محدد موقع إطلاق النار

تتطلب أنظمة تحديد مواقع إطلاق النار عمومًا وسيلة استشعار واحدة أو أكثر للكشف عن إطلاق النار أو عن المقذوف. وقد استُخدمت بنجاح حتى الآن تقنيات الاستشعار الصوتية والاهتزازية والمرئية أو تحت الحمراء . ويمكن تطبيق كلا النظامين للكشف عن إطلاق النار في الظروف الثابتة والمتحركة. ويمكن تثبيت معظم الأنظمة المستخدمة في الشرطة بشكل دائم، ورسم خرائط لها، وربط بياناتها، نظرًا لبقاء أجهزة الاستشعار في مكانها لفترات طويلة. أما العمليات العسكرية وعمليات فرق التدخل السريع، فتتم في بيئات أكثر ديناميكية، مما يتطلب سرعة في الإعداد أو القدرة على العمل أثناء تحرك أجهزة الاستشعار.

تُستخدم تقنيات عديدة لتمييز صوت إطلاق النار (أو ما يُعرف بـ"تصنيف إطلاق النار") عن الأصوات المشابهة، مثل أصوات انفجارات السيارات ، والألعاب النارية ، أو صوت طائرة هليكوبتر تحلق في السماء. كما يُعد تحليل المحتوى الطيفي للصوت، وغلافه، وغيرها من الأساليب الاستدلالية، من الطرق الشائعة لتصنيف ما إذا كانت الأصوات العالية المفاجئة ناتجة عن إطلاق نار. قد يكون تحديد مصدر الأصوات أمرًا شخصيًا، وتقوم شركات مثل ShotSpotter بمراجعة سجلاتها بناءً على المعلومات التي تتلقاها من أجهزة الشرطة، بحيث يُصنف صوتٌ صنفه النظام الآلي في البداية على أنه صوت دوارات طائرة هليكوبتر، فيُسجل أولًا على أنه ثلاث طلقات، ثم أربع، وأخيرًا على أنه صوت خمس طلقات نارية منفصلة. ^{[ 3 ] [ 4 ]} ونتيجةً لذلك، رُفضت هذه التقنية في المحاكم لعدم استنادها إلى أسس علمية لأغراض الأدلة القانونية . ^{[ 5 ]} فهي مصممة لتكون أداة تحقيق وليست مصدرًا للأدلة القانونية الأساسية. ^{[ 5 ]}

تعتمد طريقة أخرى لتصنيف أصوات إطلاق النار على "التعرف على الأنماط الزمنية"، كما يسميها مطورها، والتي تستخدم شبكات عصبية اصطناعية تُدرَّب ثم تستمع إلى بصمة صوتية في الأحداث الصوتية. ومثل أنظمة الاستشعار الصوتي الأخرى، تستند هذه الطريقة أساسًا إلى فيزياء الصوت، لكنها تحلل البيانات الصوتية الفيزيائية باستخدام شبكة عصبية. تُشفَّر المعلومات في الشبكة على شكل تغير في تسلسل أحداث "الكل أو لا شيء" (النبضات)، أو أنماط زمنية، تنتقل بين "الخلايا العصبية" الاصطناعية. يُمكِّن تحديد خصائص الإدخال/الإخراج غير الخطية للخلايا العصبية المشاركة في تكوين ذاكرة للأنماط الجديدة، وتطوير نماذج رياضية لتلك الخصائص غير الخطية، من تحديد أنواع محددة من الأصوات. ويمكن بعد ذلك تدريب هذه الشبكات العصبية لتصبح "متعرفة" على صوت مستهدف، مثل صوت إطلاق نار، حتى في وجود ضوضاء عالية .

بغض النظر عن الطرق المستخدمة لعزل إطلاق النار عن الأصوات الاندفاعية الأخرى أو الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء، يمكن استخدام طرق التثليث القياسية لتحديد مصدر إطلاق النار بمجرد التعرف عليه على أنه إطلاق نار.

