基于文獻計量的國內物聯網研究現狀分析

孫瑞英 王 旭

（黑龍江大學信息管理學院，黑龍江哈爾濱150080）

基于文獻計量的國內物聯網研究現狀分析

孫瑞英 王 旭

（黑龍江大學信息管理學院，黑龍江哈爾濱150080）

通過文獻計量統計方法和CiteSpaceⅢ軟件對2005－2015年CNKI收錄的主題為“物聯網”的核心期刊論文進行了分析，繪制了可視化圖譜來揭示出國內物聯網研究的時間分布情況、高產作者分布情況、研究機構分布情況、核心期刊分布情況以及目前的研究熱點分布情況，并對今后的研究趨勢做出了簡要的總結。

物聯網；文獻計量學；CiteSpaceⅢ；可視化圖譜

2015年3月，李克強總理提出了“互聯網＋”行動計劃，其中重點論證了物聯網等與現代制造業結合的問題［1］。2015年9月，中國物聯網專家劉海濤也提出了“物聯網×”新理念，可見，發展物聯網符合國家的戰略要求［2］。為了更好地實施“互聯網＋”行動計劃，就必須了解國內物聯網的研究歷史、現狀，在此基礎上預測物聯網的發展趨勢，本文選用CNKI（中國知網）數據庫，利用CiteSpaceⅢ等軟件繪制物聯網主題詞文獻的科學知識圖譜，并對近十年國內有關物聯網的研究現狀進行了系統的梳理和分析，期望能為物聯網領域相關學者的研究提供一定的參考和借鑒。

1 研究方法

本文采用文獻計量方法對國內物聯網的研究現狀進行分析，借助文獻的各種特征，采用數學與統計學的方法來描述、評價和預測國內物聯網研究的現狀與發展趨勢［3］。并通過繪制科學知識圖譜來更加客觀、清晰地反映國內物聯網研究的熱點及演化趨勢等。

1.1 數據收集

1.2 可視化工具

本文使用CIteSpace3.8R5版本來進行可視化分析。CiteSpace是由美國德雷塞爾大學陳超美教授開發，該軟件在Java語言環境下運行［4］，被廣泛應用于文獻引文網絡分析。通過利用CiteSpace尋找國內物聯網研究的現狀、進展、前沿及其對應的知識基礎，試圖從科學文獻中識別并發現該領域的發展新趨勢和最新動態［5］。

1.3 統計工具

本文利用Excel軟件，對從CNKI數據庫檢索到的“主題＝物聯網”，時間段為2005－2015區間的各年度論文數量進行了統計分析，以呈現國內物聯網研究相關文獻發表數量隨時間的變化趨勢。然后基于文獻計量學的理論規律和分析方法，運用可視化圖譜軟件CiteSpaceⅢ，分別對相關文獻的高產作者、機構分布、期刊分布以及關鍵詞等進行分析。同時，本文應用IBM SPSS軟件來繪制期刊載文量圖譜。

2 國內物聯網研究的時空知識圖譜及其分析

物聯網作為我國的戰略性新興產業之一，它已經滲透到各行各業，隨著物聯網智能化水平的不斷提高，未來發展前景廣闊，學術界對物聯網的研究也必將呈現蓬勃發展之勢。

2.1 國內物聯網研究的時間分布

本文利用Excel軟件，對通過CNKI檢索到的時間區間在2005－2015年內的各年度論文數量進行了統計分析，試圖尋找國內物聯網研究發文數量隨時間的變化趨勢，如圖1所示。從發文數量的時間分布圖可以直觀地呈現出該研究領域在不同時間段學者們研究的冷熱程度。

圖1 國內物聯網研究文獻的年度分布圖

科學文獻增長的邏輯曲線如圖2所示，圖中橫坐標t代表時間，縱坐標F（t）代表t年文獻的累積量。文獻邏輯增長曲線大致劃分的4個階段：t1以前為緩慢發展階段；t1～t2時間段為快速發展階段；t2～t3時間段為減速發展階段；t3以后則為飽和發展階段。

圖2 文獻邏輯增長曲線的4個階段［6］

對比圖1和圖2可以看出：2005－2009年，各年度國內物聯網研究的發文數量為15篇，說明國內物聯網研究開始升溫但研究進展緩慢。2009－2015年，國內物聯網研究的發文數量呈現出一種爆炸性的激增態勢，從2009年發文15篇到2014年發文達到994篇，2015年截止到10月份發文數量就已經達到897篇（如圖1實線部分所示）但根據筆者的預測，2015全年發文數量將會超過994篇（2015年文獻的增長趨勢如圖1中虛線部分所示），通過對圖1和圖2進行綜合分析可知：當前我國物聯網研究正處于文獻邏輯增長曲線的第二階段即快速發展階段，此階段國內物聯網的研究成果豐富，并且可以預測未來幾年本領域的研究文獻的數量必然呈現逐年上升的趨勢。

