基于知识图谱的国内建筑安全领域可视化研究

王 丹，宫晶晶

（辽宁工程技术大学 工商管理学院，辽宁 葫芦岛 125105，E-mail：1904320874@qq.com）

基于知识图谱的国内建筑安全领域可视化研究

王 丹，宫晶晶

（辽宁工程技术大学 工商管理学院，辽宁 葫芦岛 125105，E-mail：1904320874@qq.com）

为深入了解国内建筑安全领域研究状况，获取更多研究信息，利用CiteSpaceШ软件将2005～2016年CNKI的232篇相关文献作为基础数据，以可视化方式绘制知识图谱。通过对文献样本的数据计量、作者合作、机构分布、期刊分布等方面绘制文献可视化知识图谱，发现该研究领域有影响力的作者、机构、期刊及其合作关系；利用关键词图谱分析发现该领域研究的热点问题；采用时间线视图和时区视图结合突现词分析明确该领域的研究前沿和发展趋势。这将为国内建筑安全管理未来研究态势提供参考和借鉴。

建筑安全；知识图谱；CiteSpaceШ；可视化

建筑业的高风险、无序复杂、环境动态以及信息量较大等特点，使它成为除矿业外的安全事故发生率最高的行业。虽然建筑行业相关法规对预防事故有着积极的作用，但建筑安全管理的水平仍需改善，并逐渐成为学者关注的重点问题。目前建筑安全研究多以安全管理[1]、安全行为[2]、安全文化[3]、安全心理[4]等文本结合模型形式开展，缺乏该领域现状分析及发展趋势的直观表达；同时该领域的研究综述[5，6]多以定性分析为主，缺少计量分析和可视化分析的研究。

由于知识图谱能形成知识发展与结构关系相结合的图形[7]，具有图谱双重性质，而图谱能够挖掘数据的隐性信息，并整合大量文献内容得到可视化信息，为此成为当今计量学中的前沿领域之一。而知识图谱的研究工具以CiteSpace软件最为流行，该软件能够多元分时地绘制出动态性知识图谱，能把某一研究领域发展历程置于图谱当中，并且对相关信息自动标识，以便能够全面清晰地表达研究内容，探测研究领域热点问题和前沿研究趋势[8]。

1 样本数据来源与研究方法

1.1 样本数据来源

本文可视化分析的文献数据均来源于CNKI数据库。以主题检索的方式于2016年6月6日收集期刊数据，在期刊的文献类型下以“安全”为主题词，将摘要中包含“建筑”作为限制条件检索文献，文献来源类别选择SCI、EI和CSSCI 3种类型，时间限定为2005～2016年，因检索得到的多数文献从技术角度和其他不相关方面开展研究，因此对初步获取的文献进行人工手动过滤和整理，最终得到232条文献文本（txt）文件作为数据样本。

1.2 研究方法

采用以定量为主、定性为辅的方法，利用CitespaceШ软件进行文献可视化分析，识别文献研究的趋势与动态[9]。具体步骤为：一是利用作者、机构和期刊可视化分析发现研究领域中的重点科研学者、研究机构、期刊分布及合作关系等内容[10]；二是利用关键词图谱分析领域研究的热点问题[11]；三是时间线视图、时区视图结合突现词分析明确研究前沿和发展趋势[12]。分析中将模块值Q和平均轮廓值S两个指标作为评定图谱阈值选择合理性的测量因素，本研究知识图谱对应的Q＞0.3、S＞0.7，则表示分析合理性满足要求[13]。

