中国煤矿事故分析知识图谱

尚雅琪，王向前,2*

(1.安徽理工大学 经济与管理学院,安徽 淮南 232001;2.复旦大学 管理科学与工程博士后流动站，上海 200433)

0 引言

煤矿产业作为我国的经济支柱产业，其安全问题也不容小觑，近几年来随着国家对煤矿产业的改革转型，煤矿事故的发生也在逐年减小[1].据报道，2019年我国发生了170起煤矿领域的死亡事故，同比下降24.1%；死亡人数319人，同比下降5.1%，这归因于技术的进步、执法力度的增强和安全意识的提高.尽管煤矿事故相较之前有明显减少，但防回弹促稳定的形式依然严峻.吕千等[1]为了找出中美煤矿事故调查报告的相同与不同点，以两国正式发表的事故调查为研究对象进一步分析异同点.宁小亮[2]对2013～2018年全国煤矿事故分析，针对其发生的规律和特点，从行业规章制度、防控重点对象、人员与技能和安全监管4个方面提出对策及建议.煤矿事故的频发让研究者们对出台相关的法律法规提出了相关设想.李杨[3]认为煤矿事故的发生与腐败之风盛行存在重大联系，要通过完善相关法律法规来整治腐败，从而降低煤矿事故的发生.张文杰等[4]分析我国煤矿安全法规体系应坚持以人为本、以保障矿工生命安全为核心、加快立改废释、强化企业法律责任等基本发展思路.随着科技的进步，对于煤矿防范的方法也越来越多，Amoako等[5]用多类逻辑回归的机器学习技术，以确定矿工对某类伤害的敏感性，并帮助识别不同类别的伤害相关的重大风险因素.J Matsimbe等[6]使用BowTie方法对Kaziwiziwi煤矿事故进行视觉分析，用于分析该事故的危害、威胁、后果以及相关的升级方法.

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

以中国知网(CNKI)作为数据源，以“煤矿”“矿山”“矿工”“事故分析”“不安全”“不安全行为”为主题词进行搜索，共检索文献1 340篇，剔除新闻、报道、会议摘要以及与主题无关的文献，最终得到样本文献1 180篇，并以refworks格式保存[7].

1.2 研究方法

Citespace是由Chen[8]基于Java平台开发的信息可视化软件，可以用来构建相关的知识图谱，形成对样本的可视化科学分析[9].本文运用Citespace软件中的关键路径分析对煤矿领域进行事故分析，通过对作者、发文机构、关键词、突变词以及时区图等等进行分析汇总，总结了煤矿事故领域的发展现状、关注重点以及未来的相关发展趋势.

2 煤矿事故可视化分析

2.1 逐年发文量分析

近几年关于煤矿事故分析的发文量(见图1)可以分为3个阶段：①初步形成阶段(2000～2007年)，此时生产力水平较低，人们对于煤矿事故的发生还没有给与足够的重视，发文量平均在30篇左右；②急速上升阶段(2008～2012年)，此时发文量有明显增多，达到当前峰值98篇；③波动阶段(2013～2020年)，相较前一阶段略有所上升之后，进入波动阶段，人们对煤矿事故的关注度有所下降与国家越来越完整的政策体系以及学者们对于煤矿事故的研究有很大关系.

图1 逐年发文量折线图

2.2 发文作者分析

通过对发文作者的分析，可以有效获取该领域的发文主体[10]，研究他们的文章可以更快速掌握该领域的研究重点以及当前的热点问题，煤矿事故领域发文作者分布如图2所示.

图2 煤矿事故领域作者分布图谱

由图2可知，其中节点个数269，相互之间的连线206条，密度为0.0 057，说明该样本中发文作者有269人，其中作者之间的合作呈现小范围小区域之间的合作，独立发文作者相较于合作作者略有减少，整体两者处于平衡，但整体之间联系较少.煤矿事故领域发文前十名作者如表1所列.

由表1可知发文作者中栗继祖的发文量位于第一位有26篇，第一篇发文的年份为2014年，同时从图中也能看出作者之间的合作形成了栗继祖、康立勋、张叶馨以及冯国瑞组成的小范围合作.田水承发文量为22篇，初始发文年份为2004年，与李红霞、李磊形成了3人之间的合作关系，由此可以看出发文量较多的作者都形成了一定的合作交流关系，说明相互之间只有加强合作才能拓展思路不断深入研究.

表1 发文前十名的作者名单

2.3 合作机构分析

对于发文机构的研究可以更快地了解一个领域的中坚科研力量，掌握该领域的核心研究机构[11]，煤矿事故领域合作机构颁布如图3所示.

图3 煤矿事故领域合作机构分布图谱

由图3可知其中节点个数为247，连线个数为77，密度为0.0 025，节点个数与作者的节点个数相似，但连线个数明显少于作者之间的连线，这能够说明机构之间的合作相较于作者之间的有明显降低，只有少数几个机构间的合作，大多数机构都进行独立研究，研究较为片面.只有各机构间的合作越多，才能对该领域的研究起到更加积极的推动作用，具体排名如表2所列.