كانت عملية التمييز البصري سابقًا تعتمد على طرق، من بينها المرشحات المكانية والطيفية والزمنية المبتكرة، للتخلص من الوهج الشمسي كسبب للإنذارات الكاذبة. لم تكن أجهزة الاستشعار السابقة قادرة على العمل بسرعات كافية تسمح بدمج مرشحات زمنية متطابقة، والتي تعمل الآن على إزالة الوهج الشمسي كعامل مساهم في الإنذارات الكاذبة.

تختلف بنى الأنظمة المختلفة في قدراتها وتُستخدم لتطبيقات محددة. عمومًا، توجد بنيتان رئيسيتان: أنظمة مستقلة مزودة بمصفوفات ميكروفونات محلية، ومصفوفات استشعار موزعة ("مراقبة صوتية واسعة النطاق"). تُستخدم الأولى عادةً للكشف الفوري عن وجود مُسلح قريب في محيط النظام والتنبيه إليه؛ وتُستخدم هذه التطبيقات عادةً لحماية الجنود والمركبات العسكرية والسفن، وكذلك لحماية المساحات المفتوحة الصغيرة (مثل مواقف السيارات والحدائق). أما الثانية، فتُستخدم لحماية مناطق واسعة كالمدن والبلديات والبنية التحتية الحيوية ومراكز النقل والقواعد العسكرية.

صُممت معظم الأنظمة المستقلة للاستخدام العسكري، حيث يهدف النظام إلى تنبيه الأهداف البشرية فورًا لاتخاذ إجراءات مراوغة أو تحييد. تتكون هذه الأنظمة عادةً من مجموعة صغيرة من الميكروفونات تفصل بينها مسافة دقيقة. يلتقط كل ميكروفون أصوات إطلاق النار بفواصل زمنية ضئيلة، مما يسمح للنظام بحساب مدى واتجاه مصدر إطلاق النار بالنسبة إليه. تعتمد الأنظمة العسكرية عمومًا على كلٍ من صوت انفجار الفوهة وصوت موجة الصدمة الناتجة عن المقذوف للتحقق من تصنيف إطلاق النار وحساب المسافة إلى مصدره.

تتميز مصفوفات الاستشعار الموزعة بميزة واضحة على الأنظمة المستقلة، إذ يمكنها تصنيف إطلاق النار بنجاح سواءً سُمع صوت إطلاق النار أم لا، حتى في وجود ضوضاء خلفية عالية وصدى. تُعدّ هذه الأنظمة المعيار المعتمد للأمن العام في المدن، حيث تُمكّن أجهزة إنفاذ القانون من رصد إطلاق النار في مساحات حضرية واسعة تمتد على عدة كيلومترات مربعة. إضافةً إلى المناطق الحضرية، يُستخدم نهج المصفوفات الموزعة في تطبيقات حماية المناطق، مثل البنية التحتية الحيوية ومراكز النقل والحرم الجامعية.

باستخدام أساليب شبكات البيانات الشائعة، يمكن إيصال تنبيهات إطلاق النار إلى مراكز التحكم والقادة والأفراد الميدانيين، مما يتيح لهم تقييمًا فوريًا لخطورة الوضع واتخاذ استجابة مناسبة وحاسمة. تتميز بعض الأنظمة بقدرتها على تسجيل مقاطع صوتية لإطلاق النار وإرسالها مع معلومات التنبيه، مما يوفر معلومات إضافية قيّمة حول الوضع وخطورته. وبالمثل، بالنسبة لحماية البنية التحتية الحيوية، تُنقل المعلومات بوضوح ودقة في الوقت الفعلي إلى مراكز القيادة والسيطرة الإقليمية للأزمات، مما يمكّن أفراد الأمن من تجاوز التقارير غير الدقيقة والمتأخرة في كثير من الأحيان، وبالتالي الاستجابة الفورية لإحباط الهجمات والحد من أي نشاط لاحق.

