室內智能化設計研究進展
——基于CiteSpace的可視化分析

尚 磊 胡依依 洪宗禹 甘 偉

1 研究背景

室內空間的智能化設計是當今室內設計中的重要方向之一。基于家居空間或辦公空間的智能化設計，是在建筑平臺基礎上，對建筑設備、網絡通信和家用電器設備進行自動化設計，以實現高效、便捷、安全的室內空間，提升環境質量。隨著現代信息技術的快速發展和《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》的正式頒布，室內空間的智能化系統研究的應用發展已經呈現出新的發展趨勢[1]。

因此，了解國內近10年（2010年—2020年）智能化設計的研究動態對指導國內智能家居系統的建設與完善具有重要意義。然而，對于國內近幾十年來室內空間的智能化設計相關研究，缺乏系統性的整理與歸納。本文運用CiteSpace軟件，結合文獻分析法，對該領域的相關期刊進行了量化分析，梳理該領域的發展脈絡、研究熱點及未來趨勢，以期為后續室內空間智能化設計提供有益參考。

2 數據與方法

隨著數字信息化時代的推進，學科理論發展與領域演進的研究，開始借助知識圖譜統計文獻數據，實現知識可視化。與其他軟件產品相比，CiteSpace涵蓋了聚類分析、多維度數據分析等多種分析方法，并且側重于自動探測和跟蹤分析前沿科學技術的演變發展趨勢、以及其內部聯系[2]。本文以室內空間的智能化設計相關文獻數據為研究對象，利用CiteSpace Ⅴ軟件，進行數據挖掘和計量分析，探索領域研究熱點演變與前沿進展。

為確保數據的完整性和準確性，本文以近10年CNKI中國學術期刊網絡出版總庫的文獻為數據源，以“智能”與“室內設計”為檢索主題詞，共檢索得到文獻361篇。對檢索結果的全部文獻資料進行了年度分布統計分析（圖1）和學科分類分析（表1），從而獲取室內空間智能化研究領域的初步認知。

圖1 室內空間智能化研究文獻出版年度分布統計圖

表1 室內空間智能化研究文獻的學科分類

在觀察期內（2010年—2020年），國內室內空間智能化研究相關文獻整體呈現穩步增長趨勢，表明該期間消費者對于智能化需求的變化引起了學界的廣泛關注，智能化研究熱度持續攀升。在2013年—2014年間室內空間的智能化研究文獻發表數量出現輕微下降，說明該領域內的研究開始進入發展瓶頸階段，增速減緩。2015年后，文獻數量再次呈增長趨勢，整體研究情況得到復蘇，二度成為學界的熱點。從發表文獻的學科分類統計數據來看，目前室內空間的智能化研究主要集中于建筑科學與工程（40.7%）、自動化技術（31.0%）等領域，在經濟和社會維度上的研究尚未充分展開，但整體上已然成為多學科共同關注的研究主題。

3 研究主題演化路徑

研究主題時序性演化反映了熱點動態、研究視角、研究方法的動態變化，而關鍵詞作為文獻研究主旨的核心載體，在一定程度上表達了研究內容的內部聯系[3]。因此，本文利用關鍵詞共現圖譜，分析室內空間智能化設計的主要研究方向與熱點領域，并對該研究領域的主體結構發展變化做出合理推斷[2]。根據圖2最終導出的圖譜包含關鍵詞節點303個，連線366條，密度為0.008。

圖2 研究主題演化路徑分析操作流程框圖

3.1 研究主題辨識

關鍵詞可以反映研究的中心內容，其出現頻率高低反映了特定的研究熱點[4]。本文利用CiteSpace軟件繪制了高頻關鍵詞的共現知識圖譜（圖3），同時根據中心度進行了篩選（表2），從而辨析出室內空間智能化設計在各個時期的研究主題。

圖3 室內空間智能化設計關鍵詞共現網絡圖譜

表2 室內空間智能化設計關鍵詞共現網絡的關鍵詞中心度列表

2010年—2012年間，室內空間的智能化研究進入初步發展階段。此階段研究主題開始大量引入“智能家居”的概念，從“室內空間設計”“室內裝飾”“人工智能”等研究領域中演化出智能家居研究的基礎概念。“室內設計”“智能化”“LED”三個關鍵詞表現出較高的中心度，是核心節點。“智能家居”關鍵詞四周出現各個時期的共現網絡，說明“智能家居”作為該領域的研究熱點存在跨越了較長的時間段。“人工智能”“以人為本”等關鍵詞代表著基礎性概念和理論，是對“智能家居”概念的推介，智能家居作為該領域的新課題，與室內設計具有同等重要的戰略意義。

智能家居在2013年—2017年間迅速發展，進入了繁榮時期，由此形成了大批多元化研究主題和復合發散性的研究網絡。通過對共現詞網絡的分析，可以發現該時期衍生出較多關鍵詞，而這些關鍵詞出現了相對均衡的中心度[5]。從關鍵詞中心度列表來看，這個時期的研究主題主要集中在“LED”“WiFi”“GSM”等技術領域。其中針對LED的研究呈現較高的中心度，成為該時期的研究熱點主題。

2018年—2020年間作為室內空間的智能化研究的轉折點，整體研究領域進入了短暫的停滯階段，開始了長達兩年的醞釀期。共現詞圖譜中沒有顯示出具有較強中心度的關鍵詞，整體研究熱點仍然延續上一時期的的方向。

