基于VOSviewer 的老旧住区更新决策研究现状分析与展望

徐燕青，刘雨平，李胜才，李延泽

引言

近年来，随着城市老旧住区的更新进入“精细化运营”时代，国家层面也提出了越来越多的新要求：2020年国务院办公厅发布的《关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见》提出了“因地制宜，精准施策”和“决策共谋”的要求[1]；2022年党的二十大报告、《“十四五”城镇化与城市发展科技创新专项规划》和2023年《新时代的中国绿色发展》白皮书均明确了数字化新工具在城镇老旧住区改造设计、建造和运维工作中的重要性，并强调了以人为本的理念。然而，城市老旧住区的更新涉及问题十分复杂，传统依靠人力的决策方式费时费力且难以找准矛盾点，这些短板的暴露反映了当前住区更新环节中缺少科学性决策方法的问题，如何提高更新改造决策的实效性值得重视。

虽然知识图谱与可视化分析方法已经应用于多种不同学科与领域，揭示学科知识内在演变和发展规律[2]，但鲜有涉及基于文献计量可视化方式呈现住区更新决策的动态演进趋势的研究。目前国内已有研究多侧重于住区更新策略的某个方面，如适老化、海绵城市、低碳节能等。因此，本文基于VOSviewer的文献计量工具，对近十年来的住区更新决策研究热点与前沿趋势进行分析与讨论，通过聚类视图和密度视图分析，探寻其研究特征及未来趋势，以期为住区更新决策的未来研究提供科学参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

基于中国知网（CNKI）数据库，检索2013年1月—2022年12月发表的以“住区”AND“更新”AND“决策”为检索词的文献，共检索到748篇，以RefWorks格式导出；以Web of Science（WoS）平台的数据库为数据源，检索2013年1月—2022年12月发表的以“residential community or neighborhood and renewal decision-making”为检索词的文献，共检索到306篇，以“纯文本文件”形式导出。

1.2 研究方法

VOSviewer是由荷兰莱顿大学（Leiden University）的Nees Jan van Eck和Ludo Waltman于2009年开发的，用以绘制科学知识图谱的文献计量分析软件，该软件以绘制科学知识图谱的形式进行共现网络分析与可视化，通过聚类视图、密度视图等方式探索各个知识范畴内的关键信息[3-4]。

本文以近十年来中外文献作为研究对象，利用数据库平台自带的分析功能，以及VOSviewer、Excel等工具进行科学知识图谱的可视化分析。为进一步提升VOSviewer自身的聚类效果，采用Pajek软件优化聚类可视化图像，从而全面掌握老旧住区更新决策研究领域的学科发展趋势。因外文文献的作者也有一部分是中国学者，所以本研究以中外文文献的比较作为探讨内容，而不以国籍作为区分依据。具体研究内容包括两个层面，一是分析中外文文献发布特征、发文量年度趋势和研究人员的发文量；二是探究住区更新决策领域的具体研究热点和前沿动态趋势。

2 研究现状及发展动态分析

2.1 发文量年度趋势

2013—2022年，WoS数据库相关研究文献量共有306篇，2022年发表量最大，为53篇；中国知网数据库相关研究文献量共有748篇，国内相关研究发文量总体呈增长趋势，在2020年达到顶峰，为125篇（图1）。国内有关老旧住区更新决策的研究起步较晚，早期发文量较少。但2016年后，随着国家城市更新逐渐走向渐进式的模式，中文文献随着国内相关政策的不断出台和完善，研究数量不断增长，与国家政策的关注热度呈正相关。相比较于建筑规划领域内其他主题而言，住区更新决策方面每年及总体的文献发表量仍较少。

2.2 关键词分布特点

在VOSviewer的关键词聚类分析中，一个圆圈和标签即代表一个关键词，圆圈及标签的大小代表其出现次数的高低，并且相同颜色的圆圈归属于同一个关键词类别[5]。

2.2.1 中文文献中关键词聚类

将中国知网数据库中的中文文献以文本格式导入VOSviewer软件，去掉与主题相关性弱的关键词（如地名）后，对关键词进行“VOSviewer+Pajek”聚类分析，得到“住区更新决策”的关键词的频次统计图（图2）。其中频次较高的关键词包括城市更新、评价体系、老旧住区、公众参与、公共空间、层次分析法、建成环境、优化策略、社区更新、结构方程模型。聚类视图和密度视图（图3—4）中，圆圈越大，代表关键词的出现次数越多。两个圆圈之间的连线代表关键词之间的联系紧密性，连接线越粗代表联系越紧密，将VOSviewer的出现次数设置为不小于2次，得到相应关键词数量共有388个，26个聚类，总连接线共1 189条，总连接强度为1 414。

