第一节
文献计量与知识图谱分析

文献计量分析与知识图谱方法都是情报学中常用的研究方法，其中前者主要是用来研究科学文献的增长和分布，而后者则是用可视化方式直观展现科学发展规律并帮助对学科发展动态进行判断和预测。 本节拟利用这两种方法，从Web of Science、中国知网等文献数据库中搜集相关文献数据，并在文献统计指标的基础上运用十分成熟的知识可视化软件HistCite、VOSviewer、CiteSpace等展开知识图谱分析。在研究过程中进行文献计量与知识图谱的分析主要是为了了解以下几个方面的研究情况。①国内外“技术路线图”与“高铁产业发展”的相关研究发展状态如何。②是否有“专利路线图”的相关研究产生，目前已发展到何种程度。③近几年上述研究领域所关注的研究热点是什么。④从分析结果中可以预见到的相关研究的发展趋势如何。⑤中国在上述研究领域中所呈现的发展脉络及关注点和国际相比有何区别。

通过利用情报学研究方法回答上述问题，除了拓展文献计量与知识图谱分析方法在学科发展前沿中的应用外，预期还能够有效地识别中国高铁产业发展的障碍，推动其“走出去”的国际化进程并提升参与国际竞争的能力，最终形成中国高铁产业发展路径规划的对策建议。

一、技术路线图研究相关文献分析

1.国外研究文献计量分析

为客观地反映国外机构在技术路线图领域的研究现状，本书选取国外研究论文作为样本进行文献统计和分析。在文献数据获取方面，本书选择了Web of Science作为数据获取的主要来源，并将“Technology Roadmap”和“Patent Roadmap”作为主题词进行检索，并限定了相关学科以精炼检索结果。检索时间为2017年11月30日。最终检索到了与“技术路线图”主题相关的文献1006篇。国外相关研究论文在1997—2017年的时间分布情况如图2-1所示。

从图2-1中可以看到，国外研究在1997—2000年相关成果并不多，但在2001—2005年、2006—2007年、2012—2013年、2014—2016年等期间有数量上的增长。2017年数据下降的主要原因在于该年相关成果未能完全公开，因此相应的数据收集不全。总体而言，近几年国外在该研究领域的成果数量有逐步上升的趋势。由此可以看出，技术路线图相关研究受到了越来越多的关注。

从文献的增长可以得出某个研究领域发展情况等结论，但进一步分析研究领域中的文献规律，则需要应用相应的文献统计指标。以往评价文献所使用的指标是该文献被其他文献的引用次数，但这一指标所能反映的信息较为有限。HistCite软件是专门应用于科睿唯安文献数据分析的可视化工具，能够从多个维度来展开文献统计分析。 HistCite软件所使用的各个文献统计指标如表2-1所示。

这些指标的主要特点体现在将单篇文献的引用量进一步延伸，从而能够反映在某一领域中不同文献之间的联系。通过使用HistCite及表2-1所列指标进行文献统计分析，得到分析结果分别如表2-2、表2-3、表2-4及图2-2所示。因为篇幅缘故，这些图表仅列出了分析结果中的主要部分。其中表2-2表示的是国外技术路线图研究领域的前20名主要作者的分布及对应文献计量指标统计值。

从表2-2中可以看出，国外技术路线图领域最具影响力的作者是Phaal R和Park Y，他们分别有20篇和18篇文献在HistCite软件的分析列表中。

在主要研究机构分布方面，表2-3显示论文分布数量最多的机构主要是（英国）剑桥大学（Univ Cambridge）、（韩国）首尔国立大学（Seoul Natl Univ）和（美国）波特兰州立大学（Portland State Univ），这显示出这几家机构在技术路线图研究领域的权威地位。

在主要学术期刊分布方面，表2-4显示相关论文发表数量最多的学术期刊主要集中在《技术预测与社会变革》（ Technological Forecasting and Social Change ），这显示出技术路线图在技术预测方面的重要作用。此外还有期刊如《可再生与可持续能源评论》（ Renewable & Sustainable Energy Reviews ）、《清洁生产杂志》（ Journal of Cleaner Production ）显示技术路线图在能源政策研究领域的重要应用。

