基于CiteSpace的安全人因工程学国内外研究综述

谢少英，张 伟，苏 宇

(1.武汉理工大学 安全科学与应急管理学院，湖北 武汉430070;2.武汉理工大学 中国应急管理研究中心，湖北 武汉 430070;3.华中科技大学 同济医学院附属协和医院，湖北 武汉 430070)

2021年习近平总书记在两会上的讲话强调把保障人民健康放在优先发展的战略位置，以人民为中心，更好的保障人民的健康。“人民健康是社会文明进步的基础，是民族昌盛和国家富强的重要标志。”安全人因工程是以人为中心，从工程系统的角度出发，充分考虑人的舒适性，安全性，健康性的一门工程。[1-2]因此对安全人因工程的研究就是提升人民群众健康福祉的研究。安全人因工程学起源于欧洲、形成于美国，是一门近几十年发展起来的新兴交叉性学科。随着科技和经济的发展，安全人因工程学的研究成果逐渐开始引发了国内外学者们的关注。国内外安全人因工程研究进展主要集中在人因的理论对安全效能影响的研究，王富江等[3]通过对医学中人体的生理和心理结构进行深入的分析，融合医疗领域的相关知识和技术来推进安全人因工程的发展，还有学者通过建立安全人因模型如面向患者安全的系统工程的SEIPS模型、FRAM功能振动模型将安全人因工程理论模型化。目前安全人因工程的研究现状主要集中在人的行为与人的心理对安全工效和可靠性的影响，及医疗保健护理对职业病安全及病人安全的系统理论的研究，归云飞等[4]通过将安全人因工程的研究运用到艺术设计领域，从人的舒适性和愉悦性的角度考虑时尚产品的设计。尽管有很多学者开展了不同途径的研究，研究内容也非常广泛，但目前关于安全人因工程领域的具体研究热点及研究趋势并不是很明朗，仍需要对其进行热点、趋势的梳理和总结。

在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中，提出改善人民生活品质，提高社会建设水平，强调坚持把实现好、维护好、发展好最广大人民根本利益作为发展的出发点和落脚点，尽力而为，量力而行，不断增强人民群众获得感、幸福感、安全感，促进人的全面发展和社会全面进步。在国家的强力号召下，加强对安全人因工程的研究，对目前安全人因工程的研究热点和研究趋势进行准确的把握是非常有必要的。在此基础上，基于CiteSpace.5.5.R2(32.bit)软件，对国内外(2010—2020年)安全人因工程学领域的文献进行了知识图谱化的二次处理，通过对文献的被引和聚类分析，洞察安全人因工程学近十年的研究现状和研究内容；对文献中提及的研究机构和国家进行可视化分析，获悉国内外内学者在全球相关研究中扮演的角色；对文献的关键词进行处理，找出全球范围内安全人因工程学研究趋势及研究热点；同时，分析年度分布、关键机构分布、高被引文献、来源出版物和研究热点等方面的特征，并对其进行总结概括，以期为安全人因工程学的研究拓展思路、提供参考[5]。

1 文献统计分析

1.1 数据来源

数据涉及的所有文献以CNKI核心期刊和Web of Science核心数据库为数据源，在CNKI数据库中以“安全人因工程学”为主题词进行检索，共获得与安全人因工程学研究相关的中文文献282篇。在Web of Science数据库中以“safety human factor engineering”为主题词，文献类型设定为“SCI核心期刊”进行检索，排除与主题无关的文献，共获得外文文献1 179篇。

1.2 十大高被引文献特征分析

从文献的共被引分析中可以得出目前安全人因工程学的研究热点和实时动向如图1所示，而高被引文献是其重要内容的体现，对其进行分析就能得出该领域的研究热点和最新动向[6]。图1为高被引文献的共现图谱，其中圆圈的大小代表文献的被引频次，被引频次越多，反映论文的影响程度越大[7]。图1展示了Web of Science中安全人因工程领域引用频次最多的9篇期刊论文的作者及其发表年份。通过对上述9篇高被引论文进行深入研究，发现近十年安全人因工程研究的基本现状和主要内容体现在：①安全人因工效模型的构建和应用，其中包括SEIPS(针对病人安全的主动性系统工程模型)、FRAM(功能共振分析模型)等模型，如HOLDEN RJ等[8]的SEIPS 2.0模型、CARAYON P等[9]的SEIPS 模型，以及HOLLNAGEL E等[10]的FRAM功能振动模型；②安全人因工程相关理论的介绍，如DUL J等[11]关于人因工程学学科与专业发展的策略研究；③人体结构工程的研究，如TAKAHASHI K等[12]通过确定的因素诱导来自成人成纤维细胞的多能干细胞的人体工程研究。