表2 发文前十名的合作机构名单

由表2可知发文排前十的合作机构中有9个都属于高等学校，只有一个属于研究院，由此可知之后可以由高校带动企业研究院加强该领域的研究，将企业的实践与高校的理论研究相结合，增强高校与企业、高校与研究院、研究院与企业之间的合作联系，单一机构的研究容易受到固定思维的束缚，而多个机构则可以很大程度上避免这一问题.

3 研究热点分析

3.1 关键词共现图谱分析

关键词可以反映出一个阶段的研究重心，以及文章中多次出现的话题.节点以及关键词越大说明出现的频率越高[12]，该领域研究关键词共现图谱如图4所示.

由图4可以看出，其中出现频率最高的有“不安全行为”“事故分析”“安全管理”，同时关键词可以分为以下几大类：①煤矿事故类型有 “煤与瓦斯突出”“危险化学品事故”“顶板事故”“矿工不安全行为”“中毒”等；②煤矿事故发生地点有“交城县”“吉林市 ”“奉节县”等；③煤矿事故分析方法有“2-4模型”“结构方程模型”“人因分析和分类系统(hfacs)”“安全监察”等.

图4 煤矿事故领域研究关键词共线图谱

3.2 关键词共现图谱的聚类分析

关键词的聚类分析将所有关键词分为不同的几个大类予以概括，能更加清楚明晰地对某一领域的研究热点进行深入分析[13].运用Citespace软件进行聚类分析，得到两个重要的衡量指标为模块值Modularit和平均轮廓值Mean Silhouette.得到结果 Modularity = 0.8 715 > 0.3，Silhouette = 0.5 855 > 0.5，由此可知该网络的聚类效果较好，各聚类之间存在相关联系[14]，同时独立性较好，从图5可以看出主要的11个聚类关系.

图5 煤矿事故领域关键词聚类图谱

4 发展脉络与未来趋势研究

4.1 时区图分析

为了对煤矿事故的发展脉络有更加清晰地了解，运用Citespace在关键词共线分析的基础上选择“Time zone”视图，并对“Link Alpha”“Thresh-old”“Node Size”进行适当调整，得到时区图.

由图6可以看出2002年出现了对煤矿事故的原因分析，前期对相关法律法规进行了完善，比如出台《煤矿安全规程》，对矿工的合理劳动工时进行明确以及研究相关的防范措施.2010年左右主要进行风险管理、事故树研究，利用3e原则、rough set理论对煤矿事故进行预防解决.2015年开始使用的研究方式也越来越多，比如卡方检验、灰色关联度、结构方程模型(sem)、网络层次分析法(anp)、人因分析和分类系统(hfacs).2020年左右主要运用的方法有netlogo仿真、层次分析法、hazop仿真模拟、计划行为理论(lpb)、nvivo质性分析等.由此可见随着时间的变化，对于煤矿事故分析的研究也更加深入，从外在要素进行整改变成了从根本的研究方法进行改进.

图6 煤矿事故领域时区图

4.2 突显词分析

突显词是指某些年份发文量剧增的关键词，适用于表示某一领域的发展前景以及研究发展前沿[15]，让研究者可以更好地把握相关领域的发展方向.

利用Citespace，从表3中选取6个最具有代表性的突显词进行研究，可以看出，2012～2014年主要研究重心在预防措施和原因分析上，2015～2017年主要是对于煤矿领域机电设备的改进研究，2016～2020年则主要是对影响因素的分析，近年来多使用层次分析法解决相关的问题.

表3 突显词汇总

5 结论

运用Citespace软件对2000～2020年有关煤矿事故分析领域的1 180篇文献从发文年份、作者、发文机构、关键词、时区图等方面进行可视化分析，得到以下结论.

从发文年份、作者、发文机构来分析，煤矿事故分析领域的发文量可以分为3个阶段：初步形成时期、急速上升时期以及波动回弹时期，说明通过努力对煤矿事故的预防和管控已经越来越成熟，煤矿事故的发生也在逐年减少，如何保持以及减少是今后仍不能放松的话题.作者之间多以小范围的合作为主，独立作者的个数较多，日后要多推动独立作者之间的相互合作以及煤矿事故研究领域作者之间的整体合作.发文机构之间的联系则更少，以高校之间的合作为主，研究方向与内容较为片面，应当加强高校与研究院、企业三方之间的合作，各个机构通力配合，加深对于煤矿事故领域研究的深度与广度.

从时间跨度来看国内对于煤矿事故领域的研究热点随着时间有所迁移，从开始对工人工时的调整到指定相关的煤矿安全规程，再到科学和技术的进步，结合云计算、物联网、大数据等新技术来研究煤矿事故已成为近年来的研究热点，计算机和神经网络的相关算法研究也为煤矿事故的智能预测与防范起到重大作用.目前研究前沿主要是从指标体系、风险评价、安全认知等方面来进行探索，具体方法有层次分析法、netlogo仿真、hazop仿真模拟、计划行为理论和nvivo质性分析等.相信未来对于煤矿事故领域的研究将更加智能化、信息化.