利用數(shù)據(jù)挖掘分析消防研究熱點(diǎn)

毛 星，董 里，李艷娜，劉 征

(公安部天津消防研究所《消防科學(xué)與技術(shù)》編輯部 天津300381)

大數(shù)據(jù)時(shí)代學(xué)術(shù)傳播主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以學(xué)術(shù)成果信息為內(nèi)核挖掘其背景信息及其相關(guān)信息，打破傳統(tǒng)學(xué)術(shù)期刊與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)孤島局面，增強(qiáng)數(shù)字信息使用分析與二次開發(fā)能力，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)充分釋放文獻(xiàn)與數(shù)據(jù)的功能，把有意義的每一條數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)關(guān)系都轉(zhuǎn)換成一個(gè)知識(shí)群或信息鏈，增強(qiáng)優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的增殖與衍生能力，創(chuàng)造更高的附加值[1]。

通過(guò)對(duì)本研究領(lǐng)域大數(shù)據(jù)相關(guān)研究信息的把握，甚至介入信息數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)研究中，掌握第一手資料，及時(shí)進(jìn)行選題策劃，可占領(lǐng)學(xué)術(shù)研究的制高點(diǎn)[2]。

基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，應(yīng)用 CiteSpace軟件，對(duì)CNKI中近年所發(fā)表的消防工程類論文的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析近幾年我國(guó)在消防方面的研究熱點(diǎn)。利用國(guó)家科技報(bào)告服務(wù)系統(tǒng)，搜索相關(guān)項(xiàng)目申報(bào)情況，挖掘研究重點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，提取合適的研究方向作為專欄報(bào)道方向。

1 關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)

CiteSpace是一個(gè)引文可視化分析軟件，通過(guò)可視化的手段呈現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布情況。當(dāng)前文獻(xiàn)圖譜軟件有 10余種之多，各個(gè)軟件都有其不同的優(yōu)勢(shì)。如 VOSviewer在主題聚類方面清晰詳細(xì)；SCI2在主題詞分析時(shí)更加靈活；HistCite則對(duì)所下載數(shù)據(jù)集的文獻(xiàn)互引按照時(shí)間以網(wǎng)路形式呈現(xiàn)(目前作者認(rèn)為將很快被 CitNetExplorer tool代替)；BibExcel則以數(shù)據(jù)集原始數(shù)據(jù)的Tag為依據(jù)，提供了多種多樣的文獻(xiàn)分析功能(需要外部的軟件協(xié)助完成可視化，如 Gephi、VOSviewer、Pajek 等)；CiteSpace以其強(qiáng)大的文獻(xiàn)共被引分析而知名(恐怖主義研究和生物大滅絕)，且隨著不斷的發(fā)展算法和功能而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

從 CNKI中導(dǎo)出《消防科學(xué)與技術(shù)》(核心期刊，CA、Pж(AJ)收錄)2012—2016年共 5年的發(fā)表論文信息。2012—2016年，《消防科學(xué)與技術(shù)》共發(fā)表論文2,216篇，其中2012年422篇，2013年427篇，2014年452篇，2015年485篇，2016年430篇。

《火災(zāi)科學(xué)》(核心期刊，CA、CSCD 收錄)2012—2016年共發(fā)表172篇論文。

《燃燒科學(xué)與技術(shù)》(核心期刊，CA、JST、CSCD收錄)2012—2016年共發(fā)表454篇論文。

共2,842條信息。

1.1 共現(xiàn)分析

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 CiteSpace中，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，用半徑大小不同、顏色各異的年輪形節(jié)點(diǎn)來(lái)表示關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次，節(jié)點(diǎn)顏色代表該關(guān)鍵詞產(chǎn)生共現(xiàn)的年份，節(jié)點(diǎn)半徑大小及連線粗細(xì)程度代表關(guān)鍵詞共現(xiàn)的頻次，節(jié)點(diǎn)半徑越大、節(jié)點(diǎn)間連接線越粗，則該關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次越高[3]，得到結(jié)果如圖1所示。

圖1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析Fig.1 Cooccurrence analysis of keywords

