王大龍 WANG Da-long

（國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，滄州 062350）

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，鐵路作為國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，科技水平得到較大的提升。2018年，國務(wù)院印發(fā)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，指出要優(yōu)化運輸結(jié)構(gòu)，發(fā)展提升鐵路貨運[1]。因此，重載列車是交通運輸?shù)闹匾l(fā)展方向。本研究旨在以文獻(xiàn)計量學(xué)方法，通過繪制科學(xué)知識圖譜的方式系統(tǒng)、整體地分析我國重載列車技術(shù)的研究熱點、研究現(xiàn)狀和未來趨勢，以期為國內(nèi)重載列車技術(shù)的研究發(fā)展方向提供一定的參考。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫平臺作為文獻(xiàn)來源，檢索條件為（主題=重載列車OR題名=重載列車），檢索時間為2002年至今，人工剔除會議通知、學(xué)位論文、字段缺失等文獻(xiàn)，以Refworks格式導(dǎo)出，最終共納入865篇文獻(xiàn)（圖1）。

1.2 分析方法

本文采用美國德雷塞爾大學(xué)（Drexel University）陳超美博士開發(fā)的一款可視化科學(xué)知識圖譜繪制軟件CiteSpace.5.8.R2進(jìn)行分析。設(shè)定時間跨度為2002-2022年，以1年為一個時間切片（Time Slicing），演算時每個時間切片內(nèi)的對象數(shù)量N值設(shè)定為50，對作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞等進(jìn)行提取并分析，讀取知識可視化圖譜。

2 結(jié)果

2.1 研究現(xiàn)狀

一定時期內(nèi)的發(fā)文數(shù)量可以反映該領(lǐng)域研究的發(fā)展趨勢，如圖2所示，從2002年以來，重載列車領(lǐng)域的相關(guān)文章數(shù)量在整體上呈上升趨勢。2014年發(fā)文量最多，為66篇，2003年，2006年，2010，2012年的發(fā)文量相較于前一年有所減少，但基本保持著穩(wěn)定增長的趨勢。根據(jù)Excel的線性預(yù)測，在重載列車技術(shù)領(lǐng)域的研究與時間趨勢成正相關(guān)，R2=0.7439，R2的取值范圍為0到1，預(yù)計國內(nèi)重載列車技術(shù)的相關(guān)研究將繼續(xù)增加。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入CiteSpace軟件后，選中“Author”作為節(jié)點，手動調(diào)整后，生成作者合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜，見圖3。圖中的每個節(jié)點代表一個作者，節(jié)點之間的連線說明了作者的合作關(guān)系，代表兩位或兩位以上作者合著同一篇文章，圖中的字體越大說明發(fā)文越多，連線越多說明合作越強(qiáng)。共有553位學(xué)者參與了重載列車技術(shù)的研究，表1列出了在該領(lǐng)域發(fā)文量大于8篇的作者及作者所在的機(jī)構(gòu)，其中大連交通大學(xué)的魏偉參與發(fā)表了31篇相關(guān)的研究論文，排名第一，并與胡楊、張軍等人組成了一個合作團(tuán)體。

表1 重載列車技術(shù)研究領(lǐng)域中發(fā)文數(shù)大于8篇的作者

2.2 研究熱點

關(guān)鍵詞凝練了文章的核心內(nèi)容，通過對文章關(guān)鍵詞的提取，可以總結(jié)、分析特定領(lǐng)域中的研究主題，探索研究熱點。在本研究中，采用最小生成樹算法（Minimum Spanning Tree，MST）對關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行剪裁，從而降低網(wǎng)絡(luò)的密度，提高圖譜可讀性，并將同義關(guān)鍵詞進(jìn)行合并。如圖4所示，作為研究主題，關(guān)鍵詞重載列車出現(xiàn)的頻率最高，表2列出了出現(xiàn)頻率排名前10的關(guān)鍵詞，有重載運輸、大秦線、萬噸列車等。其中具有較高中介中心性的關(guān)鍵詞代表了它在網(wǎng)絡(luò)中的橋梁作用，連接了不同的專業(yè)領(lǐng)域[2]。

表2 重載列車技術(shù)研究領(lǐng)域中出現(xiàn)頻率最高的10個關(guān)鍵詞

2.3 研究前沿

關(guān)鍵詞的突變檢測可探測出特定學(xué)科內(nèi)研究領(lǐng)域興趣的驟增程度，表3為突變強(qiáng)度最大的10個關(guān)鍵詞，分別是大秦線、動力響應(yīng)等。動力響應(yīng)、縱向沖動、現(xiàn)場試驗、自動駕駛的突變持續(xù)至今，說明近年來重載列車技術(shù)中的這幾個領(lǐng)域是研究的前沿。

