这个问题真的是难得的好问题啊，题主看的很仔细。之所以会困惑是因为漫画前期大多是以ema的视角来画的，从调查兵团高层的视角来看就好多了。
罗塞墙破之前调查兵团无法判断巨人是否有智慧。
在超大巨破墙的时，超大巨有意识的破坏墙上的固定炮，以此推测超大巨和同伙铠甲巨人是有智慧的。
艾伦很快就意识到超大巨可能有智慧，当时在场的还有萨沙等人在看见艾伦从巨人身体里剥出来后，艾尔文判断超大巨和铠甲巨的原理是相似的：超大巨和铠甲巨人身体里面也有人类。
敌人在艾伦变成巨人后，中止了继续进攻的计划。
这个时候调查兵团虽然还不知道敌人的目的，但推断没有继续进攻的理由是看见了艾伦的变身。这说明了两件事：敌人可能已经潜伏在墙内，艾伦对敌人的判断有影响。至于敌人是在兵团里，还是潜伏成为了消息灵通的商人，又或是成为了某位贵族的情妇，艾尔文是不知道的。
这之后发生了巨人被杀的事件。
犯人有可能是怨恨巨人的士兵，也有可能是敌人。第一个可能没什么好说的，如果是第二个可能，这说明：敌人潜伏在军队中且身手不错。
考虑到玛丽亚墙破的时间，犯人只有可能在102、103和104期中间（102期的话就要看破墙的时间是在新兵入伍前还是入伍后了，当然嫌疑最大的还是104期）。
这个时候艾尔文洒下了第二个诱饵。
艾尔文并不知道敌人的目标是艾伦，但是为了吸引敌人，艾尔文抛下了地下室这个作为诱饵。如果敌人是新兵，那他必然会加入调查兵团。如果敌人是老兵，他在知道艾伦和地下室后，也会被调查兵团所吸引。
在壁外调查的时候，艾尔文不能确定敌人是新兵还是老兵，所以没有告诉利威尔班本次作战的真实目的。
艾尔文也不能确认敌人加入了调查兵团。举个例子，敌人可能是103期的一员，加入了宪兵团。但无论如何，艾尔文没有隐藏地下室的事情，再加上艾伦的存在，已经放出了足够多的诱饵来吸引敌人。如果敌人在墙内，无论他们的目的是什么，一定会来偷袭壁外调查，所以艾尔文带上捕捉巨人的装备。另一方面如果敌人不长期生活在墙内，他也回不来袭击调查兵团。
之后女巨人出现，且有目的的寻找艾伦。可以肯定敌人潜伏在墙内，目的是抢夺艾伦。
考虑到女巨人对“着急送死的家伙”有反应，范围可以缩小到104期了。
至于为什么艾尔文不立即把知道艾伦在右翼的人立刻抓进地下室，可能是因为调查兵团在回去后已经没有能力做