基于文献计量的国内物联网研究现状分析

孙瑞英 王 旭

（黑龙江大学信息管理学院，黑龙江哈尔滨150080）

基于文献计量的国内物联网研究现状分析

孙瑞英 王 旭

（黑龙江大学信息管理学院，黑龙江哈尔滨150080）

通过文献计量统计方法和CiteSpaceⅢ软件对2005－2015年CNKI收录的主题为“物联网”的核心期刊论文进行了分析，绘制了可视化图谱来揭示出国内物联网研究的时间分布情况、高产作者分布情况、研究机构分布情况、核心期刊分布情况以及目前的研究热点分布情况，并对今后的研究趋势做出了简要的总结。

物联网；文献计量学；CiteSpaceⅢ；可视化图谱

2015年3月，李克强总理提出了“互联网＋”行动计划，其中重点论证了物联网等与现代制造业结合的问题［1］。2015年9月，中国物联网专家刘海涛也提出了“物联网×”新理念，可见，发展物联网符合国家的战略要求［2］。为了更好地实施“互联网＋”行动计划，就必须了解国内物联网的研究历史、现状，在此基础上预测物联网的发展趋势，本文选用CNKI（中国知网）数据库，利用CiteSpaceⅢ等软件绘制物联网主题词文献的科学知识图谱，并对近十年国内有关物联网的研究现状进行了系统的梳理和分析，期望能为物联网领域相关学者的研究提供一定的参考和借鉴。

1 研究方法

本文采用文献计量方法对国内物联网的研究现状进行分析，借助文献的各种特征，采用数学与统计学的方法来描述、评价和预测国内物联网研究的现状与发展趋势［3］。并通过绘制科学知识图谱来更加客观、清晰地反映国内物联网研究的热点及演化趋势等。

1.1 数据收集

1.2 可视化工具

本文使用CIteSpace3.8R5版本来进行可视化分析。CiteSpace是由美国德雷塞尔大学陈超美教授开发，该软件在Java语言环境下运行［4］，被广泛应用于文献引文网络分析。通过利用CiteSpace寻找国内物联网研究的现状、进展、前沿及其对应的知识基础，试图从科学文献中识别并发现该领域的发展新趋势和最新动态［5］。

1.3 统计工具

本文利用Excel软件，对从CNKI数据库检索到的“主题＝物联网”，时间段为2005－2015区间的各年度论文数量进行了统计分析，以呈现国内物联网研究相关文献发表数量随时间的变化趋势。然后基于文献计量学的理论规律和分析方法，运用可视化图谱软件CiteSpaceⅢ，分别对相关文献的高产作者、机构分布、期刊分布以及关键词等进行分析。同时，本文应用IBM SPSS软件来绘制期刊载文量图谱。

2 国内物联网研究的时空知识图谱及其分析

物联网作为我国的战略性新兴产业之一，它已经渗透到各行各业，随着物联网智能化水平的不断提高，未来发展前景广阔，学术界对物联网的研究也必将呈现蓬勃发展之势。

2.1 国内物联网研究的时间分布

本文利用Excel软件，对通过CNKI检索到的时间区间在2005－2015年内的各年度论文数量进行了统计分析，试图寻找国内物联网研究发文数量随时间的变化趋势，如图1所示。从发文数量的时间分布图可以直观地呈现出该研究领域在不同时间段学者们研究的冷热程度。

图1 国内物联网研究文献的年度分布图

科学文献增长的逻辑曲线如图2所示，图中横坐标t代表时间，纵坐标F（t）代表t年文献的累积量。文献逻辑增长曲线大致划分的4个阶段：t1以前为缓慢发展阶段；t1～t2时间段为快速发展阶段；t2～t3时间段为减速发展阶段；t3以后则为饱和发展阶段。

图2 文献逻辑增长曲线的4个阶段［6］

对比图1和图2可以看出：2005－2009年，各年度国内物联网研究的发文数量为15篇，说明国内物联网研究开始升温但研究进展缓慢。2009－2015年，国内物联网研究的发文数量呈现出一种爆炸性的激增态势，从2009年发文15篇到2014年发文达到994篇，2015年截止到10月份发文数量就已经达到897篇（如图1实线部分所示）但根据笔者的预测，2015全年发文数量将会超过994篇（2015年文献的增长趋势如图1中虚线部分所示），通过对图1和图2进行综合分析可知：当前我国物联网研究正处于文献逻辑增长曲线的第二阶段即快速发展阶段，此阶段国内物联网的研究成果丰富，并且可以预测未来几年本领域的研究文献的数量必然呈现逐年上升的趋势。