由图1还可以看出，高被引文献全是外国文献，中国文献为零，可见我国在安全人因工程学领域的研究和欧美等发达国家还有一定差距，我国在安全人因工程领域发表成果的含金量还有待提高，间接证明了我国安全人因工程的发展起步晚，在该领域的影响力不高。还需要我们研究安全人因工程领域全体科研人员不懈的努力。

图1 高被引文献共现图谱

1.3 国家地区分析

安全人因工程论文发表量国家地区分析如图2所示，可以看出在该领域研究比较突出的前10个国家依次为美国(440)、中国(172)、英国(106)、意大利(66)、加拿大(63)、德国(54)、法国(49)、澳大利亚(45)、日本(36)、韩国(35)。其中美国以440篇发文量位居第1位，中国以172篇相关论文期刊排名第2位。通过观察，近十年中美两国的发文趋势如图3所示，美国目前在安全人因工程学的研究已经处于稳定发展阶段，我国关于该领域的研究处于上升阶段，年产出相关论文量从2010年的6篇到2020年的27篇，可以推测在未来几年内我国在安全人因工程学的研究论文数量必然会出现小的爆发。

图2 安全人因工程论文发表量国家共现图谱

图3 2010-2020安全人因工程领域中美两国年论文发表量统计图

1.4 关键机构分布特征

针对Web of Science核心数据库中出现的机构进行分析如图4所示，得出英文文献排名前十一的机构，这些机构代表着国内外涉足安全人因工程领域关键性机构。针对中国知网数据库中出现的机构进行分析如图5所示，得出中文文献中排名前十的机构，这些机构代表着国内关于安全人因工程领域研究的关键机构。由此，对近十年来在该领域有较大贡献的十大机构进行排名。其中的Univ Wisconsin(威斯康辛州大学)发文总量最多，占比为25%；其次为Johns Hopkins Univ(约翰霍普金斯大学)，占比为20%；而我国唯一入选的机构为Tsinghua Univ(清华大学)，发文量为7篇，占比5%。在国外排名前十的关键研究机构中，中国的研究机构只有一所，与此同时，在国内期刊发表的机构最具影响力的南华大学，论文发表量为7篇。由此可见，在安全人因工程学领域的我国研究机构和研究规模与国外相比仍有一定差距。

