基于CiteSpace的国内城市公共安全可视化研究分析

阳富强, 林子燚, 邱东阳

(福州大学环境与资源学院，福建 福州 350108)

0 引言

城市化进程的快速发展与演变，不仅为社会经济高速发展注入了活力，同时也为城市公共安全运行带来新的课题. 近年来，我国城市公共安全事件频发，如2014年上海外滩踩踏事故、 2015年天津港爆炸事故、 2016年南京暴雨事件、 2019年江苏响水“3·21”爆炸事故、 2020年新型冠状病毒疫情等，给社会造成严重影响. 因此，开展城市公共安全领域的研究对保障社会稳定、 促进经济发展具有重要意义. 西方国家在该领域研究起步较早，已取得一系列的研究成果，如Matsika等[1]制定风险评估规范以分析地铁和轻轨系统的恐怖袭击的脆弱性； Battarra等[2]利用地震预测方法提出一种计算地震可能性和受灾人数的新方法； Zavadskas 等[3]采用多准则决策方法对城市公园进行安全等级排序. 当前，国内关于城市公共安全的研究体现在大数据的应用，包括运用大数据构建及完善城市公共安全体系、 利用大数据进行城市公共安全治理等. 如曹策俊等[4]提出的数据驱动风险治理框架、 构建智慧型风险治理模式； 林海文[5]指出大数据时代公共安全治理的未来趋势是人工智能的应用； 曾子明等[6]基于主权区块链网络的资源管理体系实现公共安全数据采集、 数据处理、 实时交互以及智慧共用过程的有效管理.

文献计量学是在科学计量学、 数据可视化背景下逐渐发展起来的一款引文可视化分析方法，其以知识图谱的形式对固定领域的研究现状和发展态势有很好的分析及预测作用[7]. 当前，文献计量可视化分析法已运用于多个研究领域，如生物资源与生态环境研究[8]、 X射线荧光光谱研究[9]、 人工智能研究[10]等. 国内外已有部分学者对公共安全领域的研究展开了综述分析，但其分析方法均采用传统的文献综述法，难以实现全面、 客观及定量化的分析评价. 基于此，本文利用CNKI数据库的文献源，运用CiteSpace软件对近20年国内城市公共安全核心文献进行梳理，通过综合图谱辨析该领域的研究热点和演化路径，探究我国该领域未来可能的发展趋势.

1 文献来源与研究方法

1.1 数据来源

CNKI数据库(China national knowledge infrastructure)即国家知识基础设施，其拥有最广泛、 最稳定的信息来源和最专业的信息资源通道，并每日根据最新公开的期刊、 报纸、 行业动态对数据库进行实时更新，具有权威性、 实用性、 专业性等特点. 本文以CNKI数据库为基础，检索时间为2020年6月15日，年际跨度为2001—2020(2003年SARS事件后，城市公共安全在我国开始引起学者和大众的关注，因此将检索发文段确定为2001—2020)，并以“主题”为检索项，“城市公共安全”为检索词，检索方式为“高级检索”. 经人工筛选，剔除书评、 新闻报道、 期刊会议征稿等关联度较低的文献后，最终得到国内城市公共安全领域相关文献共967篇.

1.2 研究方法与工具

文献计量学软件CiteSpace由美国德雷塞尔大学陈超美教授开发的一种常用的可视化软件[11]，其以知识图谱的形式分析学科内部的发展联系以及学科间的演变趋势，预测某一学科未来的发展趋势. 本文首先利用CNKI数据库自带的数据分析功能对检索到的城市公共安全相关文献数据进行格式转化，并导出CiteSpace能够识别的数据格式[12]； 其次，运用CiteSpace可视化软件进行共词分析，对研究作者、 研究机构及其合作网络进行梳理，把握城市公共安全研究的基本现状； 最后，通过高频关键词及其时空分区的综合知识图谱，辨析研究热点和演化路径，探究城市公共安全未来的发展趋势.