2 建筑安全知识图谱可视化分析

2.1 文献数据计量分析

以232个文献样本为对象进行分析（2016年数据统计不全，不列入以下分析考虑范围内），自2005年至今，国内建筑安全领域研究的年均发文量约为20.7篇（参见图1）。同时，文献检索时发现2005年前，国内建筑安全领域在SCI、EI和CSSCI期刊上发文总量为63篇，其中与建筑安全紧密相关的仅有5篇，发文量极少，说明建筑安全领域2005年前未得到普遍研究。图1显示，2005年以来，建筑安全领域发文量开始上升，虽然发展趋势不稳定但基本上保持增长状态；从总体上看，2011～2014年发文量均在年平均水平之上，发文量显著偏高，表明学者对该领域关注度有所提升，在理论和技术方法的应用方面也正走向成熟完善[5]。

图1 国内建筑安全领域论文发表年代分布

2.2 研究论文作者统计

统计国内建筑安全领域研究作者，利用知识图谱明确作者间的合作关系，跟踪重要团队的研究方向发现建筑安全领域的研究热点[14]。统计样本文献的作者信息发现，样本数据中共有277位作者，样本文献作者重复率较高，其中文献量排名前10位的作者见表1。跟踪重要作者发现，前10名中，只有王先华来自河南建工集团，其余均来自高校。此外，在232篇样本文献中第一作者隶属于高校的超过全部样本的82%。进一步挖掘重要作者信息发现：排在第1位的是清华大学教授方东平，研究领域为建设工程安全管理与风险管理以及建筑业安全文化与安全行为；排在第2位的张仕廉毕业于香港理工大学，研究领域为建设项目管理；排在第3位来自西南交通大学的杨世军和第9位的贾志永属同一团队，主要研究建筑安全与企业安全文化；第4位的苏振民和第7位的王先华属管理科学与工程研究团队；其他作者研究领域也均与建筑业相关联。由此可见，国内建筑安全研究的代表人物集中于高校，高校人员是建筑安全领域研究的主力军。

表1 作者情况统计表

利用CiteSpaceШ的“Author”分析，得到作者合作图谱如图2所示。作者合作网络图中节点文字越大，代表作者在该领域发表期刊频次越多，节点之间的连线表示作者共现关系，粗细则表示共现强度[15]。图2显示：方东平、周建亮、张孟春、赵挺生等共现关系显著，隶属于同一团队；张仕廉、赵隽共现显著；杨世军、贾志永、张羽和陆绍凯明显共现；苏振名、王先华、仲青和林陵娜具有显著的共现性；同样，通过观察连线的粗细以及作者姓名文字的大小能够明确网络图中其他作者间存在的共现关系及其强弱，并且以可视化图谱的形式再次展示了样本文献作者发文频次、作者合作关系等内容。总体上来说，从个体角度分析建筑安全领域发展现状，重要作者间存在显著的合作关系；从团队角度上分析，重要团队的研究方向对建筑安全领域研究热点具有引导作用，通过分析重要作者的研究领域和期刊发表内容发现建筑安全领域研究集中于安全管理、安全行为与安全文化等方面，其中安全管理研究居多，安全行为与安全文化研究于近两年逐渐引起关注。

图2 作者合作网络

2.3 主要研究机构

利用CiteSpaceШ的“Institution”分析样本数据的研究机构分布，依频次从高至低列举前10位如表2所示。表中研究机构排名与表1作者情况统计具有明显的对应关系，排名第1位的是清华大学，文献量为15篇，其中方东平等发表文献量为9篇，占总数的60%；排名第2位的是西南交通大学，文献量为14篇，其中杨世军教授团队文献量为7篇，占总数的50%；排名第3位的是重庆大学，文献量为10篇，其中张仕廉教授文献量为7篇，占总数的70%。其他研究机构文献分布状况不再详述。以上分析说明研究机构的频次大小与重要作者所属机构具有显著关系，机构主要作者的发文量对机构的发表频次有正向作用，机构中的重要作者是影响其发文量的重要因素，同时机构研究的缺陷也显示出来，高频机构中建筑安全研究发文作者过于集中，说明机构中其他人员的研究力量没有得到充分的发挥，相关机构应更加重视研究人才培养。

