基于 CiteSpace 可視化分析的我國跨座式單軌技術(shù)發(fā)展研究

許彥強(qiáng)，何孝強(qiáng)，趙小文

（中車浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司，安徽蕪湖 241000）

1 背景

跨座式單軌系統(tǒng)是采用橡膠車輪，騎跨在軌道梁上行駛的軌道交通制式，具有低碳環(huán)保、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)、速度快、安全可靠、建設(shè)成本低、城市景觀好等優(yōu)勢，是解決二、三線城市交通擁堵，補(bǔ)足一線城市骨干地鐵線網(wǎng)的良好解決方案，近年來受到廣泛關(guān)注。

信息可視化技術(shù)是近年來在科學(xué)計(jì)量學(xué)、知識(shí)計(jì)量學(xué)領(lǐng)域興起的一種重要研究方法和手段，通過知識(shí)圖譜直觀顯示知識(shí)發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系，可用于研究學(xué)科發(fā)展趨勢、熱點(diǎn)前沿和動(dòng)態(tài)演化關(guān)系。以2004年華人學(xué)者陳超美博士開發(fā)的可視化文獻(xiàn)分析軟件（CiteSpace）為代表的一系列軟件，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用和關(guān)注，相關(guān)主題論文在中國知網(wǎng)（CNKI）檢索達(dá)6 000余篇，遍布多個(gè)研究領(lǐng)域，其中軌道交通領(lǐng)域約10篇。針對跨座式單軌系統(tǒng)的文獻(xiàn)研究尚處于空白狀態(tài)。

文章利用CiteSpace 5.7.R2版本軟件，基于CNKI論文數(shù)據(jù)庫對跨座式單軌技術(shù)研究歷程進(jìn)行分析，厘定前沿?zé)狳c(diǎn)，為跨座式單軌后續(xù)研究重點(diǎn)和發(fā)展方向提供參考信息。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.2 研究方法

對所導(dǎo)出的Refworks文件，在CiteSpace 5.7.R2版本軟件中基于共引分析理論和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行分析，可得到包含作者、機(jī)構(gòu)、國家、關(guān)鍵詞、主題等不同種類的共現(xiàn)圖譜和時(shí)間軸圖譜，從中獲取跨座式單軌領(lǐng)域各個(gè)階段發(fā)展情況，以便進(jìn)一步研究分析。

3 發(fā)文量及研究階段劃分

發(fā)文量可直觀地反映學(xué)術(shù)界對某一研究領(lǐng)域重視程度，一般情況下發(fā)文量越多，表明該領(lǐng)域研究越活躍。對近21年跨座式單軌相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其時(shí)間分布情況如圖1所示。由圖1可知，在2014年前，年發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量增長較為平穩(wěn)，2014年后研究熱度增速明顯。

圖1 年度發(fā)文量

回顧我國跨座式單軌的發(fā)展，其相關(guān)研究起于不斷增長的城市公共交通發(fā)展需求，主要聚焦于規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)，例如規(guī)劃于20世紀(jì)90年代末的重慶市軌道交通2號(hào)線工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2000年正式開工建設(shè)，于2005年投入運(yùn)營，后續(xù)又有重慶市軌道交通3號(hào)線于2011年投運(yùn)。迄今為止，這2條線路屬于跨座式單軌在國內(nèi)應(yīng)用于城市骨干交通載客運(yùn)營的僅有線路。重慶市軌道交通開啟了我國跨座式單軌技術(shù)研究之路，這一階段發(fā)展一直持續(xù)至2013年。

2013年后，以國家有關(guān)部委一系列政策文件為引導(dǎo)，從防止經(jīng)濟(jì)過熱或地方債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)角度，加強(qiáng)地鐵建設(shè)管理，鼓勵(lì)中低運(yùn)量多制式發(fā)展，跨座式單軌研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。根據(jù)相關(guān)政策，如2013年的國發(fā)[2013]36號(hào)《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》，2018年的國辦發(fā)[2018]52 號(hào)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)管理的意見》等，均提到了“量力而行、有序發(fā)展”的原則，推進(jìn)地鐵、輕軌等城市軌道交通系統(tǒng)有序發(fā)展。

