触时所留下的痕迹。足迹的研究对象主要是足迹、造痕体、承痕体、作用力。

足迹的分类：一是按照足迹的数量及搭配关系可分为单个足迹和成趟足迹；二是按照足迹的反映质量可分为正常足迹和非正常足迹；三是按照足迹承受客体表面变化可分为立体足迹和平面足迹；四是按照足迹造痕客体可分为赤足足迹和穿鞋、袜足迹。本文所研究的对象即为光脚在承痕客体表面接触形成的赤足足迹。

在足迹学理论中赤足足迹部位划分如图1所示。（1）足趾区（1～7）包括：趾前端，拇趾，第二趾，第三趾，第四趾，小趾，趾节区。（2）足跖区（8～16）包括：跖前缘，跖内缘，第一跖区，第二跖区，第三跖区，第四跖区，第五跖区，跖外缘，跖后缘。（3）足弓区（17～20）包括：弓内缘，弓内侧区，弓外侧区，弓外缘。（4）足跟区（21～28）包括：跟前缘，跟内缘，跟内侧区，跟中心区，跟外侧区，跟外缘，跟后侧区，跟后缘。

图1 赤足足迹各部位划分

2 赤足足型特征

足型特征是指足解剖结构特点在赤足结构特征中能够反映出来的特征，包括足型整体特征和足型局部特征，足型特征在足迹检验中有着重要作用。

2.1 足型整体特征

足型整体特征是指反映足整体解剖结构的特征，主要有：长度特征和宽度特征。

（1）足迹全长测量方法：以赤足足迹最长趾的前缘最凸点和跟后缘最凸点为测量基点，分别过这两点做足迹中心线的垂直切线，交足迹中心线与两点，测量这两点的距离，即为赤足足迹全长（图2）。

（2）跖宽及跖斜宽测量方法：以跖内外缘凸点为测量基点，两点之间的距离作为跖区宽度，两点之间倾斜连线长度即为足跖斜宽（图3）。

图2 赤足足迹全长测量示意图

图3 跖宽测量方法示意图

（3）弓宽测量方法：用直尺在垂直足迹中心线方向上，找出弓区最窄处，测量其宽度，即为弓宽（图4）。

（4）跟宽测量方法：用直尺在足迹中心线垂直方向上，以目测的方法，找出跟区最宽处，直尺与跟内外缘两交点的距离即为跟宽（图5）。

图4 足弓宽测量方法示意图

图5 足跟宽测量方法示意图

2.2 足型局部特征

足型局部特征是指足型中能够反映出足局部解剖结构的特征，主要包括趾区结构特征、跖区结构特征、弓区结构特征和跟区结构特征，这里以趾区与跖区部分局部特征为例。

趾区结构特征主要包括趾形状特征（图6）和足趾间的相互关系特征（图7），其中常见的趾形状有圆形、椭圆形、角形以及不规则形，同时趾形状还包含趾节形态特征；趾排列关系特征又包括平行型、并紧型、放射型和重迭型。

跖区结构特征主要包括跖前缘结构形态特征（图8）和跖后缘结构形态特征（图9），以及跖内缘和跖外缘。以跖前后缘为例，其中跖前缘结构形态主要包括：波浪形、弧形、角形、平直形；跖后缘结构形态又包括弧形、凸凹形、平直形及波浪形。

图6 趾形状特征

图7 趾区排列关系特征及其标划

图8 跖前缘结构特征

图9 跖后缘结构特征

3 赤足特征影响因素及检验鉴定注意事项

3.1 赤足足迹特征的影响因素

足迹特征的变化有自然因素，也有人为因素，即使在同一个现场，同一个犯罪嫌疑人留下的足迹也可能不尽相同。影响赤足足迹变化的主要因素有：犯罪嫌疑人的心理状态和伪装；现场环境以及承痕体的物理性质；不同的负重状态；不同的行走姿态和行走速度等等。在这里，笔者对研究赤足特征的影响，应紧紧围绕赤足足迹形成的三要素入手，即造痕体、承痕体和相互作用力。在这里由于造痕体即赤足由于行为人本身的足部骨骼解剖结构短时间内不易发生改变，而承痕客体也能较真实的呈现足迹反映形式的客观存在，故造成赤足特征变化的主要因素与形成足迹时的受力情况有关，其中，作用力往往由形成足迹时的动作和行走姿态、速度所决定。因此，分析形成足迹的动作以及不同的行走速度对赤足足迹的影响，在赤足样本制作以及赤足检验鉴定中具有重要的作用。

