田曉丹，陳振國，陳 岑，任維康

(1.華北科技學院 計算機學院，河北 廊坊 065201；2.河北省物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控工程技術研究中心，河北 廊坊 065201)

0 引言

危險化學品簡稱?；?指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質，對人體、設施、環(huán)境造成一定危害的劇毒化學品和其他化學品[1]。?；诽厥庑允蛊湓谏a(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營、運輸和廢棄處置等環(huán)節(jié)存在極大安全隱患，易造成人員傷亡與財產(chǎn)損失。對?；啡鞒虒嵤┌踩O(jiān)管，提升危化品本質安全水平，一直是?；废嚓P企業(yè)及政府監(jiān)管部門核心任務。近年來，危化品爆炸、泄漏等重大安全事故時有發(fā)生，工業(yè)安全生產(chǎn)形式嚴峻[2]。因此，對?；愤M行信息化監(jiān)管以規(guī)避危險，成為國家和社會各界人士關注重點問題之一。

科研論文是學術研究最直接的表現(xiàn)形式[3]。本文基于文獻計量學理論，利用可視化分析軟件CiteSpace，對中國知網(wǎng)(CNKI)收錄的關于危險化學品信息化監(jiān)管學術期刊和學位論文進行統(tǒng)計，梳理危險化學品信息化監(jiān)管發(fā)展進程，分析該研究領域熱點及發(fā)展趨勢，以期為?；奉I域理論和實踐研究提供參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

為確保數(shù)據(jù)可靠性，本文以中國知網(wǎng)(CNKI)學術期刊和學位論文為基礎數(shù)據(jù)，以“主題=危險化學品監(jiān)測OR主題=危險化學品系統(tǒng)OR主題=危險化學品體系OR主題=危險化學品預警”為檢索條件，不限定文獻發(fā)表時間，共檢索文獻1 857篇，剔除相關度較低文獻，最終有效文獻1 388篇，檢索時間2020年11月17日。

1.2 研究方法

以文獻計量為理論基礎，對危險化學品信息化監(jiān)管領域文獻進行梳理統(tǒng)計，以軟件CiteSpace作為可視化分析工具，繪制知識圖譜。

2 危險化學品信息化監(jiān)管研究現(xiàn)狀

危險化學品全流程監(jiān)管是提升?；繁举|安全水平有效方法之一，隨信息技術進步，?；奉I域信息化監(jiān)管不斷更新發(fā)展。因此，本文從年度文獻發(fā)表數(shù)量、作者共現(xiàn)、機構共現(xiàn)及核心期刊發(fā)文數(shù)量變化4個方面，闡述?；沸畔⒒O(jiān)管研究現(xiàn)狀。其中，年度文獻和核心期刊均用折線圖表示，共現(xiàn)圖由CiteSpace軟件生成。

2.1 年度論文發(fā)表數(shù)量

年度文獻發(fā)表數(shù)量變化趨勢如圖1所示。由圖1可知，危險化學品信息化監(jiān)管領域自1998年至2020年共經(jīng)歷萌芽、發(fā)展、擺動3個階段，整體呈上升趨勢。

圖1 年度文獻發(fā)表數(shù)量變化趨勢

1)1998—2002年為危險化學品領域信息化監(jiān)管發(fā)展萌芽階段。余秉良[4]提出通過設置座艙空氣凈化系統(tǒng)或實時監(jiān)測座艙內(nèi)空氣污染程度，預防艙內(nèi)化學污染；劉艷萍等[5]基于危險化學品安全管理手段，提出建立完善化學品管理機制是預防重大災害重要途徑，文章在危險化學品信息化監(jiān)管萌芽階段被引次數(shù)最多，對相關研究領域產(chǎn)生一定影響。

2)2003—2010年是危險化學品信息化監(jiān)管高速發(fā)展階段。2003年共發(fā)表文獻14篇，2007年發(fā)文量激增至78篇。任常興[6]提出危險品運輸過程中道路優(yōu)化基本程序及雙層選線管理模式，并根據(jù)人員傷亡風險大小構建最優(yōu)路徑體系；文獻[7-9]被引次數(shù)均大于40次，說明發(fā)展階段開始從危險化學品源頭進行分類辨識，并對事故發(fā)生時應急處置進行探索。

3)2011—2020年為危險化學品信息化監(jiān)管發(fā)展擺動階段。2011年文獻發(fā)表量相對較低，2012—2014年文獻發(fā)表量持續(xù)增長，2018年文獻發(fā)表量相對較多，共131篇。2018年被引量排名前3文獻表明，高校實驗室?；繁O(jiān)管成為學者關注焦點問題[10-12]。

