基于知識(shí)圖譜的國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化研究文獻(xiàn)計(jì)量分析

摘要：智能建造與建筑工業(yè)化作為一種新興的工程建設(shè)方式和建筑業(yè)發(fā)展模式，目前已成為行業(yè)熱點(diǎn)。為探析我國(guó)智能建造與建筑工業(yè)化的研究現(xiàn)狀，明確研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)，以2003—2022年中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）相關(guān)文獻(xiàn)為研究對(duì)象，基于知識(shí)圖譜理論，采用文獻(xiàn)計(jì)量分析工具CiteSpace，對(duì)該主題研究近況、研究熱點(diǎn)和研究趨勢(shì)進(jìn)行可視化分析。研究表明：智能建造與建筑工業(yè)化整體發(fā)文呈上升趨勢(shì)；從事相關(guān)研究的機(jī)構(gòu)集中、作者分散；研究熱點(diǎn)與趨勢(shì)屬于政策與實(shí)踐推動(dòng)型，圍繞信息化、建筑工業(yè)化與裝配式、智能建造展開。基于研究結(jié)果，對(duì)國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化研究提出建議。

關(guān)鍵詞：智能建造；建筑工業(yè)化；知識(shí)圖譜；CiteSpace；文獻(xiàn)計(jì)量

0 引言

2017年5月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（建市〔2017〕98號(hào)），指出要大力推廣智能建筑，普及智能化應(yīng)用。2020年7月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》（建市〔2020〕60號(hào)），提出以數(shù)字化、智能化升級(jí)為動(dòng)力，形成智能建造產(chǎn)業(yè)體系。2020年9月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》（建標(biāo)規(guī)〔2020〕8號(hào)），明確提出推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)思想、基本原則、發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施。智能建造模式具有產(chǎn)品質(zhì)量高、資源消耗少、施工效率高等優(yōu)勢(shì)；建筑工業(yè)化模式具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修及信息化管理等優(yōu)勢(shì)，因此，智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展已成為建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。自智能建造與建筑工業(yè)化概念被提出，學(xué)術(shù)界和行業(yè)企業(yè)越來(lái)越關(guān)注該領(lǐng)域的研究，但對(duì)國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的研究情況缺乏系統(tǒng)性研究分析。

知識(shí)圖譜是一種將大量文獻(xiàn)信息以圖譜形式呈現(xiàn)并揭示其研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)的分析和研究工具。基于知識(shí)圖譜理論，對(duì)國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化研究進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量分析，以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)中的研究文獻(xiàn)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)用CiteSpace軟件對(duì)2003—2022年我國(guó)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的研究情況進(jìn)行梳理，獲得國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化的科學(xué)知識(shí)圖譜，并進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量分析，以期為該領(lǐng)域理論研究、發(fā)展脈絡(luò)梳理和后續(xù)研究提供參考。

1 研究工具與數(shù)據(jù)收集

1.1 研究工具

研究采用JAVA平臺(tái)的數(shù)據(jù)可視化分析軟件CiteSpace，通過(guò)知識(shí)圖譜對(duì)國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域文獻(xiàn)研究者、高頻詞及頻次、關(guān)鍵詞聚類、時(shí)間線演化等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2 數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)庫(kù)為中國(guó)知網(wǎng)（CNKI），選取國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)為研究對(duì)象。數(shù)據(jù)來(lái)源見表1。經(jīng)檢索，原始數(shù)據(jù)文章共937篇，經(jīng)人工清洗篩選數(shù)據(jù)，剔除征稿通知、期刊聲明、會(huì)議新聞等無(wú)關(guān)文獻(xiàn)，共獲得學(xué)術(shù)水平質(zhì)量較高的911篇期刊文獻(xiàn)及碩博學(xué)位論文。

1.3 軟件參數(shù)

時(shí)間切片（Time Slicing）選擇2003—2022年，一個(gè)時(shí)間段涵蓋的年數(shù)（Years Per Slice）設(shè)定為1年，節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）根據(jù)研究所需依次選取作者（Author）、機(jī)構(gòu)（Institution）和關(guān)鍵詞（Keyword）。其他參數(shù)值選取默認(rèn)值。

2 研究現(xiàn)狀分析

2.1 文獻(xiàn)年度發(fā)表分析

文獻(xiàn)發(fā)表的數(shù)量反映了該學(xué)科領(lǐng)域研究整體發(fā)展情況，發(fā)文增長(zhǎng)速度反映該領(lǐng)域研究發(fā)展快慢。基于本研究911篇文獻(xiàn)作年度數(shù)據(jù)分布圖，文章發(fā)表整體趨勢(shì)如圖1所示。可知，智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的文獻(xiàn)發(fā)表整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)量增長(zhǎng)速度，可分為三個(gè)時(shí)間段。