2.2 国内物联网研究高产作者知识图谱

通过对发文作者分布趋势的研究，可以确定该领域的高产作者和高影响力作者，经运行CiteSpaceⅢ软件，在2005－2015年度，每年提取物联网研究领域发表论文数量最多的20位作者，运行的结果可以发现高产作者。同时，为了确定高产作者的数量，本文尝试用德里克・普赖斯所提出的计算公式（1）来加以实现［7］。

式（1）中M为论文篇数，Nmax为所统计的年限中最高产作者的论文数，把那些发表论文数在M篇以上的作者称为高产作者。以第一作者作为操作对象，在统计的2005－2015年区间的4 500篇文献中，发文量最多的作者是中国科学院计算技术研究所的崔莉，发文篇数为15，即Nmax取值为15，经计算求得M值为2.9篇。按照取整原则，取发文量在3篇以上的作者为高产作者。然而，经实践分析得出，由于最高产作者的发文量（只取第一作者）偏低，如果取发文3篇以上的作者作为高产作者，那么本研究领域高产效果并不明显。经寻径网络算法（由美国心理学家R.W.Schvaneveldt于1989年提出的用来分析数据相似性的一种模型）修剪处理后，用CiteSpaceⅢ软件分析，生成的发文作者知识图谱如图3所示，图3共有178个节点，102个链接，网络密度为0.0065［8］。发文数越多的作者在可视化知识图谱中显示的节点面积越大，从图谱中可知（包括第一作者和第二作者在内），崔莉、张申、谭章禄出现频次最高，其次是张伟、丁恩杰、许金叶、李世国、柳平增等。从选取的4 500篇研究文献来看，国内物联网的研究整体上呈现出一种均衡性的特征：首先，国内物联网研究遍布各个学科并受到各领域学者的重视；其次，从图3中也可看出，单独的节点比较多，节点之间连接较少，分布较离散，这说明我国物联网研究领域的学者基本处于独自研究的状态，通常也就是由老师与所指导的学生组成的研究团体，目前我国关于物联网的研究还没有出现特别出色的领军人物，研究的学术核心团体还未形成。

图3 2005－2015年国内物联网研究高产作者知识图谱

研究机构是一项或者多项研究的专门性组织，在一定程度上可以理解为学术群体的代名词［9］。对某一领域的核心机构进行挖掘并关注其动态，可以准确确定该领域研究的风向标，大大降低盲目开展科学研究的机率。采用CiteS－paceⅢ软件，时间选择为2005－2015年，时间分段单位（Slice Length）为1年，采用寻径网络算法，同时选择网络节点为机构（Institution），经过调试，得到物联网研究机构的知识图谱，图谱共有77个节点，10个连线，如图4所示。图4的网络密度为0.0034，说明我国从事物联网研究的机构间的合作力度不大，研究机构比较分散，孤立的机构较多，只有个别几个机构间进行过合作。

图4 国内物联网研究的机构知识图谱

为了更加清晰的了解国内物联网研究重要机构分布情况，运用IBM SPSS软件统计国内75个研究机构（包括一级单位及二级单位）中发文量超过7篇的机构（由于篇幅有限，统计图示结果未列出）。结合图4可以看出，其中中国矿业大学信息与电气工程学院、中国矿业大学物联网（感知矿山）研究中心、中国矿业大学管理学院、中国矿业大学（北京）管理学院共发表论文56篇；其次中国科学院计算机研究所、中国科学院大学、中国科学院研究生院共发表论文51篇；接着南京邮电大学、南京邮电大学经济与管理学院、南京邮电大学计算机学院共发表论文33篇；江南大学、江南大学商学院共发表论文32篇等等；通过以上的统计可知：中国矿业大学、中国科学院、南京邮电大学和江南大学4个单位是国内物联网研究的主要阵地，这4个单位与其他机构相比有明显的研究优势。但是，发文7篇及7篇以上的所有机构的发文量仅占本研究领域总发表论文数量的8.78%，因此可以看出：国内物联网研究整体上还是呈现高度离散状态，缺乏特别突出的、真正的具有代表性的机构。