從圖1中可以看出，半徑較大的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞有數(shù)值模擬、消防設(shè)計(jì)、安全疏散、火災(zāi)調(diào)查、燃燒特性、滅火救援等。表 1為出現(xiàn)頻次排名前 20的關(guān)鍵詞。

表1 關(guān)鍵詞按出現(xiàn)頻次排序Tab.1 Sequencing of keywords in order of frequency of occurrence

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中節(jié)點(diǎn)最外層的深色圓圈顯示關(guān)鍵詞共現(xiàn)的中心性，中心性可以反映某節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系以及在整個(gè)圖譜中的作用和地位。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)中心性進(jìn)行分析，可以得到具有重要作用的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞，進(jìn)而得到近些年的研究熱點(diǎn)。表2為按照中心性排序，排名前20的關(guān)鍵詞。

表2 關(guān)鍵詞按中心性排序Tab.2 Sequencing of keywords in order of centrality

對(duì)照表1和表2可知，出現(xiàn)頻次和中心性都高的關(guān)鍵詞有：數(shù)值模擬、安全疏散、火災(zāi)調(diào)查、消防設(shè)計(jì)、防火分區(qū)、消防安全、建筑防火、熱釋放速率、細(xì)水霧、溫度場(chǎng)、防火分隔、錐形量熱儀。

1.2 聚類分析

通過(guò)聚類分析，可以考察關(guān)鍵詞之間的相關(guān)性，把聯(lián)系比較密切的關(guān)鍵詞分為一組，從而更加清晰地描述該研究領(lǐng)域的各個(gè)熱點(diǎn)研究方向。在共現(xiàn)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行聚類分析，得到結(jié)果如圖2所示。

圖2 關(guān)鍵詞聚類分析Fig.2 Clustering analysis of keywords

圖 2中，Modularity表示網(wǎng)絡(luò)的模塊度，值越大表示網(wǎng)絡(luò)的聚類結(jié)果越好，這里 Modularity值為0.713,9。Silhouette值(剪影值)是用來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的指標(biāo)，越接近 1，反映網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)性越高，這里Silhouette的平均值為0.398[4]。表3為聚類分析中包含10個(gè)節(jié)點(diǎn)以上的聚類的具體信息。

表3 聚類分析結(jié)果Tab.3 Result of clustering analysis

由表 3，可知幾個(gè)較大的聚類分別為煙氣流動(dòng)、消防設(shè)計(jì)、燃燒性能、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、火災(zāi)調(diào)查、滅火劑、工業(yè)火災(zāi)。

結(jié)合表 3和出現(xiàn)頻次及中心性都較高的關(guān)鍵詞分析結(jié)果可知，煙氣運(yùn)動(dòng)、消防設(shè)計(jì)、燃燒性能、火災(zāi)調(diào)查等幾類是研究的重點(diǎn)。

1.3 研究前沿

在 CiteSpace中，采用一種“突發(fā)詞檢測(cè)”算法來(lái)確定研究前沿中的概念，基本原理就是統(tǒng)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域論文的標(biāo)題和摘要中詞匯頻率，根據(jù)這些詞匯的增長(zhǎng)率來(lái)確定哪些是研究前沿的熱點(diǎn)詞匯。根據(jù)這些術(shù)語(yǔ)在同一篇文章中共同出現(xiàn)的情況進(jìn)行聚類分析后，可以得到“研究前沿術(shù)語(yǔ)的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)”。因此，研究前沿系指臨時(shí)形成的某個(gè)研究課題及其基礎(chǔ)研究問(wèn)題的概念組合，也是正在興起或突然涌現(xiàn)的理論趨勢(shì)和新主題，代表一個(gè)研究領(lǐng)域的思想現(xiàn)狀。表 4為突發(fā)詞檢測(cè)結(jié)果。

將聚類分析結(jié)果、突發(fā)詞檢測(cè)結(jié)果與出現(xiàn)頻次和中心性都高的關(guān)鍵詞結(jié)果結(jié)合，綜合考慮后初步選擇如下熱點(diǎn)：消防設(shè)計(jì)、火災(zāi)調(diào)查、數(shù)值模擬。

