室內(nèi)智能化設(shè)計(jì)研究進(jìn)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(nèi)空間的智能化設(shè)計(jì)是當(dāng)今室內(nèi)設(shè)計(jì)中的重要方向之一。基于家居空間或辦公空間的智能化設(shè)計(jì)，是在建筑平臺(tái)基礎(chǔ)上，對建筑設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信和家用電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)高效、便捷、安全的室內(nèi)空間，提升環(huán)境質(zhì)量。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展和《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》的正式頒布，室內(nèi)空間的智能化系統(tǒng)研究的應(yīng)用發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢[1]。

因此，了解國內(nèi)近10年（2010年—2020年）智能化設(shè)計(jì)的研究動(dòng)態(tài)對指導(dǎo)國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的建設(shè)與完善具有重要意義。然而，對于國內(nèi)近幾十年來室內(nèi)空間的智能化設(shè)計(jì)相關(guān)研究，缺乏系統(tǒng)性的整理與歸納。本文運(yùn)用CiteSpace軟件，結(jié)合文獻(xiàn)分析法，對該領(lǐng)域的相關(guān)期刊進(jìn)行了量化分析，梳理該領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)、研究熱點(diǎn)及未來趨勢，以期為后續(xù)室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)提供有益參考。

2 數(shù)據(jù)與方法

隨著數(shù)字信息化時(shí)代的推進(jìn)，學(xué)科理論發(fā)展與領(lǐng)域演進(jìn)的研究，開始借助知識(shí)圖譜統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)可視化。與其他軟件產(chǎn)品相比，CiteSpace涵蓋了聚類分析、多維度數(shù)據(jù)分析等多種分析方法，并且側(cè)重于自動(dòng)探測和跟蹤分析前沿科學(xué)技術(shù)的演變發(fā)展趨勢、以及其內(nèi)部聯(lián)系[2]。本文以室內(nèi)空間的智能化設(shè)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為研究對象，利用CiteSpace Ⅴ軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和計(jì)量分析，探索領(lǐng)域研究熱點(diǎn)演變與前沿進(jìn)展。

為確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，本文以近10年CNKI中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫的文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)源，以“智能”與“室內(nèi)設(shè)計(jì)”為檢索主題詞，共檢索得到文獻(xiàn)361篇。對檢索結(jié)果的全部文獻(xiàn)資料進(jìn)行了年度分布統(tǒng)計(jì)分析（圖1）和學(xué)科分類分析（表1），從而獲取室內(nèi)空間智能化研究領(lǐng)域的初步認(rèn)知。

圖1 室內(nèi)空間智能化研究文獻(xiàn)出版年度分布統(tǒng)計(jì)圖

表1 室內(nèi)空間智能化研究文獻(xiàn)的學(xué)科分類

在觀察期內(nèi)（2010年—2020年），國內(nèi)室內(nèi)空間智能化研究相關(guān)文獻(xiàn)整體呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢，表明該期間消費(fèi)者對于智能化需求的變化引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注，智能化研究熱度持續(xù)攀升。在2013年—2014年間室內(nèi)空間的智能化研究文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量出現(xiàn)輕微下降，說明該領(lǐng)域內(nèi)的研究開始進(jìn)入發(fā)展瓶頸階段，增速減緩。2015年后，文獻(xiàn)數(shù)量再次呈增長趨勢，整體研究情況得到復(fù)蘇，二度成為學(xué)界的熱點(diǎn)。從發(fā)表文獻(xiàn)的學(xué)科分類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，目前室內(nèi)空間的智能化研究主要集中于建筑科學(xué)與工程（40.7%）、自動(dòng)化技術(shù)（31.0%）等領(lǐng)域，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)維度上的研究尚未充分展開，但整體上已然成為多學(xué)科共同關(guān)注的研究主題。

3 研究主題演化路徑

研究主題時(shí)序性演化反映了熱點(diǎn)動(dòng)態(tài)、研究視角、研究方法的動(dòng)態(tài)變化，而關(guān)鍵詞作為文獻(xiàn)研究主旨的核心載體，在一定程度上表達(dá)了研究內(nèi)容的內(nèi)部聯(lián)系[3]。因此，本文利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，分析室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)的主要研究方向與熱點(diǎn)領(lǐng)域，并對該研究領(lǐng)域的主體結(jié)構(gòu)發(fā)展變化做出合理推斷[2]。根據(jù)圖2最終導(dǎo)出的圖譜包含關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)303個(gè)，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(shí)

