基于CiteSpace的煤炭产能知识图谱构建与分析

盛 武, 张 宁

(安徽理工大学 经济与管理学院, 安徽 淮南 232001)

0 引 言

煤炭作为我国能源结构的重要组成部分,对国民经济发展起着至关重要的推动作用。随着我国经济进入“新常态”,煤炭需求增长速度于2012年开始出现明显下落趋势,煤炭行业面临的产能过剩问题日益严重[1]。经过2年的煤炭供给侧结构改革,目前我国煤炭行业去产能已取得明显成效,但煤炭产业结构不合理、煤炭产能地区分布不均衡等现象依然严峻。如何有效解决煤炭行业面临的产能过剩等问题已成为整个社会关注的热点,为此,国内学术界纷纷就煤炭产能问题展开了一系列研究。张言方等[2]通过构建SD模型对我国煤炭产能的调控机制、调控能力等进行了科学评价;王德鲁等[3]通过构建边界生产函数测算出了全国25个省区去产能的分配方案;徐奇渊[4]对国内首轮煤炭去产能的整体情况进行了归纳总结;张华明等[5]运用VAR模型对影响我国煤炭产能过剩的各种因素进行了定量分析,认为煤炭出口率、煤炭投资规模是影响我国煤炭产能过剩的主要因素;王宏英等[6]基于生态环境承载力的考虑,对我国煤炭科学产能进行了定量评估;王迪等[7]对国内外研究煤炭产能过剩成因机理、产能评价、调控措施等相关的研究文献进行了综述性分析;冯东梅等[8]基于DEA技术综合估算了我国煤炭产能利用率,并进行了实证研究。

纵观现有研究文献发现,目前国内关于煤炭产能的研究成果丰富,但大多数研究主要集中在煤矿产能过剩原因、应对措施等方面,缺乏对整个领域研究现状的宏观认识和把握。了解国内学术界煤炭产能的研究现状及未来研究趋势,在丰富国内相关研究同时又可提高该领域整体研究水平。知识图谱作为一种科学计量学方法,不仅可从海量资源中获取、融合新知识,而且可直观展现某领域的研究态势和研究热点[9]。基于此,本文以收录在CNKI中与煤炭产能相关的文献为数据源,借助CiteSpace构建煤炭产能知识图谱,从研究作者、核心研究团队和研究热点等方面进行可视化分析,探寻目前我国煤炭产能研究现状、存在的不足以及未来发展趋势,以期为优化煤炭生产布局、完善煤炭产能退出机制提供客观依据和决策支持。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

数据获取上,本文以目前国内最大的期刊全文数据库中国知网(CNKI)为数据来源[10],以“煤炭产能”或者“煤炭”并含“供给侧”为主题进行检索,截止2019年1月11日,共获取460条有效数据。数据来源及处理情况如表1所示。

表1 数据来源及处理Table 1 Data sources and processing

1.2 研究方法

在构建知识图谱过程中,主要借助由陈超美教授开发的基于Java平台的可视化软件CiteSpace绘制相关知识图谱。知识图谱以领域知识为研究对象,通过融合数据挖掘、信息处理等技术,将蕴含在整个研究领域的潜在知识以图形化方式展现出来,不仅增强了人们对某领域知识理解的直观性,而且可客观揭示某研究领域的动态发展态势[11-12]。CiteSpace软件作为一款绘制知识图谱的有效工具,主要包括作者、机构合作图谱,关键词、热点词共现图谱,文献共被引、作者共被引共引图谱三大面板功能。相比于其他可视化分析软件,CiteSpace软件不仅整合了聚类分析、社会网络分析等多种方法,而且注重从多层次、多角度对某研究领域的文献进行综合分析[13]。近年来,利用CiteSpace对相关学科发展历史、学科前沿、整体知识架构进行研究的学者日益增多。本文借助CiteSpace软件中的关键路径算法(Pathfinder)对国内煤炭产能研究的高产机构合作关系进行分析;选择Author(作者)、Institution(机构)、Keyword(关键词)节点对作者发文量、机构发文量、研究热点进行可视化分析;对国内煤炭产能研究文献进行数据挖掘和内容分析,梳理研究现状、研究热点和未来研究方向,定量分析出国内煤炭产能的整体研究情况。

