曹棟梁?史冬慶?陳坤?胡志芳

摘 要：以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫中2008年至2018年國內(nèi)船閘領域的文獻為對象，利用文獻可視化分析軟件Citespace對文章中的關鍵詞、作者、機構(gòu)等節(jié)點進行共現(xiàn)網(wǎng)絡分析、聚類分析、突現(xiàn)詞分析，繪制機構(gòu)合作網(wǎng)絡、關鍵詞熱點和時區(qū)視圖等圖譜，通過信息可視化手段分析我國近十年內(nèi)船閘領域的發(fā)展現(xiàn)狀。

關鍵詞：船閘;文獻;軟件分析;文獻可視化分析軟件;圖譜

中圖法分類號：U641? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0419

1? ? 研究背景

近年來，交通運輸行業(yè)改革發(fā)展取得重大突破，實現(xiàn)了交通基礎設施跨越式發(fā)展，內(nèi)河“兩橫一縱兩網(wǎng)十八線”航道運輸體系已經(jīng)初步建成，全面開創(chuàng)了水運發(fā)展新局面。2017年由國務院印發(fā)的《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）站在交通運輸發(fā)展新的起點上著眼交通運輸發(fā)展全局，圍繞實現(xiàn)交通運輸綜合服務能力和水平的跨越式發(fā)展，明確了“十三五”時期現(xiàn)代水運發(fā)展的目標、任務和重點，充分體現(xiàn)了當前形勢下我國水運發(fā)展的新理念、新思維、新戰(zhàn)略。船閘作為內(nèi)河航運的重要設施，是內(nèi)河水運發(fā)展的重要基礎支撐和保障，在黃金水道建設中發(fā)揮關鍵性的作用。

2? ?數(shù)據(jù)來源和分析方法

2.1? ?數(shù)據(jù)來源

本次研究所有數(shù)據(jù)樣本均來源于中國知網(wǎng)（CNKI），設置檢索主題為船閘，發(fā)表時間為2008年至2018年，經(jīng)過篩選后，最終獲得3 443篇文獻。

2.2? ?分析方法

在Citespace軟件中選擇時間區(qū)間為2008—2018年，單個時間分區(qū)長度為1年，主題詞來源選擇title、abstract、author、keywords、keywords plus，分別設置keyword、institution、author等網(wǎng)絡節(jié)點，并設置節(jié)點數(shù)量、大小，設置閾值為前20個高頻詞，獲得文獻記錄的研究機構(gòu)、突現(xiàn)詞和被引次數(shù)等指標，通過聚類分析，完成科學知識圖譜。

3? ?船閘領域的文獻計量分析

3.1? ?文獻數(shù)量分析

通過對檢索到的文獻進行統(tǒng)計并繪制圖表，國內(nèi)船閘領域近十年來相關文獻數(shù)量情況見圖1。通過圖表可知，國內(nèi)船閘領域在2008—2018年期間總體文章數(shù)量較平穩(wěn)，每年的發(fā)文量基本在270 ～360篇之間，其中2014年文獻數(shù)量最高，近4年來文獻數(shù)量持續(xù)走低，2018年的文獻數(shù)量上近十年來最低值。從總體來看船閘領域的關注度基本平穩(wěn)，近年來略有偏低。

3.2? ?文獻來源分析及學科分析

通過統(tǒng)計分析10年來各個出版機構(gòu)的文獻數(shù)量，我國國內(nèi)船閘領域期刊數(shù)量前30名見圖2。在前30的期刊中，《中國水運》（含下半月）的出刊論文最多，達344篇，占文章總數(shù)量的13.88%，其中《中國水運》（含下半月）《珠江水運》《水運工程》三者期刊的論文數(shù)量均超過百篇，三者之和占文章總數(shù)量的30.15%;根據(jù)CNKI提供的期刊數(shù)據(jù)，10年期間核心期刊689篇（含EI檢索21篇），占期刊總數(shù)的19.82%，其中《水運工程》有344篇占在核心期刊總數(shù)量的55.66%。