第一個(gè)時(shí)期為起步期（2003—2011年）。該段時(shí)間內(nèi)發(fā)表相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量共90篇，總體數(shù)量較少且每年發(fā)文量浮動(dòng)不大，智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的研究還未引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

第二個(gè)時(shí)期為緩和增長(zhǎng)期（2012—2016年）。該段時(shí)間內(nèi)發(fā)文總量共211篇，這與我國(guó)在《建筑業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》（建市〔2011〕90號(hào)）中明確提出全面提高行業(yè)信息化水平及隨后各項(xiàng)政策相繼發(fā)布相契合，智能建造與建筑工業(yè)化研究出現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

第三個(gè)時(shí)期為快速增長(zhǎng)期（2017年至今）。該段時(shí)間內(nèi)發(fā)文總量610篇，智能建造與建筑工業(yè)化的研究關(guān)注程度比較集中，發(fā)文數(shù)量急速增長(zhǎng)，2021年稍有回落，但總體研究數(shù)量仍然較高。

2.2 核心研究機(jī)構(gòu)和作者分析

從一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的核心研究機(jī)構(gòu)、核心作者數(shù)量，以及是否形成核心研究機(jī)構(gòu)群和作者群，可以判斷該領(lǐng)域的研究成熟度。利用CiteSpace軟件，對(duì)領(lǐng)域內(nèi)核心研究機(jī)構(gòu)、核心作者進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，研究機(jī)構(gòu)知識(shí)圖譜如圖2所示，研究作者知識(shí)圖譜如圖3所示。

從圖2可知，智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的核心研究機(jī)構(gòu)以重慶大學(xué)、東南大學(xué)為代表，其他還有北京交通大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、沈陽(yáng)建筑大學(xué)等高校研究機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)之間有些節(jié)點(diǎn)獨(dú)立存在，表明這些研究機(jī)構(gòu)具有一定的孤立性，缺乏知識(shí)的溝通與交換。根據(jù)普賴斯定律，Mp=0.749Nmax。其中，Mp指核心機(jī)構(gòu)/作者最低發(fā)文量；Nmax指對(duì)應(yīng)年限中論文發(fā)表數(shù)量最多機(jī)構(gòu)/作者的論文數(shù)量［1］。由此計(jì)算可知，Nmax=57（重慶大學(xué)），Mp=6，即發(fā)文量在6篇以上的為核心機(jī)構(gòu)。以此為劃分標(biāo)準(zhǔn)，共有34所高校及企業(yè)研究機(jī)構(gòu)屬于該領(lǐng)域核心機(jī)構(gòu)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，34所研究機(jī)構(gòu)發(fā)表文獻(xiàn)共530篇，占文獻(xiàn)總量的58%，大于50%，故認(rèn)為該領(lǐng)域已經(jīng)形成穩(wěn)定的核心機(jī)構(gòu)群。

從圖3可知，智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的核心作者主要有樊啟祥、紀(jì)穎波、楊嗣信等，但核心作者之間的合作關(guān)系不明顯。根據(jù)普賴斯定律計(jì)算可知，發(fā)文量在2篇以上的為核心作者。以此為劃分標(biāo)準(zhǔn)，共有93名作者屬于該領(lǐng)域的核心作者，發(fā)表文獻(xiàn)共202篇，占文獻(xiàn)總量的22%，小于50%，故認(rèn)為該領(lǐng)域還未形成穩(wěn)定的核心作者群。

2.3 關(guān)鍵期刊及高被引文獻(xiàn)分析

文獻(xiàn)期刊來(lái)源能在一定程度上說(shuō)明對(duì)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域關(guān)注的視角與群體，關(guān)鍵核心期刊代表研究熱點(diǎn)及研究前沿。對(duì)所獲取的414篇期刊文獻(xiàn)來(lái)源進(jìn)行規(guī)范化整理，發(fā)文量5篇及以上核心期刊名稱及相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量如圖4所示。收錄智能建造與建筑工業(yè)化研究文獻(xiàn)的重要核心期刊（25篇以上）有《建筑經(jīng)濟(jì)》《施工技術(shù)》《建筑學(xué)報(bào)》。其中，《建筑經(jīng)濟(jì)》期刊對(duì)該領(lǐng)域研究設(shè)置的欄目最多，貢獻(xiàn)了54篇相關(guān)文獻(xiàn)研究；《施工技術(shù)》期刊發(fā)文研究主題主要集中在施工技術(shù)在智能建造及建筑工業(yè)化中的實(shí)踐應(yīng)用；《建筑學(xué)報(bào)》期刊所刊文獻(xiàn)側(cè)重于設(shè)計(jì)階段智能建造的應(yīng)用和實(shí)踐。