在政策引導(dǎo)下，蕪湖市政府于2013年批復(fù)跨座式單軌線網(wǎng)規(guī)劃，并于2015年成立合資公司中車浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司，進(jìn)行車輛國產(chǎn)化設(shè)計(jì)制造。在蕪湖市示范效應(yīng)以及各地產(chǎn)業(yè)落地推動(dòng)下，先后有40余個(gè)城市線網(wǎng)規(guī)劃采用了跨座式單軌制式，該研究熱點(diǎn)一直持續(xù)至今。

基于發(fā)文量，并結(jié)合跨座式單軌在我國工程應(yīng)用發(fā)展歷程，可以將近21年跨座式單軌的相關(guān)研究以2014年為界分為2個(gè)時(shí)間階段：研究起步階段（2001年—2013年）；研究快速發(fā)展階段（2014年—2021年）。

4 關(guān)鍵詞分析

4.1 發(fā)展階段分析

通過聚類，可對文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)一步分析。聚類是通過對數(shù)似然比（LLR）算法將共現(xiàn)關(guān)系緊密的關(guān)鍵詞進(jìn)行劃分，可以體現(xiàn)聚類間的結(jié)構(gòu)特征，突出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及重要連接，揭示知識(shí)領(lǐng)域研究主題以及演變進(jìn)程。

現(xiàn)將文獻(xiàn)以一年為單位進(jìn)行時(shí)間切片，以關(guān)鍵詞為節(jié)點(diǎn)類型，選取每一年中被引用次數(shù)最高的前50篇論文，構(gòu)建共被引網(wǎng)絡(luò)，得到88個(gè)節(jié)點(diǎn)、140條連線的共現(xiàn)時(shí)間圖譜如圖2所示。其中聚類模塊值Q= 0.601＞0.3，聚類平均輪廓值S= 0.940 5＞0.7，均大于標(biāo)準(zhǔn)值，說明聚類結(jié)構(gòu)顯著且結(jié)果合理。

觀察兩組患者膀胱痙攣[6]的發(fā)生情況（發(fā)生率、持續(xù)時(shí)間、疼痛情況及日發(fā)作次數(shù)）、膀胱沖洗前后生理應(yīng)激指標(biāo)的變化及護(hù)理滿意度。

研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)間圖譜是將每個(gè)聚類結(jié)果里面包含的關(guān)鍵詞按照時(shí)間線順序進(jìn)行顯示，由圖2可知，關(guān)鍵詞主要集中在7個(gè)聚類，按照包含關(guān)鍵詞數(shù)量由多到少排序依次為 “城市軌道交通”“統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告”“換乘站”“車輛工程”“軌道梁”“優(yōu)化設(shè)計(jì)”“動(dòng)態(tài)響應(yīng)”。同時(shí)跨座式單軌技術(shù)研究可歸為3類，即總體發(fā)展研究（# 0、# 1）、工程技術(shù)研究（# 2、# 4、# 5）、車輛關(guān)鍵技術(shù)研究（# 3、# 6）。

圖2 研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)間圖譜

從不同研究階段分析，研究起步階段（2001年—2013年）主要偏向于頂層總體技術(shù)路線或交通規(guī)劃發(fā)展研究，聚焦于跨座式單軌的技術(shù)特點(diǎn)以及在國內(nèi)應(yīng)用的前景，也開展了部分關(guān)鍵技術(shù)如受力分析、軌道梁設(shè)計(jì)等研究，該時(shí)間段內(nèi)被引用頻率居前10位的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)如表 1 所示。研究快速發(fā)展階段（2014年—2021年）主要關(guān)注點(diǎn)為跨座式單軌創(chuàng)新發(fā)展及規(guī)劃應(yīng)用前景，規(guī)劃發(fā)展仍為持續(xù)熱點(diǎn)。同時(shí)還開展了動(dòng)力學(xué)分析、車橋耦合等方面研究，以及部分供電系統(tǒng)、單軸轉(zhuǎn)向架、主動(dòng)控制等研究。該時(shí)間段內(nèi)被引用頻率居前10位的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)如表2 所示。