2.2 作者合作分析

學者研究創(chuàng)新是學科發(fā)展內(nèi)在動力，通過分析主要發(fā)文作者，可進一步了解該研究領域學術帶頭人及科研影響力，發(fā)現(xiàn)該學科內(nèi)部結構[13]。采用CiteSpace軟件對1998—2020年危險化學品信息化監(jiān)管領域作者進行可視化分析，生成主要發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜，如圖2所示。統(tǒng)計分析該領域發(fā)文≥3篇的作者，見表1。

圖2 主要發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜

表1 高產(chǎn)作者統(tǒng)計

節(jié)點大小表示作者發(fā)文數(shù)量，節(jié)點間連線代表作者間合作關系，若作者發(fā)文數(shù)量較少，節(jié)點顯示不明顯。由圖2可知，圖譜共含96個節(jié)點，82條連線，網(wǎng)絡密度0.018；部分作者間為小規(guī)模合作，多數(shù)作者間交叉連線較少，密度較低。作者王陽、劉勇、曹建等5人，以危險化學品移動運輸為研究方向，是目前?；奉I域最新研究團隊；作者藍結群、劉福光、譚華鳳等10人構成危險化學品信息化監(jiān)管領域最大合作子網(wǎng)，分別來自廣東省職業(yè)病防治院與廣東省肇慶市疾病預防控制中心，合作子網(wǎng)由2個機構構成，表明該研究領域在機構合作方面仍有較大發(fā)展空間。

由圖2與表1可知，魏利軍、邊歸國、陳嘉斌、梅建4位作者節(jié)點較突出，在?；费芯款I域發(fā)文量較多，表明危險化學品信息化監(jiān)管領域研究具有一定困難性，需投入更多精力以推動危險化學品信息化監(jiān)管取得更大發(fā)展。

2.3 發(fā)文機構合作分析

發(fā)文機構是危險化學品本質安全研究成果展示平臺，反映領域內(nèi)部發(fā)展情況。發(fā)文機構共現(xiàn)圖譜如圖3所示。由圖3可知，圖譜共含37個節(jié)點，6條連線，網(wǎng)絡密度0.009，是主要發(fā)文作者圖譜網(wǎng)絡密度的1/2；節(jié)點最大的機構是中國安全生產(chǎn)科學研究院，是危險化學品信息化監(jiān)管中堅力量。

圖3 發(fā)文機構共現(xiàn)圖譜

天津理工大學環(huán)境科學與安全工程學院近年在利用新興技術構建危險化學品智能監(jiān)管體系方面成果顯著，可實現(xiàn)準確高效的動態(tài)化管理。

2.4 核心期刊發(fā)文情況分析

統(tǒng)計1998—2020年1388篇文獻，僅有159篇來源于5大核心期刊SCI、EI、北大核心、CSSCI和CSCD。5大類期刊年度論文發(fā)表數(shù)量變化趨勢如圖4所示。由圖4可知，危化品相關研究領域在核心期刊發(fā)文數(shù)量與圖1整體趨勢相近，但數(shù)量明顯減少，僅2009年與2018年發(fā)文數(shù)量大于20篇，說明危險化學品信息化監(jiān)管研究深度還需加強，成果質量有待提高。

圖4 核心期刊年度論文發(fā)表數(shù)量變化趨勢

3 危險化學品信息化監(jiān)管研究熱點及趨勢

關鍵詞是論文內(nèi)容的高度提煉與集中描述。關鍵詞出現(xiàn)頻次是衡量領域內(nèi)研究熱度重要指標[14]，關鍵詞可反映文章主要內(nèi)容及領域內(nèi)發(fā)展變化。本文通過關鍵詞共現(xiàn)圖譜和聚類時間線圖譜，對危險化學品信息化監(jiān)管研究主題、內(nèi)容及方法進行系統(tǒng)性分析總結。

3.1 關鍵詞共現(xiàn)分析

危險化學品信息化監(jiān)管關鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖5所示。圖中節(jié)點大小代表關鍵詞出現(xiàn)頻次，節(jié)點顏色與出現(xiàn)年份對應。圖譜共含225個節(jié)點，248條連線，網(wǎng)絡密度0.009 8，關鍵詞共現(xiàn)圖譜較為分散，研究面較廣。其中，危險化學品、安全管理、重大危險源及危險化學品運輸4個關鍵詞出現(xiàn)頻次均大于60，是危險化學品信息化監(jiān)管領域研究熱點。表明在實現(xiàn)對危險化學品系統(tǒng)管理同時，需要注重?；飞a(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營、運輸和廢棄處置等環(huán)節(jié)的安全性。