關(guān)鍵詞可以反映研究的中心內(nèi)容，其出現(xiàn)頻率高低反映了特定的研究熱點(diǎn)[4]。本文利用CiteSpace軟件繪制了高頻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)知識(shí)圖譜（圖3），同時(shí)根據(jù)中心度進(jìn)行了篩選（表2），從而辨析出室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)在各個(gè)時(shí)期的研究主題。

圖3 室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

表2 室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵詞中心度列表

2010年—2012年間，室內(nèi)空間的智能化研究進(jìn)入初步發(fā)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(nèi)空間設(shè)計(jì)”“室內(nèi)裝飾”“人工智能”等研究領(lǐng)域中演化出智能家居研究的基礎(chǔ)概念。“室內(nèi)設(shè)計(jì)”“智能化”“LED”三個(gè)關(guān)鍵詞表現(xiàn)出較高的中心度，是核心節(jié)點(diǎn)。“智能家居”關(guān)鍵詞四周出現(xiàn)各個(gè)時(shí)期的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，說明“智能家居”作為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)存在跨越了較長的時(shí)間段。“人工智能”“以人為本”等關(guān)鍵詞代表著基礎(chǔ)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(lǐng)域的新課題，與室內(nèi)設(shè)計(jì)具有同等重要的戰(zhàn)略意義。

智能家居在2013年—2017年間迅速發(fā)展，進(jìn)入了繁榮時(shí)期，由此形成了大批多元化研究主題和復(fù)合發(fā)散性的研究網(wǎng)絡(luò)。通過對共現(xiàn)詞網(wǎng)絡(luò)的分析，可以發(fā)現(xiàn)該時(shí)期衍生出較多關(guān)鍵詞，而這些關(guān)鍵詞出現(xiàn)了相對均衡的中心度[5]。從關(guān)鍵詞中心度列表來看，這個(gè)時(shí)期的研究主題主要集中在“LED”“WiFi”“GSM”等技術(shù)領(lǐng)域。其中針對LED的研究呈現(xiàn)較高的中心度，成為該時(shí)期的研究熱點(diǎn)主題。

2018年—2020年間作為室內(nèi)空間的智能化研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，整體研究領(lǐng)域進(jìn)入了短暫的停滯階段，開始了長達(dá)兩年的醞釀期。共現(xiàn)詞圖譜中沒有顯示出具有較強(qiáng)中心度的關(guān)鍵詞，整體研究熱點(diǎn)仍然延續(xù)上一時(shí)期的的方向。

3.2 研究主題的演化路徑

基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與關(guān)鍵詞中心度的分析，本文利用CiteSpace繪制了高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類時(shí)序圖（圖4），以進(jìn)一步探索室內(nèi)空間智能化研究的主題演化路徑。圖譜中節(jié)點(diǎn)大小代表對應(yīng)年份關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率，平行軸線代表聚類，連接節(jié)點(diǎn)的弧線代表關(guān)鍵詞間存在的共現(xiàn)關(guān)系。除了“室內(nèi)設(shè)計(jì)”“智能化”等反映研究對象的主題詞外，其余關(guān)鍵詞都清楚地顯示出歷年的熱點(diǎn)研究方法與方向。在文獻(xiàn)梳理的基礎(chǔ)上，本文將其概括為2條主要的演化路徑：

圖4 室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類時(shí)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(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論和概念進(jìn)行延申、拓展。結(jié)合聚類時(shí)序圖分析，發(fā)現(xiàn)“智能控制”初期研究主要集中于單片機(jī)、傳感器等基礎(chǔ)技術(shù)上，打造該領(lǐng)域的研究技術(shù)基礎(chǔ)。隨著研究逐步深入，研究主題細(xì)化為數(shù)據(jù)采集、Pwm、Zigbee網(wǎng)絡(luò)等分支，引領(lǐng)智能控制向更加高精尖技術(shù)轉(zhuǎn)移，推動(dòng)智能控制的研究成果的實(shí)踐與應(yīng)用。

（2）“智能家居設(shè)計(jì)”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(tǒng)研究探索出發(fā)，逐漸演變?yōu)榧揖又悄芟到y(tǒng)的研究、一體化設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、APP發(fā)開等。在研究主題發(fā)展的過程中，逐漸引入互聯(lián)網(wǎng)思維，從理論維度深化智能家居設(shè)計(jì)研究成果，探索新的演化趨勢，推動(dòng)室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)延伸至新的發(fā)展領(lǐng)域中。

4 研究前沿辨識(shí)