通过文献计量分析，国外技术路线图研究发展的特点主要体现在：①在近期发展趋于平缓，②体现出与情报学、管理学、经济学等学科融合的特征。

2.国外研究知识图谱分析

进一步地，通过使用HistCite软件，本书选取了国外核心的30篇文献作为样本，分析其相互引证关系，得到结果如图2-2所示。

引证关系图2-2上的30个圆圈各自代表一篇文献，圆圈中数字为该文献在数据库中的序号，左侧为纵向升序排列的时间轴。在图2-2中，圆圈面积越大，则代表着被引用次数越多。不同圆圈之间的连线代表着文献之间的引用关系，箭头指向代表着连线尾端文献引用了连线箭头端的文献。也就是说，文献的被引用次数越多指向它的箭头也越多，那么该文献很有可能是该领域中的奠基之作。

HistCite软件的可视化功能较为有限，因此本研究还使用了VOSviewer软件对国外文献内容展开分析并制作出知识图谱。在VOSviewer软件关键词分析模块，通过设置“网络可视化”（Network Visualization）模式得到关键词的共现网络如图2-3所示。

从图2-3可以看出，在国外技术路线图领域的重点关键词包括“技术”（Technology）、“框架”（Framework）、“路线图”（Roadmap）、“创新”（Innovation）等，而与之联系紧密（即具有共现关系）的关键词包括“模型”（Model）、“未来”（Future）、“策略”（Strategy）、“研发”（Research and Development）、“政策”（Policy）等。另外在图2-3中也可以发现技术路线图在一些产业中的应用，如能源、半导体、互联网、纳米技术、基础设施建设等。

在关键词分析模块中，通过切换到“Overlay Visualization”模式可进一步分析关键词随时间变化的趋势，分析结果如图2-4所示。图2-4显示，在图2-3中出现的重要关键词主要分布在2008—2012年，而在近期出现频率较高的关键词主要包括“绩效”（Performance）、“集成”（Integration）、“可持续”（Sustainability）、“生命周期评估”（Life-cycle Assessment）等。

在VOSviewer软件中，通过设置“密度可视化”（Density Visualization）模式可进一步分析关键词随时间变化的趋势，分析结果如图2-5所示。

从图2-5可以看出，国外技术路线图研究领域最热的关键词主要包括“技术”（Technology）、“模型”（Model）、“框架”（Framework）等，其次是“创新”（Innovation）、“科学”（Science）、“路线图”（Roadmap）、“未来”（Future）、“技术预测”（Technology Forecasting）等。

3.国内研究文献计量分析

国内研究方面，本研究选取中国引文数据库作为数据来源，以“技术路线图”、“专利路线图”和“产业路线图”作为主题词来进行检索，最后得到844条中国文献数据。检索时间为2017年11月30日。图2-6反映了国内相关研究论文的时间分布情况。

通过文献统计分析，得出了国内技术路线图研究领域的前20名主要作者分布，如表2-5所示。可以看到，暨南大学的佟瑞和李从东发表的论文数量都达到了9篇，而佟瑞在天津大学工作时也发表了7篇该领域的相关论文。此外，表2-5显示作者所在单位主要为高校和科研院所。

通过文献统计分析，本研究得出了国内技术路线图研究领域的前20名研究机构分布，如表2-6所示。从表2-6中可以看出，清华大学发表文献数量最多，达到了27篇；其次是华南理工大学、上海市科学学研究所，分别达到了20篇和16篇。

通过文献统计分析，本研究得出了国内技术路线图研究领域分布前20名学术期刊分布，如表2-7所示。从表2-7可以看出，发表该领域论文最多的学术期刊为《科技管理研究》，相关文献数量达到28篇；其次是《科技进步与对策》和《中国科技论坛》，分别达到了25篇和20篇。

4.国内研究知识图谱分析

由于国内文献格式较为特殊，知识图谱分析效果较好的是CiteSpace软件。通过该软件能够对各文献之间的关联展开关键词聚类和共现分析，从而发现研究热点。聚类分析结果如图2-7所示。

从图2-7的分析结果可以看到，国内技术路线图研究领域的关键词聚类结果主要在“技术创新”（#0）、“应力集中”（#1）、“路线图”（#2）、“产业技术路线图”（#3）、“混合现实”（#4）、“美国”（#5）、“二次资源”（#6）、“新能源汽车技术”（#7）等。从该聚类结果可以得出，国内技术路线图的主要应用是服务于技术创新和产业规划。此外从“应力集中”（#1）、“混合现实”（#4）、“二次资源”（#6）、“新能源汽车技术”（#7）的聚类结果可以看出技术路线图较多地应用于机械制造、机器人和人工智能、新能源与环境等产业。

