国内学者 《安全科学》 刊文的知识图谱

李 杰

（1.上海海事大学 海洋科学与工程学院，上海 201306；2.上海海事大学 安全科技趋势研究中心，上海 201306；3.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081）

0 引言

不同国家/地区在经济、社会和技术发展上呈现多样性和不平衡特征，这使得所面临的安全问题存在明显差异。安全作为人类生存和发展之基，有很多共同的问题需要全世界的科学家携手研究和解决。国际期刊上发表的论文与国内期刊发表论文的内容相比，所研究的安全问题要更加广泛和具有全球代表性，具有更多为其他国家或地区安全行业、人员可借鉴的共性安全规律。因此，国际期刊上的发文，一定程度反映了学者的国际安全研究视角和水平。选择具有代表性的国际学术期刊，研究国内学者（未包含我国台湾地区，下同）的发文特征，对于认识国内学者参与相关学科的国际学术研究状况有重要价值。

在以往研究中，相关学者已经使用安全典型期刊，对安全领域进行了相关研究。2013年，李杰等较早通过对国际Safety Science期刊的可视化分析，以知识图谱的形式展示了期刊Safety Science核心国家、地区、机构、研究热点等分布特征[1]。2016年，Li 等进一步通过对6本国际安全科学期刊13028篇论文的分析，以可视化的形式展示了6本国际安全科学期刊的产出及其主题分布特征[2]。2019年，José M.Merigó等同样使用知识图谱的方法对Safety Science期刊40年的发展历程进行系统回顾[3]。此外，还有大量学者通过安全科学期刊对安全研究的作者、主题、引用期刊等进行了分析。这些研究为认识相应期刊发文热点、影响和知识基础提供了有价值的信息，但专门针对国内学者发文的分析明显不足。为了进一步认识国内学者在安全领域典型期刊上的发文热点、影响和知识基础，为国内安全发展提供有价值的科技情报，本文在以往研究理论和方法基础上，选择安全科学领域代表性的期刊——Safety Science，进一步对国内学者发文热点、影响力及知识基础进行分析。Types:（Article or Proceedings Paper or Review）and [Excluding]Document Types: （Retracted Publication）； Indexes=SCI-Expanded, SSCI；Timespan=1900-2017”为条件来检索国内学者1900-2017年在Safety Science发表论文的情况。共检索到2001-2017年国内学者发表的339篇论文，占该段时间Safety Science发文总数的14.3%（339/2374）。包含Article形式的文献275篇，会议论文61篇（占比18%）以及综述性论文3篇。来自1st International Symposium on Human Behaviour in Fire会议的论文1篇（收录时间为2001年），1st International Symposium on Mine Safety Science and Engineering（ISMSSE）会议的论文60篇（收录时间为2012年）。国内学者在Safety Science上刊文的时间分布呈增长趋势，如图1。特别是在2012年，国内学者在Safety Science发文总量达到了97篇（其中有37篇为正刊论文，60篇为会议论文）。

图1 国内学者在Safety Science发表论文的产出Fig.1 Outputs and citations distribution of China researchers' papers in Safety Science

1 数据与统计

2018年8月2日，从科睿唯安Web of Science核心数据集中以“Publication Name:（Safety Science）and Document Types:（Article or Review）Refined By:Countries/Regions:（Peoples R China）and Document

对论文来源的城市进行了统计，如图2。图中不仅显示了国内的主要安全研究城市，也显示了国内安全科学研究的合作者来源的城市。北京以发文量121篇稳居第一，远远大于其他城市。在安全科学与工程的研究中，北京集中了众多知名的大学和研究机构，是国内安全科学与工程研究的中心城市。徐州、武汉、南京以及上海在Safety Science的发文位于第二层级，发文量都超过了20篇，但与北京还存在很大差距。重庆、西安、广州、合肥和焦作的发文量也相对较多，论文量都超过了10篇。

国内学者在Safety Science的论文与国际学者建立了广泛的合作关系。国家层面的合作主要集中在北美、澳洲和欧洲的国家之间。主要包含的合作关系对有中—美、中—澳、中—英以及中—加。在Safety Science发表论文不小于10篇的国内机构有中国矿业大学、清华大学以及北京交通大学等。中国矿业大学以32篇论文排名第一，清华大学以24篇论文排名第2，随后依次是北京交通大学（15）、东南大学（15）、香港理工大学（14）、中国安科院（13）以及香港城市大学（13）等。在机构合作层面上，5大合作关系依次是北京科技大学—中国安全生产科学研究院、澳大利亚昆士兰大学—香港理工大学、中国矿业大学—河南理工大学、中南大学—湖南工学院以及北京航空航天大学—清华大学。

图2 国内学者发表Safety Science论文的全球合作Fig.2 Global collaboration of China researchers

图3 国内学者Safety Science发文热点主题分布Fig.3 Hot topics distribution of China researchers in Safety Science

2 结果

2.1 研究热点的知识图谱

学者所发表论文中的关键词是作者根据论文内容精选的论文主题标引，是对所发表论文内容的高度凝练。因此，在科学论文的主题挖掘和热点分析中，关键词常常被选择为分析对象。通过VOSviewer[4]和Gephi[5]提取并构建了关键词共词聚类网络，如图3。在共词网络中，节点和标签的大小反映了关键词出现的频次，频次越高对应的关键词节点和标签越大。从高频关键词角度分析得到，国内学者在Safety Science上发表论文的热点主题有Evacuation（疏散，15）、Safety Management（安全管理，11）、Construction Safety（建筑安全，10）、Numerical Simulation（数值模拟，10）、Safety Climate（安全氛围，8）、China（中国，7）、Coal Mine（煤矿，7）、Experiments（实验，7）等。在关键词网络中，根据词汇之间的关联强度形成了不同的词团聚类。关键词聚类反映，国内在Safety Science上的研究主要以“安全管理”、“数值模拟”、“疏散”和“建筑安全和安全氛围”为主。关于煤矿、化工或者火灾的研究相对要少。关键词在研究中出现的时间特征，反映了相关热点主题的新趋势。近期国内学者发文主要分布在Complex Network（复杂网络，6）、Safety Assessment（安全评价，4）、System Dynamics（系统动力，4）、Cellular Automata（元胞自动机，3）、Coal Mine Accidents（煤矿事故，3）、Pedestrian（行人，3）以及System Safety（系统安全，3）等方面。