2.4 国内物联网研究的期刊分布

通过对刊载国内物联网研究论文的期刊进行分析，有助于我们快速锁定刊载国内物联网研究论文的核心期刊群，为研究人员快速查找文献、发表其研究成果提供重要的情报源。本文利用IBM SPSS软件对中国知网的4 500篇相关文献进行了统计分析，绘制了刊载国内物联网研究论文的重要期刊分布图（如图5所示）并且把发文数量排在前十位的期刊名称列举出（如表1所示）。

图5 国内物联网研究期刊载文量

表1 核心区排在前十位的期刊名称

通过分析表1和图5发现：国内刊载物联网研究论文的期刊主要集中在计算机科学技术、电子信息工程技术、管理科学与工程等领域，这3个领域的25种期刊总刊载相关论文数量为1 793篇，占所统计相关论文总量的39.84%。

此外，根据定量描述文献集中与离散分布的布拉德福定律，采用区域分析法，应用布拉德福的等级排列方式，将期刊按照载文量的从多到少顺序依次排序，然后使每一区载文量相等（即恰好使每区域的载文量等于全部期刊发文总数的1/3），将这些期刊划分为3个区，即核心区（所涉及的文章来自数量不多但效率最高的n1种期刊）、相关区（所涉及的文章来自数量较大、效率中等的n2种期刊）、外围区（所涉及的文章来自数量最大而效率很低的n3种期刊），并且3个区中的期刊数量呈下列关系［10］：

式（2）中：a为布拉德福常数。经计算得到常数a值大约为5.08。

这样确定的核心区有23种期刊，相关区有117种期刊，外围区有603种期刊（见表2）。从表2可以看出，核心区23种期刊发文1 526篇，占论文总数的33.91%；相关区117种期刊发文1 500篇，占论文总数的33.33%；外围区603种期刊发文1 474篇，占论文总数的32.76%，因此，总体上看，国内有关物联网研究文献的期刊分布基本符合布拉德福定律，呈现一种相对集中却又高度分散的特征。

从表1看出，黄土高原各生态区植被覆盖度多年平均变化最小的是祁连山森林与高寒草甸草原生态区(Ⅲ-1)，最大的是黄土高原农业与草原生态区(Ⅰ -12)。从图4看出， Ⅰ-12的植被覆盖变化幅度最大，2001-2007年为第1阶段缓慢上升，且变浮不大，在2007-2011年上升幅度较前一阶段有所加大，而2011-2013年植被覆盖上升到最大值0.595，2013-2014年开始下降； Ⅲ-1的植被覆盖则一直较平稳，从2001年到2007年缓慢上升，2007年到2011年出现波动，有增有减。2011-2014年则几乎持平，变化不大。

2.5 国内物联网研究的关键词分析

词频分析法是文献计量方法中的一种，通过统计某一研究领域文献中关键词出现的频次来确定该领域研究的热点和发展动向［11］。学术论文的关键词是作者学术观点的凝练，它表征论文的学术思想内容，是文献计量研究的重要指标［12］。

表2 依据布拉德福定律确定的3个区域

本文利用CiteSpaceⅢ软件，在2005－2015年的时间跨度内，每1年作为时间区，网络节点选择关键词（Keyword），生成关键词共现网络结构组合。然后，选择聚类可视化，经调试得到关键词知识图谱，如图6所示。利用CiteSpaceⅢ软件，通过设定适当的阈值可得到国内物联网研究关键词时序知识图谱，如图7所示，其下方年代对应节点年代环，在修枝后仅显示部分热点关键词［13］。