2 煤炭产能知识图谱构建与分析

2.1 年度发文量分析

年度发文量是衡量某一研究领域发展趋势的重要指标[14]。图1为国内学术界近年来关于煤炭产能研究的年度发文数量。

图1 煤炭产能年度发文量分布图Fig.1 Distribution of annual production volume of coal mine capacity

图1表明,国内关于煤炭产能的研究基本萌芽于2010年,2010—2015年为煤炭产能研究的起步阶段,该时期国内学术界针对该领域的文献研究数量较少且增长平缓,几乎一直处于零增长状态;2015—2017年为发展阶段,自2015年末国家提出供给侧结构性改革之后,在接下来的2016年,学术界关于煤炭产能的研究开始呈爆发式增长,文献研究量并于2017年达到最高峰;在过去的2018年,学术界在该领域的研究开始步入瓶颈期,文献研究有回落趋势。从整体情况来看,目前国内关于煤炭产能的文献研究基数较小,年度发文量始终没有突破200篇,且核心及以上的期刊的文献总累积量仅有108篇,这表明目前国内该领域的整体研究水平较低,研究深度和广度有待进一步加强。

2.2 发文作者分析

对发文作者分布及合作情况进行分析,可以找出某研究领域具有高影响力的核心科研主体[15]。图2为选取Author(作者)节点绘制的作者发文量及合作关系知识图谱。其中,节点半径与作者发文量成正比。

图2 研究发文作者及合作情况分布图Fig.2 Research authors and cooperation map

从图2可看出,图谱中出现节点数402个,说明目前国内学术界对煤炭产能研究涉足的学者人员基数较大。其中发文量最多的为中国矿业大学的聂锐教授和王迪副教授,煤炭科学研究总院的张鹏,发文量均为4篇,其次是中国矿业大学(北京)的刘海滨,发文量为3篇。其余作者发文量均在2篇以内。从作者发文量可以明显看出,目前国内该领域高产作者比较匮乏,尚未出现具有高影响力的专家学者。在作者合作关系方面,整体网络密度为0.004 6,说明现有研究作者之间建立的网络合作关系较少且合作强度较弱,尽管个别作者之间存在学术交流与合作关系,但从作者所属单位可明显看出,目前大多数研究作者之间的合作都是以“学缘”关系为主,多以同一单位、同一团队、师生之间的合作为主,而跨地区、跨院校之间的以“地缘”关系为主导的学术交流合作较为罕见,尚未形成跨学科、跨地域、具有紧密合作关系的核心研究团队。

2.3 发文机构分析

发文机构是反映某研究领域核心科研力量的关键所在。图3为国内煤炭产能研究机构分布及合作情况,其中,节点数量、机构间的连线分别代表发文机构数和机构间的合作关系[16]。

图3 煤炭产能研究机构及合作情况分布图Fig.3 Research institutions and cooperation mapof coal production capacity

图3中,节点数量共237个,其中涉及的机构类型主要是高等院校,少数企业和研究院也出现在了图谱中,说明目前国内关注煤炭产能发展情况的群体较多,且已初步形成产、学、研相结合的研究模式。从机构发文量来看,中国矿业大学(北京)管理学院的发文量最多13篇;其次是中国矿业大学管理学院、北京低碳清洁能源研究所。从图中出现的研究机构地域分布来看,发文量相对较多的机构大多位于北京、山西等华北地区,华南、西南、西北等地区对煤炭产能进行研究的机构数量较少,说明目前国内关于煤炭产能研究机构分布比较集中,存在地区分布不均衡的现象,未来其他地区高等院校及研究院所的研究强度需要进一步加强,以此促进国内各地域对煤炭产能研究的均衡发展。从机构合作情况来看,机构间总连线共有89条,在出现的合作机构网络中,最具代表性的是延安大学经济管理学院、西安科技大学管理学院能源经济与管理研究中心、西安科技大学管理学院形成的合作网络关系以及中国煤炭科工集团有限公司、煤炭科学研究总院、天地科技股份有限公司形成的合作网络。但整个图谱的网络密度仅为0.003 2,说明我国关于煤炭产能的各个机构之间缺乏紧密合作,且现有的合作网络大多是以同类学科、同类院校为主导,跨学科、跨门类的机构合作较少。

2.4 研究热点分析

选取CiteSpace的关键词(Keywords)节点,绘制出国内煤炭产能研究的关键词分布图谱,结果如图4所示。其中,节点半径大小与关键词出现频次成正比,频次越高说明关键词的研究热度越高。