2.2 高影响论文的知识图谱

国内学者所发表的Safety Science论文被引频次呈现显著的不平衡性。被引小于10次的论文有184篇，占比达到了54%。随着被引频次的增加，论文数量急速下降。对339篇论文，按照文献耦合方法进行聚类，如图4。被引排名前10的论文及其主题，见表1。通过图4和表1得到，国内学者发表的Safety Science主要分布在“安全氛围、文化、行为与建筑安全”、“事故量化建模”、“安全与事故分析”、“安全评价与应急管理”、“人员疏散”和“脆弱性分析”等领域。在这些领域中，具有一定影响力的论文主要分布在“安全氛围、文化和行为”领域，并以昆士兰大学和香港中文大学的Glendon（2001）[6]、清华大学的Choudhry（2007，2008）[7-8]，香港城市大学的Tam（2004）[9]以及Zhou（2008）[10]为代表，被引频次都超过了100。此外，在网络中高影响的论文还包含了大连理工大学系统工程研究的Wang（2009，2011）[11-12]、天津大学环境科学与工程学院Zheng（2012）[13]以及北京理工大学交通工程系Guo（2012）[14]。网络中的这些高被引论文，反映了国内安全科学研究在Safety Science相关主题上的重要影响力。

图4 国内学者在Safety Science所发表论文的耦合聚类Fig.4 Bibliographic coupling cluster of China publications in Safety Science

2.3 知识基础的知识图谱

牛顿曾说：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上”，频繁被引用的研究就如“巨人的肩膀”为我们在安全研究中提供了知识基础。这种引用关系表明了知识由被引论文流向了施引论文，被引论文成为施引论文的知识基础。339篇论文共引用了9127条参考文献，篇均参考文献为27条，这些参考文献共同组成了国内学者发表Safety Science论文的知识基础。通过CiteSpace对国内学者在Safety Science论文的9127条参考文献进行共被引分析，以构建国内安全学者在Safety Science发表论文的知识基础图谱[16]。通过CiteSpace科技文本挖掘与可视化分析软件，生成国内学者Safety Science研究的共被引网络，如图5。文献共被引网络的上半部分文献密集，且聚类群落规模显著大于其他区域，是国内学者发表Safety Science论文知识基础的核心部分。该区域主要涉及安全氛围和安全、事故模型以及基于模糊集的安全评价。文献共被引网络的下半部分则主要是人员疏散问题的研究。

表1 国内学者发表Safety science的TOP10 高被引论文Tab.1 TOP 10 high cited publications of China researchers from Safety Science

在网络中，被国内学者引用排名前5的论文，见表2，分别为#1 Leveson N[17]，#2 Reason J[18]，#3 Glendon AI[6]，#4 Helbing D[19]以及#5 Zadeh LA[20]。#1 Leveson N是美国科学院院士和美国麻省理工学院教授，2004年在Safety Science上发表论文提出了一种新的系统安全工程研究方法（Systems-Theoretic Accident Model and Processes， STAMP），该方法在国内安全科学研究中引用广泛。#2 Reason J是英国曼切斯特大学心理学教授在1990年出版的Human Error一书，对国内人的因素和事故分析等领域应用发挥了重要作用。#3 Glendon AI 的论文是关于安全氛围因素以及道路建设安全行为的研究，在国内安全氛围和安全行为研究中被国内学者广泛借鉴。#4 Helbing D教授 2000年在Nature发表的论文是关于 “逃离恐慌的动态特征模拟” ，该篇论文的发表对国内人员疏散的研究提供了有力的支撑。#5 Zadeh LA是美国加利福尼亚大学自动控制理论学者，1965年发表的“模糊集”论文开启了模糊数学的研究热潮。模糊集合的方法被大量的用于安全管理、评价和决策分析中。

图5 国内学者发表Safety Science论文的知识基础聚类Fig.5 Knowledge base cluster of China publications in Safety Science

表2 文献共被引网络中的高被引论文Tab.2 High cited papers in co-citation network

3 结论

本文使用知识图谱的方法，对国内学者在Safety Science上发文特征的分析，得到以下结论：

（1）自2001年起，国内学者在Safety Science上发表论文的数量呈增长趋势。这种趋势反映了国内学者安全科学研究的国际性越来越强。与此同时，在该段时间内也产生了一批重要安全科学研究区域和机构，并建立了广泛的合作关系。

（2）疏散、安全管理、建筑安全、数值模拟以及安全氛围等是国内学者在Safety Science发表论文的热点，并围绕这些热点形成了研究领域的主题聚类。

（3）国内学者在Safety Science所发表的论文形成了“安全氛围、文化、行为和建筑安全”、“风险分析与交通安全”、“交通、煤矿等安全管理”、“系统安全”、“人员疏散”以及“脆弱性分析”等聚类。产出的有影响力的论文主要分布在建筑安全文化、氛围、行为等聚类中。

（4）事故量化分析、系统安全、安全文化和安全氛围和人员疏散是国内学者发表Safety Science主要引用的知识基础论文。特别是Leveson N、Reason J、Glendon AI、Helbing D以及Zadeh LA的论著对国内Safety Science论文影响最大。