基于知识图谱的工程项目安全管理现状与发展趋势分析

（①徐州润华置业有限公司，徐州 221116；②中国矿业大学，徐州 221116；③中铁上海设计院集团有限公司徐州设计院，徐州 221116）

0 引言

20世纪80年代，我国对建筑行业的安全生产就有了初步的研究，直至如今，学者们仍在不断地进行安全生产研究[1]。据统计，我国平均一分钟，就有5人因职业事故死去，这使得从业者的危险增加，也会对社会造成损失，事故带来的经济损失在全球生产总值中占比3.94%[2]。应对事故的发生，应该通过大量的实证和研究来预测和管理风险，但安全问题的研究任重而道远。在现有研究中，项目安全管理方面的研究文献相当丰富。但热点之间关联不大，缺乏多热点组合，这时候，一个全面的，包括组织、个人、环境的一系列梳理就显得尤为重要。这不但可以理清该领域过去到现在的发展情况，也能把握未来发展趋势，最终优化未来建筑业的发展。本文以Web of science核心数据库为基础，检索2000-2021年之间建筑安全的相关文献，运用Cite Space和VOS viewer这些可视化软件，绘制出相关知识图谱，并对图谱进行更为细致的分析，推断出该领域的热点性研究等。以期望对未来建筑从业人员职业健康与安全的研究提供参考。

1 方法

1.1 研究方法和数据

本文采用基于科学计量学的三种分析方法，分别为共引、共词和聚类分析。科学计量学主要是对大量科学文献进行定量分析，以更加充分的了解某一个研究领域的最新发展趋势和该领域的知识结构[3]。近年来，随着各种文献计量软件的快速发展，学者不断用科学计量学来分析评价研究人员、大学甚至国家和学术期刊研究价值。

1.2 数据来源

本文数据取自Web of Science核心期刊。由检索式TS=（（construction worker）OR（building worker））AND TS=（（safety behavior）OR（safety act））和TS=（（construction worker）OR（building worker））ANDTS=（（unsafe behavior）OR（unsafe act））和TS=（（construction worker）OR（building worker））ANDTS=（（safety management））进行检索，文章类型选择Article和Review。经过人工筛选，最终获得了932篇论文。

1.3 数据处理

对知识图谱的分析，可以挖掘出文献隐藏的规律和趋势[4]。本研究使用Cite Space和VOSviewer进行分析。Cite Space以共引分析理论和寻路算法为基础，通过分析一个领域的文献（集），找出发展的关键点[5]，同时，通过知识图谱，分析领域发展的潜在动因，探索学科发展的前沿[6]。VOSviewer是一个用于构建和查看文献计量地图的程序，VOSviewer可以基于共同作者、引用等构建到科学出版物、科学期刊、研究人员、研究组织、国家、关键字或术语的网络链接[7]。

本研究主要对文章高产作者、高频词汇等进行描述性分析，探索当前该领域的研究热点；分析工程项目安全管理演进趋势下突现的研究前沿，为该领域的发展提供了可行的建议。

2 知识图谱分析

2.1 文献出版状况

一般来说，一个领域的发展，起初是构思阶段，随着研究工具的更新，研究的范围扩大，进入分散阶段，随后研究方法被逐渐应用到其他领域，最终进入下降阶段。在本文的这一部分，我们将详细分析过去22年在建设项目安全管理领域的文献。

2.1.1 高产作者分析

一个研究领域不断的发展，是创新和知识积累的最终结果，而作者则是该研究领域的核心，具有相应的指导作用。

图1展示了2000-2021年WOS数据库研究核心作者在工程项目安全管理论文发表量，对建筑安全管理研究数量最多的作者来自中国香港的李恒（31篇），其中发表量10篇以上的作者不在少数，反映这些学者在该领域的研究较为深入广泛。

图1 建设项目安全管理研究的作者合作网络图谱

2.1.2 出版国家/地区

如表1所示，美国在该领域发表论文270篇，占28.97%。其次是中国，254篇，占27.25%。美国作为在工程技术领域起步较早的国家，在安全行为管理方面具有诸多优势，包括丰富的技术储备、完善的行业体系以及先进成熟的管理方法。中国作为全球最大的建筑行业市场，建设项目众多，为工程安全管理提供了丰富的案例和管理经验，也为研究人员提供了丰富的实践机会。此外，澳大利亚、韩国、英国也是建筑行业安全行为管理发展的重发要贡献者。

表1 建设项目安全管理研究的地理分布（前5名）

2.2 期刊共引分析

通过VOS viewer对期刊进行共引分析，建设安全管理领域的共引图谱如图2所示。设置适当的阈值设置，共生成了51个节点。圆圈的大小表示相关性，圆圈之间的线表示共被引关系，线的数量和粗细表示期刊之间的联系强度。

图2 建设项目安全管理期刊共被引知识图谱

就总被引频次来看，Safety Science是影响力最大的 期 刊 ，Automation in Construction被引频次和总链接强度均远远高出其他期刊，表明该期刊在建设项目安全管理方面具有很强的权威性。其次影响最大的期刊Journal of Construction Engineering and Management等，期刊的总链接强度在50000以上，说明对safety management的贡献很大。引用次数前五的期刊发表在荷兰、英国和美国，表明主要研究领域主导在欧美。