进一步地，在CiteSpace软件中，通过切换到时间线（Timeline）模式，得到分析结果如图2-8所示。从图2-8可以发现，国内技术路线图研究领域中“技术创新”（#0）是最主要的聚类类别，这其中包括了企业战略、自主创新能力、技术预见、专利分析、关键技术、风电产业、整机制造业、产学研结合、科技规划、推广应用等关键词，基本上涵盖了产业规划中技术创新层面所关注的各个方面。另外在CiteSpace软件中，切换到时间区（Timezone）模式则可以显示，国内技术路线图研究领域的发展开始于2004年，主要是针对技术路线图的基本概念和主要特点展开的研究，之后的发展趋于多元化，并开始与产业发展特征相结合。

二、高铁产业研究相关文献分析

1.国外研究文献计量分析

为客观地反映国外机构在技术路线图领域的研究现状，本研究选取了国外研究论文作为样本进行文献统计和分析。在样本选择上，本研究选择了Web of Science作为数据获取的主要来源，并使用高级检索功能进行检索，检索策略为“（TS=high speed rail* and （TS=technology innovation or TS=technology management or TS=industry development or TS=economic or TS=patent or TS=market）） AND 语种：（English） AND 文献类型：（Article）”，其中限定了相关学科以精炼检索结果。检索时间为2017年12月22日。

最终得到了与“高速铁路”主题相关的文献393篇。图2-9反映了国外相关研究论文随时间发展的产出情况。从图2-9中可以看到，国外研究在1997—2006年不均匀分布着一些文献，且总体数量不多；在2007年有较大的增长；在2008年之后在该领域的研究文献逐步上升，并且在2017年该领域产出的论文达到了新高。

利用HistCite软件对国外高铁产业研究相关文献展开统计分析，在该领域的前20名主要作者如表2-8所示。从表2-8中可以看出，国外高铁产业研究领域最具影响力的作者是Zhang AM、Jiang CM、Martin JC等人，他们分别有10篇、6篇和5篇在HistCite软件的分析列表中。但总体而言他们在近期的影响力不高，影响力较高的作者主要有Ortega E、Lopez E、Monzon A等人。

国外在高铁产业研究领域的前20名研究机构的分析结果则显示在表2-9中。其中发表该领域论文最多的机构是北京交通大学（Beijing Jiaotong Univ）、中国科学院（Chinese Acad Sci）和不列颠哥伦比亚大学（Univ British Columbia），这些机构均有13篇相关论文且其中有两家为中国机构。但相对而言，国外机构的影响力更大，在相同主题中所获得的被引用量更多。

在主要学术期刊分布方面，表2-10显示相关论文发表数量最多的学术期刊主要集中在《交通研究记录》（ Transportation Research Record ）、《交通地理杂志》（ Journal of Transport Geography ）、《交通研究A部：政策与实践》（ Transportation Research Part A-Policy and Practice ），由此显示出高铁产业研究与交通技术、地理学以及政策制定的关联。

通过文献计量分析，国外高铁产业研究发展的特点主要体现在：①在近期快速发展并得到了广泛关注；②呈现多学科融合的趋势，涉及工程、交通管理、地理学、经济学、政治学等多学科内容；③中国机构在国际的研究影响力仍相对较弱。

2.国外研究知识图谱分析

进一步地，通过使用HistCite软件，本书选取了国外核心的30篇文献作为样本，分析其相互引证关系，最后分析结果如图2-10所示。从图2-10可以看到重点文献主要分布在1997—2016年，但大部分分布在2006—2016年。其中，3号文献产生最早，50号、56号、131号和146号文献引用频次较高，这些文献为该领域研究发展发挥了不小的作用。

在VOSViewer软件的关键词分析结果中，通过设置“Network Visualization”模式得到关键词的共现网络如图2-11所示。在图2-11中可以看出，国外高铁产业研究领域的重点关键词包括“高速铁路”（High Speed Rail）、“中国”（China）、“可达性”（Accessibility）、“欧洲”（Europe）等，而与之联系紧密（即具有共现关系）的关键词包括“航空运输”（Air Transport）、“基础设施”（Infrastructure）、“影响”（Impact）、“绩效”（Performance）等。