从图4可看出,目前国内该领域研究热度最高的关键词是“供给侧改革”,紧接着依次是“煤炭行业”“产能过剩”“去产能”“转型升级”等。综合分析煤炭产能研究热点分布图可发现,国内学术界在以煤炭产能为主题进行研究过程中,主要以供给侧结构性改革为研究背景,探索了煤炭行业产能过剩以及如何科学有效地去产能,从而促进煤炭行业转型升级等问题。

图4 煤炭产能研究热点分布图Fig.4 Hot spot distribution map of coal production capacity

2.5 研究前沿分析

对研究前沿问题进行分析,可准确洞悉某研究领域的研究趋势,从而客观把握整体研究方向。运用CiteSpace软件的突现词检测功能,可生成煤炭产能研究前沿时间线视图,结果如图5所示。

图5 煤炭产能研究前沿时间线视图Fig.5 Timeline view of the frontier of coal production capacity research

从图5可明显看出煤炭产能研究在2010—2018年间的研究前沿时区分布情况:“科学产能”在2011—2012年是学术界的研究热点和研究前沿问题;“产能过剩”在2014年开始突现,且在随后的几年始终是学术界研究的热点和前沿问题;随着2015年末供给侧改革的提出,2016年开创了煤炭行业供给侧改革、去产能研究的新局面,“去产能”“转型升级”等是该领域的研究前沿问题。此外,从图中还可看出,相比于其他年份,学术界关于煤炭产能的研究内容在2016年明显丰富,一系列关于煤炭行业去产能的后续工作开始受到普遍关注与重视,如职工安置问题、煤炭企业的战略选择问题等。但在随后的2017—2018年,该领域的相关研究有些滞后,没有产生明显的、研究热度较高的新的研究前沿。

3 结论与启示

3.1 结 论

国内对煤炭产能的研究热度不断升高,本文借助可视化分析软件CiteSpace,对收录在CNKI中与煤炭产能研究相关的文献进行研究,以知识图谱方式挖掘出该领域的整体研究现状和发展趋势,研究发现:

1) 国内关于煤炭产能的研究起步较晚,其研究历程大致可以分为3个阶段。从整体年发文量来看,目前学术界在该领域的总发文量较少,缺乏核心以上高质量、高水平的研究文献。发文作者方面,涉足煤炭产能研究的学者人员基数较大,但人均发文量较少,尚未出现高产量、高影响力的专家学者和研究人员,且不同学科、不同地域研究人员之间没有形成紧密合作关系,缺乏核心研究团队。研究机构方面,已初步形成以高等院校研究为主,研究所、企业为辅的产学研相结合的研究模式,但研究机构在地域分布上存在明显不均衡现象,且各机构间的合作强度较弱,缺乏跨学科、跨类型的机构合作。

2) 关于煤炭产能研究的热点关键词主要有“供给侧改革”“产能过剩”“煤炭产业”等,研究内容相对较丰富,基本上涵盖了与煤炭产能相关的关键性问题。“去产能”“转型升级”等自2016年以来一直受到学术界的广泛关注和重视,但近两年关于该领域的研究在内容方面有些滞后,虽然在研究数量方面有所突破,但并没有产生新的研究前沿。

3.2 启 示

去除煤炭行业低端无效供给、优化煤炭产业结构已成为国内煤炭行业亟需解决的问题。通过分析国内学术界煤炭产能研究现状及存在的问题,主要得出以下启示:

1) 在发文数量和质量上,要在提高文献发文量的同时,注重发表文献的质量,提高核心及以上发文期刊的占比,从整体上提高国内学术界在该领域的研究水平。在研究人员和研究机构方面,要加强不同院校、不同地域间研究学者及研究机构间的合作强度;同时要平衡学术界关于煤炭产能研究的地域分布和学科分布,从而促进各地区、各研究机构间的均衡发展。

2) 在研究内容和研究方向上,相关学者在结合研究热点和研究前沿问题的基础上,要勇于创新,突破目前该领域的研究瓶颈,不断扩展研究领域和研究内容,挖掘新的研究热点和研究前沿问题,形成跨学科、多分支的研究体系。此外,在创新煤炭产能研究主题、完善理论研究的同时,要根据我国煤炭行业发展的实际情况,注重实践操作,从根本上加快国内煤炭行业转型升级。