根據(jù)文獻的來源將文獻按學科進行分類，詳見圖3，文獻大部分來自于交通運輸學科，其次是水利工程學科和交通運輸經(jīng)濟，說明船閘領域的研究主要集中上述三個方面。

3.3? ?文獻機構(gòu)分析

通過在Citespace的Node Types中選擇institution，設置閾值為20，得到2008—2018年船閘領域研究機構(gòu)共現(xiàn)知識圖譜，見圖4。根據(jù)分析結(jié)果可知，在這個網(wǎng)絡圖中有3 443篇文獻中，其中包含N=164個機構(gòu)（節(jié)點），E=110次連接，密度為density=0.0082，說明各個機構(gòu)間有一定的合作，但機構(gòu)間學術(shù)交流還有提升空間。

在各個機構(gòu)的發(fā)文量中，長江三峽通航管理局數(shù)量最多，其次分別為交通運輸部天津水運工程科學研究所工程泥沙交通行業(yè)重點實驗室、南京水利科學研究院。

3.4? ? 研究熱點分析

一般論文的中心論點會集中反映在關鍵詞上，它能反映論文最核心的信息，因此對論文的關鍵詞進行分析，分析該領域的發(fā)展發(fā)現(xiàn)，同時也能挖掘該領域的研究熱點。將Citespace中的Node Types設置為Keyword，閾值設置為20，其余默認，得到船閘領域關鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，如圖5所示。圖中年輪的顏色和厚度分別表示關鍵詞出現(xiàn)的時間和數(shù)量，節(jié)點大小表示關鍵詞出現(xiàn)的頻次，節(jié)點之間連線的顏色表示兩個關鍵詞最早共同出現(xiàn)的時間，連線的粗細表示關鍵詞之間共現(xiàn)的高低。為了進一步方便查看圖譜，將關鍵詞中的船閘和水閘在圖譜中隱藏，合并同類詞，圖譜中出現(xiàn)頻次較高的關鍵詞為三峽船閘、船舶、船閘工程、輸水系統(tǒng)、過閘、航道、長洲樞紐、引航道、數(shù)值模擬等。

通過對以上關鍵詞的分類，可以進一步明確當前船閘領域研究的熱點：①國內(nèi)船閘領域研究主要集中在長江流域三峽船閘，珠江流域長洲樞紐;②船閘領域的關注點主要集中在船舶、航道、以及船閘的輸水系統(tǒng)、引航道、人字門、口門區(qū)等部位進行研究;③船閘相關的研究方式最多的是采用數(shù)值模擬和模型試驗。

3.5? ? 國內(nèi)船閘領域的發(fā)展趨勢分析

對國內(nèi)船閘領域的發(fā)展趨勢主要通過對近十年來關鍵詞的變化來分析。通過運用Citespace 對關鍵詞進行分析，參數(shù)設置與之前相同，運用Citespace軟件自身的Bursts功能，分析通過突現(xiàn)詞探測技術(shù)和算法，得出突現(xiàn)詞詞頻的時間分布，獲取變化頻率高的關鍵詞。具體操作步驟同上，在最小持續(xù)時間（minimum duration）取3。導出Citespace中的數(shù)據(jù)，整理出船閘領域的突現(xiàn)詞圖見下表1。

由上表可知，2008年至2011年期間，突現(xiàn)的關鍵詞有西江航運干線、長洲樞紐、貨運量等相關詞匯，通過分析關鍵詞西江航運干線來源，發(fā)現(xiàn)這個關鍵詞在3年期間有24篇文獻，大部分發(fā)表在《珠江水運》上，說明這個階段比較關注西江航運干線相關船閘的貨運量，主要針對珠江水運經(jīng)濟分析。

