基于知識圖譜的煤礦機電設備管理與維修技術研究

高衛紅

（陜西陜北礦業有限責任公司，陜西 榆林 719000）

在煤礦日常生產經營活動中，機電設備的使用不可或缺，扮演著至關重要的角色，時刻影響著企業的經濟效益。當下煤礦企業對機電設備管理及維修仍然有著一些問題，比如不能進行實時檢測，基本上都是定期檢查，并且檢查過程中存在漏洞，尚不能完全掌握實際使用時的設備狀態。為更好地解決問題，郭維從煤礦電氣設備安全管理方面出發剖析了問題并提出了對策；羅喬著重對機電設備維修監控方面進行探討，發現問題并給出對策；石占峰提出一系列煤礦采掘機電設備方面安全管理辦法理念。本文通過研究現階段煤礦企業機電設備管理與維修技術所面臨的難題，提出了一些解決方法，為煤礦企業機電設備管理注入新鮮血液。

知識圖譜技術是近幾年很常用的一款實現概念拼接的工具，其作用為建立實體和關系連接，是用來展現一些知識文件間各種關系的一系列問題的不同類型圖形，不僅可以用各種可視化繪圖技術來描述各種基礎知識及其重要資源結構與信息載體，也可以對知識點和有用信息進行挖掘分析，在此基礎上構建出相關概念圖譜，展示彼此之間的關系。

為了更加深入了解我國煤礦企業機電設備管理維修技術研究，更加清晰地展現此方面文獻的研究方向與趨勢，以中國知網CNKI 作為數據庫，選取煤礦機電、機電設備、信息化、安全管理、發展趨勢、維修技術和風險辨識為主題的相關文獻為研究對象。本文利用可視化工具CiteSpace 對知識圖譜進行了繪制和整理，使國內的相關學者對煤礦企業機電設備管理維修技術的研究方向有更為清晰的認識。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文進行知識圖譜分析的數據來源為中國知網數據庫，選用主題詞為“煤礦機電”“機電設備”“安全管理”“信息化”“發展趨勢”“風險辨識”等，整體的時間跨度從2000—2022 年，文獻語種為中英文，相關文獻類型為期刊、會議、報紙以及博碩士論文，以上為條件精煉結果有679 篇中英文文獻。相關檢索時間為2022 年3 月15 日。

1.2 研究方法

CiteSpace 是美國德雷塞爾大學的陳超美教授開發的一個Java 應用程序，其主要基于“共現聚類”思想，以達到對文獻計量進行建模。近年來CiteSpace 技術在科學研究中比重不斷增大，基于CiteSpace 技術研究成果發表的論文越來越多。本文采用CiteSpacev5.8.R3c 版本，在煤礦企業物資管理方面研究相關論文方面對作者的發文量、關鍵詞時區、關鍵詞突現、關鍵詞聚類等方面進行探究。

2 研究的基本情況

2.1 發文量分析

基于CNKI 數據庫的檢索結果，通過數據的整合分析，利用Excel 畫出每年的發文量圖，如圖1 所示。

圖1 發文量時間分布圖

圖1描繪的是從2000—2022 年期間每年煤礦企業機電設備管理技術研究相關的文摘數量，從圖中可以看出在2000—2022 年間，每年的文摘數量大體上呈現的是上升趨勢，2000 年煤礦企業機電設備管理維修技術方面提出了具有開創性的2 篇報道，從2000—2011 年文摘數量發布較少，在此之后，國家加大對煤礦企業發展支持力度，在機電設備管理維修技術方面的研究迎來蓬勃發展，文獻數量迎來了快速增長。在2000 年后，在2011 年以及2017 年均有文獻數量峰谷的出現，可以看出這2 年文獻數量相差巨大，國家以及企業對于煤礦企業機電管理維修方面的研究較為重要，在相關領域投入研究較多，在2000—2011年期間，相關的文獻略有上升的趨勢，不過上升的幅度并不大，可以看出在此期間國家以及企業對于煤礦企業機電管理維修方面重視度不是很大，2011 年修正的《中華人民共和國煤炭法》中對煤礦機電設備管理維修方面提出了許多新要求。本質是加強體現煤炭資源的價值，因此在2011 年之后，有關于煤礦企業機電設備管理維修方面的文獻數量相對于之前有了較大幅度的提高。

2.2 作者分析

利用CiteSpace 對作者進行整理分析，從中篩選出發文量更多的作者以及找出作者之間的聯系，通過對作者的分析，可以在該領域里找到關注煤礦機電設備管理維修技術的研究學者，可為在后續的研究中跟蹤其研究成果，更好地進行技術的學習。

圖2為CiteSpace 的作者分析結果，其中作者名字的大小代表作者文檔的體積，線條的粗細代表作者密度之間的協作。從該圖可以清晰地看出，整合分析作者的相關信息后，生成了許多節點，每一個節點都對應著一個作者，節點大小表示作者發文量的數目，節點越大，代表作者寫的有關煤礦企業機電設備管理維修方面的文獻就越多，節點之間連線反映了合作關系，連線粗細反映論文關鍵詞相關程度的關系強度，連線越粗，2 個作者發表的論文的相關程度越大。從圖2 大致可以看出很多專家學者都在從事煤礦企業機電設備管理維修方面的研究，不過研究的內容相關性很低，其大部分研究的內容并沒有串聯起來。通過分析研究結果：篩選發文量在前10 名的作者整理見表1。