في مجال السلامة العامة وإنفاذ القانون، تُستخدم أنظمة تحديد مواقع إطلاق النار بكثرة في المناطق ذات معدلات الجريمة المرتفعة، وذلك لتوفير تنبيهات سريعة وتوعية مركز الاتصالات والتحويلات، حيث تُستخدم هذه التنبيهات لتوجيه المستجيبين الأوائل إلى موقع إطلاق النار، مما يزيد من معدلات الاعتقال، ويعزز سلامة الضباط، ويضمن شهود العيان والأدلة، ويعزز التحقيقات، فضلاً عن ردع جرائم الأسلحة النارية وإطلاق النار، وخاصةً " إطلاق النار الاحتفالي " (ممارسة إطلاق النار في الهواء للتسلية). وتتجاوز أنظمة تحديد مواقع إطلاق النار، القائمة على المراقبة الصوتية واسعة النطاق والمقترنة بتخزين بيانات الحوادث بشكل دائم، مجرد استخدامها في التحويلات فقط، لأن الإبلاغ عن إطلاق النار في المناطق الحضرية (عبر الاتصال برقم الطوارئ 911) قد لا يتجاوز 25%، ^{[ 6 ]} مما يعني أن وكالات إنفاذ القانون ومحللي الجرائم لديها بيانات غير مكتملة بشأن مستويات وأنماط النشاط الحقيقية. بفضل نهج المراقبة الصوتية واسعة النطاق، إلى جانب قاعدة بيانات شاملة لأنشطة إطلاق النار، تمتلك الأجهزة الأمنية بيانات شبه كاملة عن الأنشطة، ما يتيح تحليلها لاستخلاص الأنماط والاتجاهات، وتوجيه الدوريات الأمنية، وتعزيز العمل الشرطي القائم على المعلومات الاستخباراتية . وتشمل الفوائد الإضافية مساعدة المحققين في العثور على المزيد من الأدلة الجنائية لحل الجرائم، وتقديمها للمدعين العامين لتعزيز القضايا، ما يؤدي إلى ارتفاع معدل الإدانة. وبفضل دقة نظام تحديد مواقع إطلاق النار، والقدرة على تحديد الموقع الجغرافي بدقة متناهية، مقارنةً بنقص المعلومات الذي يصاحب عادةً بلاغات المواطنين عن حوادث إطلاق النار عبر رقم الطوارئ 911، تستطيع الأجهزة الأمنية أيضاً تحديد هوية مطلقي النار من خلال مقارنة مواقعهم بمواقع المجرمين المعروفين، بمن فيهم الخاضعون للمراقبة والإفراج المشروط. كما يمكن للمحققين أحياناً تحديد الضحايا المستهدفين، وبالتالي التنبؤ بأعمال الانتقام ومنعها.

تُستخدم أنظمة تحديد مواقع إطلاق النار محليًا في المناطق الحضرية منذ منتصف التسعينيات من قبل عدد متزايد من المدن والبلديات التي تتبنى هذه الأنظمة كأداة أساسية في ترسانتها لمكافحة الجريمة العنيفة. كما تبنت الوكالات الفيدرالية ووكالات الأمن الداخلي أنظمة تحديد مواقع إطلاق النار وفوائدها؛ ومن الجدير بالذكر أن مكتب التحقيقات الفيدرالي استخدم بنجاح نظام ShotSpotter لتحديد مواقع إطلاق النار خلال هجمات القناصة على الطرق السريعة في أوهايو في الفترة 2003-2004 ، بالتعاون مع مكتب شرطة مقاطعة فرانكلين.

تم اختبار هذه التقنية في قرية ريدوود، وهي حيٌّ تابع لمدينة ريدوود بولاية كاليفورنيا ، في أبريل 1996. وحتى عام 2007، روّجت الشركة المصنّعة للجهاز باعتباره ذا فوائد ، إلا أن المسؤولين المحليين انقسموا حول فعاليته. وقد أثبت الجهاز فعاليته في الحدّ من إطلاق النار العشوائي . وأظهرت استطلاعات الرأي التي أُجريت لصالح وزارة العدل الأمريكية أن فعاليته تكمن في "إدراك" وقوع إطلاق النار.