表2 主要研究机构

机构合作分析可视化关系网络如图3所示。图中连线表示机构间的合作关系，字体大小表示发文频次[16]，图谱显示清华大学与华中科技大学、重庆大学与西南政法大学、西南交通大学经济管理学院与西南交通大学公共管理学院、长安大学与同济大学间均存在显著的合作关系，其他机构间关系不再赘述。从总体上看，国内建筑安全领域研究机构主要由各大高校组成，多以某一具有代表性的人物为核心，围绕机构中团队的研究方向开展，并且研究机构显著集中在各高校的管理学院当中。

图3 机构合作网络图

2.4 发表期刊分布

经过统计，232篇样本论文分别发表于84种核心期刊当中，其中，发表1篇期刊的有57种，发表2篇期刊的有7种，发表3篇期刊的有2种，发表4篇的8有种，发表5篇及以上的有10种。表3列出发表5篇及以上的期刊信息。期刊中排序第1名、第4名、第6名和第10名的均属安全科学类期刊，第2名、第3名、第5名和第8名为建筑科学类，第7名和第9名为矿业工程类；此外，对84种期刊领域进行大致归类，得到建筑安全领域研究论文主要集中在安全科学类和建筑科学类当中，其次就是高校学报，建筑安全的研究已经逐渐成为一种趋势。

同时，在统计期刊分类过程中还发现，高校与相关期刊间存在一定的合作关系，如建筑经济期刊与西南交通大学间对应关系显著；高校与其本校学报间存在一定的合作关系；以清华大学方东平为首的团队作为建筑安全领域的主力在土木工程学报和中国安全科学学报等特级期刊上发表多篇文章，是建筑安全领域研究的先行者。

表3 发表期刊统计

3 建筑安全研究热点和前沿分析

3.1 研究热点分析

关键词是对文献内容的高度概括，一般有3～5个，包含着文章的核心内容，利用CiteSpaceШ的“Keyword”分析样本文献，统计关键词出现频次，通过高频率关键词确定领域研究的热点问题[17]。在CiteSpaceШ软件的“Keyword”功能下，选择“Noun Phrases”节点类型，将阈值设置为2005～2016年，每2年作为一个分析段完成关键词共现图谱；本研究为保证研究的合理性和科学性，不断更改阈值，得到最终的知识图谱，验证其模块值Q=0.6749

＞0.3，平均轮廓值S=0.7862＞0.7，说明分析能够令人信服的，阈值选取合理。

在CiteSpaceШ关键词共现分析后得到样本文献全部关键词出现频次表，归纳内涵相同或重复性强的关键词，如将“安全动作”与“安全行为”统一为安全行为等，列出排名前10位的关键词如表4所示。由于在CNKI数据库中以“安全”为主题词，以摘要中包含“建筑”作为限制条件，因此安全管理、建筑安全、建筑企业和施工安全等关键词出现频次均较高；同时，分析样本关键词可以发现，研究热点主要集中在安全事故、建筑工人、安全文化、安全行为、安全心理和安全绩效等方面；在前10位的高频关键词中除建筑安全领域常见名词外，近年来建筑安全领域逐渐出现的安全文化、安全行为和安全心理等成为研究热点，尤其在建筑安全事故成因分析和控制中得到广泛应用。

表4 高频关键词

关键词的词频统计虽然能以可视化图谱的形式直观地展示建筑安全领域研究的热点问题，但是更为准确的分析则需要进一步阅读文献的摘要和正文来获取[18]，阅读样本文献后发现，基于建筑企业、施工过程中的安全事故进行安全管理研究是2005年至今建筑安全领域研究的热点问题，将企业安全文化、建筑工人的安全行为、安全心理等视为导致安全事故和影响安全绩效的重要影响因素。如周建亮等[1]指出不安全行为是导致安全事故的重要因素；张孟春等[2]探讨了安全文化对安全绩效的显著影响；关志明等[19]验证了员工心理与绩效行为间存在的显著作用关系。

