近10年来我国铁路领域研究热点的分析评价

李雪山，李 梦，瞿汇江

（中国铁道科学研究院 科学技术信息研究所, 北京 100081）

近10年来我国铁路领域研究热点的分析评价

李雪山，李 梦，瞿汇江

（中国铁道科学研究院 科学技术信息研究所, 北京 100081）

以近10年来我国铁路领域3种EI期刊中的发表文章为对象进行分析研究，采用CiteSpace 信息可视化工具展开定量评价，得出了近10年来我国铁路领域的研究热点及研究前沿情况，为科研人员准确把握铁路的研究动向与趋势提供参考。

知识图谱；铁路；CiteSpace；情报；可视化

近些年来，我国铁路的发展建设成果为世人所瞩目，运营速度居世界领先水平，技术装备现代化程度显著提高。为适应铁路的快速发展，铁路科研工作者不断学习和更新知识，调整着研究内容和研究方法。对近期的铁路研究热点及前沿进行系统的分析评价，可帮助铁路科研人员更好地掌握当前研究状况，准确选择研究方向。

本文采用CiteSpace知识信息可视化软件对近10年来《铁道学报》、《中国铁道科学》、《西南交通大学学报》中刊登的所有的科技文章进行分析，以知识网络图谱的形式展示铁路的研究热点，以期对我国铁路近时期的科研发展脉络及演化进程有一个大体与客观的认识。

1 数据来源及分析工具

1.1 数据来源

《铁道学报》、《中国铁道科学》、《西南交通大学学报》作为铁路行业重要的EI期刊，其所刊文章能在一定程度上代表铁路的研究动向和研究热点。在CNKI数据库中，检索2006～2015年3种期刊的文章共4 920篇，全部记录以RefWorks格式导出，然后导入到CiteSpace中进行分析。

1.2 分析工具

CiteSpace是美国德雷赛尔大学（Drexel University）陈超美教授团队利用Java研发的用于分析文献和可视共现分析结果的知识图谱工具[1]。该软件具有统计分析、网络分析、聚类分析等功能，将枯燥的文献计量数据通过可视化知识图谱展示出来，可以定量地评价研究热点及趋势[2]。该软件已越来越多地被广大科技工作者和情报分析工作者所利用。

2 铁路研究热点与铁路研究前沿

2.1 铁路的研究热点分析

热点研究领域的确定通常依据：（1）高频关键词，即学科领域中高频出现的关键词；（2）高中心性关键词，中心性高的关键词易成为关键词网络图谱演进的拐点，也在一定程度上代表学科的研究热点。热点研究领域是在一段时期内，有内在联系的、数量相对较多的一组论文所探讨的科学问题或专题[3]。

为了对3种期刊中文章的高频关键词和高中心性关键词进行可视化分析，利用CiteSpaceIII 的关键词聚类功能，确定近年来我国铁路领域的研究热点。

2.1.1 以高频关键词为基准

CiteSpace软件中的节点类型选择为keyword，演算路径选择最小生成树，阈值选择为每个年度片段中前50个高频关键词（Top50），得到如图1所示视图。

图1 2006～2015年铁路科研热点知识图谱

图1所示知识图谱显示了我国铁路近10年来基于高频关键词的研究热点。1个关键词由1个圆形节点表示，圆圈的直径视为该关键词的频次大小。近10年来，我国铁路领域研究的高频关键词主要为高速铁路、有限元、高速列车、城市轨道交通、数值模拟、客运专线、无砟轨道、青藏铁路、盾构隧道、接触网、故障诊断、遗传算法等,如表1所示。

为了进一步掌握近10年来的具体情况，按2年为1个时间段，将这10年划分为5个时间单元。图2显示了不同时间单元内关键词的频次，代表各时期研究热点的变化。2006～2007年，研究热点主要集中在高速列车、高速铁路、城市轨道交通、青藏铁路、客运专线、遗传算法、有限元、斜拉桥、数值模拟、冻土、温度场等方面，各方面的研究数量相对均衡；2008～2009年，研究热点在基本保持以上专业的情况下新增试验、无砟轨道、盾构隧道3个专业，对斜拉桥、数值模拟、冻土、温度场的研究数量明显下降；2010～2011年，对盾构隧道、遗传算法的研究数量显著下降，对稳定性、动力特性的研究数量显著上升，同时高速铁路、有限元分析、高速列车的研究数量明显增加；2012～2013年，对客运专线、青藏铁路、无砟轨道、试验研究、动力特性的研究数量显著下降，对盾构隧道、动车组、故障诊断、接触网的研究数量显著上升，特别是对高速铁路的研究有了跳跃式增长；2014～2015年，基本延续了2012年以来的研究趋势，高速铁路依然是研究热点。

表1 2006～2015年我国铁路科研热点关键词

2.1.2 以高中心性关键词为基准

在知识图谱网络中，节点的中心性是用来测度网络节点中心性的指标，它是指网络中经过某个节点并连接两点的最短路径占这两点之间的最短路径线总数之比[4]。通常来说，节点的中心度越高，与其他节点间的联系越紧密，被认为是连接不同学科领域的关键节点。