3.2 研究主題的演化路徑

基于關鍵詞共現網絡與關鍵詞中心度的分析，本文利用CiteSpace繪制了高頻關鍵詞共現聚類時序圖（圖4），以進一步探索室內空間智能化研究的主題演化路徑。圖譜中節點大小代表對應年份關鍵詞出現頻率，平行軸線代表聚類，連接節點的弧線代表關鍵詞間存在的共現關系。除了“室內設計”“智能化”等反映研究對象的主題詞外，其余關鍵詞都清楚地顯示出歷年的熱點研究方法與方向。在文獻梳理的基礎上，本文將其概括為2條主要的演化路徑：

圖4 室內空間智能化設計高頻關鍵詞共現聚類時序圖

（1）“智能控制”研究路徑

在智能控制研究板塊中，研究主題逐漸對智能化系統設計基礎理論和概念進行延申、拓展。結合聚類時序圖分析，發現“智能控制”初期研究主要集中于單片機、傳感器等基礎技術上，打造該領域的研究技術基礎。隨著研究逐步深入，研究主題細化為數據采集、Pwm、Zigbee網絡等分支，引領智能控制向更加高精尖技術轉移，推動智能控制的研究成果的實踐與應用。

（2）“智能家居設計”研究路徑

該路徑清晰描畫了智能家居研究的演化過程。從具有宏觀、共性特征的智能家居系統研究探索出發，逐漸演變為家居智能系統的研究、一體化設計、虛擬現實技術、APP發開等。在研究主題發展的過程中，逐漸引入互聯網思維，從理論維度深化智能家居設計研究成果，探索新的演化趨勢，推動室內空間智能化設計延伸至新的發展領域中。

4 研究前沿辨識

學科研究的最新演化動態能夠通過研究前沿的識別與追蹤提取，識別研究領域的問題，追蹤其探索路徑，預測發展方向[6]。通常使用研究內容的關鍵詞出現頻次分析研究前沿。然而，相對于傳統使用的高頻主題詞分析法，采用關鍵詞共現網絡突現詞分析，更適合探究新興趨勢和突然變化[7]。因此，分析突現詞時，可利用突現詞探測算法，考察關鍵詞詞頻時間分布，探測出頻次變化率高的主題詞。具體研究步驟參看圖5。

圖5 室內空間智能化設計關鍵詞共現網絡突現詞流程圖

通過圖6突現詞信息表分析可知，室內空間的智能化研究前沿可顯著劃分為3個階段：

圖6 室內空間智能化設計關鍵詞共現網絡突現詞信息表

①2 010 年—2 012 年期間，室內空間的智能化研究處于研究初期，產生了部分“家居設計”“信息化”等帶有智能家居研究傾向的突現詞，說明了智能家居逐漸發展為學術研究的熱點，形成多元性的研究中心。

②2013年—2017年期間，突現詞的數量迅速增多，且出現“室內裝飾”“室內定位”等突現度較高的詞。該結果表明智能化設計開始沿著研究主題網絡，衍生了不同的研究分支。通過突現詞列表所示，可以發現該時期的研究前沿主題集中在“變頻多聯機”“室內設計參數”等領域上。室內空間的智能化設計從籠統宏觀的研究，一步步走向微觀具體的發展路徑。

③2018年—2020年期間，室內空間的智能化研究出現了新的前沿趨勢，出現了基于信息技術發展下的“物聯網”“適應性研究”“智能化”等新興概念和技術手段，進一步推動智能化設計順應時代發展，走向新的發展階段。

5 結論與建議

本文利用CiteSpace文獻計量軟件對近10年來中國知網關于室內空間的智能化研究的文獻數據進行了可視化分析。從繪制室內空間的智能化研究關鍵詞共現網絡圖譜當中，獲取研究演進的關鍵節點，從而辨析出3個主要的研究主題，同時識別出知識理論網絡的發展[8]。通過進一步分析高頻關鍵詞共現聚類時序圖，識別出了各個時期的研究主題以及核心演變路徑，再利用關鍵詞共現網絡突現詞信息表，合理推斷當前國內室內空間的智能化研究前沿。

本文研究發現，目前室內空間的智能化研究呈現如下特點：

①經過幾十年的發展，我國智能化研究已逐漸形成為一個較完備的復雜網絡，其成果主要來自于研究基礎的關鍵節點文獻，以及拓展研究脈絡的共引文獻，這些研究成果的發現為后續智能家居系統技術的建立和理論的延續奠定了堅實的基礎。

②目前，智能化研究已從宏觀、共性研究層面轉向多元、特性研究方向，尤其重視對新興數字信息技術的應用與實踐，人工智能、虛擬現實等技術成為室內空間的智能化研究前沿[9]。

③室內空間的智能化研究把室內設計和智能化研究過程結合，智能家居系統的研究成為構建知識群落、研究演化路徑的關鍵核心，適應性設計、物聯網的應用成為研究熱點，但一定程度上忽視了社會維度與經濟維度的影響。

總體看來，缺乏對領域的在橫向上的拓展和縱向上的延伸是目前國內室內空間的智能化研究的短板，在多態化的探索及深入方面也略有不足。后續研究應該在加強基礎理論的實證檢驗和應用方面的基礎上，擴大延展范圍，開拓新型研究分支，促進國內室內空間的智能化研究建設成為具有廣泛性、系統性的研究脈絡和知識體系。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪，由CiteSpace依據條件生成。