表1 2001年 — 2013年跨座式單軌領(lǐng)域被引用頻率前10位文獻(xiàn)

表2 2014年 — 2020年跨座式單軌領(lǐng)域被引用頻率前10位文獻(xiàn)

綜上分析，可知聚類分類結(jié)果以及排名前10位的文獻(xiàn)中“規(guī)劃”“發(fā)展”“技術(shù)特點(diǎn)”“創(chuàng)新”“應(yīng)用前景”等主題詞較為突出，體現(xiàn)該領(lǐng)域的持續(xù)熱點(diǎn)，表明對跨座式單軌系統(tǒng)總體技術(shù)研究和關(guān)注仍在持續(xù)。這與重慶市軌道交通2號(hào)、3號(hào)線良好的運(yùn)行效果，以及2013年后國家相關(guān)政策出臺(tái)、40余個(gè)城市規(guī)劃建設(shè)跨座式單軌實(shí)際情況吻合。

根據(jù)聚類分析結(jié)果以及排名前10位文獻(xiàn)中的“舒適度”“受力變形”“曲線通過性能”“耦合振動(dòng)”等主題詞可知，近20年國內(nèi)對跨座式單軌系統(tǒng)的研究主要集中于車輛，且關(guān)注于車輛動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。在實(shí)際工程應(yīng)用中，車輛作為跨座式單軌系統(tǒng)的“三大關(guān)鍵技術(shù)之一”，其產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及面廣、技術(shù)含量和投資均較高，且關(guān)聯(lián)學(xué)科多，因此成為該領(lǐng)域的持續(xù)研究熱點(diǎn)。

根據(jù)聚類分析結(jié)果以及排名前10位文獻(xiàn)中的“橋梁設(shè)計(jì)”“橋梁結(jié)構(gòu)”等主題詞可知，目前對軌道梁和車站領(lǐng)域的研究也較為關(guān)注，主要集中在預(yù)應(yīng)力混凝土（PC）軌道梁以及鋼筋混凝土（RC）軌道梁的參數(shù)化設(shè)計(jì)方面。

4.2 熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是對文獻(xiàn)研究主題和核心內(nèi)容的高度概括?；陉P(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，可以了解某一領(lǐng)域不同研究熱點(diǎn)分布及發(fā)展情況，中介中心性表示某一節(jié)點(diǎn)作為媒介橋的能力，中介中心性越高表示節(jié)點(diǎn)間的最優(yōu)路徑通過此節(jié)點(diǎn)的比率越高，可以認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)居于重要地位，且該節(jié)點(diǎn)很大可能預(yù)示該領(lǐng)域的未來研究趨勢。

現(xiàn)提取關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，將篩選標(biāo)準(zhǔn)排名（TopN）設(shè)置為50，共形成節(jié)點(diǎn)數(shù)（Nodes）92個(gè)，連線數(shù)（Links）155條，網(wǎng)絡(luò)密度（Density）為0.037，詞頻統(tǒng)計(jì)與共現(xiàn)分析如圖3所示，出現(xiàn)頻次排名前10位的關(guān)鍵詞如表3所示。

根據(jù)圖3、表3所示，“跨座式單軌”“城市軌道交通”出現(xiàn)次數(shù)最多，但屬于自我指向性關(guān)鍵詞，予以剔除。通過對其他關(guān)鍵詞中介中心性（取中介中心性≥0.1）進(jìn)行計(jì)算，得到8個(gè)高中介中心性關(guān)鍵詞，依次為“軌道梁”“轉(zhuǎn)向架”“優(yōu)化設(shè)計(jì)”“動(dòng)力學(xué)”“有限元分析”“信號(hào)系統(tǒng)”“車輛工程”“日均客運(yùn)量”，這些詞代表目前國內(nèi)跨座式單軌研究領(lǐng)域中關(guān)注較高、影響力大的熱點(diǎn)。