运行CiteSpace软件获得相关数据与对应的网络汇总表( Network summary table)对照，得出结果，10年来在我国铁路的研究中，0.02 以上中心度的关键词有36个，如表2所示。其中，15个关键词的中心度超过0.04，排在最前列，分别是高速铁路、有限元、高速列车、试验研究、动力特性、客运专线、遗传算法、城市轨道交通、模型试验、盾构隧道、数值模拟、无砟轨道、斜拉桥、稳定性、列车运行图，这些是近10年来我国铁路研究中的关键节点。同时，优化模型、轮轨接触、滚动接触疲劳、故障诊断、温度场、现场试验、地铁车站、受电弓、模拟退火算法、动车组、轨道不平顺、可靠性、计算方法等中心度为0.02及以上，也是铁路研究的重要专业。较其它学科，铁路具有存在中心度关键词多的特点，这也充分表明了它是涉及多个领域、多个专业的综合性应用学科。

图2 2006～2015年铁路科研高频关键词

表2 2006～2015年铁路科研高中心度关键词

2.2 铁路研究前沿分析

顾名思义，研究前沿是未来最值得关注的研究主题或研究领域，是潜在的研究热点。CiteSpace 采用Kleinberg突变词检测算法分析评价研究前沿，用以识别研究前沿的专业术语。突变词算法是利用突然出现的主题术语揭示学科新兴的研究趋势和突然的兴趣变化，是结合词频在某个特定时间段的分布，从题目、摘要和文献记录的标识符中抽取频次变化高、频次增长快的“突变词”（burst），监测词频变化趋势，而不仅仅是参照词频的高低研究学科的前沿领域和发展趋势[5]。

分析近10年来我国铁路研究的突变词时，在CiteSpace中选择pathfinder，导出视图的网络汇总表，选择出突变率排在前12位的关键词，即我国铁路领域的研究前沿，如表3所示。

可见，近10年来，高速铁路、青藏铁路、高速动车组、多年冻土、遗传算法、客运专线、GSM-R等12 个专业是我国铁路研究数量增长明显的专业，可以被认为是铁路的研究前沿。

表3 2006～2015年铁路科研突变词列表

2006～2010年，我国铁路的潜在研究重点主要集中于青藏铁路、多年冻土、遗传算法、移动通信、钢管混凝土、铁路桥梁、动力学等7个方面，也是我国铁路科研前沿专业较多的阶段；2007年，客运专线、无砟轨道成为新的研究前沿，得到研究者迅速和广泛的关注；2013～2015年，高速铁路、高速动车组成为新的研究前沿，特别是在高速铁路，吸引了众多的科研工作者投入其中。

通过近10年我国铁路领域热点和前沿问题的数据分析可以看出，铁路科研工作与时俱进，与现代技术进步、铁路建设规划及相关政策密切相关。铁路科研人员的工作与我国铁路发展的实际需要和发展过程中遇到的新问题紧密关联，不断地将研究成果应用到铁路建设之中。

3 结束语

本文利用CiteSpaceIII 科学知识图谱工具，对CNKI数据库中2006～2015 年铁路行业3种EI期刊的发表文章进行了分析研究，对近10年来我国铁路领域的研究热点与研究前沿进行了定量分析，分析结果表明，我国铁路研究近10年来的热点领域主要为高速铁路、有限元、高速列车、城市轨道交通、数值模拟、客运专线、模型试验、盾构隧道、无砟轨道、青藏铁路、接触网等方面，未来的发展前沿将集中在高速铁路、高速动车组等专业。

由于本研究仅以2006～2015年的《铁道学报》、《中国铁道科学》、《西南交通大学学报》这3种期刊的所有科研论文为对象进行分析，样本虽具有一定代表性，但不能覆盖所有的铁路科研内容，得出的结论可能有一定偏颇。

通过CiteSpace这种关键词词频共现和突变率统计分析的新量化手段，对近10年我国铁路的研究发展情况进行了总结与梳理，希望能为我国铁路科研人员更好地掌握研究动向提供参考。

[1]肖 明.知识图谱工具实用指南［M］.北京：中国铁道出版社，2014.

[2]代峰刚，蔡焕杰.基于CiteSpace的农业节水研究进展与发展趋势[J].水资源与水工程学报，2015，26（1）：212-218.

[3]赵蓉英，许丽敏．文献计量学发展演进与研究前沿的知识图谱探析[J].中国图书馆学报， 2010，36（5）：60-68 .

[4]马海群，吕 红．基于中文社会科学引文索引的中国情报学知识图谱分析[J].情报学报， 2012，31（5)：470-478.

[5]朱 亮，赵瑞雪，寇远涛，等． 基于CiteSpaceⅡ的“共引分析”领域知识图谱分析[J].数字图书馆论坛，2012（12）：58-63．

责任编辑 付 思

Evaluation and analysis on research hotspots for China railway over past decade

LI Xueshan,LI Meng,QU Huijiang
( Scientifc &Technical Information Research Institute,China Academy of Railway Sciences,Beijing 100081,China)

Taking CiteSpace as the information visualization quantitative evaluation tool,this paper studied and analyzed all the thesis of three major EI journals in China railway industry over the past decade,drawn the research hotspots and research frontier of the railway feld in China.It provided reference for researchers to grasp research direction and trend better with a scientifc literature measurement method.

knowledge graph;railway;CiteSpace;information;visualization

U29-39

A

1005-8451（2016）09-0042-04

2016-06-15

李雪山，副研究员；李 梦，助理研究员。