室内智能化设计研究进展——基于CiteSpace的可视化分析

尚 磊 胡依依 洪宗禹 甘 伟

1 研究背景

室内空间的智能化设计是当今室内设计中的重要方向之一。基于家居空间或办公空间的智能化设计，是在建筑平台基础上，对建筑设备、网络通信和家用电器设备进行自动化设计，以实现高效、便捷、安全的室内空间，提升环境质量。随着现代信息技术的快速发展和《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》的正式颁布，室内空间的智能化系统研究的应用发展已经呈现出新的发展趋势[1]。

因此，了解国内近10年（2010年—2020年）智能化设计的研究动态对指导国内智能家居系统的建设与完善具有重要意义。然而，对于国内近几十年来室内空间的智能化设计相关研究，缺乏系统性的整理与归纳。本文运用CiteSpace软件，结合文献分析法，对该领域的相关期刊进行了量化分析，梳理该领域的发展脉络、研究热点及未来趋势，以期为后续室内空间智能化设计提供有益参考。

2 数据与方法

随着数字信息化时代的推进，学科理论发展与领域演进的研究，开始借助知识图谱统计文献数据，实现知识可视化。与其他软件产品相比，CiteSpace涵盖了聚类分析、多维度数据分析等多种分析方法，并且侧重于自动探测和跟踪分析前沿科学技术的演变发展趋势、以及其内部联系[2]。本文以室内空间的智能化设计相关文献数据为研究对象，利用CiteSpace Ⅴ软件，进行数据挖掘和计量分析，探索领域研究热点演变与前沿进展。

为确保数据的完整性和准确性，本文以近10年CNKI中国学术期刊网络出版总库的文献为数据源，以“智能”与“室内设计”为检索主题词，共检索得到文献361篇。对检索结果的全部文献资料进行了年度分布统计分析（图1）和学科分类分析（表1），从而获取室内空间智能化研究领域的初步认知。

图1 室内空间智能化研究文献出版年度分布统计图

表1 室内空间智能化研究文献的学科分类

在观察期内（2010年—2020年），国内室内空间智能化研究相关文献整体呈现稳步增长趋势，表明该期间消费者对于智能化需求的变化引起了学界的广泛关注，智能化研究热度持续攀升。在2013年—2014年间室内空间的智能化研究文献发表数量出现轻微下降，说明该领域内的研究开始进入发展瓶颈阶段，增速减缓。2015年后，文献数量再次呈增长趋势，整体研究情况得到复苏，二度成为学界的热点。从发表文献的学科分类统计数据来看，目前室内空间的智能化研究主要集中于建筑科学与工程（40.7%）、自动化技术（31.0%）等领域，在经济和社会维度上的研究尚未充分展开，但整体上已然成为多学科共同关注的研究主题。

3 研究主题演化路径

研究主题时序性演化反映了热点动态、研究视角、研究方法的动态变化，而关键词作为文献研究主旨的核心载体，在一定程度上表达了研究内容的内部联系[3]。因此，本文利用关键词共现图谱，分析室内空间智能化设计的主要研究方向与热点领域，并对该研究领域的主体结构发展变化做出合理推断[2]。根据图2最终导出的图谱包含关键词节点303个，连线366条，密度为0.008。

图2 研究主题演化路径分析操作流程框图

3.1 研究主题辨识

关键词可以反映研究的中心内容，其出现频率高低反映了特定的研究热点[4]。本文利用CiteSpace软件绘制了高频关键词的共现知识图谱（图3），同时根据中心度进行了筛选（表2），从而辨析出室内空间智能化设计在各个时期的研究主题。

图3 室内空间智能化设计关键词共现网络图谱

表2 室内空间智能化设计关键词共现网络的关键词中心度列表

2010年—2012年间，室内空间的智能化研究进入初步发展阶段。此阶段研究主题开始大量引入“智能家居”的概念，从“室内空间设计”“室内装饰”“人工智能”等研究领域中演化出智能家居研究的基础概念。“室内设计”“智能化”“LED”三个关键词表现出较高的中心度，是核心节点。“智能家居”关键词四周出现各个时期的共现网络，说明“智能家居”作为该领域的研究热点存在跨越了较长的时间段。“人工智能”“以人为本”等关键词代表着基础性概念和理论，是对“智能家居”概念的推介，智能家居作为该领域的新课题，与室内设计具有同等重要的战略意义。

智能家居在2013年—2017年间迅速发展，进入了繁荣时期，由此形成了大批多元化研究主题和复合发散性的研究网络。通过对共现词网络的分析，可以发现该时期衍生出较多关键词，而这些关键词出现了相对均衡的中心度[5]。从关键词中心度列表来看，这个时期的研究主题主要集中在“LED”“WiFi”“GSM”等技术领域。其中针对LED的研究呈现较高的中心度，成为该时期的研究热点主题。

2018年—2020年间作为室内空间的智能化研究的转折点，整体研究领域进入了短暂的停滞阶段，开始了长达两年的酝酿期。共现词图谱中没有显示出具有较强中心度的关键词，整体研究热点仍然延续上一时期的的方向。