图4 外文文献中安全人因工程相关研究机构共现图谱

图5 安全人因工程相关国内机构2010-2020年发表论文量柱状图

2 安全人因工程学研究热点

2.1 国外安全人因工程研究热点分析

对Web of Science数据库中获得的1 179篇外文相关研究文献进行关键词共现聚类分析，绘制出关键词共现聚类的时间线图谱如图6所示。

图6 外文文献关键词共现聚类统计柱状图

由图6可知，外文文献中相关安全人因工程学研究一共分为6个群集，聚类主题包括tissue engineering(组织工程)、progress safety(过程安全)、patient safety(病人安全)、thrombosis(血栓形成)、immunogenicity(恢复力)、human behavior(人的行为)。出现的高频关键词分别有：safety(安全)、human factor(安全因素)、model(模型)、angiogenesis(血管生成)、patient safety(病人安全)、system(系统)、differentiation(区别)、therapy(治疗)、stem cell(干细胞)、human error(人为失误)、design(设计)、risk(风险)、in vitro(生物体外)等。并对相关文献进行阅读，发现HOLDEN R J等在文献[8]对HFE的特征和其目标进行了深刻的思考，总结了HFE具有的特征和目标为：系统的、设计驱动的、更优的性能和功效；CARAYON P等[13]在针对HFE的优化过程的研究时，引入SEIPS的模型，并在此基础上升级为SEIPS2.0和SEIPS3.0。在SEIPS2.0中增加了配置、参与和适应等概念，使其系统模型形成了具有反馈调节作用，并在SEIPS3.0中增加了关于过程的一些概念，使过程更加详细具体。HOLLNAGEL E等在文献[9]中分析和研究了FRAM模型在分析复杂社会技术系统中的应用；DUL J等在文献[10]中提出了SEIPS模型和模型运行的三大原则;TAKAHASHI K等在文献[11]中主要研究人体组织结构的内容通过分化细胞可以将核内容物转移到卵母细胞中，或通过与胚胎干细胞(ES)细胞融合而重新编程到胚胎样状态； DEKKER S等[14]关注健康行为生态模型中的多层次互动、患者安全复原力的需要。从聚类分析柱状图中可发现tissue engineering(组织工程)、progress safety(过程安全)、patient safety(病人安全)、thrombosis (血栓形成)这4个热点的热度一直持续不断，从这4个热点我们可以看出安全人因工程正出现很多与医学层面的知识并与技术之间相交融，可以推断安全人因工程的研究趋势和方向会朝着医学医疗的方向发展，两者之间的结合会是大势所趋。其次关于各种安全人因工效的模型如(SEIPS、FRAM)的建立和完善，也是安全人因工程的热点及发展趋势。而immunogenicity(恢复力)、human behavior(人的行为)这2个研究热点的热度则有所下降。

2.2 国内安全人因工程研究热点分析

对从CNKI核心数据库中获得的282篇中文文献进行关键词共现分析，以关键词频数排名前十为标准进行筛选，得出主要研究热点为清华大学(工效学)、人机界面、安全工程、驾驶行为研究等4个方面。出现频次高的关键词有人因工程、主控室、功能分配、工效学、人机交互、交互界面、交通安全、安全工程，人因可靠性分析、人因失误、职业健康、事故预防、安全行为、核电站、无人机等。为了对图谱分析的准确性进行验证，从重点的高频关键词中选取一些文献进行阅读以此作为对照，其中张力和郭晓艳等[15-16]总结了在安全人因工程学中需考虑的人的心理因素，探讨了心理因素与行为的关系、心理与人的可靠性，以及心理因素在系统安全管理中的应用。杨孟琢和董晓璐等[17-18]研究核电人因工程，认为人因工程是核工程技术的一个组成部分，通过研究人机交互作用，把人的特点引入核电工程设计，发掘安全和高效的工艺设备与系统的新兴工程技术领域。通过与主要文献的对照，得出目前的热点基本上和图谱上得出的结果一致。

关键词词频统计及其聚类往往可以反映出当前研究领域的热点和研究趋势。运用CiteSpace软件，对获取的国内外1 461篇文献进行关键词共现分析，运用文献关键词频数的大小及聚类分析，挖掘安全人因工程学研究热点与趋势之间的关联强度，在此基础上对国内外安全人因工程研究中出现的关键词进行汇总统计，为趋势分析提供数据支持如表1所示。

表1 国内外文献关键词统计表

3 讨论

国内外安全人因工程学方面的研究方向各有所侧重：国外主要集中在病人安全及安全人因工效模型的构建和完善上；国内的安全人因工程的研究主要集中在各种场景下的应用。但随着安全环境的变化，相关安全人因及其拓展问题必定会导致研究内容的交叉和融合，以下从研究的领域和深度、研究的内容和质量、实用性和创新性3个维度来进行深入的讨论[19]。

(1)安全人因工程研究的领域和深度探讨。从国内外总发文量来看，美国，中国、英国、意大利、加拿大、日本等国家在安全人因工程领域占有重要地位，内容多以模型构建和实际运用为主。安全人因工程领域的研究内容和外延不断得到发展，涉及医疗、经济、管理、生物等多个学科领域。尽管在众多学者的努力下，安全人因工程已成为涉及领域广泛，交叉融合性强的热点领域，但安全人因工程理论的研究还存在很大的不足，目前虽然已经有国外学者建立了相关的安全人因工程模型，但模型的适应性以及否能真正运用到现实实践中，仍需更加深入地将这些模型与实践结合，提升安全人因工程的研究深度。