图6 国内物联网研究关键词知识图谱

从图7时序知识图谱中可以看出，2005－2009年区间，国内物联网研究还是比较缓慢的。2009年，IBM公司的钱大群提出了“智慧地球”这一战略并受到广泛关注，特别是2009年温家宝总理视察无锡微纳传感网工程技术研发中心并发表重要讲话之后，“物联网”概念在国内迅速升温，有关物联网方面的研究开始呈现爆发式增长势态［14］。2011年12月，《物联网“十二五”发展规划》正式印发，其中明确了要重点发展的领域，如智能电网、智能家居、智能农业、智能物流等等。2011年以后，相继出现了诸如云计算、信息技术、大数据、“互联网＋”等这些热门高频关键词。云计算与大数据都是基于互联网发展到一定阶段的产物，都是依托信息通信技术的创新而发展；云计算是物联网的核心技术，推动着物联网发展，云计算是物联网存在的核心环节；大数据则是由物联网的扩展领域而逐渐形成的海量数据，大数据依托于云计算的分布式数据处理、整合，以挖掘其潜在的价值，“互联网＋”其实就是互联网的进化和扩张，2015年经国家的支持和倡导，“互联网＋”在中国迅速升温并发展为新互联网概念。

图7 国内物联网研究关键词时序知识图谱

3 总 结

笔者以近十年（2005－2015年）CNKI中有关物联网研究的论文为研究对象，从文献计量学的角度，利用知识图谱工具剖析了国内物联网的研究现状，着重分析了文献发表时间、高产作者、研究机构、期刊分布、关键词等方面的内容，经归纳总结，得出以下几个方面的结论。

（1）从国内物联网研究的时间分布即发文数量来看，2009年之后有关物联网研究发文数量呈爆炸式增长，说明近年来物联网研究非常热门，研究成果丰富。物联网作为我国的战略性新兴产业之一，它面向实体世界，以智能化为核心，渗透到各行各业，解决了我们现实实体世界中的问题，未来发展前景广阔，必将呈现蓬勃发展之势。2009－2015年，我国物联网研究迅速升温，目前，我国物联网研究百花齐放，预计未来几年，我国物联网领域研究热度将呈井喷状态。

（2）从国内物联网研究发文作者来看，物联网的研究呈现出一种过于均衡性的特征：一方面，国内物联网研究遍布各个学科并受到各领域学者的重视；另一方面，我国物联网研究领域的学者不注重合作研究，目前还处于单打独斗的研究的状态，因此还没有涌现出领军人物和核心研究团体，因此，物联网研究领域学者的持续研究能力有待提高，本研究领域迫切希望能够涌现出领军人物和核心研究团体来制定大科学时代的研究战略，组织本领域的协作研究，积极带领广大研究者开拓更广泛的研究领域和做出更专深的探索。

（3）从国内物联网研究机构分布来看，我国物联网研究的机构众多，百花齐放、势均力敌。但相关研究团体分散，不同机构各自为阵，相互之间合作较少，整体上研究还是呈现高度离散状态。由于研究机构过于分散，势必造成重复研究现象。虽然中国矿业大学、中国科学院、南京邮电大学、江南大学等研究成果丰硕、实力雄厚，但这几个机构之间重复研究问题同样存在，由于我国物联网研究是一种以创新为基本特征的研究活动，而达到此目的的关键就是科研选题，因此，相关研究机构要注意选好研究课题，避免不同机构之间的课题重复研究问题，避免因课题重复而浪费有限的时间、精力和科研经费。

（4）从国内物联网研究的期刊分布来看，基本符合布拉德福定律，呈现一种相对集中却又高度分散的特征。其中，《物流技术》、《电视技术》、《电子技术应用》、《计算机科学》、《电信科学》等23种核心期刊，可以作为研究人员快速查找文献、发表文章的重要参考对象。国内物联网研究的期刊分布相对集中却又高度分散的特征揭示了“关键的少数核心期刊和次要的多数期刊”分布情况，可以帮助研究者把重要的期刊挑选出来，科研工作者在有限的时间和精力范围内，使得研究者可以集中精力，抓住重点，又能兼顾一般，能够花费最少的时间、精力、财力来实现最大的研究效益［15］。

（5）在关键词网络图谱中，中心性值高的关键词起着重要作用，中心性值越大，引导和控制作用越强，这一关键词被关注程度越高［16］。从国内物联网研究的热点即关键词分析来看，总体上关键词共现知识图谱仍然松散、密度不高，这说明国内物联网研究的主要研究领域和热点问题不够清晰，这是由于目前物联网广泛应用在各个行业和领域中，包括智能电网、智能家居、智能农业、信息产业、智慧地球、智慧城市等，因此对物联网研究研究的文献的主题必然分散。但从目前的发展趋势来看，大数据、云计算、“互联网＋”等这些研究热点之间紧密联系，必将推动着国内物联网的不断发展，物联网作为信息产业的第三次浪潮、工业4.0的核心支撑，因此，未来几年关于大数据、云计算、“互联网＋”和物联网之间相交叉的研究领域必然会成为研究热点，国内物联网研究的主要研究领域和热点问题将逐渐明晰。

