基于知識(shí)圖譜的智慧消防發(fā)展態(tài)勢(shì)研究

侯仰川 蔡少?gòu)V 劉韋 張慶利

摘要：文章以研究智慧消防領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)態(tài)為切入點(diǎn)，采用CiteSpace軟件對(duì)CNKI近十年智慧消防相關(guān)文獻(xiàn)從文獻(xiàn)產(chǎn)量、研究熱點(diǎn)、前沿趨勢(shì)角度進(jìn)行知識(shí)圖譜分析。探究我國(guó)智慧消防的研究進(jìn)展，分析智慧消防的發(fā)展態(tài)勢(shì)，為今后智慧消防可持續(xù)發(fā)展提供參考。結(jié)果表明：我國(guó)智慧消防研究在經(jīng)歷萌芽雛形期、探索過(guò)渡期、深度融合期3個(gè)階段后，智能創(chuàng)新的現(xiàn)代信息技術(shù)將引領(lǐng)消防領(lǐng)域的新發(fā)展，為消防行業(yè)注入新活力。

關(guān)鍵詞：智慧消防;CiteSpace;知識(shí)圖譜;研究態(tài)勢(shì);可視化分析

智慧消防是一種利用AIoT、5G等核心技術(shù)，配合大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)[1]、火警研判系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)城市消防智能管理的先進(jìn)解決方案，長(zhǎng)期以來(lái)通過(guò)大量學(xué)者在該領(lǐng)域的探索，消防智能化水平穩(wěn)步提升。鑒于我國(guó)現(xiàn)有消防力量與巨大人口基數(shù)存在的矛盾，與傳統(tǒng)消防相比，智慧消防的最大優(yōu)勢(shì)在于能實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害防控的自動(dòng)化管理，通過(guò)對(duì)信息化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)等災(zāi)害事故從被動(dòng)應(yīng)對(duì)向主動(dòng)跟進(jìn)轉(zhuǎn)變，從而有效提升了消防工作效能和城市治理水平。

目前以智慧消防為主題的研究主要針對(duì)各類(lèi)消防設(shè)施、前沿信息技術(shù)開(kāi)發(fā)以及智能化平臺(tái)構(gòu)建，從整體研究態(tài)勢(shì)角度出發(fā)，缺乏文獻(xiàn)計(jì)量分析。因此，有必要對(duì)相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理、歸納和分析，明確研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。本文以CiteSpace作為分析工具，對(duì)知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中智慧消防相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)、研究熱點(diǎn)的圖譜整理，探究其研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)智慧消防理論研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展提供理論支撐和參考。

一、研究準(zhǔn)備

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源

本文通過(guò)檢索中國(guó)知網(wǎng)CNKI收錄的文獻(xiàn)，以“SU=（‘應(yīng)急救援'+‘消防'）*（‘智慧城市'+‘物聯(lián)網(wǎng)'+‘智慧消防'）”為檢索式，檢索2012—2022年期間與在應(yīng)急救援或消防主題下的智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、智慧消防相關(guān)的文獻(xiàn)。為保證文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的可用性、精準(zhǔn)性，對(duì)處理后文獻(xiàn)進(jìn)行整理、篩選，去除會(huì)議、報(bào)紙、年鑒、專(zhuān)利、標(biāo)準(zhǔn)等非學(xué)術(shù)論文，得到具有價(jià)值性的文獻(xiàn)1643篇，并將文獻(xiàn)導(dǎo)出保存。

（二）研究方法

本文使用的文獻(xiàn)可視化工具是由陳超美教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的CiteSpace軟件，該軟件通過(guò)可視化方式來(lái)呈現(xiàn)出知識(shí)結(jié)構(gòu)、一般規(guī)律和分布情況，研究交叉學(xué)科間的知識(shí)流動(dòng)及融合，是目前應(yīng)用廣泛的知識(shí)圖譜工具。因此可對(duì)某一知識(shí)領(lǐng)域研究的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、發(fā)展規(guī)律進(jìn)行可視化分析，以更加便利直觀地發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的研究主題、研究演進(jìn)路徑以及知識(shí)交叉和流動(dòng)性等情況，從而分析出該領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r及前沿趨勢(shì)。

