洪辰玥

(西華大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院, 成都 610000)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快,城市問(wèn)題也相繼產(chǎn)生。城市的快速發(fā)展以及相繼涌現(xiàn)的城市問(wèn)題,迫使人們開(kāi)發(fā)利用地下空間。合理開(kāi)發(fā)利用地下空間對(duì)節(jié)約城市用地、改善城市交通、擴(kuò)大城市空間容量、提高土地利用集約程度等都具有重要作用,是城市走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑。因此近年來(lái)國(guó)內(nèi)外也十分重視地下空間開(kāi)發(fā)利用和研究,并取得了一定成果。分析城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),不僅有利于快速學(xué)習(xí)前人的研究成果和經(jīng)驗(yàn),也能充分了解該方向研究的發(fā)展趨勢(shì)和不足,對(duì)該領(lǐng)域研究具有重要意義。

有學(xué)者已對(duì)這些年來(lái)關(guān)于該研究領(lǐng)域的成果進(jìn)行了總結(jié)和梳理。田野等[1]對(duì)中國(guó)地下空間學(xué)術(shù)研究發(fā)展做了綜述研究;韋海民和賀廣學(xué)[2]基于中國(guó)知網(wǎng)(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)對(duì)地下綜合管廊文獻(xiàn)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析;張志和吳夢(mèng)涵[3]基于CNKI對(duì)1990—2021年的地下空間研究進(jìn)行了分析。這些文獻(xiàn)在一定程度上為該領(lǐng)域的研究進(jìn)行了歸納總結(jié)并提供了方向,但這些研究仍然存在著一些不足。早期關(guān)于該研究領(lǐng)域的綜述主要是以定性研究為主,這類研究在研究?jī)?nèi)容的梳理上更加具體和詳細(xì),但是系統(tǒng)性不強(qiáng),對(duì)研究發(fā)展趨勢(shì)和變化體現(xiàn)較差。近年來(lái)由于大數(shù)據(jù)分析的興起,CiteSpace等軟件也開(kāi)始被學(xué)者使用。CiteSpace軟件可以方便地對(duì)大量數(shù)據(jù)處理,可視化分析可以更加直觀地看到近些年來(lái)研究的趨勢(shì)和熱點(diǎn)。然而,目前關(guān)于該領(lǐng)域的分析研究數(shù)據(jù)來(lái)源主要是CNKI,對(duì)外文文獻(xiàn)分析較少。即便樣本中包含了中外數(shù)據(jù)庫(kù)[4],也缺乏對(duì)中外文獻(xiàn)的比較研究,這使得研究結(jié)果具有片面性。針對(duì)這一不足展開(kāi)研究,通過(guò)分析中外文獻(xiàn)在該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和趨勢(shì),以期為地下空間規(guī)劃的相關(guān)研究提供借鑒和參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

采用CiteSapce軟件對(duì)中外相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。CiteSpace軟件是近年來(lái)興起的一種用于文獻(xiàn)研究的分析軟件,它可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)尋徑算法對(duì)大量文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析,通過(guò)繪制圖譜,進(jìn)而呈現(xiàn)某一研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)[4-7]。

以地下空間為研究對(duì)象,分別對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索,檢索時(shí)間為2022年12月。其中,中文文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為CNKI數(shù)據(jù)庫(kù),以“地下空間規(guī)劃”作為檢索詞,檢索文獻(xiàn)類型為期刊,篩選后共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)1 095篇。外文文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為Web of Science(WOS)核心集,檢索詞為“underground space planning”,篩選后共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)874篇。

2 發(fā)文特征分析

從發(fā)文量看(圖1),在2000年以前,無(wú)論是外文文獻(xiàn)還是中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù),關(guān)于地下空間規(guī)劃的相關(guān)研究都比較少。從2000年開(kāi)始,相關(guān)中外文獻(xiàn)開(kāi)始大幅度增多,并整體呈波動(dòng)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。其中,中文文獻(xiàn)從2000年的8篇,增長(zhǎng)到2011年的94篇、2022年42篇;外文文獻(xiàn)從2000年的1篇增加到2021年的112篇、2022年83篇。盡管2000年前相關(guān)文獻(xiàn)檢索較少,但并非沒(méi)有,說(shuō)明國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注地下空間的開(kāi)發(fā)利用,而2000年后相關(guān)研究開(kāi)始快速增加,這與城市化發(fā)展進(jìn)程和土地利用有一定關(guān)系。