文獻(xiàn)的被引次數(shù)是是評(píng)估論文質(zhì)量水平和學(xué)術(shù)價(jià)值的重要指標(biāo)。將2003—2022年CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的有關(guān)智能建造與建筑工業(yè)化文獻(xiàn)的被引用次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選取被引用次數(shù)超過(guò)50次的13篇文獻(xiàn)進(jìn)行整理，高被引文獻(xiàn)期刊來(lái)源及相關(guān)信息見表2。從多個(gè)檢索主題角度對(duì)高被引文獻(xiàn)進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)主要分布在建筑工業(yè)化/信息化、智慧建造/工地等主題，而且針對(duì)建筑工業(yè)化主題的高被引文獻(xiàn)的被引次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于智能建造主題的被引文獻(xiàn)。

3 研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)分析

3.1 文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞（Keyword）代表文獻(xiàn)研究的核心內(nèi)容和思想。運(yùn)用CiteSpace軟件對(duì)智能建造與建筑工業(yè)化研究中的“Keyword”進(jìn)行可視化分析，關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖5所示。根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜及經(jīng)常使用的12個(gè)關(guān)鍵詞繪制關(guān)鍵詞中心度表，圖譜共獲得426個(gè)節(jié)點(diǎn)、536條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.005 9。

根據(jù)圖5對(duì)研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析可知，與信息化相關(guān)的關(guān)鍵詞有建筑信息、建筑企業(yè)、項(xiàng)目管理、評(píng)價(jià)體系等；與智能建造、智慧工地、智慧建造相關(guān)的關(guān)鍵詞有數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)、工程管理、協(xié)同管理、影響因素等；與裝配式相關(guān)的關(guān)鍵詞有抗震性能、預(yù)制構(gòu)件、施工技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化等；與工業(yè)化相關(guān)的關(guān)鍵詞有工廠預(yù)制、綠色建筑、模塊化、鋼結(jié)構(gòu)、深化設(shè)計(jì)等。

中心度排名前5位的關(guān)鍵詞分別為“信息化”“智能建造”“智慧工地”“工業(yè)化”和“項(xiàng)目管理”，表示國(guó)內(nèi)的智慧建造和建筑工業(yè)化領(lǐng)域主要圍繞這5個(gè)領(lǐng)域展開研究。“信息化”是最常見的關(guān)鍵詞，因?yàn)橹悄芙ㄔ旌徒ㄖI(yè)化都是以建筑巨大體量信息為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，在建筑信息管理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、可持續(xù)性管理，也是智能建造和建筑工業(yè)化的理念之一。

3.2 文獻(xiàn)突現(xiàn)詞分析

突現(xiàn)詞用于探究學(xué)科發(fā)展的新興趨勢(shì)和研究重心的突然變化，可據(jù)此識(shí)別主題在時(shí)間上的變化趨勢(shì)。在關(guān)鍵詞圖譜頁(yè)面運(yùn)行“Burstness”操作，2003—2022年突現(xiàn)強(qiáng)度最強(qiáng)的前6個(gè)關(guān)鍵詞，如圖6所示。

對(duì)圖6進(jìn)行分析，可得如下結(jié)論：

（1）2004—2012年，“信息化”突顯權(quán)重值達(dá)到6.09，爆發(fā)值比較高。這體現(xiàn)出隨著BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，建筑行業(yè)、建筑企業(yè)呈現(xiàn)信息化管理的發(fā)展趨勢(shì)。這與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2003年發(fā)布《2003—2008年全國(guó)建筑業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃綱要》提出要將信息化作為更新技術(shù)手段的工具相契合。

（2）2014—2017年，2014年“抗震性能”“預(yù)制構(gòu)件”同步出現(xiàn)，表明具備建筑工業(yè)化、BIM、產(chǎn)業(yè)化等特性的裝配式建筑成為該時(shí)期的研究熱點(diǎn)。

（3）自2019年始，圍繞智慧工地、智能建造，關(guān)鍵詞突現(xiàn)且突顯權(quán)重值達(dá)到10及以上，爆發(fā)值極高，這與2017年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出大力推廣智能建筑、普及智能化應(yīng)用的政策密切相關(guān)。