（三）參數(shù)設(shè)置

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜：時(shí)間段為2012—2022年，時(shí)間切片為1;節(jié)點(diǎn)類(lèi)型選擇Keywords關(guān)鍵字;閾值算法使用TopN算法，閾值設(shè)置為40;網(wǎng)絡(luò)修剪為Pathfinder尋徑網(wǎng)絡(luò)算法，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)選擇Pruning sliced networks修剪切片網(wǎng)絡(luò)和 Pruning the merged network修剪合并網(wǎng)絡(luò)。

二、智慧消防的可視分析與研究結(jié)果

（一）文獻(xiàn)發(fā)表量分析

年度文獻(xiàn)發(fā)文量是反映智慧消防發(fā)展的重要量化指標(biāo)，是展示其發(fā)展程度的具體體現(xiàn)。從圖1可以看出，我國(guó)近10年來(lái)在智慧消防領(lǐng)域的研究持續(xù)增長(zhǎng)，發(fā)文數(shù)量總體呈上升趨勢(shì)。其中，2012—2015年為萌芽雛形期，年發(fā)文量穩(wěn)中有升，說(shuō)明智慧消防這個(gè)概念被消防各界所關(guān)注并且逐漸受到研究者的重視。2016—2018年為該領(lǐng)域的探索過(guò)渡期，尤其在“十三五”期間提出智慧城市以后，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防概念逐漸成為領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)。從2016年起以智慧消防為主題的文獻(xiàn)發(fā)布迅猛增長(zhǎng)，相比2016年，2017年智慧消防相關(guān)發(fā)文量增長(zhǎng)了近49%，足以說(shuō)明智慧消防概念的火熱程度。隨著我國(guó)消防體制改革和應(yīng)急管理體系建設(shè)的逐步深入，智慧消防研究得到了研究學(xué)者的普遍重視，即使2019—2021年在新型冠狀病毒席卷全球影響各行各業(yè)情況下，依舊沒(méi)能阻擋智慧消防研究者的熱情，該領(lǐng)域近三年的發(fā)文量遠(yuǎn)超過(guò)了2012—2019年的總發(fā)文量。

（二）關(guān)鍵詞熱度分析

關(guān)鍵詞是對(duì)文章整體內(nèi)容的高度凝練和集中概括，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)樣本進(jìn)行Keywords可視化分析，得出如圖2所示的關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜，智慧消防領(lǐng)域的研究主要圍繞在“物聯(lián)網(wǎng)”方面，以及“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”在消防實(shí)際中的應(yīng)用。

由圖2可知，在關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中關(guān)鍵詞字號(hào)與關(guān)鍵詞頻次有關(guān)，節(jié)點(diǎn)間連線表示關(guān)鍵詞間的共現(xiàn)關(guān)系。根據(jù)對(duì)關(guān)鍵詞分析，得出頻次超過(guò)5次的共有57個(gè)關(guān)鍵詞，其中，“智慧消防”“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”“智慧城市”“消防安全”“應(yīng)急救援”“大數(shù)據(jù)”“火災(zāi)防控”等節(jié)點(diǎn)相對(duì)比較大，說(shuō)明近十年國(guó)內(nèi)消防領(lǐng)域研究大多與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)結(jié)合相關(guān)。此外，“人工智能”“云平臺(tái)”“傳感器”“遠(yuǎn)程監(jiān)控”等關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次相對(duì)而言也不低，足以說(shuō)明它們?cè)谙李I(lǐng)域智慧化建設(shè)中有著舉足輕重的作用。

以關(guān)鍵詞為依據(jù)，利用LLR（對(duì)數(shù)似然率算法）對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜進(jìn)行聚類(lèi)分析，TimeLine視圖著重勾畫(huà)各聚類(lèi)發(fā)展演進(jìn)的時(shí)間跨度以及聚類(lèi)間關(guān)系，集中展示了時(shí)間因素對(duì)聚類(lèi)中關(guān)鍵詞的影響。將TimeLine圖譜中的關(guān)鍵詞進(jìn)行文獻(xiàn)分類(lèi)，包括研究對(duì)象、領(lǐng)域技術(shù)、管理策略及其他方面，由于相關(guān)文獻(xiàn)樣本較多，為便于研究通過(guò)表格對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行研究意義分類(lèi)，見(jiàn)表1。