表3 重載列車技術(shù)研究領(lǐng)域中突變強(qiáng)度最大的10個關(guān)鍵詞

3 討論

3.1 重載列車技術(shù)研究的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)年發(fā)文量的分布，可以將我國重載列車技術(shù)研究的發(fā)展分為兩個階段：第一階段（2002年至2014年），第二階段（2015年至今）。自2004年《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》實施以來，我國鐵路發(fā)展取得了顯著成效的成效[3]。第一階段的發(fā)文量穩(wěn)步增長，相關(guān)領(lǐng)域的熱度持續(xù)增加，在2014年達(dá)到頂峰。從2015年開始，研究論文的數(shù)量略有下降，但總體來看，該領(lǐng)域的研究將會繼續(xù)保持著遞增趨勢。

從作者和機(jī)構(gòu)的分布情況來看，重載列車技術(shù)文獻(xiàn)的大部分高產(chǎn)機(jī)構(gòu)是交通大學(xué)和有限公司。同一個研究團(tuán)隊內(nèi)部的合作較為緊密，但不同團(tuán)隊之間缺乏合作。機(jī)構(gòu)之間形成的合作網(wǎng)絡(luò)較為局限，缺少跨院校的合作交流，不利于機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)資源引進(jìn)。

3.2 研究熱點與趨勢

865 篇文獻(xiàn)中，頻繁出現(xiàn)的關(guān)鍵詞除了重載列車、重載運輸，還有大秦線、縱向動力學(xué)。開行重載列車是提高大秦線的運能重要方式之一，但重載列車存在著貨物重量大、列車的編組多、列車速度快、制動力大等一系列問題[4]。眾多的學(xué)者對重載列車的縱向動力學(xué)進(jìn)行了深入研究。馬大煒分析了影響列車運行過程中的各種影響縱向力的主要因素，并提出了計算列車最大縱向力的簡化計算方法[5]。趙旭寶建立了列車空氣制動與縱向動力學(xué)聯(lián)合仿真系統(tǒng)，根據(jù)緩沖器的運動機(jī)理，分析了阻抗特性變化對重載萬噸列車縱向沖動的影響規(guī)律[6]。目前國內(nèi)關(guān)于縱向列車縱向動力學(xué)的研究主要集中于理論模型計算、動力學(xué)分析等方面。為了確保列車的安全運行，還需要開展更多對該領(lǐng)域的深入研究。

當(dāng)前我國重載列車大多采用摩擦式車鉤連接，在2萬噸重載列車所承受的縱向沖動作用下，摩擦式車鉤容易發(fā)生橫向失穩(wěn)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響重載列車的安全運行[7]。因此，作為一項研究熱點，有學(xué)者對重載列車的車鉤力進(jìn)行了研究，分析了影響車鉤力的因素和特性[8，9]。

近年來，旨在提升運量、節(jié)約成本、降低司機(jī)工作強(qiáng)度的重載列車自動駕駛控制技術(shù)研究引起了較多的關(guān)注。我國部分學(xué)者對自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)[10]、自動駕駛縱向動力學(xué)仿真技術(shù)進(jìn)行了研究[11]。隨著自動駕駛試驗的完善和相關(guān)研究的深入，重在運輸中司機(jī)控車難度大、工作強(qiáng)度高的問題有望解決。

除了自動駕駛控制技術(shù)，動力響應(yīng)也是重載列車技術(shù)研究的前沿方向之一。由于在實際中運營時間的不斷積累和維護(hù)工作不到位等原因，會導(dǎo)致動力響應(yīng)過大[12]。丁祖德基于數(shù)值模擬方法，研究了基巖軟化和基底脫空條件下隧道結(jié)構(gòu)的動力特性[13]，李自強(qiáng)對隧道結(jié)構(gòu)動力特征、荷載解析解、結(jié)構(gòu)計算模型、疲勞損傷預(yù)測方法進(jìn)行了研究[14]，為揭示重載作用下隧道底部結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特性提供了重要的依據(jù)。

4 結(jié)論

本文利用CiteSpace可視化工具，對CNKI數(shù)據(jù)庫中重載列車技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究論文進(jìn)行分析，探索了2002年以來重載列車技術(shù)研究領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)?；谏傻目茖W(xué)知識圖譜，可以較客觀地認(rèn)為，重載列車技術(shù)的研究發(fā)展在得到了大幅度提升，具體表現(xiàn)在年發(fā)文量的增多，作者和機(jī)構(gòu)之間的合作在一定程度上開展，但仍然還在不斷探索中，且存在著諸多挑戰(zhàn)。需要國家政策的支持，加強(qiáng)重載運輸?shù)慕M織管理，組織科研力量，完善重載列車的配套技術(shù)。