2.3 文献共引分析

文献共引图谱如图3所示。图中每个节点代表一篇文献，节点越大，被引用的频率就越高。线条从深到浅的颜色表示从远到近的引用时间。

图3所示文献构成了建设项目安全管理研究最重要的知识库。Proactive behavior-based safety management for construction safety improvement排名第一。这篇文章提出了一种基于行为安全管理（BBS）的新方法，从一个积极提升建筑领域安全管理水平，加强主动行为安全[8]（PBBS）。申明玉等人开发了一个系统动力学（基于SD)的构建模型工人的心理过程，它可以帮助分析工人安全态度和安全行为的反馈机制和由此产生的动态[9]。

图3 建设项目安全管理文献共引分析图谱

2.4 关键词聚类（研究热点）和高频关键词分析

关键词可以表达文献的主题和中心概念，因此分析核心关键词，研究该领域的研究热点和演化趋势。安全管理的研究关键词知识图谱如图4所示。

图4 建设项目安全管理关键词知识图谱

经分析，项目安全管理的研究在不断发展，并且研究范围在不断扩大，图中节点复杂程度，连线的粗细程度，表明这个关键词的研究深度。根据Cite Space得到的关键词频率数据表，我们筛选出出现频率超过50次且具有实际意义的关键词，得到表2。

图4和表2显示，在关键词旁边“管理”和“行为”，最常见的关键词是“绩效”，其次是“模式”、“健康”、“气候”、“事故”和“系统”。这说明这些关键词都是当前的研究热点。其中，“模型”、“系统”等关键词表明研究人员致力于研究新方法，通过建立模型或系统加强安全管理。在关键词共现的基础上，接着进行关键词聚类分析，如图5所示。

图5 建设项目安全管理关键词聚类分析图谱

表2 高频关键词（频率＞50）

图5中网络模块度Q值为0.4028大于0.3，意味着聚类结构显著，平均轮廓分数S值为0.7224大于0.7代表聚类是令人信服的。图中共九大类，#0计算机视觉，#1行为安全，#2行为健康，#3冒险行为，#4技术接受模型，#5工人风险等等，每个集群在过去的22年里都受到学术关注，其中可以看出技术的革新是该领域的研究创新点。

3 讨论

3.1 时间视角下的发展趋势

将高频关键词根据第一次出现的时间进行排序，结果如表3所示。表3揭示了近20年来安全行为管理的发展情况，本质上是一个发现问题、解决问题、建立知识体系并不断创新和整合的过程。2000-2010年间的研究重点建立事故分析与管理体系。同时，安全氛围和心理氛围也得到了高度重视。2011-2015年间，越来越多的研究人员将学术重点转移到安全管理的安全系统的定义上。2016-2021年期间，研究重点是计算机辅助技术中的安全管理过程。

表3 被引频次最高的关键词

变化趋势主要表现在以下几个方面：

①从理论基础到实际环境。相关关键词包括从高处坠落和防止跌倒；

②从单一主体到交叉融合。相关关键词是神经网络、可穿戴设备和深度学习；

③重视人在安全行为管理中的主导地位。相关关键词是劳动和人事问题、群体自尊和员工流失。2017年以来，知识管理研究在已有信息研究的基础上逐步完善。可以预见，未来安全管理系统的发展将具有信息化、知识化程度高、学科深度融合的特点。

3.2 未来研究方向

3.2.1 环境

加强施工环境管理是减少事故发生的重要手段，未来应该探索环境复杂性研究管理，提高未来建设质量。安全氛围作为跨行业和国家安全结果的稳健领先指标或预测器。作为安全行为的前因变量，安全氛围可以影响安全行为，减少不安全事件、伤害和伤亡以提高安全绩效。

3.2.2 人

作为建筑行业最活跃的因素，劳动力是安全行为管理研究的重点。工人的安全行为管理可以受到四组因素的影响，即个人主观感知；工作知识和经验；工作特点；安全管理。本研究中认知失败、监督、满意度、个人感知、言语安全沟通等关键词对人的影响较大。安全行为管理研究有助于更深入地了解群体安全环境，确定影响安全的精确机制工人的行为，通过对人们不安全行为的心理研究，对加强工人的心理建设和心理疏导也是很有必要的。

3.2.3 技术

随着软硬件水平的不断提高，计算机视觉在建设项目安全管理领域的应用是当前研究的重点。自2002年引入虚拟现实技术（VR）技术、增强现实（AR）、深度学习、可穿戴设备、可行性分析技术不断成为各个领域的研究热点。在施工过程中利用数字技术，可以帮助自动化或至少减少各种施工管理活动中的人力，例如进度监控、安全管理、质量控制和生产力跟踪。计算机辅助建筑行业安全行为管理是当前的研究热点。通过计算机和各种传感器从图像中提取有意义的信息，使计算机能够理解数字图像或视频，并复制人类视觉系统的功能。未来的研究重心应该放在如何将科学技术广泛应用在管理之上。

4 结论

未来在该领域的研究有望看到各国间更大的合作，在个人层面，致力于建设项目安全管理领域的学者可以考虑前往英国、德国、美国、中国或其他合适的国家/地区开展研究或与学者积极合作。建设项目安全管理研究仍处于扩散增长阶段。未来的建设项目安全管理研究应更多关注建筑环境，建筑工人，计算机辅助设备，深化学科交融，这将是今后该领域的研究方向。