基于文献计量的国内危险化学品信息化监管主题与热点分析*

田晓丹，陈振国，陈 岑，任维康

(1.华北科技学院 计算机学院，河北 廊坊 065201；2.河北省物联网监控工程技术研究中心，河北 廊坊 065201)

0 引言

危险化学品简称危化品,指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境造成一定危害的剧毒化学品和其他化学品[1]。危化品特殊性使其在生产、储存、使用、经营、运输和废弃处置等环节存在极大安全隐患，易造成人员伤亡与财产损失。对危化品全流程实施安全监管，提升危化品本质安全水平，一直是危化品相关企业及政府监管部门核心任务。近年来，危化品爆炸、泄漏等重大安全事故时有发生，工业安全生产形式严峻[2]。因此，对危化品进行信息化监管以规避危险，成为国家和社会各界人士关注重点问题之一。

科研论文是学术研究最直接的表现形式[3]。本文基于文献计量学理论，利用可视化分析软件CiteSpace，对中国知网(CNKI)收录的关于危险化学品信息化监管学术期刊和学位论文进行统计，梳理危险化学品信息化监管发展进程，分析该研究领域热点及发展趋势，以期为危化品领域理论和实践研究提供参考。

1 数据与方法

1.1 数据来源

为确保数据可靠性，本文以中国知网(CNKI)学术期刊和学位论文为基础数据，以“主题=危险化学品监测OR主题=危险化学品系统OR主题=危险化学品体系OR主题=危险化学品预警”为检索条件，不限定文献发表时间，共检索文献1 857篇，剔除相关度较低文献，最终有效文献1 388篇，检索时间2020年11月17日。

1.2 研究方法

以文献计量为理论基础，对危险化学品信息化监管领域文献进行梳理统计，以软件CiteSpace作为可视化分析工具，绘制知识图谱。

2 危险化学品信息化监管研究现状

危险化学品全流程监管是提升危化品本质安全水平有效方法之一，随信息技术进步，危化品领域信息化监管不断更新发展。因此，本文从年度文献发表数量、作者共现、机构共现及核心期刊发文数量变化4个方面，阐述危化品信息化监管研究现状。其中，年度文献和核心期刊均用折线图表示，共现图由CiteSpace软件生成。

2.1 年度论文发表数量

年度文献发表数量变化趋势如图1所示。由图1可知，危险化学品信息化监管领域自1998年至2020年共经历萌芽、发展、摆动3个阶段，整体呈上升趋势。

图1 年度文献发表数量变化趋势

1)1998—2002年为危险化学品领域信息化监管发展萌芽阶段。余秉良[4]提出通过设置座舱空气净化系统或实时监测座舱内空气污染程度，预防舱内化学污染；刘艳萍等[5]基于危险化学品安全管理手段，提出建立完善化学品管理机制是预防重大灾害重要途径，文章在危险化学品信息化监管萌芽阶段被引次数最多，对相关研究领域产生一定影响。

2)2003—2010年是危险化学品信息化监管高速发展阶段。2003年共发表文献14篇，2007年发文量激增至78篇。任常兴[6]提出危险品运输过程中道路优化基本程序及双层选线管理模式，并根据人员伤亡风险大小构建最优路径体系；文献[7-9]被引次数均大于40次，说明发展阶段开始从危险化学品源头进行分类辨识，并对事故发生时应急处置进行探索。

3)2011—2020年为危险化学品信息化监管发展摆动阶段。2011年文献发表量相对较低，2012—2014年文献发表量持续增长，2018年文献发表量相对较多，共131篇。2018年被引量排名前3文献表明，高校实验室危化品监管成为学者关注焦点问题[10-12]。

2.2 作者合作分析

学者研究创新是学科发展内在动力，通过分析主要发文作者，可进一步了解该研究领域学术带头人及科研影响力，发现该学科内部结构[13]。采用CiteSpace软件对1998—2020年危险化学品信息化监管领域作者进行可视化分析，生成主要发文作者共现图谱，如图2所示。统计分析该领域发文≥3篇的作者，见表1。

图2 主要发文作者共现图谱

表1 高产作者统计

节点大小表示作者发文数量，节点间连线代表作者间合作关系，若作者发文数量较少，节点显示不明显。由图2可知，图谱共含96个节点，82条连线，网络密度0.018；部分作者间为小规模合作，多数作者间交叉连线较少，密度较低。作者王阳、刘勇、曹建等5人，以危险化学品移动运输为研究方向，是目前危化品领域最新研究团队；作者蓝结群、刘福光、谭华凤等10人构成危险化学品信息化监管领域最大合作子网，分别来自广东省职业病防治院与广东省肇庆市疾病预防控制中心，合作子网由2个机构构成，表明该研究领域在机构合作方面仍有较大发展空间。