2013年至2016年期間，這個階段突現(xiàn)的關鍵詞有過閘、平面布置、水路運輸?shù)?，通過分析關鍵詞的文獻來源，發(fā)現(xiàn)部分文獻繼續(xù)關注珠江水運經(jīng)濟;部分文獻關注船舶的進閘方式，分析過閘效率;另外有部分文獻針對船閘平面布置進行了研究。

2015年至2018年期間，這個階段突現(xiàn)的關鍵詞有二線船閘、模型試驗、數(shù)值模擬等，表明該階段國內(nèi)的船閘研究熱點較多的集中二線船閘上，而研究內(nèi)容方面主要以模型試驗和數(shù)值模擬為主。通過分析突現(xiàn)關鍵詞的相關文獻，模型試驗主要集中在船閘水力學相關的模型試驗，大部分的研究根據(jù)適當?shù)谋壤⑽锢砟Ｐ?，通過模型試驗來分析船閘相關水力學問題。

近6年來關于數(shù)值模擬的論文數(shù)量為59篇，其中2015年發(fā)表數(shù)量最多達14篇，可見船閘領域在數(shù)值模擬方面的研究自2012年以來一直持續(xù)，近年來關于數(shù)值模擬的研究熱度持續(xù)升高，且研究方向主要集中在船閘水力學和混凝土結(jié)構(gòu)分析方面，其中在船閘水力學流場模擬中，主要對船閘中引航道、輸水廊道和閘室等部位水流條件進行分析;在混凝土結(jié)構(gòu)方面主要通過ANSYS、ABAQUS等相關軟件對溫度場、應力應變場的仿真計算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。

將視圖顯示類型選擇為時區(qū)視圖（Timezone），得到圖2008—2018年船閘領域研究前沿知識圖譜，詳見圖6。通過時區(qū)視圖可以從時間的維度上來表示知識的演進，能清晰的展現(xiàn)出文獻的更新和相互影響[17]。通過上述時區(qū)視圖發(fā)現(xiàn)，在2008年2011年期間，船閘的研究主要集中在三峽船閘、長洲船閘、京杭運河等國內(nèi)船閘建設期間的相關研究，研究方向以船閘設計、施工技術(shù)，以及貨運量和水運經(jīng)濟方面的研究為主。2012年以后船閘領域的研究持續(xù)關注通航的水流條件，特別關注航道、船閘口門區(qū)，輸水系統(tǒng)等部位對通航的影響，在研究方法上主要以模型試驗和數(shù)值模擬為主。2016年，經(jīng)過10年的拓建的巴拿馬運河開通運營，國內(nèi)多篇文獻對其進行了介紹，主要以新聞宣傳為主，文獻主要集中在船舶、經(jīng)濟等方面。近兩年來，在交通和經(jīng)濟方面比較關注在新時代下長江航運的發(fā)展;在工程技術(shù)方面BIM技術(shù)在船閘工程建設中應用關注較多，船閘領域中模型試驗和數(shù)值模擬方面的研究熱度一直未減。

4? ?結(jié)論與建議

本文通過利用文獻可視化分析軟件Citespace 對國內(nèi)船閘的發(fā)文量、作者、機構(gòu)、關鍵詞等指標進行分析，對該領域的發(fā)展路徑和研究熱點進行探討，得到以下結(jié)論。

1.? 國內(nèi)船閘領域在近10年期間總體文獻數(shù)量較平穩(wěn)，其中《中國水運》（含下半月）《珠江水運》《水運工程》三者期刊的論文數(shù)量均超過百篇，三者之和占文章總數(shù)量的30.15%。而核心期刊中《水運工程》占在所有核心期刊總數(shù)量一半以上。

2.? 在國內(nèi)研究機構(gòu)中，南京水利科學研究院、交通運輸部天津水運工程科學研究所、河海大學港口海岸與近海工程學院這三者研究機構(gòu)與其他單位交流合作最多，聯(lián)系較為緊密，其余研究單位之間合作較少，在研究合作方面總體呈現(xiàn)為局部集中，整體分散的分布局面。