3.2 赤足足迹检验鉴定方法及注意事项

在赤足足迹鉴定中，通常通过比对检验，对从整体特征到局部特征的全面比较，明确符合点和差异点，为综合评断提供重要依据。主要采用的方法有直观比对法、重合比对法、方位比对法、关系比对法。其中，前两种方法采用较多。直观对比法包括引线编号法、虚实线标划法；重合比对法包括底片重合法、照片重合法、透明塑料片重合法。

由于赤足足迹在现场的出现率常常是夏天高于冬天，南方高于北方，室内高于室外等等。因此，我们在检验赤足足迹时，一定要注意赤足出现、遗留的原因和形成条件，以便更全面的分析差异点和符合点的来源，并在此基础上，模拟现场足迹变化条件，反复制作样本，并补充新的、质量好的样本。另外，由于现场足迹的复杂性，使我们对现场足迹形成条件和变化因素的认识有时不很准确，甚至差异很大。因此，捺印样本的数量要大，变化多种姿势和动作，考虑到步幅特征对行走速度反应性较好，有条件下，最好捺印成趟足迹样本。

4 赤足足迹的形态特征观测

4.1 实验设计

本文实验样本在平面足迹实验室提取，在6 m长平面足迹承痕台上遗留成趟足迹样本，并在步速慢速、中速、快速三种步态下，即控制时间在9s、6s、3s内行进完成。实验对象均为学院学员，足部无伤病，无足部畸形，每组样本足迹慢速、中速、大步快速三种速度各提取足迹样本4枚，每个实验对象足迹样本共提取12枚足迹，实验共收集五组共计60枚赤足足迹样本。详细观测并记录在不同行走速度下，足迹的趾区、跖区、弓区、跟区的具体变化，为减少实验误差，每组样本足迹三种速度下，前后两枚足迹样本予以剔除。

4.2 趾区形态特征观测

随着速度增大，趾形状由圆形逐渐转变为椭圆形或不规则形，并且趾头前边缘虚边痕迹明显（图10~11）。

图10 慢速趾区形态特征

图11 快速趾区形态特征

4.3 跖区形态特征观测

由于足的纵向运动和跖区与承痕体的关系较为密切，跖前缘和跖后缘产生变化，行走速度变大时，跖区与地面接触时所承受的力变大，致使跖前缘和跖后缘都发生前移现象（图12~13）。

图12 慢速跖区形态特征

图13 快速跖区形态特征

4.4 弓区形态特征观测

弓区主要变化是随着行走速度的增大，弓区与地面接触时间变小，弓内缘外移，弓区面积减少（图14~15）。

图14 慢速弓区形态特征

图15 快速弓区形态特征

4.5 跟区形态特征观测

慢速时，由于跟区与地面接触时间长，跟区边缘形态不清晰，随着速度增大，跟区边缘清晰程度变大，并且跟外侧区边缘有变平直的趋势（图16~17）。

图16 慢速跟区形态特征

图17 快速跟区形态特征

5 赤足各区域实验数据量化分析

5.1 趾区实验数据量化分析

从多组实验数据中，随机抽取三组样本的趾区数据，分别测量趾长度，趾宽度和趾间距进行分析比较（表1～3）。

通过以上数据观测，我们可以发现，随着速度增大，拇趾的长度是减小的，第二趾有多组样本趾长变化规律不稳定，第三趾、第四趾、小趾趾长随着速度的增大有增大的趋势；五个趾头的宽度由于其行走方向的受力较大，故对宽度影响也不稳定，而趾间距随着速度的增大而增大。

通过对表3测量数据的观察，五组样本中，中速时跖斜宽最大，慢速跖斜宽比快速时跖斜宽长，这说明当步速较大时，赤足跖区作为主要的支撑受力部位和地面接触时间变小，从而人体重心左右移动增大，导致行走运动稳定性降低，接触面积变小。

笔者对该组样本中的拇趾内缘与跖内缘间距关系数据和小趾外缘与跖外缘间距关系数据也做了比较，如表4所示。

通过对表4测量数据观测，样本一在速度增快的情况下，出现断弓，其余四组样本随着速度的增大，弓宽变小，且较为明显，分析原因为步速变化，导致足底中的跖区及跟区中心加大了支撑力度从而降低了弓区非主要支撑部位的参与程度。随着速度的变大，拇趾内缘与跖内缘间距变小，小趾与跖外缘间距变小。

表1 样本一脚区测量数据统计表

表2 样本二趾区测量数据统计表

表3 样本五趾区测量数据统计表

表4 样本一、二、三的趾跖间距测量数据统计表

5.2 跖区实验数据量化分析

跖区宽度是赤足检验中非常重要的量化指标，故我们用该指标来比较说明不同步速导致足底跖区压力变化对赤足跖区的影响，并从大量实验数据中，增加随机抽取样本数量以增加实效性（表5）。