學(xué)科研究的最新演化動(dòng)態(tài)能夠通過研究前沿的識(shí)別與追蹤提取，識(shí)別研究領(lǐng)域的問題，追蹤其探索路徑，預(yù)測發(fā)展方向[6]。通常使用研究內(nèi)容的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次分析研究前沿。然而，相對于傳統(tǒng)使用的高頻主題詞分析法，采用關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)突現(xiàn)詞分析，更適合探究新興趨勢和突然變化[7]。因此，分析突現(xiàn)詞時(shí)，可利用突現(xiàn)詞探測算法，考察關(guān)鍵詞詞頻時(shí)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(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)突現(xiàn)詞流程圖

通過圖6突現(xiàn)詞信息表分析可知，室內(nèi)空間的智能化研究前沿可顯著劃分為3個(gè)階段：

圖6 室內(nèi)空間智能化設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)突現(xiàn)詞信息表

①2 010 年—2 012 年期間，室內(nèi)空間的智能化研究處于研究初期，產(chǎn)生了部分“家居設(shè)計(jì)”“信息化”等帶有智能家居研究傾向的突現(xiàn)詞，說明了智能家居逐漸發(fā)展為學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，形成多元性的研究中心。

②2013年—2017年期間，突現(xiàn)詞的數(shù)量迅速增多，且出現(xiàn)“室內(nèi)裝飾”“室內(nèi)定位”等突現(xiàn)度較高的詞。該結(jié)果表明智能化設(shè)計(jì)開始沿著研究主題網(wǎng)絡(luò)，衍生了不同的研究分支。通過突現(xiàn)詞列表所示，可以發(fā)現(xiàn)該時(shí)期的研究前沿主題集中在“變頻多聯(lián)機(jī)”“室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)”等領(lǐng)域上。室內(nèi)空間的智能化設(shè)計(jì)從籠統(tǒng)宏觀的研究，一步步走向微觀具體的發(fā)展路徑。

③2018年—2020年期間，室內(nèi)空間的智能化研究出現(xiàn)了新的前沿趨勢，出現(xiàn)了基于信息技術(shù)發(fā)展下的“物聯(lián)網(wǎng)”“適應(yīng)性研究”“智能化”等新興概念和技術(shù)手段，進(jìn)一步推動(dòng)智能化設(shè)計(jì)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，走向新的發(fā)展階段。

5 結(jié)論與建議

本文利用CiteSpace文獻(xiàn)計(jì)量軟件對近10年來中國知網(wǎng)關(guān)于室內(nèi)空間的智能化研究的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了可視化分析。從繪制室內(nèi)空間的智能化研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜當(dāng)中，獲取研究演進(jìn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，從而辨析出3個(gè)主要的研究主題，同時(shí)識(shí)別出知識(shí)理論網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展[8]。通過進(jìn)一步分析高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類時(shí)序圖，識(shí)別出了各個(gè)時(shí)期的研究主題以及核心演變路徑，再利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)突現(xiàn)詞信息表，合理推斷當(dāng)前國內(nèi)室內(nèi)空間的智能化研究前沿。

本文研究發(fā)現(xiàn)，目前室內(nèi)空間的智能化研究呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

①經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國智能化研究已逐漸形成為一個(gè)較完備的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其成果主要來自于研究基礎(chǔ)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)文獻(xiàn)，以及拓展研究脈絡(luò)的共引文獻(xiàn)，這些研究成果的發(fā)現(xiàn)為后續(xù)智能家居系統(tǒng)技術(shù)的建立和理論的延續(xù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

②目前，智能化研究已從宏觀、共性研究層面轉(zhuǎn)向多元、特性研究方向，尤其重視對新興數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐，人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)成為室內(nèi)空間的智能化研究前沿[9]。

③室內(nèi)空間的智能化研究把室內(nèi)設(shè)計(jì)和智能化研究過程結(jié)合，智能家居系統(tǒng)的研究成為構(gòu)建知識(shí)群落、研究演化路徑的關(guān)鍵核心，適應(yīng)性設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)，但一定程度上忽視了社會(huì)維度與經(jīng)濟(jì)維度的影響。

總體看來，缺乏對領(lǐng)域的在橫向上的拓展和縱向上的延伸是目前國內(nèi)室內(nèi)空間的智能化研究的短板，在多態(tài)化的探索及深入方面也略有不足。后續(xù)研究應(yīng)該在加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的實(shí)證檢驗(yàn)和應(yīng)用方面的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大延展范圍，開拓新型研究分支，促進(jìn)國內(nèi)室內(nèi)空間的智能化研究建設(shè)成為具有廣泛性、系統(tǒng)性的研究脈絡(luò)和知識(shí)體系。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪，由CiteSpace依據(jù)條件生成。