2 城市公共安全研究知识图谱梳理

2.1 发表年份和发表数量

本文对CNKI数据库中2001—2020年间国内城市公共安全领域相关文献的发表年份和发表数量进行了统计，其结果如图1所示. 由图1可知，2001—2003年城市公共安全领域发表文献数量较少，属于该领域的起步发展阶段. 2004—2016年该领域研究文献发文量呈现出稳步上升、 逐年递增的趋势，其原因可能是2003年的SARS事件引发学者及大众对城市公共安全的广泛关注. 2017年至今，我国在该领域的文献数量呈现出了 “井喷式”的增长趋势，“大数据”“互联网+”“智慧城市”及“双重预防机制”等新技术及新制度的引入为城市公共安全体系建设提供了新方法与新思路，使得城市管理与现代化技术手段不断融合、 创新[13].

图1 城市公共安全领域文献的发表年份及发表数量图Fig.1 The publication year and quantity chart of urban public safety literature

2.2 研究作者及合作网络分析

通过对核心期刊中发文作者的分布趋势研究，可以确定该领域的高产作者及其团队合作情况. 对CNKI数据库中2001—2020年国内城市公共安全领域的研究作者进行统计，并运用CiteSpace软件生成作者合作网络图，如图2所示. 图2中每一个节点代表一位作者，节点的大小与作者的发文量呈正相关关系； 节点的颜色则代表发文的年份，颜色越浅则发文时间越靠后； 节点之间的连线代表作者间的合作发文，连线越粗则表示合作次数越多. 由图2可知，金磊(13篇)、 曲宗希(10篇)、 董华(7篇)、 何继新(6篇)、 刘茂(5篇)等为主要的发文作者； 张超、 屈莹、 秦挺鑫、 王皖、 徐凤娇为近年来合作较为密切的研究团队. 图中零散分布的节点表明众多学者仍是独立发文的情况. 在已有“网状”结构 中，成员多来源于同一单位，如张超、 屈莹、 秦挺鑫、 王皖、 徐凤娇均属于中国标准化研究院； 跨单位合作的团队较少.

图2 城市公共安全领域主要研究作者及其合作网络图Fig.2 Author of the main study on urban public safety and their cooperative network map

2.3 代表性研究机构分析

图3 城市公共安全领域主要研究机构及其合作网络图Fig.3 Major research institutions on urban public safety and their cooperative network map

文献的研究机构分析可以反映出该机构在该领域所处的地位以及不同研究机构之间联系的紧密程度. 本文对CNKI数据库中2001—2020年国内城市公共安全领域的研究机构进行统计，并运用CiteSpace软件生成研究机构合作网络图，如图3所示. 从研究机构发文量来看，兰州大学管理学院(17篇)、 中国人民公安大学(13篇)、 天津城建大学经济与管理学院(7篇)等高校与研究机构节点较大，发文量靠前，且这些节点颜色较为鲜明，表明这些高校与研究机构近年来在该领域有较为深入的研究； 从研究机构类型分布来看，大多研究在高校内进行，说明高校是城市公共安全领域研究的核心力量； 从研究机构合作关系情况来看，多数高校存在独立发文或院校内跨学院合作的情况，跨院校之间的合作仅占据了少部分(如暨南大学与天津大学在城市公共安全风险治理方面研究、 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室与中国工程院在城市公共安全应急救援领域的合作)，表明当前该领域的研究多汇聚于高校、 机构内部，缺少跨院校、 跨部门间的交流合作.

2.4 发文期刊分布

发文期刊分布分析可反映出该领域文献的主要分布脉络及期刊对文献的认可程度. 对CNKI数据库中2001—2020年国内城市公共安全领域刊载量较多的期刊进行统计，如表1所示. 刊载量10篇及以上的期刊共13个，占期刊文献总量的33.33%. 排名前三的期刊分别为《中国公共安全(综合版)》《中国安防》与《上海城市管理职业技术学院学报》，其发文量为57、 28、 27篇. 《中国公共安全(综合版)》是最早收录城市公共安全文献的期刊(2005年)，其侧重于对城市公共安全系统的建立，是城市公共安全在风险管理领域的启蒙研究文献； 该期刊在2017年与2019年均收录了9篇关于城市公共安全的文献，主要探讨“互联网+”“智慧城市”与城市公共安全风险治理的有机结合； 《中国安全科学学报》在近五年内仅收录了2篇关于城市公共安全领域的文献，其余文献均在城市公共安全启蒙研究阶段(即2003—2005年)发表，表明该期刊关注新理念、 新思想的创新与发展.