圖1 中外文獻(xiàn)發(fā)文量分布

中文文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)主要是國(guó)內(nèi)各高校以及科研院所。外文文獻(xiàn)中發(fā)文量最多的作者機(jī)構(gòu)所在國(guó)家是中國(guó)(341篇),其次是美國(guó)(94篇)。除此之外,發(fā)文量分布在前幾位的還有韓國(guó)(87篇)、英國(guó)(63篇)、澳大利亞(42篇)、德國(guó)(31篇)等。從發(fā)文量可以看到,中國(guó)發(fā)文比重在外文文獻(xiàn)中仍然占據(jù)主要位置,占總文獻(xiàn)的1/3還多,這與中國(guó)的人口結(jié)構(gòu)變化和城市化快速發(fā)展等因素密不可分。從最早發(fā)文時(shí)間看,這幾個(gè)國(guó)家展開(kāi)研究時(shí)間相差不大,最早的是美國(guó),出現(xiàn)在2002年,其次是韓國(guó)、英國(guó)和澳大利亞,最早發(fā)文時(shí)間是2003年。與之相比,中國(guó)發(fā)文時(shí)間稍晚,最早發(fā)文時(shí)間為2008年,但發(fā)文量后來(lái)居上,趕超其他東西方國(guó)家。

3 研究熱點(diǎn)與趨勢(shì)分析

3.1 中文文獻(xiàn)分析

3.1.1 高頻關(guān)鍵詞和關(guān)鍵詞聚類分析

通過(guò)高頻關(guān)鍵詞分析可以看到該領(lǐng)域研究和關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。從表1、圖2中可以看到,中文文獻(xiàn)關(guān)于地下空間規(guī)劃研究的關(guān)鍵詞主要集中在地下空間、開(kāi)發(fā)利用、城市規(guī)劃、空間規(guī)劃、綜合管廊、軌道交通規(guī)劃、國(guó)土空間、城市更新等內(nèi)容。從關(guān)鍵詞最早出現(xiàn)的時(shí)間上看,2000—2005年地下空間、軌道交通、總體規(guī)劃、空間規(guī)劃等內(nèi)容開(kāi)始受到關(guān)注;從2005—2015年,人防工程、專項(xiàng)規(guī)劃、地下管線、國(guó)土空間等研究也開(kāi)始出現(xiàn);到2015年后,綜合管廊、城市更新開(kāi)始受到重視,這與當(dāng)前城市規(guī)劃和發(fā)展的大背景分不開(kāi)。

表1 中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞頻次及最早出現(xiàn)時(shí)間

圖2 中文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞圖譜

對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析(表2、圖3),其中聚類#0的標(biāo)簽是地下空間,聚類#1的標(biāo)簽是開(kāi)發(fā)利用,聚類#2的標(biāo)簽是上海市,聚類#3的標(biāo)簽是城市規(guī)劃,聚類#4的標(biāo)簽是綜合管廊,聚類#5的標(biāo)簽是規(guī)劃,聚類#6的標(biāo)簽是空間規(guī)劃,聚類#7的標(biāo)簽是總體規(guī)劃,聚類#8的標(biāo)簽是土地管理等。通過(guò)聚類分析,可以將關(guān)系較近的關(guān)鍵詞歸為一類,數(shù)字越小,該聚類包含的關(guān)鍵詞越多。從分析可以看出,最大的兩個(gè)聚類分別是地下空間和開(kāi)發(fā)利用,節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為124和36。這些聚類標(biāo)簽在一定程度上代表了該領(lǐng)域的研究前沿。CiteSpace中提供了多種聚類算法,本文運(yùn)用LLR(Log-likelihood ratio,對(duì)數(shù)似然比)法,從表2中可以看出各聚類所涉及的相關(guān)關(guān)鍵詞,如聚類#0地下空間所涉及的主題有地下空間、開(kāi)發(fā)利用、城市規(guī)劃、綜合開(kāi)發(fā)、交通組織。