在关键词共现图谱中共有226个节点，连线478条，如图4所示。图中，节点圆环的大小表示节点处关键词出现频次的高低，节点越大表示其研究热度越高[18]；节点间连线代表关键词间的共现关系，共现图谱显示建筑安全领域样本文献间关键词联系紧密，建筑安全、建筑企业、建筑施工、安全管理、安全文化、安全行为和安全心理等内容是建筑安全领域的研究重点，该领域中的主要研究内容多是以它们作为研究的核心开展分支研究，通过调查和建立模型等方式明确其相互作用关系，内在作用机理等内容；研究表明，安全事故、安全管理、建筑工人、建筑企业、安全文化、安全绩效、安全行为、安全心理、建筑安全和施工安全等主题依次出现，安全事故和安全管理等在研究早期就得到关注，但结合建筑行业的安全研究却兴起较晚，安全文化、绩效、行为和心理虽然第一次出现时间在建筑安全和施工安全之前，但其节点小，即研究量较少，研究中学者多数仅对其简要分析，并未深入研究。

图4 关键词共现图谱

3.2 研究前沿分析

突现词是指出现频次在短时间内突然增加或者使用频次明显提升的术语，从样本文献关键词中统计出突现词，以突现词的突现年度和变动分析国内建筑安全领域的前沿领域及发展趋势[21]；统计样本关键词中的突现词汇，依突现程度大小排序，研究突现词如表5所示。

表5 国内建筑安全领域突现词统计

表5表明，安全绩效于2005年发生突现，安全行为于2010年突现，安全文化和安全心理2014年发生突现。这些突现与建筑安全领域学者研究层次具有显著关系。早期对建筑安全的研究集中于安全事故管理和安全制度制定方面[1，22]，但伴随着企业竞争加剧，生产效率要求激增，高危行业安全绩效继安全管理后成为研究重点；安全行为突现时间相对滞后，它发展于安全事故成因和安全绩效影响因素研究当中，相关分析以海因里希法则为基础，在建筑安全研究中将安全行为视为安全事故连锁过程的起点；安全心理和安全文化的突现与现今社会中“以人为本”思想有显著关系，文化管理和心理调节成为人本管理的重要方式，同时它们作为影响建筑工人安全行为的重要因素引起学者的广泛关注。

图5 关键词聚类时间线图

同时，利用CiteSpaceШ中的“Time Line”和“Time Zone”功能剖析建筑安全领域前沿和发展趋势。时间线是表明聚类间关系的可视化图谱，以时间顺序将同一聚类分布在时间线上，直观展示样本文献聚类的历史成果，以图谱中结点大小为依据确定领域研究前沿热点[23]；时间线视图以发表时间为横坐标，聚类为纵坐标，能够表达出不同研究主题的走势与发展[20]，本研究时间线知识图谱如图5所示。通过时间线图谱，再次明确国内建筑安全正处于研究上升期，在建筑安全管理的基础上，模型研究、施工现场管理、安全绩效、安全文化和安全行为等内容随着时间的推移成为研究亮点。从领域相关的基础理论探讨到具体的实证分析和模型建立等都将对建筑安全领域研究进行深入和扩展，尤其是安全心理和安全文化两个新兴研究热点，很有可能成为未来国内建筑安全领域的前沿趋势。

时区视图以表现知识的演进为核心内容，以时间为横坐标划分时区，节点首次引用时间确定其所属时区，自下而上展示研究进程[20]，建筑安全领域样本关键词时区视图如图6所示。从整体上看，各时区发文量较为均匀，因2016年发文量不全，其对应时区发文量略少；时区间连线表达它们之间的传承关系，图中各时区联系紧密，其中时区1与时区6、时区1与时区3、时区2与时区5、时区2与时区4间传承关系较强（2005～2016年每2年为一个时区），建筑安全领域各节点间连线紧密，如在安全管理和建筑企业研究中延伸出安全行为、安全心理以及管理模型等内容，安全文化与安全绩效评价的联合研究显著。基于现有的传承关系可推测至少2016年建筑安全领域主要研究内容将围绕建筑企业和安全管理（时区1）、安全心理和安全行为（时区6）等关键因素展开。