通过对表5测量数据的观察，五组样本所测跖宽，均为正常行走时宽度最大，步速偏慢或偏快对宽度有变小趋势。

5.3 弓区实验数据量化分析

同上，弓区不同步速下宽度比较如表6所示。

5.4 跟区实验数据量化分析

同上，跟区不同步速下宽度比较如表7所示。

表5 不同步速下跖区斜宽测量数据统计表

表6 不同步速下弓区斜宽测量数据统计表

表7 不同步速下跟区斜宽测量数据统计表

6 结果与讨论

6.1 行走速度对趾区的影响

随着速度增大，趾形状由圆形或规则形态变为椭圆形或不规则形；由于速度变大，行为个体会主观控制拇趾抓地，导致拇趾长度变小，第三趾、第四趾及由于受力较小，受人为控制程度较低，导致长度增大；同时，随着速度增加，脚趾向外扩张发散，造成趾间距变大，拇趾内缘与跖内缘间距及小趾外缘与跖外缘间距变小。

6.2 行走速度对跖区的影响

由于足的纵向运动和跖区与承痕体的关系，跖前缘和跖后缘产生变化。随着速度的变大，跖前缘和跖后缘都发生前移现象，从而导致跖前缘形态发生较大的变化，跖区宽度在正常行走时较为稳定，宽度也最大，而当步速变化时，其宽度均有变小的趋势。

6.3 行走速度对弓区的影响

随着行走速度的增加，弓区与地面接触时间变小，弓区与地面接触面积减少，弓内缘外移，导致弓宽减小，弓区面积减小。

6.4 行走速度对跟区的影响

行走过程中，跟区最先与地面接触，随着速度变大，跟区与地面接触时所承受的力增大，跟宽及跟区面积有增大趋势，且跟区边缘呈现由弧形变为平直形及不规则形态。

由于实验样本均取自于警院学员且多为男性，故所包含的样本范围具有一定的局限性，而在实验数据测量中，也难免存在误差。因此，在对赤足进行检验及制作赤足足迹样本时，还要结合现场环境综合考虑可能导致犯罪嫌疑人行走速度变化的原因，在现场犯罪心理的变化以及承痕体表面物理性能的差异等因素，全面分析现场足迹与样本足迹特征符合点与差异点的本质属性，作出科学合理的解释，以确保足迹鉴定意见的科学性和准确性。

[1]史力民.足迹检验技术规范[M].北京：中国人民公安大学出版社，2012：26-35.

[2]姚力，胡卫平.关于赤足足迹鉴定中特征应用问题的研究[J].中国刑警学院学报，2006，（3）：28-31.

[3]王天英.赤足足迹特征变化研究[J].广东公安科技，2011，（3）：19-21.

[4]李洪武.影响足迹特征形成的主要因素[J].辽宁警专学报，2002，（6）：48-49.

[5]高毅.赤足足迹趾区特征特定性研究[J].中国刑警学院学报，2013，（1）：37-39.

[6]于小勇 董必强.不同步速下足迹样本特征变化研究[J].江苏警官学院学报，2011，（9）：174-178.

（本文编辑：孙年峰）

Study on the Relationship Between Walking Speed and Bare-Footprint’s Characteristics

GAO Yi1，YANG Wen-wen2，LI Dong3
（1.National Police University of China，Shenyang 110035，China;2.Criminal Investigation Corps，Public Security Department of Ningxia Hui Autonomous Region，Yinchuan 750000，China; 3.Police College of Jilin Province，Changchun 130117，China）

Objective Through analyzing the factors that affect the characteristic of bare-footprints，to provide a reference for making accurate bare-footprint samples，thus guaranteeing the objectivity and accuracy of the conclusion on barefoot identitfication when the walking speed changes.Method Based on the reflected forms of barefoot，the overall and partial characteristics of bare-footprints forming under different conditions were recorded and analyzed.Results At different walking speeds，the characteristic of toes，metatarsi，arches and heels all changed in different degrees.The characteristics of different bare-footprints regions at different walk speeds were summarized.Conclusion When we examine and identify the barefoot,we should comprehensively analyze the condition in which the barefoot prints form and make the footprints sample objectively. Meanwhile,the discrepancy should be analyzed and explained.

characteristics of barefoot;toe;metetarsi;arch;heel;walking speed

DF794.1

A

10.3969/j.issn.1671-2072.2016.06.008

1671-2072-（2016）06-0037-08

2016-06-20

吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目（吉教科合字（2016）第559号）；公安部重点实验室开放课题

高毅（1978—），男，副教授，主要从事足迹检验教学、科研和鉴定工作。E-mail：gao_yi7666@sina.com。