圖2 CiteSpace 分析作者知識圖譜

表1 Excel 總結出的作者發表作品頻數的統計表

結合作者發文量的知識圖譜和表中數據，可以看出許多作者對于煤礦企業機電設備管理維修方面有過相應的深入研究，不過對應著知識圖譜來看，每個作者的發表論文缺乏相關性，從表1 中可以看出，牛濤利及前10 位作者發表相關文獻的數量相同，均為2 篇；從年份上來看的話，在發表論文最多的前10 個作者中，大部分作者發表的時間是2014—2021 年間，由此可以看出在這7 年內國家和企業大量地關注了煤礦企業機電設備管理維修方面的研究。

3 研究熱點與前沿

3.1 關鍵詞分析

通過CiteSpace 分析研究各個文獻發表時的關鍵詞聚類，如圖3 所示。

從圖3 可以清晰地看出文獻關鍵詞的聚類情況，其中各個名字所在的區域表示1 個關鍵詞聚類的總稱，#后是注釋該區塊，每個區域的結點表示1 個期刊文獻，結點和線段表示期刊研究文獻的數量關系以及進行相關性，區塊的交界處表示2 個區塊核心詞匯內容有重疊的地方，從圖中的#排名可以清晰地看出相關文獻的核心詞匯排名，依次為機電設備、發展趨勢、設備管理、設備、煤礦機電設備、信息化、煤礦機電、風險辨識和維修技術管理等。

圖3 文獻的發文期刊及其時間情況

從對關鍵詞聚類的總結上看，機電設備的提出與維修管理、煤礦礦山、安全管理、井下機電設備、生產一線、全面生產管理、總結深化、維護維修和技術改造等有關；發展趨勢的提出與管理維修、可視化、GIS 地理信息系統、措施探討、機電設備高效維護、風險辨識和動態監控等相關概念所包含，每一個關鍵詞聚類都反映了發表時期的相關政策以及國家或者企業作出的重大決定，可以看出從2000 年至今，國家相對煤礦企業物資機電設備管理維修技術方面的重視程度還是很高的，并且出臺了與煤礦企業經濟效益息息相關的政策，煤礦企業機電設備管理維修技術在政策的推動下來到了快速發展的時期。

3.2 關鍵詞時區分析

在CiteSpace 中進行關鍵詞的時區分析時，通過將時間片的時間范圍設置為2000—2022 年，時間片設置為2 年，選擇節點類型關鍵詞，為每個時間片選擇余弦的連接強度的參數設置來導出知識圖譜，如圖4 所示。

圖4 文獻關鍵詞時區

從圖4 中可以清晰地看出期刊文獻關鍵詞的時區分布，每2 年的時區分布用不同的色框加以分辨，其中結點表示每一個關鍵字，在同一區塊的結點表示出現在同一時區內，結點之間的連線表示結點相互之間的關聯程度。

圖4中從左到右整個時間時區的變化，可以看出最開始發表的煤礦企業機電設備管理維修相關的期刊論文的核心詞匯到近些年發表的核心詞匯里，是1 個包含關系，最開始提出的大的研究方向，隨著時間的不斷推移，每一個核心詞匯也被解剖，用現代的理念和技術對其進行加持，使其達到預計的結果。具體分析關鍵詞的變化，從集中的內容到了較為分散的知識領域，體現大數據等新技術的引入，將煤礦物資管理技術的研究熱點精細化分解。

3.3 關鍵詞突變

突現詞研究的目的是為了得出該主題的研究趨勢和熱點研究方向，本文查找到的突現詞，見表2。

表2中，第一列表示關鍵詞，第二列表示煤礦企業機電設備管理維修相關文獻發表的時間，第三列表示該文獻的所占強度大小，第四列表示此關鍵詞的起始時間年份，第五列表示此關鍵詞的截止年份，第六列表示在整個時間段所占的強度比較圖，也就是關鍵詞突現的轉折點以及熱點的時間分布。從表中我們可以看出像維修、設備維修、管理模式和煤礦機電等在整個區間段占比相對較大，整個的時間跨度也最長。在煤礦機電方面，從大量文獻分析得出，機電設備時刻影響著煤礦生產效率，關系著企業經濟效益，企業對其管理維修等方面的重視程度不斷增加；在設備維修方面，大量的研究學者致力于研究設備穩定性以及相關設備維修技術體系的建立，對企業的可持續發展注入新鮮活力；而在管理模式方面，大數據時代的到來，5G 技術的加持以及網絡信息的普及，“智慧礦山”的提出，眾多學者將信息化管理系統體系貫徹在煤礦機電設備管理維修方面，比如設備實時維修、機電設備動態、煤礦安全、煤礦機電設備管理維修等多個方面均可在大數據的加持下科學進行。在煤礦機電方面的相關論詞是最早被報道出來的，表中可看出熱點延續了7 年左右的時間。從整體的研究方向上看，在最開始的煤礦機電、管理模式等一些集中的點逐漸分散，并趨向于信息化等分散的知識領域，可以看出，隨著大數據等新技術的加持，煤礦機電設備管理維修等方面相關的研究也會逐漸走向信息化、多態化的道路。

表2 CiteSpace 下的關鍵詞突變圖

4 結束語

綜上所述，煤礦企業的快速發展離不開企業對機電設備管理與維護工作的重視，此類工作在煤礦企業發展道路上有著重要的作用。在研究結果上看，從機電設備自身入手，優化技術，提升煤炭生產工作效率，可以極大地促進我國煤礦產業的發展。企業通過建立和完善管理體系及維護體系，并加強監督，提高管理人員的整體素質，實施機電設備的維護，加快煤礦公司的發展。