图6 关键词聚类时区视图

4 结论与建议

研究应用CiteSpaceШ软件分析国内建筑安全领域现状及发展趋势，通过知识图谱理论对CNKI中的232篇建筑安全领域研究文献开展分析，得到以下几点结论：

（1）论文数量从2005～2016年大体上呈逐年上升趋势；在研究作者方面，论文合作率较高，具有显著的团队形式；从发表机构看，重要作者与高发表频次机构有显著的对应关系，发表机构集中于高校；从发表期刊看，集中于安全学及建筑科学研究领域。

（2）建筑安全领域研究热点集中于安全管理、安全事故、安全文化、安全行为、安全绩效以及安全心理等方面；安全管理方面研究最多，其中包含了安全文化、安全行为和绩效等热点因素的考察与分析。

（3）时间线、时区图和突现点分析表明基于建筑企业的安全管理、安全文化、安全行为及安全心理在建筑安全领域研究中成为研究前沿内容，初步得到学者关注，为后续前沿内容的深入广泛研究打下坚实基础；对比于国际建筑安全研究，国内安全研究热点及前沿存在一定的滞后性及特殊性，安全文化、心理等内容在国际研究已得到普遍重视，而我国正针对自身特征发展建筑安全研究内容。

同时针对研究过程中发现的问题提出以下几点建议：

（1）完善研究系统。国内建筑安全领域的相关研究多集中于表面上的安全管理制度、措施，以及管理模型设计等定量研究，还没有形成一个完整的系统网，后续研究应注重领域发展过程和演变趋势等内容，构建更加完善的建筑安全系统。

（2）加强定量综述性研究。相关文献研究多以个别叙述分析为主，缺乏发展及研究现状等综述性文章，同时综述文章分析中多以定性分析为主，因此定量的综述性研究成为领域应进一步发展的方向。

（3）克服研究数据的局限性。在数据筛选过程中掺杂研究者的主观性，缺乏科学性，因此在后续研究中应使数据具有更加合理的来源依据。

5 结语

信息的发展与流动是抽象的，本研究将CNKI收录的国内建筑安全领域2005～2016年的文献信息形成可视化、可度量的图谱内容。通过CitespaceШ的可视化分析，能够清晰的表达领域研究作者、机构及其合作关系、明确研究热点和前沿等内容，为领域研究者确定未来研究方向提供参考；同时，通过总结研究中的不足之处提出合理建议，对形成科学合理的建筑安全研究系统具有重要意义。

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Visualization Research in China Building Safety Analysis Based on Mapping Knowledge Domain

WANG Dan，GONG Jing-jing
（College of Business Administration，Liaoning Technical University，Huludao 125105，China，E-mail：1904320874@qq.com）

To further understand the status of China building safety research and obtain valuable information，a knowledge map was drawn by using CiteSpaceШ based on the papers published in the CNKI from 2005-2015. This article analyzes sample datum on the basis of bibliometrics，author cooperation，distribution of organizations and published journals，and draws a mapping knowledge domain，to find the influential authors，institutions，journals and their relationship；The keyword map analysis is used to find this field hot topic；The timeline view is combined with burst term analysis to clarify research frontier and developing trend of China building safety field. This study will provide reference for domestic building safety management.

building safety；mapping knowledge domain；CiteSpaceШ；visualization

TU714

A

1674-8859（2016）06-043-06

10.13991/j.cnki.jem.2016.06.009

王 丹（1978-），女，副教授，硕士生导师，研究方向：安全管理，行为管理；

2016-08-07．

国家自然科学基金项目（51404125）；国家社会科学基金青年项目（13CZX024）．

宫晶晶（1993-），女，硕士研究生，研究方向：管理科学与工程。