圖5 危險化學品信息化監(jiān)管關鍵詞共現(xiàn)

中心度表示關鍵詞間信息流數(shù)量及對整個網(wǎng)絡資源控制程度。危險化學品信息化監(jiān)管關鍵詞出現(xiàn)頻次見表2。由表2可知，關鍵詞出現(xiàn)頻次與中心度關聯(lián)性較?。粦本仍?、應急管理和應急處理3個關鍵詞中心度均大于0.4，說明應急是該領域研究核心。據(jù)文獻調(diào)研，應急方向研究以應急管理模式及突發(fā)情況應急決策系統(tǒng)為主。研究人員以應急預防為切入點，模擬事故發(fā)生可能出現(xiàn)的情況并提出對應解決對策，完善危險化學品信息化監(jiān)管研究體系。

表2 危險化學品信息化監(jiān)管關鍵詞出現(xiàn)頻次統(tǒng)計

3.2 關鍵詞時間線聚類分析

為進一步探究危險化學品信息化監(jiān)管領域研究熱點，采用CiteSpace中關鍵詞聚類功能，選擇對數(shù)似然算法(Log-Likelihood Ratio，LLR)，在關鍵詞中提取聚類標簽，評價詞語聚類清晰度[15]。其中，模塊值Q衡量生成聚類網(wǎng)絡穩(wěn)定度，一般Q大于0.3，表示聚類效果較好，結構顯著；平均輪廓值S衡量聚集內(nèi)部節(jié)點相似度，一般S大于0.5，表示聚類匹配程度較高。危險化學品信息化監(jiān)管時間線圖譜如圖6所示。

圖6 危險化學品信息化監(jiān)管時間線圖譜

圖中S為0.546 4，滿足大于0.5，Q為0.830 8，滿足大于0.3，參數(shù)設置合理，分類結果成立，說明該圖譜表征危險化學品信息化監(jiān)管領域變化過程合理。橫軸代表關鍵詞首次出現(xiàn)時間，縱軸表示聚類名(即右側字體)，通過LLR算法對關鍵詞進行聚類，形成13個群組，群組按關鍵詞由多到少排序。0號危險化學品安全聚類規(guī)模最大，共包含21個關鍵詞，反映保證危險化學品安全始終是大部分學者最終研究目標；安全檢查、安全風險、監(jiān)測預警系統(tǒng)等關鍵詞為該聚類群組近期主要研究內(nèi)容，說明研究人員正試圖通過現(xiàn)代化信息技術搭建危險化學品監(jiān)管預警系統(tǒng)平臺。

10號供應鏈是內(nèi)部節(jié)點相似度較高的群組，S為0.983，群組中出現(xiàn)頻次最多且出現(xiàn)最早的關鍵詞為安全管理，表明在安全管理目標引導下，供應鏈首先用于突發(fā)環(huán)境事件，隨信息化技術發(fā)展，逐步應用于港口及?；穫}儲監(jiān)管[16-17]。

將13個群組分成2類：1)危險化學品信息化監(jiān)管研究主題由7個群組構成，分別為0號危險化學品安全、2號危險源、4號危險化學品事故、7號危險化學品管理、9號重大危險源、11號危險化學品和12號實驗室安全，以危險化學品安全、管理及事故(或危險化學品安全管理及事故應急)等為研究對象，從不同方向尋找存在問題，并提出解決方案規(guī)避風險降低不安全因素。2)危險化學品信息化監(jiān)管研究內(nèi)容與方法，由1號指標體系、3號RFID、5號GPS、6號環(huán)境風險、8號多米諾效應和10號供應鏈組成，其中射頻識別技術RFID和全球定位系統(tǒng)GPS作為新興信息技術代表，在領域內(nèi)做出較大貢獻。

為進一步呈現(xiàn)危化品監(jiān)管領域變化趨勢，得到危險化學品信息化監(jiān)管技術關鍵詞分類，見表3。

由表3可知，RFID出現(xiàn)頻率較高，在各技術中關聯(lián)性較強，射頻識別技術理論最早出現(xiàn)于1948年，21世紀后作為物聯(lián)網(wǎng)核心技術廣泛應用于各類安全監(jiān)管。結合圖6可知，在?；沸畔⒒O(jiān)管技術領域中，相比傳統(tǒng)分析及評價技術，以RFID為代表的新興信息技術與傳統(tǒng)評價及分析技術結合，是目前研究領域技術主流模式。