［1］马睿．深化电力信息通信系统一体化管理模式［J］．中国电力企业管理，2015，（13）：72－73．

［2］刘海涛．物联网与感知中国梦［N］．科技日报，2015－09－23，（12）．

［3］邱均平，段宇锋，陈敬全，等．我国文献计量学发展的回顾与展望［J］．科学学究，2003，（2）：143－148．

［4］Chen C．CiteSpaceⅡ：Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature［J］．Journal of the American Society for information Science and Technology，2006，57（3）：359－377．

［5］樊一阳，许京京．基于CiteSpace文献计量法的石墨烯研究文献可视化图谱分析［J］．现情报，2015，（8）：81－91，99．

［6］邱均平．信息计量学［M］．武汉：武汉大学出版社，2007： 52．

［7］宁宝英，宋敏红，申巧南，等．1982－2011年《高原气象》论文发表趋势——基于文献计量分析结果［J］．高原气象，2012，（1）：285－293．

［8］陈悦，陈超美，胡志刚，等．引文空间分析原理与应用：CiteSpace实用指南［M］．北京：科学出版社，2014：69．

［9］肖明，孔成果．大数据：何去何从——基于文献计量学的视角［J］．图书馆学刊，2014，（11）：110－117．

［10］邱均平．信息计量学［M］．武汉：武汉大学出版社，2007：105．

［11］许智．图书情报学知识服务的知识图谱分析［J］．现代情报，2013，（2）：166－170．

［12］谢彩霞，梁立明，王文辉．我国纳米科技论文关键词共现分析［J］．情报杂志，2005，（3）：69－73．

［13］张子石，吴涛，金义富．基于CiteSpace的网络学习知识图谱分析［J］．中国电化教育，2015，（8）：77－84．

［14］苏美文．物联网产业发展的理论分析与对策研究［D］．长春：吉林大学，2015．

［15］严英琪，孙瑞英．我国信息生态论文出版者的ABC分类的数学计量研究［J］．情报科学，2015，（7）：75－80．

［16］伍新木，任俊霖，孙博文，等．基于文献分析工具的国内水资源管理研究论文的可视化综述［J］．长江流域资源与环境，2015，（3）：489－497．

（本文责任编辑：孙国雷）

Analysis on the Status of the Internet of Things in China Based on the Bibliometrics Statistical Methods

Sun Ruiying Wang Xu
（College of Information Management，Heilongjiang University，Harbin 150080，China）

Applying bibliometric statistical methods and CiteSpaceⅢsoftware，the paper analyzed the articles which subject matter for the internet of things on Chinese core journals are indexed by China National Knowledge Infrastructure（CNKI）from 2005 to 2015，and in order to provide readers a better understanding about the research status of domestic internet of things，this paper drew visualization maps and reveals the time distribution，authors distribution of high yield，research organization distribution，core journals distribution and current research focuses，on this basis，a brief summary of the research trends in the future was made．

the internet of things；bibliometrics；CiteSpaceⅢ；visualization map

10．3969/j．issn．1008－0821．2016．01．027

G250.252

A

1008－0821（2016）01－0153－07

用的数据全部来自于CNKI（中国知网）数据库，在中国学术期刊

总库中进行检索，采用高级检索方式，确定检索式为：“主题＝物联网”（精确匹配），时间为2005－2015年，数据库来源选择为：SCI来源期刊、EI来源期刊、北大核心期刊及CSSCI来源期刊，检索共得到4 558条结果。经去重、辨别、整理共得到4 500条数据。

2015－11－09

国家社会科学基金项目“泛信息环境下信息异化及和谐信息生态环境构建研究”（项目编号：12BTQ057）系列成果之一；黑龙江省的博士后科研启动金资助项目“信息生态系统失衡与和谐发展的演替研究”（项目编号：LBH－Q12025）系列成果之一。

孙瑞英（1968－），女，教授，博士后，博士生导师，研究方向：竞争情报、知识管理，发表论文80余篇。