2.2 國內物聯網研究高產作者知識圖譜

通過對發文作者分布趨勢的研究，可以確定該領域的高產作者和高影響力作者，經運行CiteSpaceⅢ軟件，在2005－2015年度，每年提取物聯網研究領域發表論文數量最多的20位作者，運行的結果可以發現高產作者。同時，為了確定高產作者的數量，本文嘗試用德里克?普賴斯所提出的計算公式（1）來加以實現［7］。

式（1）中M為論文篇數，Nmax為所統計的年限中最高產作者的論文數，把那些發表論文數在M篇以上的作者稱為高產作者。以第一作者作為操作對象，在統計的2005－2015年區間的4 500篇文獻中，發文量最多的作者是中國科學院計算技術研究所的崔莉，發文篇數為15，即Nmax取值為15，經計算求得M值為2.9篇。按照取整原則，取發文量在3篇以上的作者為高產作者。然而，經實踐分析得出，由于最高產作者的發文量（只取第一作者）偏低，如果取發文3篇以上的作者作為高產作者，那么本研究領域高產效果并不明顯。經尋徑網絡算法（由美國心理學家R.W.Schvaneveldt于1989年提出的用來分析數據相似性的一種模型）修剪處理后，用CiteSpaceⅢ軟件分析，生成的發文作者知識圖譜如圖3所示，圖3共有178個節點，102個鏈接，網絡密度為0.0065［8］。發文數越多的作者在可視化知識圖譜中顯示的節點面積越大，從圖譜中可知（包括第一作者和第二作者在內），崔莉、張申、譚章祿出現頻次最高，其次是張偉、丁恩杰、許金葉、李世國、柳平增等。從選取的4 500篇研究文獻來看，國內物聯網的研究整體上呈現出一種均衡性的特征：首先，國內物聯網研究遍布各個學科并受到各領域學者的重視；其次，從圖3中也可看出，單獨的節點比較多，節點之間連接較少，分布較離散，這說明我國物聯網研究領域的學者基本處于獨自研究的狀態，通常也就是由老師與所指導的學生組成的研究團體，目前我國關于物聯網的研究還沒有出現特別出色的領軍人物，研究的學術核心團體還未形成。

圖3 2005－2015年國內物聯網研究高產作者知識圖譜

研究機構是一項或者多項研究的專門性組織，在一定程度上可以理解為學術群體的代名詞［9］。對某一領域的核心機構進行挖掘并關注其動態，可以準確確定該領域研究的風向標，大大降低盲目開展科學研究的機率。采用CiteS－paceⅢ軟件，時間選擇為2005－2015年，時間分段單位（Slice Length）為1年，采用尋徑網絡算法，同時選擇網絡節點為機構（Institution），經過調試，得到物聯網研究機構的知識圖譜，圖譜共有77個節點，10個連線，如圖4所示。圖4的網絡密度為0.0034，說明我國從事物聯網研究的機構間的合作力度不大，研究機構比較分散，孤立的機構較多，只有個別幾個機構間進行過合作。

圖4 國內物聯網研究的機構知識圖譜

為了更加清晰的了解國內物聯網研究重要機構分布情況，運用IBM SPSS軟件統計國內75個研究機構（包括一級單位及二級單位）中發文量超過7篇的機構（由于篇幅有限，統計圖示結果未列出）。結合圖4可以看出，其中中國礦業大學信息與電氣工程學院、中國礦業大學物聯網（感知礦山）研究中心、中國礦業大學管理學院、中國礦業大學（北京）管理學院共發表論文56篇；其次中國科學院計算機研究所、中國科學院大學、中國科學院研究生院共發表論文51篇；接著南京郵電大學、南京郵電大學經濟與管理學院、南京郵電大學計算機學院共發表論文33篇；江南大學、江南大學商學院共發表論文32篇等等；通過以上的統計可知：中國礦業大學、中國科學院、南京郵電大學和江南大學4個單位是國內物聯網研究的主要陣地，這4個單位與其他機構相比有明顯的研究優勢。但是，發文7篇及7篇以上的所有機構的發文量僅占本研究領域總發表論文數量的8.78%，因此可以看出：國內物聯網研究整體上還是呈現高度離散狀態，缺乏特別突出的、真正的具有代表性的機構。