أثبت نظام ShotSpotter المُثبّت في واشنطن العاصمة نجاحه في تحديد مواقع إطلاق النار في منطقة التغطية. وأفادت شرطة واشنطن العاصمة في عام 2008 أن النظام ساعد في تحديد مكان 62 ضحية لجرائم عنف، وساهم في إلقاء القبض على 9 مشتبه بهم. وبالإضافة إلى حالات الاعتداء، رصد النظام كمية كبيرة من إطلاق النار العشوائي، بلغ مجموعها 50 طلقة نارية أسبوعيًا في عام 2007. وبناءً على نجاح النظام، قررت إدارة الشرطة توسيع نطاق البرنامج ليشمل ما يقرب من ربع مساحة المدينة. ^{[ 7 ]}

اعتبارًا من عام 2016، تم نشر أنظمة الكشف في عدد من المدن، بما في ذلك بالتيمور، ميريلاند ؛ بيلوود ، إلينوي ؛ برمنغهام، ألاباما ؛ بوسطن؛ كانتون ، أوهايو ؛ كامبريدج، ماساتشوستس ؛ شيكاغو ؛ هارتفورد ؛ ^{[ 8 ]} كانساس سيتي ؛ لوس أنجلوس ؛ ميلووكي ؛ مينيابوليس ؛ نيو بيدفورد، ماساتشوستس ؛ أوكلاند ؛ أوماها ؛ سان فرانسيسكو ؛ سبرينغفيلد، ماساتشوستس ؛ ^{[ 9 ]} واشنطن العاصمة ؛ ويلمنجتون، كارولاينا الشمالية ؛ ^{[ 10 ]} مدينة نيويورك ؛ ^{[ 11 ]} كما تم دمج هذه الأنظمة مع كاميرات تُوجّه نحو مصدر إطلاق النار عند رصده. ^{[ 9 ]} اعتبارًا من عام 2014، تستخدم مواقع المرافق في الولايات المتحدة الأمريكية 110 أنظمة. ^{[ 12 ]} أوقفت مدينة سان أنطونيو بولاية تكساس خدمة ShotSpotter التي تبلغ تكلفتها 500 ألف دولار، بعد أن تبين أنها لم تسفر إلا عن أربع حالات اعتقال ^{[ 13 ]} ومصادرة سبعة أسلحة خلال الخمسة عشر شهرًا التي كانت تعمل فيها. ^{[ 14 ]}

في أغسطس 2017، بدأت الخدمة السرية الأمريكية باختبار استخدام تقنية الكشف عن إطلاق النار لحماية البيت الأبيض ومرصد البحرية الأمريكية . ^{[ 13 ] [ 15 ]}

طُورت فكرة تحديد مصدر إطلاق النار عن طريق الصوت قبل الحرب العالمية الأولى، حيث استُخدمت لأول مرة عمليًا. استُخدمت الأنظمة الصوتية المبكرة بشكل أساسي للأسلحة الكبيرة. وقد نشرت وزارة الدفاع الأمريكية، وكذلك جيوش دول أخرى، أنظمة كشف وتحديد مواقع الأسلحة وأنظمة مكافحة القناصة. ^{[ 16 ]}

تشمل أنظمة الكشف عن التهديدات الصوتية مستشعر MASINT الصوتي العابر غير المراقب ( UTAMS ) وحمولة Serenity و FireFly ، والتي تم تطويرها بواسطة مختبر أبحاث الجيش . ^{[ 17 ]}

في حديقة كروجر الوطنية بجنوب إفريقيا ، تُستخدم أجهزة تحديد مواقع إطلاق النار لمنع صيد وحيد القرن غير المشروع. ^{[ 18 ] [ 19 ]}