(2)安全人因工程的研究内容和质量对比。在安全人因工程领域，国内研究机构的规模和论文的质量与国外还存在差距，在国内外关键研究机构中，排名前9的机构均来自国外。从高被引文献来看，排名前十的高被引文献几乎来自国外，但从总体文献数量来看，我国安全人因工程领域的数量仅次于美国之后，位列世界第二的位置，由此可见我国在安全人因工程领域的研究处于快速发展阶段，虽然论文数量已经处于世界领先的水平，但高质量高水平论文的发表还需中国学者们努力，仍需加大和外国相关机构、学者的学术交流与合作。

(3)安全人因工程实用性和创新性分析。安全人因工程是与人密切相关的研究学科，包括人的心理和生理理论的研究以及人机之间交互和谐性的设计，通过对安全人因工程理论的研究，发挥出知识理论为人服务、造福人类的作用，必然会增加安全人因工程研究的实用性。但安全人因工程是一个交叉融合面非常广的领域，交叉融合性强的学科就会产生很广泛的创新，如何引领安全人因工程的创新性研究值得我们的探讨。

4 结论

随着人们对美好生活的需求日益增高，职业安全与安全行为的思想得以普及，健康、安全的意识深入人心，人们对安全、健康的需求比以往任何时候都更加强烈。在《十四五规划和2035年远景目标纲要》中明确强调了增进民生福祉，加强普惠性、基础性、兜底性民生建设，让发展成果更多更公平惠及全体人民，不断增强人民群众获得感、幸福感、安全感。安全人因工程的研究内容涉及面广，应用领域广泛，安全人因工程的理论与人们的安全需求密切相关，从以下三个角度来剖析安全人因工程学未来可能的发展方向和趋势，为安全人因工程领域的研究学者提供参考意见，从而为广大人民群众谋取更多的福祉。

(1)研究内容上，安全人因工程研究对象具有极大的发展空间。从关键词共现分析结果可以看出，当前多数国内外研究对象为核电站、汽车、病人等，研究主题包括核电站人因工程的运用、安全驾驶行为的研究、人的生理和心理对安全行为的影响、人因工效HFE模型的应用、病人安全系统模型SEIPS、FRAM的建立等。涉及领域有医学、生物学、人体工效学、系统工程学等多个学科，研究内容较为全面，学科交叉现象明显，这些内容涉及到民生的各个领域，与广大人民的根本利益密切相关，安全人因工程涉及领域广泛，研究内容具有很好的前景。

(2)研究视角上，人因安全模型的建立及程序的开发和运用到不同场景仍然是未来研究的重点。尽管现有研究已提出了各种各样的人因工效模型，但模型的实际应用仍有待拓展。近年来，随着可穿戴设备的普及，各种关于人体的信息数据可用性越来越高，但国内外现有研究很少运用这些数据，在使用模型对一些安全人因情景进行分析时，可以通过建立评价体系和充分利用收集的信息数据来进一步提升模型应用的精确度，从而为相关研究者和管理者决策提供理论依据。

(3)研究趋势上，在十九届五中全会上提出了面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康的四大导向。随着新兴技术如人工智能、无人驾驶等技术的快速发展，关于安全人因工效学和人机界面的研究一直持续不断，在工效学和人机界面的研究虽有一些文献发表，但相关的研究文献在此领域并未取得突破性进展，可以推测这两方面的研究趋势会有所降低。关于安全驾驶行为的研究及将人工智能的算法引入安全人因工程领域及相关模型的建立将会成为安全人因工程领域的发展方向和趋势。近年来，伴随着各种职业病的不断涌现和严重程度日益增加，以及广大人民对美好健康生活的需求不断提升，国家也开始加大职业健康卫生的重视力度。因此，将已有的安全人因分析模型及理论运用到各种情景之中，提高人的健康性、舒适性和工作的效率，最大限度地预防和减少职业病危害及其造成的损失也将是安全人因工程学研究的未来方向之一。