表4 突發(fā)詞檢測(cè)Tab.4 Testing of sudden words

表5 熱點(diǎn)相關(guān)項(xiàng)目Tab.5 Hotspot-related projects

2 相關(guān)項(xiàng)目檢索

為了確定?？瘓?bào)道方向，利用國(guó)家科技報(bào)告服務(wù)系統(tǒng)挖掘消防設(shè)計(jì)、火災(zāi)調(diào)查、數(shù)值模擬方向的研究熱點(diǎn)。國(guó)家科技報(bào)告服務(wù)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)目前比較完整記載政府科技基金項(xiàng)目的特種文獻(xiàn)系統(tǒng)，將國(guó)家支持的科研活動(dòng)產(chǎn)生的資料等向公眾免費(fèi)開放共享，擁有國(guó)家和地方科研計(jì)劃及科研投入方向的龐大數(shù)據(jù)，可在線瀏覽所有公開的科技報(bào)告全文[5]。表5為在系統(tǒng)中檢索到的與前文選定的熱點(diǎn)相關(guān)的項(xiàng)目。

由表 4可知，4個(gè)熱點(diǎn)研究方向中，在研和已完成項(xiàng)目最多的是數(shù)值模擬方面的項(xiàng)目。進(jìn)一步仔細(xì)研究各項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容和所用的研究方法，可以看出，數(shù)值模擬作為研究方法，可用于消防設(shè)計(jì)、煙氣運(yùn)動(dòng)、安全疏散、燃燒特性等方面的研究。結(jié)合前文關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次、中心性、突發(fā)性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可知數(shù)值模擬軟件如 FDS、BuildingEXODUS、Pathfinder，包括GIS等都得到了廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前研究人員較為關(guān)注的研究方向。因此，初步擬定“數(shù)值模擬”為專欄主題，下設(shè)消防設(shè)計(jì)、煙氣運(yùn)動(dòng)、安全疏散、燃燒特性等報(bào)道方向。

3 結(jié) 語(yǔ)

專欄是期刊特色和風(fēng)格的重要體現(xiàn)，是期刊的亮點(diǎn)，而大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用為專欄策劃、實(shí)施、宣傳提供了廣泛、快捷、便利的渠道。利用數(shù)據(jù)挖掘獲取有用信息，了解期刊學(xué)科熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，確定專題策劃方向，準(zhǔn)確定位高水平作者，實(shí)現(xiàn)?？珳?zhǔn)宣傳推送等，將成為科技期刊專題策劃的重要發(fā)展方向之一。

筆者通過(guò)分析消防工程類期刊近 5年刊登文章的關(guān)鍵詞和相關(guān)項(xiàng)目申報(bào)情況，獲取了近年來(lái)消防領(lǐng)域報(bào)道的重點(diǎn)、熱點(diǎn)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上提出了專欄策劃主題和報(bào)道方向。接下來(lái)還需針對(duì)策劃主題進(jìn)一步調(diào)研各高校、研究院所的研究人員，為約稿和聯(lián)系審稿人提供支持。

［1］夏登武. 大數(shù)據(jù)時(shí)代學(xué)術(shù)期刊的內(nèi)容優(yōu)化與價(jià)值重構(gòu)[J]. 中國(guó)科技期刊研究，2016，27(3)：264.

［2］丁濱，陳曉紅. 芻議期刊文獻(xiàn)的專題大數(shù)據(jù)挖掘價(jià)值[J]. 編輯學(xué)報(bào)，2016，28(5)：488-491.

［3］王春雪，呂淑然. 我國(guó)燃?xì)獗ㄑ芯楷F(xiàn)狀及熱點(diǎn)前沿可視化分析[J]. 消防科學(xué)與技術(shù)，2016，35(11)：1620-1623.

［4］李杰. CiteSpace中文版指南[EB/OL]. (2015-10-27)[2017-06-08]. http：//cluster.ischool.drexel.edu/～cchen/citespace/ manual/CiteSpaceChinese.pdf.

［5］白婭娜，武英剛，宮在芹，等. 數(shù)據(jù)挖掘在專刊組稿策劃中的應(yīng)用[J]. 編輯學(xué)報(bào)，2016，28(6)：550-553.