表1 城市公共安全领域刊载量前十期刊统计

2.5 高被引文献分析

对高被引文献分析有助于了解该学科领域的基础知识. 对CNKI数据库中2001—2020年国内城市公共安全领域被引频次排名前十的文献进行统计，如表2所示. 这些高被引文献集中分布在两个方面：一是通过GIS、 无线通讯等信息化技术手段，模拟、 分析城市灾害的演变，以实现快速的城市公共安全应急响应与决策，如徐志胜等[14]在对城市可视化与数字化分析的基础上，通过GIS系统实现城市灾害信息的科学管理与分析模拟，以提高城市公共安全应急响应的效率和速度； 二是在国内外城市公共安全系统研究进展的基础上，提出适合于我国城市公共安全面临的问题和城市公共安全规划构建的基本要素，如范维澄等[22]基于公共安全体系的三角形框架，表明城市管理应综合考虑突发事件、 承灾载体、 应急管理三方面，以实现科学有效的城市公共安全.

表2 城市公共安全领域被引频次前十文献统计

3 城市公共安全研究知识图谱可视化

3.1 关键词抽取与词频分析

运用可视化分析软件中的关键词统计功能，对城市公共安全领域词频数排列前二十的关键词进行整理归纳，如表3所示. 由表3可知，大数据、 智慧城市建设、 公共安全治理是近五年来城市公共安全领域出现频次较高的主题，越来越多的学者将大数据运用于城市、 公共、 安全治理中，如曹策俊等[4]构建以“点-链-网-超网”为主线的风险演化模式以提高城市公共安全风险治理水平； 公共安全、 城市、 公共安全情况一体化治理这些词汇首次出现的年份较早(2001年)，其词频数总和占比为63.42%，反映出城市公共安全在基础研究领域日趋完善； 由表3中年份栏可知，近两三年未出现频次较高的研究主题，可能是因为当前最新理论研究还在萌芽阶段，只在小范围内进行，没有形成大规模的研究.

表3 城市公共安全领域高频关键词统计

3.2 关键词共现网络可视化分析

运用CiteSpace可视化软件，以文献的关键词为节点，每年为一个时间片段，阈值项选择“Top N per slice”，阈值设定为每一个时间片段选择前50个高频节点数据，并结合图谱修剪及人工调整等技术处理[24]，对城市公共安全领域核心文献的关键词进行共现网络可视化分析，如图4所示. 其中，一个节点代表一个高频关键词，节点大小与关键词出现频率呈正相关关系； 节点内不同颜色的圆圈代表关键词出现的年份，外圈的紫色圆圈说明该关键词出现年份较早且仍是当前的研究热点； 节点间的连线表示两个关键词在同一篇文章中共同出现，连线越粗则表示共现频次越高[25].

图4 城市公共安全领域关键词综合知识图谱Fig.4 Comprehensive knowledge map of key words in the field of urban public safety

由图4可知，公共安全、 城市公共安全、 应急管理与城市所在位置的节点最大发文量最多，且其首次出现的年份较早(由表1可知)，它们的出现是随着我国城市化进程的演变而加速发展，在二十一世纪初期，关于城市公共安全主题的研究集中于城市公共安全基本理论和城市公共安全的系统模型的研究； 2003年SARS事件以及2008年汶川地震等一系列城市风险事件的发生，我国在应急管理、 公共安全管理、 风险治理和安全规划等方面呈现出短板，使得公共安全管理体系在此阶段得到学者的关注，并在接下来的十年中与此相关联的主题得到发展完善； 大数据、 智慧城市与城市轨道交通等主题对应的节点也相对较大，城市公共安全信息网的建设与视频监控系统的完善双向并举共同推进信息技术与城市公共安全体系的有机结合； 2020年新冠疫情以来，城市公共安全领域的发文量是历年来最高的，其主要涉及的主题包括公共卫生安全、 监管系统、 公共卫生防控、 公共健康与安全等，城市公共安全领域研究从以往的体系建设逐步发展到关注民生健康与安全，这些事关民生福祉的主题工程很可能是该领域未来的研究趋势.