3.3 文獻(xiàn)聚類與時(shí)間線演化分析

聚類分析是指將數(shù)據(jù)對(duì)象集合分組為由類似的對(duì)象組成的多個(gè)類的分析過(guò)程。時(shí)間線圖是從時(shí)間維度展示領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的變化及前沿動(dòng)態(tài)，展示每個(gè)熱門關(guān)鍵詞研究主題出現(xiàn)的時(shí)間。

打開CiteSpace軟件關(guān)鍵詞貢獻(xiàn)圖譜的“Timeline”頁(yè)面，得到智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域關(guān)鍵詞的時(shí)間線圖及線圖上所體現(xiàn)的關(guān)鍵詞聚類（以文獻(xiàn)發(fā)表年份為X軸、聚類編號(hào)為Y軸）。關(guān)鍵詞時(shí)間線圖如圖7所示。

關(guān)鍵詞聚類平均輪廓值（silhouette）為0.931，表明聚類結(jié)果合理；聚類網(wǎng)絡(luò)模塊值（modularity）為0.736 9，表明模塊化結(jié)構(gòu)顯著。通過(guò)軟件內(nèi)LLR算法將聚類結(jié)果命名，得出關(guān)鍵詞聚類結(jié)果明細(xì)，見表3。

根據(jù)圖7和表3進(jìn)行分析判斷可知，國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域近20年的文獻(xiàn)研究大致呈現(xiàn)建筑行業(yè)信息化理論研究、建筑工業(yè)化及裝配式應(yīng)用研究、智能建造創(chuàng)新研究三個(gè)階段。內(nèi)容如下：

（1）建筑行業(yè)信息化理論研究階段（2003—2012年），呈現(xiàn)聚類#1（信息化）。這組文獻(xiàn)研究視角多圍繞建筑業(yè)、建筑業(yè)企業(yè)展開。

（2）建筑工業(yè)化及裝配式應(yīng)用研究階段（2013—2017年），呈現(xiàn)聚類#2（抗震性能）、聚類#5（工業(yè)化）、聚類#6（綠色建筑）、聚類#7（材料）、聚類#8（混凝土）、聚類#13（指標(biāo)體系）。這組文獻(xiàn)研究視角以裝配式為代表，圍繞建筑工業(yè)化展開，研究主題呈現(xiàn)多樣性特征，涵蓋多個(gè)方面。

（3）智能建造創(chuàng)新研究階段（2018年至今），呈現(xiàn)聚類#0（智能建造）、聚類#3（智慧工地）、聚類#4（影響因素）、聚類#16（鐵路隧道）。這組文獻(xiàn)研究視角圍繞智能建造展開，主題目前集中在優(yōu)化設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)業(yè)化、施工智能管理等方面，其中智能建造在特長(zhǎng)鐵路隧道工程上的研究也形成一定聚類，表明智能建造的研究在泛土木工程。

4 結(jié)語(yǔ)

本文運(yùn)用CiteSpace軟件對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域核心期刊收錄的文獻(xiàn)和優(yōu)秀碩博論文繪制可視化知識(shí)圖譜，得出該領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)及作者、高頻關(guān)鍵詞、突現(xiàn)關(guān)鍵詞等，并在此基礎(chǔ)上分別進(jìn)行研究熱點(diǎn)、研究聚類、時(shí)間線趨勢(shì)等多視角分析。

根據(jù)研究?jī)?nèi)容及分析結(jié)果，對(duì)我國(guó)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的發(fā)展提出如下建議：

（1）學(xué)術(shù)界及行業(yè)企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)向及國(guó)內(nèi)相關(guān)政策的發(fā)布指導(dǎo)，持續(xù)開展智能建造和建筑工業(yè)化領(lǐng)域研究。

（2）政府加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)與發(fā)布，進(jìn)一步完善智能建造與建筑工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略，為實(shí)踐項(xiàng)目提供政策支持。

（3）作為實(shí)施主體，行業(yè)企業(yè)應(yīng)積極推進(jìn)建筑業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新，促進(jìn)建筑業(yè)數(shù)字化、智能化升級(jí)。

由于本文研究集中在國(guó)內(nèi)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)來(lái)源方面仍存在局限性，后續(xù)研究可增加國(guó)外研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善對(duì)智能建造與建筑工業(yè)化領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究綜述。

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PMT

收稿日期：2022-07-27

作者簡(jiǎn)介：

汪茵（通信作者）（1989—），女，工程師，研究方向：工程管理。

高平（1961—），男，副教授，研究方向：BIM、工程管理。

王昆（1977—），女，教授級(jí)高級(jí)工程師，研究方向：智能建造、EPC項(xiàng)目管理。