表3 跨座式單軌領(lǐng)域出現(xiàn)頻次排名前10位關(guān)鍵詞

圖中節(jié)點(diǎn)直徑越大代表頻次越高，節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)連線越粗則表示關(guān)鍵詞之間聯(lián)系越緊密，連線顏色代表二者產(chǎn)生聯(lián)系的年份，由圖3可知，“軌道梁”“轉(zhuǎn)向架”“動(dòng)力學(xué)”直徑相對較大，且與其他關(guān)鍵詞連線密集、線條較寬，有可能成為未來的強(qiáng)勢關(guān)鍵詞。同時(shí)從圖3可以看出，“建設(shè)規(guī)?！薄皳Q乘站”“日均客運(yùn)量”“客流量”“統(tǒng)計(jì)及分析”等關(guān)鍵詞之間連線互相交織，形成較為獨(dú)立的研究熱點(diǎn)，出現(xiàn)聯(lián)系的時(shí)間主要集中于2017年—2018年，說明這段時(shí)間對客流強(qiáng)度和效益較為關(guān)注，這也與國務(wù)院出臺(tái)國辦發(fā)[2018]52 號(hào)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)管理的意見》政策提高項(xiàng)目審批門檻、提出客流強(qiáng)度要求吻合。其他大部分關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)直徑小而不明顯，說明這些關(guān)鍵詞在前幾年得到短暫關(guān)注但近年來關(guān)注度已下降，不再是當(dāng)下研究熱點(diǎn)和未來研究趨勢。

圖3 跨座式單軌領(lǐng)域文獻(xiàn)關(guān)鍵詞頻統(tǒng)計(jì)與共現(xiàn)分析

4.3 前沿分析

陳超美等人認(rèn)為，研究前沿是一組突顯的動(dòng)態(tài)概念和潛在的研究問題，指引著科學(xué)發(fā)展方向，決定著技術(shù)創(chuàng)新路徑。通過對關(guān)鍵詞進(jìn)行提取分析，得到突現(xiàn)詞，以識(shí)別跨座式單軌技術(shù)研究前沿。

如圖4所示，剔除指向性關(guān)鍵詞“城市軌道交通”后，突現(xiàn)強(qiáng)度最強(qiáng)的為“動(dòng)力學(xué)”，強(qiáng)度值為3.62，突現(xiàn)持續(xù)時(shí)間最

圖4 跨座式單軌領(lǐng)域排名前12位關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

長的為“軌道梁”，為2017年—2021年。這2個(gè)詞指向的車輛和軌道梁技術(shù)，均為跨座式單軌系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù)。其他如2016年至今出現(xiàn)的“轉(zhuǎn)向架”“有限元分析”“曲線通過性能”“信號(hào)系統(tǒng)”“日均客運(yùn)量”“換乘站”等關(guān)鍵詞極可能將在未來一段時(shí)間對跨座式單軌領(lǐng)域的研究施加重要影響力，或成為未來一段時(shí)間研究熱點(diǎn)并出現(xiàn)創(chuàng)新成果，需要關(guān)注。值得說明的是，已經(jīng)不再突現(xiàn)的關(guān)鍵詞并不代表其不再重要，而是指其增長速度放緩。

5 研究作者及期刊分析

5.1 研究作者分析

在CiteSpace 5.7.R2版本軟件中，將作者發(fā)文量、合作次數(shù)可視化，連線表示作者之間合作與否，節(jié)點(diǎn)越大說明作者發(fā)文量越多；連線粗細(xì)表示作者之間合作次數(shù)，連線越粗則合作次數(shù)越多。

將篩選標(biāo)準(zhǔn)排名（TopN）設(shè)置為50，得出139名作者、111根連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.011 6，如圖5所示?？梢钥吹剑髡摺岸抛訉W(xué)”的節(jié)點(diǎn)光圈較大，且內(nèi)圈顏色豐富，說明該學(xué)者研究跨座式單軌領(lǐng)域時(shí)間跨度長且連續(xù)高產(chǎn)。除杜子學(xué)以外，其他作者節(jié)點(diǎn)較小且無大規(guī)模聚集，合作多為2～4人小規(guī)模，說明跨座式單軌領(lǐng)域?qū)W者目前還是較為分散。