由图2与表1可知，魏利军、边归国、陈嘉斌、梅建4位作者节点较突出，在危化品研究领域发文量较多，表明危险化学品信息化监管领域研究具有一定困难性，需投入更多精力以推动危险化学品信息化监管取得更大发展。

2.3 发文机构合作分析

发文机构是危险化学品本质安全研究成果展示平台，反映领域内部发展情况。发文机构共现图谱如图3所示。由图3可知，图谱共含37个节点，6条连线，网络密度0.009，是主要发文作者图谱网络密度的1/2；节点最大的机构是中国安全生产科学研究院，是危险化学品信息化监管中坚力量。

图3 发文机构共现图谱

天津理工大学环境科学与安全工程学院近年在利用新兴技术构建危险化学品智能监管体系方面成果显著，可实现准确高效的动态化管理。

2.4 核心期刊发文情况分析

统计1998—2020年1388篇文献，仅有159篇来源于5大核心期刊SCI、EI、北大核心、CSSCI和CSCD。5大类期刊年度论文发表数量变化趋势如图4所示。由图4可知，危化品相关研究领域在核心期刊发文数量与图1整体趋势相近，但数量明显减少，仅2009年与2018年发文数量大于20篇，说明危险化学品信息化监管研究深度还需加强，成果质量有待提高。

图4 核心期刊年度论文发表数量变化趋势

3 危险化学品信息化监管研究热点及趋势

关键词是论文内容的高度提炼与集中描述。关键词出现频次是衡量领域内研究热度重要指标[14]，关键词可反映文章主要内容及领域内发展变化。本文通过关键词共现图谱和聚类时间线图谱，对危险化学品信息化监管研究主题、内容及方法进行系统性分析总结。

3.1 关键词共现分析

危险化学品信息化监管关键词共现图谱如图5所示。图中节点大小代表关键词出现频次，节点颜色与出现年份对应。图谱共含225个节点，248条连线，网络密度0.009 8，关键词共现图谱较为分散，研究面较广。其中，危险化学品、安全管理、重大危险源及危险化学品运输4个关键词出现频次均大于60，是危险化学品信息化监管领域研究热点。表明在实现对危险化学品系统管理同时，需要注重危化品生产、储存、使用、经营、运输和废弃处置等环节的安全性。

图5 危险化学品信息化监管关键词共现

中心度表示关键词间信息流数量及对整个网络资源控制程度。危险化学品信息化监管关键词出现频次见表2。由表2可知，关键词出现频次与中心度关联性较小；应急救援、应急管理和应急处理3个关键词中心度均大于0.4，说明应急是该领域研究核心。据文献调研，应急方向研究以应急管理模式及突发情况应急决策系统为主。研究人员以应急预防为切入点，模拟事故发生可能出现的情况并提出对应解决对策，完善危险化学品信息化监管研究体系。

表2 危险化学品信息化监管关键词出现频次统计

3.2 关键词时间线聚类分析

为进一步探究危险化学品信息化监管领域研究热点，采用CiteSpace中关键词聚类功能，选择对数似然算法(Log-Likelihood Ratio，LLR)，在关键词中提取聚类标签，评价词语聚类清晰度[15]。其中，模块值Q衡量生成聚类网络稳定度，一般Q大于0.3，表示聚类效果较好，结构显著；平均轮廓值S衡量聚集内部节点相似度，一般S大于0.5，表示聚类匹配程度较高。危险化学品信息化监管时间线图谱如图6所示。

图6 危险化学品信息化监管时间线图谱

图中S为0.546 4，满足大于0.5，Q为0.830 8，满足大于0.3，参数设置合理，分类结果成立，说明该图谱表征危险化学品信息化监管领域变化过程合理。横轴代表关键词首次出现时间，纵轴表示聚类名(即右侧字体)，通过LLR算法对关键词进行聚类，形成13个群组，群组按关键词由多到少排序。0号危险化学品安全聚类规模最大，共包含21个关键词，反映保证危险化学品安全始终是大部分学者最终研究目标；安全检查、安全风险、监测预警系统等关键词为该聚类群组近期主要研究内容，说明研究人员正试图通过现代化信息技术搭建危险化学品监管预警系统平台。

10号供应链是内部节点相似度较高的群组，S为0.983，群组中出现频次最多且出现最早的关键词为安全管理，表明在安全管理目标引导下，供应链首先用于突发环境事件，随信息化技术发展，逐步应用于港口及危化品仓储监管[16-17]。