3.? 國內(nèi)船閘領域研究主要集中在長江流域、珠江流域上;船閘的研究部位主要針對于輸水系統(tǒng)、航道、引航道、人字門、口門區(qū)等;研究方向以船閘設計、施工技術(shù)，以及貨運量和水運經(jīng)濟方面的研究為主。研究方式多采用數(shù)值模擬和模型試驗。

4.? 筆者認為未來船閘領域在新時代下長江航運的發(fā)展、信息技術(shù)在船閘工程中的應用可能是未來研究的熱點，而模型試驗和數(shù)值模擬方面的研究將一直被持續(xù)關注。

參考文獻：

[1]廖鵬.內(nèi)河船閘通過能力研究進展[J].水利水運工程學報，2009（03）：34-40.

[2]郭濤.三峽船閘通過能力分析[J].水運工程，2011（12）：112-116.

[3]朱俊，張瑋，余勁.提高三峽船閘綜合通過能力對策研究[J].水運工程，2008（03）：93-98..

[4]商劍平，劉春澤，唐穎，郭子堅.船閘通過能力研究綜述[J].水運工程，2018（07）：103-108.

[5]宣國祥，李君，黃岳，劉本芹，祝龍.中水頭巨型船閘閘墻長廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)水動力學研究[J].水運工程，2016（12）：36-41.

[6]李君，宣國祥，黃岳，金英，洪娟.等慣性兩區(qū)段分散輸水系統(tǒng)在40m級單級巨型船閘中的應用[J].水運工程，2016（12）：20-25.

[7]陳明，宣國祥，陳明棟.船閘輸水系統(tǒng)水動力學研究綜述[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2013，32（01）：157-160+168.

[8]吳英卓，陳建，王智娟，周赤，江耀祖.高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置及應用[J].長江科學院院報，2015，32（02）：58-63.

[9]楊忠超，魏濤濤，黃秋杰.麻石船閘改擴建工程下引航道優(yōu)化布置數(shù)值模擬[J].水運工程，2018（05）：127-131+144.

[10]郭紅民，張淑梅，汪淼，汪慶元.三峽工程新增一線船閘對上游引航道通航水流條件的影響[J].水電能源科學，2017，35（05）：128-130+135.

[11]周作茂，陳野鷹，楊忠超.雙線船閘引航道水力特性數(shù)值模擬[J].水利水運工程學報，2013（04）：67-72.

[12]陳輝，劉志雄，江耀祖.引航道通航水流條件數(shù)值模擬[J].水利水運工程學報，2012（04）：13-18.

[13]涂偉成，劉松，張明雷.船閘大體積混凝土溫度及裂縫控制技術(shù)[J].水運工程，2015（06）：197-202.

[14]李華，田倩，張永勝.船閘施工期混凝土開裂風險分析[J].水運工程，2016（07）：147-153+157.

[15]范洪浩，鄧春林，余春輝，鄭星偉，張琴飛.小溪灘船閘混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)[J].水運工程，2017（02）：110-114.

[16]唐蔚東，楊明波，涂偉成.富春江船閘擴建改造工程圍堰施工技術(shù)[J].水運工程，2015（08）：66-70

[17]陳悅，陳超美，劉則淵，胡志剛，王賢文.CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J].科學學研究，2015，33（02）：242-253.

[18]齊俊麟.三峽升船機建設運行及三峽水運新通道建設研究[J].中國水運，2017（09）：6-7.

[19]張緒進，吳澎，王召兵，馬希欽.三峽新通道研究進展及主要技術(shù)問題[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2016，35（S1）：33-40.

[20]陶書東，李樹海，劉成鑫，劉曉光.大型船閘金屬結(jié)構(gòu)BIM技術(shù)的應用[J].水運工程，2018（01）：123-128.

[21]王學鋒，吳鵬程，趙淵，黃天榮.基于BIM+理論的船閘工程建設新模式[J].水運工程，2015（12）：123-127.