由圖2和表1及文獻(xiàn)研究分析得出：

第一，我國(guó)智慧消防研究對(duì)象以消防設(shè)施、電梯、重點(diǎn)單位、消防站、指揮中心為重點(diǎn)，緊密?chē)@研究對(duì)象進(jìn)行技術(shù)研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、案例分析及應(yīng)用探討。例如楊華、毛東等側(cè)重于電梯應(yīng)急處置時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究，為消防系統(tǒng)接入到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供可實(shí)現(xiàn)途徑[2]。曹維、朱斌等對(duì)重點(diǎn)單位智慧消防建設(shè)及應(yīng)用有較為深入的研究，探索消防重點(diǎn)單位三維數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和輔助決策應(yīng)用[3]。

第二，2012—2022年國(guó)內(nèi)以“智慧消防”為主題的文獻(xiàn)中，出現(xiàn)頻次較為集中的關(guān)鍵詞反映了我國(guó)智慧消防領(lǐng)域主要的應(yīng)用技術(shù)，關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次極高的領(lǐng)域技術(shù)有傳感器、數(shù)據(jù)庫(kù)、云計(jì)算、人工智能、網(wǎng)關(guān)、嵌入式、無(wú)線通信。付云崢、梁劍烽等主要研究智慧消防中集成典型多傳感數(shù)據(jù)融合技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)控及預(yù)警響應(yīng)，提高火災(zāi)識(shí)別的準(zhǔn)確可靠性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)情況實(shí)時(shí)監(jiān)控[4]。

第三，管理策略的關(guān)鍵詞在智慧消防領(lǐng)域研究文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次較多，說(shuō)明在切合實(shí)際社會(huì)消防風(fēng)險(xiǎn)管控的情況下，以有效防火及安全管理為研究目的，在裝備管理、監(jiān)督檢查、應(yīng)急處置、指標(biāo)體系等方面進(jìn)行了著重研究。丁詩(shī)懿、邸英等通過(guò)對(duì)消防業(yè)務(wù)的需求分析，探討物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在消防監(jiān)督檢查工作領(lǐng)域的應(yīng)用思路，提高了消防業(yè)務(wù)處理的效率[5]。

第四，智慧消防由于集成高新技術(shù)、先進(jìn)管理方式、完善基礎(chǔ)設(shè)施于一體，使得其領(lǐng)域研究方向呈現(xiàn)多樣化，包括物聯(lián)網(wǎng)、消防設(shè)施、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等。田茂亮等在智慧城市發(fā)展背景下對(duì)智慧消防建設(shè)存在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，提出人防、技防、物防三者有效結(jié)合的建設(shè)戰(zhàn)略，以期為智慧消防建設(shè)提供有價(jià)值的參考，從而提升現(xiàn)代智慧城市消防治理水平[6]。

（三）階段性前沿分析

利用TimeZone圖譜結(jié)合突變?cè)~探測(cè)功能，按照時(shí)間序列進(jìn)行劃分，使不同關(guān)鍵詞在不同時(shí)間區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)，展示所研究的主題在時(shí)間跨度上的演變規(guī)律，突變?cè)~列表中的起始年份和突變強(qiáng)度可以直觀地展示出研究前沿之間的交互關(guān)系和演進(jìn)路徑。圖3中突現(xiàn)圖譜和TimeZone圖譜說(shuō)明了近10年間智慧消防領(lǐng)域的演進(jìn)路徑，集中反映了不同時(shí)間段智慧消防領(lǐng)域所研究的重點(diǎn)方向變化情況，對(duì)于掌握該領(lǐng)域的前沿發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。

TimeZone圖譜中縱向時(shí)間軸的關(guān)鍵詞代表在該時(shí)間內(nèi)首次出現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)的大小及連線表示關(guān)鍵詞之間共現(xiàn)頻次的高低，在突變關(guān)鍵詞列表中可以看出突變關(guān)鍵詞起始年份和突變強(qiáng)度。由圖3可知，智慧消防領(lǐng)域所研究的主題隨著時(shí)間的推移在不斷地演變，根據(jù)時(shí)間變化規(guī)律可將其劃分為3個(gè)階段。