2.4 國內物聯網研究的期刊分布

通過對刊載國內物聯網研究論文的期刊進行分析，有助于我們快速鎖定刊載國內物聯網研究論文的核心期刊群，為研究人員快速查找文獻、發表其研究成果提供重要的情報源。本文利用IBM SPSS軟件對中國知網的4 500篇相關文獻進行了統計分析，繪制了刊載國內物聯網研究論文的重要期刊分布圖（如圖5所示）并且把發文數量排在前十位的期刊名稱列舉出（如表1所示）。

圖5 國內物聯網研究期刊載文量

表1 核心區排在前十位的期刊名稱

通過分析表1和圖5發現：國內刊載物聯網研究論文的期刊主要集中在計算機科學技術、電子信息工程技術、管理科學與工程等領域，這3個領域的25種期刊總刊載相關論文數量為1 793篇，占所統計相關論文總量的39.84%。

此外，根據定量描述文獻集中與離散分布的布拉德福定律，采用區域分析法，應用布拉德福的等級排列方式，將期刊按照載文量的從多到少順序依次排序，然后使每一區載文量相等（即恰好使每區域的載文量等于全部期刊發文總數的1/3），將這些期刊劃分為3個區，即核心區（所涉及的文章來自數量不多但效率最高的n1種期刊）、相關區（所涉及的文章來自數量較大、效率中等的n2種期刊）、外圍區（所涉及的文章來自數量最大而效率很低的n3種期刊），并且3個區中的期刊數量呈下列關系［10］：

式（2）中：a為布拉德福常數。經計算得到常數a值大約為5.08。

這樣確定的核心區有23種期刊，相關區有117種期刊，外圍區有603種期刊（見表2）。從表2可以看出，核心區23種期刊發文1 526篇，占論文總數的33.91%；相關區117種期刊發文1 500篇，占論文總數的33.33%；外圍區603種期刊發文1 474篇，占論文總數的32.76%，因此，總體上看，國內有關物聯網研究文獻的期刊分布基本符合布拉德福定律，呈現一種相對集中卻又高度分散的特征。

從表1看出，黃土高原各生態區植被覆蓋度多年平均變化最小的是祁連山森林與高寒草甸草原生態區(Ⅲ-1)，最大的是黃土高原農業與草原生態區(Ⅰ -12)。從圖4看出， Ⅰ-12的植被覆蓋變化幅度最大，2001-2007年為第1階段緩慢上升，且變浮不大，在2007-2011年上升幅度較前一階段有所加大，而2011-2013年植被覆蓋上升到最大值0.595，2013-2014年開始下降； Ⅲ-1的植被覆蓋則一直較平穩，從2001年到2007年緩慢上升，2007年到2011年出現波動，有增有減。2011-2014年則幾乎持平，變化不大。

2.5 國內物聯網研究的關鍵詞分析

詞頻分析法是文獻計量方法中的一種，通過統計某一研究領域文獻中關鍵詞出現的頻次來確定該領域研究的熱點和發展動向［11］。學術論文的關鍵詞是作者學術觀點的凝練，它表征論文的學術思想內容，是文獻計量研究的重要指標［12］。

表2 依據布拉德福定律確定的3個區域

本文利用CiteSpaceⅢ軟件，在2005－2015年的時間跨度內，每1年作為時間區，網絡節點選擇關鍵詞（Keyword），生成關鍵詞共現網絡結構組合。然后，選擇聚類可視化，經調試得到關鍵詞知識圖譜，如圖6所示。利用CiteSpaceⅢ軟件，通過設定適當的閾值可得到國內物聯網研究關鍵詞時序知識圖譜，如圖7所示，其下方年代對應節點年代環，在修枝后僅顯示部分熱點關鍵詞［13］。