表3 危險化學品信息化監(jiān)管技術關鍵詞分類

3.3 危險化學品信息化監(jiān)管發(fā)展新趨勢

通過關鍵詞及時間線聚類分析可知，不斷革新的新興技術正在為危險化學品信息化監(jiān)管乃至整個?；沸袠I(yè)注入新鮮血液，通過運用新興信息技術，實現(xiàn)?；沸袠I(yè)數(shù)字化、智能化監(jiān)管是大勢所趨。

以中國知網(wǎng)中學術期刊和學位論文為基礎數(shù)據(jù)，以“物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈”、“危險化學品”為主題檢索條件，共檢索到相關研究論文227篇，篩選后得到有效文獻182篇，因樣本文獻較少，將g指數(shù)(G-index)設置為10，得到危險化學品信息化監(jiān)管新興信息技術關鍵詞共現(xiàn)，如圖7所示。對領域內(nèi)涉及新興信息技術及應用整理歸類，得到危險化學品信息化監(jiān)管新興信息技術關鍵詞分類，見表4。

圖7 危險化學品信息化監(jiān)管新興信息技術關鍵詞共現(xiàn)

由圖7可知，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點較大，共出現(xiàn)37次，結合表4知，除決策支持等傳統(tǒng)技術方法，包括RFID在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)相關技術已成為危險化學品信息化監(jiān)管領域主流技術，實時監(jiān)控、監(jiān)測預警系統(tǒng)、傳感器技術、北斗定位、3G/4G技術等對保障?；返娜鞒贪踩l(fā)揮重要作用。文獻[18]融合物聯(lián)網(wǎng)等多種新興信息化技術,實現(xiàn)集危險化學品裝卸與運輸一體化的安全風險預警平臺，有效提升?；费b卸運輸過程中本質安全水平。

表4 危險化學品信息化監(jiān)管新興信息技術關鍵詞分類

此外，大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術在?；沸畔⒒O(jiān)管領域嶄露頭角。大數(shù)據(jù)深度挖掘分析、大數(shù)據(jù)風險研判，為危化品監(jiān)管事故分析、險情預測、應急處置等提供輔助決策，也可用于事故輿情分析引導，保障應急救援物資調(diào)度等場景。文獻[19]以?；肥鹿蕯?shù)據(jù)為對象，得出事故發(fā)生規(guī)律，為?；钒踩L險研判提供決策依據(jù)。人工智能基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，實現(xiàn)?；钒踩录悄茏R別與處置，實現(xiàn)?；啡鞒虩o人化作業(yè)，降低安全風險和損失；文獻[20]通過分析人工預警行為模式，智能生成重大危險源預警解決方案。區(qū)塊鏈憑借其去中心化、不可篡改等特性，2019年首次出現(xiàn)在?；啡鞒瘫O(jiān)管模式中[21]，目前在出口危險貨物包裝、監(jiān)測危險化學品全生命周期及保證?；饭湐?shù)據(jù)等領域得到廣泛應用。

綜上，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興信息技術普及及融合應用，使?；繁O(jiān)管傳統(tǒng)模式得到創(chuàng)新，有效提高危險化學品本質安全水平，成為未來危險化學品信息化監(jiān)管領域發(fā)展新趨勢。

4 結論

1)危險化學品信息化監(jiān)管自1998年共經(jīng)歷萌芽、發(fā)展、擺動3個階段，整體呈上升趨勢。

2)危險化學品安全、危險源、危險化學品事故、危險化學品管理、重大危險源、危險化學品和實驗室安全,是危化品信息化監(jiān)管領域主要研究主題；危險化學品安全管理和重大危險源監(jiān)測監(jiān)控是當前研究熱點主題;在當前新興信息技術和傳統(tǒng)評價分析技術相結合模式下，著重突出物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等智能技術占比，是未來危化品信息化監(jiān)管發(fā)展重要途徑。

3)目前,危險化學品信息化監(jiān)管體系不完善，距實現(xiàn)全鏈條安全管控還有一定距離。該領域未來發(fā)展將與以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為核心的智能技術普及與應用不可分割，學者可嘗試將新興信息技術融入危險化學品監(jiān)管中，突出智能優(yōu)勢，扎實推進危險化學品本質安全進程，確保?；钒踩?/p>