第一階段是2012—2013年，該階段屬于萌芽雛形期。其研究核心主要是消防信息化建設(shè)的基本技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景、發(fā)展瓶頸及未來(lái)發(fā)展前景構(gòu)思等相關(guān)理論。智慧消防和物聯(lián)網(wǎng)這兩個(gè)關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度高且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，基于當(dāng)時(shí)國(guó)家提出加強(qiáng)城市信息化建設(shè)的綱領(lǐng)，“智慧城市”建設(shè)理念逐漸被確立，從智慧城市建設(shè)全局出發(fā)，為使得在城市信息化建設(shè)背景下智慧城市建設(shè)具有系統(tǒng)性、綜合性，進(jìn)而探究智慧消防發(fā)展新路徑。其中包含消防信息化建設(shè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防管理和應(yīng)急救援中的應(yīng)用探討以及智慧消防在部分特定場(chǎng)景中設(shè)計(jì)等。

第二階段是2014—2017年，該階段屬于探索過(guò)渡期。其研究核心主要是智慧消防的應(yīng)用范圍、管理體系、基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵技術(shù)及平臺(tái)框架等方面。隨著智慧城市建設(shè)及社區(qū)微型消防站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)政策發(fā)布，使得微型消防站開(kāi)始成為該階段的研究對(duì)象。信息系統(tǒng)、消防設(shè)施是該階段典型的突變關(guān)鍵詞，表明這兩個(gè)方向作為智慧消防領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究持續(xù)引領(lǐng)發(fā)展熱潮，將關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行有效連接，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造條件。智慧消防應(yīng)用范圍進(jìn)入多樣化階段，與之相關(guān)的信息化系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，智慧消防開(kāi)始受到社會(huì)廣泛關(guān)注。

第三階段是2018—2021年，該階段屬于深度融合期，其研究核心主要是智慧消防在信息化技術(shù)集成、綜合管理、布局規(guī)劃及設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用。隨著科技革命深入發(fā)展，大數(shù)據(jù)、AIoT、5G、NB-IoT等技術(shù)將成為智慧消防的技術(shù)核心，集成各類(lèi)前沿技術(shù)，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，使得智慧消防在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中更加準(zhǔn)確、可靠。消防系統(tǒng)、消防救援是該階段比較突出的主題關(guān)鍵詞，說(shuō)明智慧消防建設(shè)逐漸綜合化、系統(tǒng)化。在智慧城市建設(shè)依托下，智慧消防從政策、技術(shù)、設(shè)施等方面均趨于成熟。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著雙循環(huán)格局和新發(fā)展理念的逐步深入，我國(guó)智慧消防研究在經(jīng)歷萌芽雛形期、探索過(guò)渡期、深度融合期3個(gè)階段后，該領(lǐng)域在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用范圍取得突破性進(jìn)展。從文獻(xiàn)產(chǎn)量角度，我國(guó)近10年來(lái)在智慧消防領(lǐng)域研究日益增長(zhǎng)，發(fā)文數(shù)量總體呈上升趨勢(shì)，且由于目前消防行業(yè)對(duì)新技術(shù)的需求日益增強(qiáng)，智慧消防建設(shè)在未來(lái)會(huì)逐漸成為消防領(lǐng)域的主流和出風(fēng)口，在未來(lái)文獻(xiàn)產(chǎn)出量依然會(huì)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從學(xué)科研究角度看，由于研究機(jī)構(gòu)及學(xué)者特征鮮明，導(dǎo)致學(xué)科視角比較單一，理論基礎(chǔ)比較局限，研究深度有限，隨著智慧消防多元發(fā)展，只有進(jìn)行學(xué)科的交叉融合才能進(jìn)一步拓展研究的理論視野。從研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)上看，以現(xiàn)代信息技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)軟件多元結(jié)合的應(yīng)用將是智慧消防建設(shè)未來(lái)的研究熱點(diǎn)。

在大應(yīng)急背景下，如何實(shí)現(xiàn)將消防信息化、系統(tǒng)化向智能化轉(zhuǎn)變成為近階段發(fā)展目標(biāo)。從近十年國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于智慧消防的大量文獻(xiàn)研究推測(cè)出以下幾個(gè)發(fā)展態(tài)勢(shì)：第一，感知層的監(jiān)測(cè)精度研究;第二，高精準(zhǔn)的預(yù)警及評(píng)估算法探索;第三，安全管理始終是核心，如何為消防安全管理“智慧化”提供可用途徑。

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