圖6 國內物聯網研究關鍵詞知識圖譜

從圖7時序知識圖譜中可以看出，2005－2009年區間，國內物聯網研究還是比較緩慢的。2009年，IBM公司的錢大群提出了“智慧地球”這一戰略并受到廣泛關注，特別是2009年溫家寶總理視察無錫微納傳感網工程技術研發中心并發表重要講話之后，“物聯網”概念在國內迅速升溫，有關物聯網方面的研究開始呈現爆發式增長勢態［14］。2011年12月，《物聯網“十二五”發展規劃》正式印發，其中明確了要重點發展的領域，如智能電網、智能家居、智能農業、智能物流等等。2011年以后，相繼出現了諸如云計算、信息技術、大數據、“互聯網＋”等這些熱門高頻關鍵詞。云計算與大數據都是基于互聯網發展到一定階段的產物，都是依托信息通信技術的創新而發展；云計算是物聯網的核心技術，推動著物聯網發展，云計算是物聯網存在的核心環節；大數據則是由物聯網的擴展領域而逐漸形成的海量數據，大數據依托于云計算的分布式數據處理、整合，以挖掘其潛在的價值，“互聯網＋”其實就是互聯網的進化和擴張，2015年經國家的支持和倡導，“互聯網＋”在中國迅速升溫并發展為新互聯網概念。

圖7 國內物聯網研究關鍵詞時序知識圖譜

3 總 結

筆者以近十年（2005－2015年）CNKI中有關物聯網研究的論文為研究對象，從文獻計量學的角度，利用知識圖譜工具剖析了國內物聯網的研究現狀，著重分析了文獻發表時間、高產作者、研究機構、期刊分布、關鍵詞等方面的內容，經歸納總結，得出以下幾個方面的結論。

（1）從國內物聯網研究的時間分布即發文數量來看，2009年之后有關物聯網研究發文數量呈爆炸式增長，說明近年來物聯網研究非常熱門，研究成果豐富。物聯網作為我國的戰略性新興產業之一，它面向實體世界，以智能化為核心，滲透到各行各業，解決了我們現實實體世界中的問題，未來發展前景廣闊，必將呈現蓬勃發展之勢。2009－2015年，我國物聯網研究迅速升溫，目前，我國物聯網研究百花齊放，預計未來幾年，我國物聯網領域研究熱度將呈井噴狀態。

（2）從國內物聯網研究發文作者來看，物聯網的研究呈現出一種過于均衡性的特征：一方面，國內物聯網研究遍布各個學科并受到各領域學者的重視；另一方面，我國物聯網研究領域的學者不注重合作研究，目前還處于單打獨斗的研究的狀態，因此還沒有涌現出領軍人物和核心研究團體，因此，物聯網研究領域學者的持續研究能力有待提高，本研究領域迫切希望能夠涌現出領軍人物和核心研究團體來制定大科學時代的研究戰略，組織本領域的協作研究，積極帶領廣大研究者開拓更廣泛的研究領域和做出更專深的探索。

（3）從國內物聯網研究機構分布來看，我國物聯網研究的機構眾多，百花齊放、勢均力敵。但相關研究團體分散，不同機構各自為陣，相互之間合作較少，整體上研究還是呈現高度離散狀態。由于研究機構過于分散，勢必造成重復研究現象。雖然中國礦業大學、中國科學院、南京郵電大學、江南大學等研究成果豐碩、實力雄厚，但這幾個機構之間重復研究問題同樣存在，由于我國物聯網研究是一種以創新為基本特征的研究活動，而達到此目的的關鍵就是科研選題，因此，相關研究機構要注意選好研究課題，避免不同機構之間的課題重復研究問題，避免因課題重復而浪費有限的時間、精力和科研經費。

（4）從國內物聯網研究的期刊分布來看，基本符合布拉德福定律，呈現一種相對集中卻又高度分散的特征。其中，《物流技術》、《電視技術》、《電子技術應用》、《計算機科學》、《電信科學》等23種核心期刊，可以作為研究人員快速查找文獻、發表文章的重要參考對象。國內物聯網研究的期刊分布相對集中卻又高度分散的特征揭示了“關鍵的少數核心期刊和次要的多數期刊”分布情況，可以幫助研究者把重要的期刊挑選出來，科研工作者在有限的時間和精力范圍內，使得研究者可以集中精力，抓住重點，又能兼顧一般，能夠花費最少的時間、精力、財力來實現最大的研究效益［15］。

（5）在關鍵詞網絡圖譜中，中心性值高的關鍵詞起著重要作用，中心性值越大，引導和控制作用越強，這一關鍵詞被關注程度越高［16］。從國內物聯網研究的熱點即關鍵詞分析來看，總體上關鍵詞共現知識圖譜仍然松散、密度不高，這說明國內物聯網研究的主要研究領域和熱點問題不夠清晰，這是由于目前物聯網廣泛應用在各個行業和領域中，包括智能電網、智能家居、智能農業、信息產業、智慧地球、智慧城市等，因此對物聯網研究研究的文獻的主題必然分散。但從目前的發展趨勢來看，大數據、云計算、“互聯網＋”等這些研究熱點之間緊密聯系，必將推動著國內物聯網的不斷發展，物聯網作為信息產業的第三次浪潮、工業4.0的核心支撐，因此，未來幾年關于大數據、云計算、“互聯網＋”和物聯網之間相交叉的研究領域必然會成為研究熱點，國內物聯網研究的主要研究領域和熱點問題將逐漸明晰。