图2 中文文献关键词出现次数及总连接强度

图3 基于VOSviewer的中文文献关键词聚类视图

图4 基于VOSviewer的中文文献关键词密度视图

2.2.2 外文文献中关键词聚类

将WoS的文献导入VOSviewer，去掉类似的同义词，对关键词进行“VOSviewer+Pajek”聚类分析，得到“residential community or neighborhood and renewal decision-making”的外文文献关键词频次统计图（图5）和网络视图（图6—7）。基于可视化分析图，得到出现次数不小于2次的关键词共有171个，8个聚类，总连接线共2 043条，总连接强度为2 684。出现次数高于30次的关键词详见图5，可得到urban studies、engineering、mobility、energy & fuels、land-use、public administration、sustainability和model是英文文献中出现次数较高的词。

图5 英文文献关键词出现次数及总连接强度

图6 基于VOSviewer的外文文献关键词聚类视图

2.2.3 中外文文献中关键词的视图对比

对比图3和图6，不难看出，中文“住区更新决策”相关文献中，关键词以城市更新和老旧住区为主体，逐步衍生出评价体系、公众参与、模糊综合评价、建成环境、优化策略、可持续发展、多目标优化和指标体系等各类研究方法和目的的关键词，呈“多重环形”分布；外文“residential community or neighborhood and renewal decision-making”相关文献中，关键词以environmental science为端点，衍生出urban studies、engineering、land-use、public administration、sustainability和model等关键词，呈“三角形”分布。

综上，外文文献的关键词较为集中，大多集中在健康与住区人们的行为活动关联性，中文文献的关键词较为分散，以单一目标的策略性的质化研究为主，近年来有逐渐量化研究的趋势，但总体上数据科学、建筑学和决策科学的交叉领域涉及较少。

2.3 高产出与高影响力作者及作者合作情况分析

2.3.1 中文文献作者情况

将2.2.1节的中文文献数据导入VOSviewer软件，得到“住区更新决策”相关文献发文数排名前12的作者统计表（表1）。范悦、张琼、李翥彬、马辉等发表文献数量最多，在统计期内分别发表了12、8、6篇文献，范悦与其他作者的联系强度最高，达到23。

表1 2013—2022年中文作者文献数量排名

2.3.2 外文文献作者情况

将W o S 导出的文献数据导入VOSviewer软件，得到外文“residential community or neighborhood and renewal decision-making”相关文献发表数量大于3篇的作者统计表（表2），外文相关文献中作者Juan Yi-kai发表的文献数量最多，在统计期内发表了8篇文献，Hong Jingke的联系强度最高，为16，作者国家包括中国、澳大利亚、西班牙等。

表2 2013—2022年外文作者文献数量排名

2.3.3 中外文献作者合作情况对比

住区更新决策研究团队中，中文文献以深圳大学的范悦和大连理工大学的张琼、李翥彬的合作团队为主，外文文献的合作团队组合较为多样，以中国台湾地区的Juan Yi-kai和西班牙的Barrios-padura Ángela为代表。

3 研究进展、热点及趋势

3.1 “数据驱动+人工智能”研究工具导向明显

由于城市住区的更新决策研究涉及各类型数据的收集整理及分析，但目前住区的数据信息大多来源于建筑规划行业之外，并非直接针对更新问题[3]，尚未形成固定的范式，因而需要决策者筛选数据并建立相关的数据对应关系及评价准则。但如何获取、辨析和利用这些数据信息，形成一个可推广的综合方法仍待研究。

第一，在数据的采集层面，基于互联网数据和传统数据的融合研究不够深入。现有研究正由传统问卷、拍照和查档方式逐步转为通过各类编程语言，如Python、R语言等来获取网页信息、POI（兴趣点）和热力图等[6]。尽管传统数据采集方式存在花费大量物力人力、准确性和可视化程度不足等缺点，但这并不代表要完全抛弃传统数据[7]，因互联网数据在非开源情况下常常需要支付高昂费用才能获取，而传统数据普遍可操作性强、获取途径方便，因此将传统数据与互联网数据相结合的研究仍需加强。

第二，在数据的分析层面，基于策略性微观层面的综合分析方法仍待挖掘。除了通过Execl列表统计数据进行对比分析的方法外[8]，丁竹慧等（2019）依托GIS等相对完善的方法进行西安市企业社区基础设计的量化及可视化表达[6]，Zhang等（2021）基于Rhino中的Grasshopper插件根据需求进行居住建筑的绿色节能分析[9]。另外，将大数据和人工智能方法结合后运用于分析阶段的研究成为新的趋势，如Dong等（2019）和Moosavi（2022）基于卷积自编码神经网络将住区肌理转化为压缩特征向量并进行比较分析[10-11]，董轩妍等（2022）利用语义提升方法挖掘低层次数据中的语义信息。但目前研究主题仍集中在建筑本体的节能优化[12]、热舒适度提升[13]、城市规划[14-15]和建筑外部环境的安全性[16]要素关联性等层面，鲜有涉及住区更新的微观应用层面的研究。因此，现有城市住区更新的基础信息普适性收集方法的研究不够深入，传统数据和大数据整合分析方法的缺失，导致难以实现数理模型的精准建立。同时，忽略了基于数据模型的城市住区层面的分类识别，无法保障后续动态模拟的科学合理性。