进一步分析关键词随时间变化的趋势，得到关键词共现时序分布网络的分析结果如图2-12所示。图2-12中出现的重要关键词主要分布在2012—2015年，在近期出现频率较高的关键词主要包括“产业”（Industry）、“市场”（Market）、“福利”（Welfare）、“绩效”（Performance）、“可持续性”（Sustainability）等。此外，在VOSViewer软件中切换到“Density Visualization”模式分析关键词的热点程度，得到分析结果如2-13所示。

从图2-13可以看出，国外高铁产业研究领域最热的关键词主要包括“高速铁路”（High Speed Rail）、“航空运输”（Air Transport）、“火车”（Train）、“中国”（China），其次是“影响”（Impact）、“选择”（Choice）、“模型”（Model）、“交通”（Transport）、“可达性”（Accessibility）等。

3.国内研究文献计量分析

国内研究方面，本研究选取中国引文数据库作为数据来源，使用检索式“（SU=‘高铁’OR SU=‘高速铁路’ OR SU=‘子弹头列车’ OR SU=‘动车组’） AND （SU=‘技术创新’ OR SU=‘产业’ OR SU=‘出口’ OR SU=‘专利’ OR SU=‘经济发展’ OR SU=‘国际竞争’ OR SU=‘走出去’ OR SU=‘市场贸易’）”。检索时间为2017年12月7日。图2-14反映了国内相关研究论文的时间分布情况。

通过文献统计分析，得出了国内高铁产业研究领域的前20名主要作者分布，如表2-11所示。可以看到，北京交通大学的林晓言发表的论文数量最多，达到了8篇；其次是梅元贵、李红昌、汪建丰等人。此外，表2-11还反映出作者所在单位的多元化，这些单位包括高校、国企、科研院所、政府部门等。

在研究机构统计方面，分析得到的国内高铁产业研究领域前20名研究机构如表2-12所示。从表2-12可以看到，西南交通大学在该领域发表论文数量最多，达到了200篇；其次是北京交通大学和中南大学，分别达到了155篇和42篇。

此外，在文献统计分析中对学术期刊进行统计并得到前20名学术期刊的分布，具体内容如表2-13所示。从表2-13可以看到，发表该领域论文最多的学术期刊为《中国铁路》，相关文献数量达到了41篇；其次是《铁道经济研究》《铁道运输与经济》，分别达到了25篇和22篇。

4.国内研究知识图谱分析

进一步地，通过CiteSpace软件对国内高铁产业研究领域文献展开知识图谱分析，分析结果如图2-15和图2-16所示。其中，图2-15是对高铁产业研究领域文献进行关键词聚类分析所得到的结果。从结果中可以看到，对于高铁产业所展开的研究所涉及的方面十分广泛，而在图2-15中通过聚类得到的文献类别就有20多个。关键词类别出现频次较高的有“中国高铁”（#0）、“高铁时代”（#1）、“俄罗斯”（#2）、“同期”（#3）、“创新平台”（#4）、“旅行社”（#5）、“高科技产业”（#6）、“京沪高速铁路”（#7）、“营业里程”（#8）等。这些关键词说明了国内高铁产业研究领域文献主要关注的是高铁产业发展的历程和未来展望、创新模式的设想以及高铁对旅游经济的影响等。

而在图2-16显示的关键词聚类时间线分析结果中可以看到，国内高铁产业相关文献的时间分布主要集中在1992—2018年。其中关键词类别“中国高铁”（#0）所对应的关键词主要描述的是：高铁作为国家宏观可持续发展战略内容的重要部分，在连接各城市群方面起到了重要作用。此外该类别下的关键词还涉及“走出去”战略、结构性改革、新兴产业、高铁出口等内容。而“高铁时代”（#1）则主要对应的是高铁对城市经济的影响。“俄罗斯”（#2）主要涉及的是高铁出口和“一带一路”等方面的内容。在时间区模式下，得到的知识图谱显示国内高铁产业研究领域的发展趋于上升，发展过程显示早期文献关键词之间的共现关系具有较小的时间跨度，而近期文献的关键词与早期文献的关键词具有密切的共现关系且时间跨度较大。这说明在早期文献的基础上近期文献的研究范围得到了进一步的扩展。