［1］馬睿．深化電力信息通信系統一體化管理模式［J］．中國電力企業管理，2015，（13）：72－73．

［2］劉海濤．物聯網與感知中國夢［N］．科技日報，2015－09－23，（12）．

［3］邱均平，段宇鋒，陳敬全，等．我國文獻計量學發展的回顧與展望［J］．科學學究，2003，（2）：143－148．

［4］Chen C．CiteSpaceⅡ：Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature［J］．Journal of the American Society for information Science and Technology，2006，57（3）：359－377．

［5］樊一陽，許京京．基于CiteSpace文獻計量法的石墨烯研究文獻可視化圖譜分析［J］．現情報，2015，（8）：81－91，99．

［6］邱均平．信息計量學［M］．武漢：武漢大學出版社，2007： 52．

［7］寧寶英，宋敏紅，申巧南，等．1982－2011年《高原氣象》論文發表趨勢——基于文獻計量分析結果［J］．高原氣象，2012，（1）：285－293．

［8］陳悅，陳超美，胡志剛，等．引文空間分析原理與應用：CiteSpace實用指南［M］．北京：科學出版社，2014：69．

［9］肖明，孔成果．大數據：何去何從——基于文獻計量學的視角［J］．圖書館學刊，2014，（11）：110－117．

［10］邱均平．信息計量學［M］．武漢：武漢大學出版社，2007：105．

［11］許智．圖書情報學知識服務的知識圖譜分析［J］．現代情報，2013，（2）：166－170．

［12］謝彩霞，梁立明，王文輝．我國納米科技論文關鍵詞共現分析［J］．情報雜志，2005，（3）：69－73．

［13］張子石，吳濤，金義富．基于CiteSpace的網絡學習知識圖譜分析［J］．中國電化教育，2015，（8）：77－84．

［14］蘇美文．物聯網產業發展的理論分析與對策研究［D］．長春：吉林大學，2015．

［15］嚴英琪，孫瑞英．我國信息生態論文出版者的ABC分類的數學計量研究［J］．情報科學，2015，（7）：75－80．

［16］伍新木，任俊霖，孫博文，等．基于文獻分析工具的國內水資源管理研究論文的可視化綜述［J］．長江流域資源與環境，2015，（3）：489－497．

（本文責任編輯：孫國雷）

Analysis on the Status of the Internet of Things in China Based on the Bibliometrics Statistical Methods

Sun Ruiying Wang Xu
（College of Information Management，Heilongjiang University，Harbin 150080，China）

Applying bibliometric statistical methods and CiteSpaceⅢsoftware，the paper analyzed the articles which subject matter for the internet of things on Chinese core journals are indexed by China National Knowledge Infrastructure（CNKI）from 2005 to 2015，and in order to provide readers a better understanding about the research status of domestic internet of things，this paper drew visualization maps and reveals the time distribution，authors distribution of high yield，research organization distribution，core journals distribution and current research focuses，on this basis，a brief summary of the research trends in the future was made．

the internet of things；bibliometrics；CiteSpaceⅢ；visualization map

10．3969/j．issn．1008－0821．2016．01．027

G250.252

A

1008－0821（2016）01－0153－07

用的數據全部來自于CNKI（中國知網）數據庫，在中國學術期刊

總庫中進行檢索，采用高級檢索方式，確定檢索式為：“主題＝物聯網”（精確匹配），時間為2005－2015年，數據庫來源選擇為：SCI來源期刊、EI來源期刊、北大核心期刊及CSSCI來源期刊，檢索共得到4 558條結果。經去重、辨別、整理共得到4 500條數據。

2015－11－09

國家社會科學基金項目“泛信息環境下信息異化及和諧信息生態環境構建研究”（項目編號：12BTQ057）系列成果之一；黑龍江省的博士后科研啟動金資助項目“信息生態系統失衡與和諧發展的演替研究”（項目編號：LBH－Q12025）系列成果之一。

孫瑞英（1968－），女，教授，博士后，博士生導師，研究方向：競爭情報、知識管理，發表論文80余篇。