3.3 时间分区与演化路径

为更加清晰地梳理该领域研究主题的演化轨迹，运用CiteSpace可视化软件中的时空视图，以城市公共安全研究文献的转折时间节点和峰值时间节点为限，分3阶段进行整理归纳，如图5所示.

1) 起步探索阶段(2001—2003年). 由图1和图5可知，这一时期属于城市公共安全研究领域的起步探索阶段，研究成果数量相对较少，仅占总体的1.06%，研究主题主要集中于“城市公共安全”“公共安全”“一体化治理”“城市”等方面. 2003年SARS事件使得城市公共安全研究开始进入学者的视野，此阶段城市公共安全主要与防灾减灾相结合，通过优化资源配置以及合理规划城市布局以最大限度地减少城市公共安全事件的发生，促进城市的持续发展[26].

图5 城市公共安全领域时空分区图谱Fig.5 Spatial and temporal zoning map of urban public safety domain

2) 发展强化阶段(2004—2016年). 由图1和图5可知，2004—2016年是我国城市公共安全领域不断壮大和发展的一个过程，此阶段中文献的发文量在逐年递增，占总体比重的50.07%. 这一时期的研究主题开始呈现出横向发展的趋势：城市应急管理、 突发公共事件、 防灾减灾、 智慧城市等主题开始活跃起来. 自2008年后，学界对突发事件应急管理和防灾减灾研究较为丰富，通过借鉴国外发达国家在城市应急管理中的经验，分析我国在城市公共安全管理中存在的问题，不断优化城市的公共安全管理体系[27]； 2012年国家住建部发布了《关于开展国家智慧城市试点工作的通知》，智慧城市建设在我国拉开序幕，通过对智慧城市风险分析、 指标设计、 评估模型设计等，构建评价指标体系，对智慧城市进行风险分析进而提出风险应对策略[28].

3) 深化研究阶段(2017至今). 这一时期城市公共安全领域的研究成果呈现出平稳上升的趋势，占总体比重为48.87%. 随着“大数据”和“智慧城市”的不断推进，该时期学界的研究主题转向城市公共安全风险、 数据管理等方面，更加重视城市公共安全建设的智能化、 网络化发展； 由于2020年新型冠状病毒疫情在全球蔓延，今年我国城市公共安全领域的研究在公共安全网、 公共安全行业以及新冠肺炎疫情等方面较为突出，截止到2020年6月，该领域的发文量已达到162篇，较之以往的数据来说增幅显著； 对城市公共安全建设建立评价指标体系，从定性研究逐步走向定量研究，层次分析法[29]、 TOPSIS法[30]等定量分析方法在此阶段得到很好的运用； 同时在风险防控、 风险治理、 公共卫生安全、 公共健康与安全等方面进行不断深化探讨，对城市公共安全事件从被动处理到主动预防的转变，通过新型数据模型的演示，构建科学、 全面、 战略性的城市公共安全风险防控体系，为促进城市公共安全健康发展提供导向作用.

4 结语

1) 2001—2020年国内城市公共安全研究呈现逐步增长的态势. 对核心研究作者及机构合作网络分布的研究可知，金磊为该领域发文量最多的作者，在城市公共安全与综合减灾、 应急体系的建设方面有较为深入的研究[31]. 兰州大学、 中国人民公安大学、 中国矿业大学以及中南大学为该领域较为活跃的研究院校，且暨南大学与天津大学之间存在相互合作的关系； 《中国公共安全(综合版)》《中国安防》与《上海城市管理职业技术学院学报》等期刊在该领域的发文量较多，是学者认可度较高的期刊.

2) 通过对城市公共安全领域文献的梳理及图谱分析，该领域未来可能呈现出以下的发展趋势：作者间的联系以及高校机构间的合作力度将不断增强； 利用大数据等高新安全技术，构建“智慧城市1+N平台”模式，设置相应的安防监控系统，确保公共安全与健康的实现[32].