對該領(lǐng)域研究文獻(xiàn)作者進(jìn)行文章數(shù)量分析，可識(shí)別出發(fā)文較多的作者，并通過其發(fā)文量，了解其關(guān)注領(lǐng)域，為后續(xù)其他學(xué)者的研究提供參考?，F(xiàn)對發(fā)文量排名前10位的學(xué)者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表4所示。

表4 跨座式單軌領(lǐng)域發(fā)文量排名前10位的學(xué)者

由表可知，發(fā)文量排名前10位作者的中介中心性基本為0，這說明作者之間合作較少，沒有出現(xiàn)大規(guī)模研究聚集。發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量最多的是杜子學(xué)，其在該領(lǐng)域相關(guān)論文67篇，在共現(xiàn)圖譜中節(jié)點(diǎn)顯著，如圖5所示。

圖5 跨座式單軌領(lǐng)域作者共現(xiàn)圖譜

在研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量方面，通過將篩選標(biāo)準(zhǔn)排名（TopN）設(shè)置為50，共得出了67所機(jī)構(gòu)，10條連線，發(fā)文量排名前10位機(jī)構(gòu)如表5所示，且機(jī)構(gòu)所在地多集中在重慶地區(qū)，說明重慶地區(qū)較為重視跨座式單軌領(lǐng)域發(fā)展，其中重慶交通大學(xué)發(fā)文量最高。但是各機(jī)構(gòu)中介中心性為0，各機(jī)構(gòu)之間比較獨(dú)立，多為同一單位內(nèi)不同學(xué)院的交叉合作，沒有形成核心研究聚集群。

表5 跨座式單軌領(lǐng)域發(fā)文量排名前10位的機(jī)構(gòu)

5.2 載文期刊分析

表6列出發(fā)文量最高的10種期刊，發(fā)文量最高的前3名分別為《城市軌道交通研究》《都市快軌交通》《現(xiàn)代城市軌道交通》，發(fā)文量分別為20篇、17篇、15篇；影響因子最高的期刊是《都市快軌交通》，影響因子為 1.26。各期刊發(fā)文量差異不大，均屬于鐵路、交通領(lǐng)域期刊。

表6 跨座式單軌領(lǐng)域發(fā)文量排名前10位期刊

6 結(jié)論

根據(jù)近20年跨座式單軌相關(guān)研究，以2014年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)將其研究分為2個(gè)階段，2014年前為研究起步階段，該階段從技術(shù)空白到技術(shù)引進(jìn)和消化，相關(guān)研究聚焦于頂層總體技術(shù)路線或交通規(guī)劃發(fā)展研究，也開展了部分關(guān)鍵技術(shù)如受力分析、軌道梁設(shè)計(jì)等研究，為實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化、突破國外技術(shù)壁壘打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2014年后為研究快速發(fā)展階段，為了更好適應(yīng)市場需要，也更多地關(guān)注創(chuàng)新發(fā)展及規(guī)劃應(yīng)用前景，對系統(tǒng)的客流經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行舒適性等關(guān)注度提高，主要開展了動(dòng)力學(xué)分析、車橋耦合等方面的研究。在研究學(xué)者方面，表現(xiàn)較為分散，除了杜子學(xué)以外，其他作者節(jié)點(diǎn)較小、無大規(guī)模聚集。通過分析關(guān)鍵詞“軌道梁”“動(dòng)力學(xué)”“轉(zhuǎn)向架”“有限元分析”“曲線通過性能”“信號(hào)系統(tǒng)”“日均客運(yùn)量”等，表明在極可能將在未來一段時(shí)間關(guān)鍵詞涉及的領(lǐng)域?qū)缱絾诬壯芯繉⑹┘佑绊懥?，值得關(guān)注。