3.2 基于“中-微”观尺度的决策支持方法仍待挖掘

城市住区更新是一个包含前期调查、诊断评估、再生方案制定、实施与后评估等环节的完整流程[17]，目前的研究存在以下特征和潜在研究方向。

第一，宏观的城市规划和单一类型建筑改造领域的决策支持系统研究较为丰富。目前多目标智能决策支持系统（IDSS）已经在医疗保健、商业智能、工业、制造和控制系统等多个领域得到广泛应用[18]，引起了研究人员的强烈兴趣：龙瀛等（2019）提出了以定量城市分析为驱动，通过数据分析、建模、预测等手段，为规划设计的全过程提供调研、分析、方案设计、评价、追踪等支持工具[19]；Serrano-jiménez等（2018）结合碳排量构成建筑具体改造的优化决策系统[20]；另有学者以人工智能算法寻求策略最优解[21-22]。但现有研究体系大多是从城市规划或土地利用的宏观角度开展决策科学的研究[23]，缺乏中观的城市住区更新研究和微观的更新策略性能择优决策工具的研发，从而造成住区数据资源决策方法的缺失。另外，大部分的研究以某个具体社区为研究对象[23-24]，无法客观系统地反映全域或全市的城市住区现状。

第二，缺少基于多目标的权衡判断择优的动态决策工具。在决策的目标层面，由于缺少多学科交叉的研究探索，导致形成专业壁垒：建筑专业普遍关注空间设计或以节能为目标的生成式参数化设计[25]；管理专业集中研究法规政策和运维管理手段[26]；暖通等工程技术专业往往局限于物理技术和能源利用的研究[27]；经济专业侧重成本增量与经济激励政策的研究[28]。在决策模式层面，虽然越来越多的学者关注到居民的参与对于城市住区人居环境的影响[29]，但是住区更新决策是复杂的，不仅包含居民本身，而且涉及政府等其他利益相关者，因而有学者提出开展“社区规划师”制度等共同参与模式是有效提升更新效果的有效手段[30]。然而，相关研究侧重多方参与的形式层面，未能形成多方参与机制的科学方法。在经济效能研究层面，敏感性分析是重要的分析手段之一，特别是近些年在建筑能耗方面的研究成果可用于探讨建筑性能、经济效能与设计手段之间的关系，可以帮助建筑师量化形态参数与不同性能的敏感性[31]，Xu等（2022）采用此方法获得了老旧住区最优改善效能下的最佳更新策略和成本区间，但仅在一个案例中进行了验证[8]。在决策过程层面，大多以静态研究为主，如Fatourehchi等（2020）为决策者提供一种衡量住宅建筑社会可持续性状况的有效方法[32]，或基于既有建筑更新的动态评价模型拟定建筑的更新时序[33]。因此，总体而言，现有研究多以弥补缺陷为目标、以单一方式求优化，缺少综合性的权衡判断，导致无法实现住区各方满意度与环境提升、节能减排和成本经济效益增加的各方最优化的初衷。

4 结语

本文使用VOSviewer对2013—2022年“住区更新决策”的中外文文献进行了可视化分析，得到了发表时间、研究热点及活跃作者相应结论，有助于未来住区更新决策的精准化：

（1）在文献的发表时间上，中文文献发表数量在2020年前均呈明显增长态势，近两年有所减少；外文文献发表数量仍在增加。

（2）在关键词方面，除了将城市更新或小区改造作为关键词外，对住区更新决策的中文文献的研究主要围绕评价体系、公众参与、公共空间、建成环境、优化策略等方面展开；外文文献出现频次最高的关键词有engineering、mobility、energy&fuels、land-use、public administration、sustainability和model等。

（3）在活跃作者方面，中文文献发文量较多的作者有范悦、张琼、李翥彬等；外文文献发文量较多的作者则包括Juan Yi-kai、Langston Craig、Hong Jingke、Barrios-padura Ángela等。相对而言，中文文献活跃的研究团队联系更紧密，但外文文献研究团队组合更多样，研究范围更广。

住区更新决策研究范畴正从建筑逐渐发展为环境、人本策略、宏观管理、绿色技术等多领域的融合[34]，但仍存在以下问题：（1）在作者层面，当前研究还处在初步探索与发展的阶段，发文作者及国内外研究机构之间应进一步加强交流合作，积极开展多层次的高质量研究；（2）就目前成果而言，住区更新决策理论多从城市的某个局部区域出发，缺乏综合性、国际视野，以及系统完善的总结；（3）就现有知识脉络而言，住区更新决策尚未形成完善的学术架构和稳健的发展体系，与计算机技术、管理学、地理信息等多学科交叉的应用及发展应逐渐完善并深入。

综上，住区更新决策的研究涉及多个专业领域，其行业的发展拓宽了城乡建设的新思路，也带动了多学科多领域的交叉融合。在“双碳”及数字化建设的背景下，住区更新决策研究应紧紧围绕城市更新的工作要求，逐步向智慧化、科学化的多维度方向发展。