将13个群组分成2类：1)危险化学品信息化监管研究主题由7个群组构成，分别为0号危险化学品安全、2号危险源、4号危险化学品事故、7号危险化学品管理、9号重大危险源、11号危险化学品和12号实验室安全，以危险化学品安全、管理及事故(或危险化学品安全管理及事故应急)等为研究对象，从不同方向寻找存在问题，并提出解决方案规避风险降低不安全因素。2)危险化学品信息化监管研究内容与方法，由1号指标体系、3号RFID、5号GPS、6号环境风险、8号多米诺效应和10号供应链组成，其中射频识别技术RFID和全球定位系统GPS作为新兴信息技术代表，在领域内做出较大贡献。

为进一步呈现危化品监管领域变化趋势，得到危险化学品信息化监管技术关键词分类，见表3。

由表3可知，RFID出现频率较高，在各技术中关联性较强，射频识别技术理论最早出现于1948年，21世纪后作为物联网核心技术广泛应用于各类安全监管。结合图6可知，在危化品信息化监管技术领域中，相比传统分析及评价技术，以RFID为代表的新兴信息技术与传统评价及分析技术结合，是目前研究领域技术主流模式。

表3 危险化学品信息化监管技术关键词分类

3.3 危险化学品信息化监管发展新趋势

通过关键词及时间线聚类分析可知，不断革新的新兴技术正在为危险化学品信息化监管乃至整个危化品行业注入新鲜血液，通过运用新兴信息技术，实现危化品行业数字化、智能化监管是大势所趋。

以中国知网中学术期刊和学位论文为基础数据，以“物联网、大数据、人工智能、区块链”、“危险化学品”为主题检索条件，共检索到相关研究论文227篇，筛选后得到有效文献182篇，因样本文献较少，将g指数(G-index)设置为10，得到危险化学品信息化监管新兴信息技术关键词共现，如图7所示。对领域内涉及新兴信息技术及应用整理归类，得到危险化学品信息化监管新兴信息技术关键词分类，见表4。

图7 危险化学品信息化监管新兴信息技术关键词共现

由图7可知，物联网节点较大，共出现37次，结合表4知，除决策支持等传统技术方法，包括RFID在内的物联网相关技术已成为危险化学品信息化监管领域主流技术，实时监控、监测预警系统、传感器技术、北斗定位、3G/4G技术等对保障危化品的全流程安全发挥重要作用。文献[18]融合物联网等多种新兴信息化技术,实现集危险化学品装卸与运输一体化的安全风险预警平台，有效提升危化品装卸运输过程中本质安全水平。

表4 危险化学品信息化监管新兴信息技术关键词分类

此外，大数据、人工智能、区块链等技术在危化品信息化监管领域崭露头角。大数据深度挖掘分析、大数据风险研判，为危化品监管事故分析、险情预测、应急处置等提供辅助决策，也可用于事故舆情分析引导，保障应急救援物资调度等场景。文献[19]以危化品事故数据为对象，得出事故发生规律，为危化品安全风险研判提供决策依据。人工智能基于物联网、大数据等技术，实现危化品安全事件智能识别与处置，实现危化品全流程无人化作业，降低安全风险和损失；文献[20]通过分析人工预警行为模式，智能生成重大危险源预警解决方案。区块链凭借其去中心化、不可篡改等特性，2019年首次出现在危化品全流程监管模式中[21]，目前在出口危险货物包装、监测危险化学品全生命周期及保证危化品供应链数据等领域得到广泛应用。

综上，物联网、大数据、人工智能、区块链等新兴信息技术普及及融合应用，使危化品监管传统模式得到创新，有效提高危险化学品本质安全水平，成为未来危险化学品信息化监管领域发展新趋势。

4 结论

1)危险化学品信息化监管自1998年共经历萌芽、发展、摆动3个阶段，整体呈上升趋势。

2)危险化学品安全、危险源、危险化学品事故、危险化学品管理、重大危险源、危险化学品和实验室安全,是危化品信息化监管领域主要研究主题；危险化学品安全管理和重大危险源监测监控是当前研究热点主题;在当前新兴信息技术和传统评价分析技术相结合模式下，着重突出物联网、大数据、人工智能、区块链等智能技术占比，是未来危化品信息化监管发展重要途径。

3)目前,危险化学品信息化监管体系不完善，距实现全链条安全管控还有一定距离。该领域未来发展将与以物联网、大数据、人工智能为核心的智能技术普及与应用不可分割，学者可尝试将新兴信息技术融入危险化学品监管中，突出智能优势，扎实推进危险化学品本质安全进程，确保危化品安全。