3.2 研究主题的演化路径

基于关键词共现网络与关键词中心度的分析，本文利用CiteSpace绘制了高频关键词共现聚类时序图（图4），以进一步探索室内空间智能化研究的主题演化路径。图谱中节点大小代表对应年份关键词出现频率，平行轴线代表聚类，连接节点的弧线代表关键词间存在的共现关系。除了“室内设计”“智能化”等反映研究对象的主题词外，其余关键词都清楚地显示出历年的热点研究方法与方向。在文献梳理的基础上，本文将其概括为2条主要的演化路径：

图4 室内空间智能化设计高频关键词共现聚类时序图

（1）“智能控制”研究路径

在智能控制研究板块中，研究主题逐渐对智能化系统设计基础理论和概念进行延申、拓展。结合聚类时序图分析，发现“智能控制”初期研究主要集中于单片机、传感器等基础技术上，打造该领域的研究技术基础。随着研究逐步深入，研究主题细化为数据采集、Pwm、Zigbee网络等分支，引领智能控制向更加高精尖技术转移，推动智能控制的研究成果的实践与应用。

（2）“智能家居设计”研究路径

该路径清晰描画了智能家居研究的演化过程。从具有宏观、共性特征的智能家居系统研究探索出发，逐渐演变为家居智能系统的研究、一体化设计、虚拟现实技术、APP发开等。在研究主题发展的过程中，逐渐引入互联网思维，从理论维度深化智能家居设计研究成果，探索新的演化趋势，推动室内空间智能化设计延伸至新的发展领域中。

4 研究前沿辨识

学科研究的最新演化动态能够通过研究前沿的识别与追踪提取，识别研究领域的问题，追踪其探索路径，预测发展方向[6]。通常使用研究内容的关键词出现频次分析研究前沿。然而，相对于传统使用的高频主题词分析法，采用关键词共现网络突现词分析，更适合探究新兴趋势和突然变化[7]。因此，分析突现词时，可利用突现词探测算法，考察关键词词频时间分布，探测出频次变化率高的主题词。具体研究步骤参看图5。

图5 室内空间智能化设计关键词共现网络突现词流程图

通过图6突现词信息表分析可知，室内空间的智能化研究前沿可显著划分为3个阶段：

图6 室内空间智能化设计关键词共现网络突现词信息表

①2 010 年—2 012 年期间，室内空间的智能化研究处于研究初期，产生了部分“家居设计”“信息化”等带有智能家居研究倾向的突现词，说明了智能家居逐渐发展为学术研究的热点，形成多元性的研究中心。

②2013年—2017年期间，突现词的数量迅速增多，且出现“室内装饰”“室内定位”等突现度较高的词。该结果表明智能化设计开始沿着研究主题网络，衍生了不同的研究分支。通过突现词列表所示，可以发现该时期的研究前沿主题集中在“变频多联机”“室内设计参数”等领域上。室内空间的智能化设计从笼统宏观的研究，一步步走向微观具体的发展路径。

③2018年—2020年期间，室内空间的智能化研究出现了新的前沿趋势，出现了基于信息技术发展下的“物联网”“适应性研究”“智能化”等新兴概念和技术手段，进一步推动智能化设计顺应时代发展，走向新的发展阶段。

5 结论与建议

本文利用CiteSpace文献计量软件对近10年来中国知网关于室内空间的智能化研究的文献数据进行了可视化分析。从绘制室内空间的智能化研究关键词共现网络图谱当中，获取研究演进的关键节点，从而辨析出3个主要的研究主题，同时识别出知识理论网络的发展[8]。通过进一步分析高频关键词共现聚类时序图，识别出了各个时期的研究主题以及核心演变路径，再利用关键词共现网络突现词信息表，合理推断当前国内室内空间的智能化研究前沿。

本文研究发现，目前室内空间的智能化研究呈现如下特点：

①经过几十年的发展，我国智能化研究已逐渐形成为一个较完备的复杂网络，其成果主要来自于研究基础的关键节点文献，以及拓展研究脉络的共引文献，这些研究成果的发现为后续智能家居系统技术的建立和理论的延续奠定了坚实的基础。

②目前，智能化研究已从宏观、共性研究层面转向多元、特性研究方向，尤其重视对新兴数字信息技术的应用与实践，人工智能、虚拟现实等技术成为室内空间的智能化研究前沿[9]。

③室内空间的智能化研究把室内设计和智能化研究过程结合，智能家居系统的研究成为构建知识群落、研究演化路径的关键核心，适应性设计、物联网的应用成为研究热点，但一定程度上忽视了社会维度与经济维度的影响。

总体看来，缺乏对领域的在横向上的拓展和纵向上的延伸是目前国内室内空间的智能化研究的短板，在多态化的探索及深入方面也略有不足。后续研究应该在加强基础理论的实证检验和应用方面的基础上，扩大延展范围，开拓新型研究分支，促进国内室内空间的智能化研究建设成为具有广泛性、系统性的研究脉络和知识体系。

资料来源：

文中图表均为作者自绘，由CiteSpace依据条件生成。