表2 中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類(前7)

圖3 中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類圖譜

3.1.2 關(guān)鍵詞突變分析

關(guān)鍵詞突變分析通常意味著一個(gè)研究前沿的興起,進(jìn)而導(dǎo)致該詞匯在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)爆發(fā),并很可能演變成為下一個(gè)研究熱點(diǎn),通過(guò)關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜可以看出一個(gè)時(shí)期內(nèi)該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。從突現(xiàn)圖譜(圖4)中可以看出,關(guān)于地下空間規(guī)劃的研究可以以2012年左右為界大致分為兩個(gè)階段。2012年以前關(guān)于地下空間的研究主要集中在民防工程、平戰(zhàn)結(jié)合、綜合開(kāi)發(fā)、利用和對(duì)策等層面。這一時(shí)期地下空間規(guī)劃研究處于起步階段,研究?jī)?nèi)容相對(duì)宏觀,鋪開(kāi)范圍大。其中平戰(zhàn)結(jié)合和利用對(duì)策是這一時(shí)期研究的重點(diǎn),持續(xù)出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)。2012年以后,地下空間規(guī)劃開(kāi)始快速發(fā)展,研究?jī)?nèi)容也更加具體,如綜合管廊、軌道交通等內(nèi)容的研究,同時(shí)宏觀層面的研究也仍在進(jìn)展,具體包含了總體規(guī)劃、國(guó)土空間等內(nèi)容。

圖4 中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞(前20)突現(xiàn)圖譜

3.1.3 關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜分析

時(shí)序圖譜可以顯示關(guān)鍵詞最早出現(xiàn)的時(shí)間、出現(xiàn)的頻率以及文章和關(guān)鍵詞之間的關(guān)系。圖譜中的定位是該關(guān)鍵詞第一次出現(xiàn)的時(shí)間,連線表示該關(guān)鍵詞和其他包含該關(guān)鍵詞文章之間的共現(xiàn)關(guān)系,其中節(jié)點(diǎn)越大表示該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)越高。為探索地下空間規(guī)劃研究熱點(diǎn),通過(guò)CiteSpace軟件對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類,并在此基礎(chǔ)上通過(guò)time-zone運(yùn)算,從聚類文獻(xiàn)中提取標(biāo)簽詞,即為對(duì)應(yīng)的研究熱點(diǎn)[5]。從圖5可以看出研究?jī)?nèi)容在時(shí)間上的維度變化。從內(nèi)容上可以看出,2010年以前地下空間規(guī)劃研究?jī)?nèi)容主要包含總體規(guī)劃、軌道交通規(guī)劃等內(nèi)容。2014年以后,結(jié)合時(shí)代背景,出現(xiàn)了綜合管廊、國(guó)土空間、專項(xiàng)規(guī)劃等內(nèi)容。

圖5 關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜

3.2 外文文獻(xiàn)分析

3.2.1 高頻關(guān)鍵詞和關(guān)鍵詞聚類分析

從表3、圖6中可以看到,外文文獻(xiàn)關(guān)于地下空間規(guī)劃研究的關(guān)鍵詞主要集中在model(模式)、design(設(shè)計(jì))、system(系統(tǒng))、city(城市)、behavior(行為)、prediction(預(yù)測(cè))、management(管理)等內(nèi)容。從關(guān)鍵詞最早出現(xiàn)的時(shí)間上看,2010年以前主要有設(shè)計(jì)(2006)、城市(2008)、空間(2004)等;2010年后出現(xiàn)了模式(2012)、系統(tǒng)(2013)、行為(2012)、預(yù)測(cè)(2013)、管理(2010)等詞匯。對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析(圖7),其中聚類#0的標(biāo)簽是urban underground space,聚類#1的標(biāo)簽是change detection,聚類#2的標(biāo)簽是salt rock,聚類#3的標(biāo)簽是evaluation method,聚類#4的標(biāo)簽是tunnel fire,聚類#5的標(biāo)簽是aerodynamics,聚類#6的標(biāo)簽是urban underground space resource,聚類#7的標(biāo)簽是ahp,聚類#8的標(biāo)簽是multilayered ground等。其中最大的兩個(gè)聚類分別是urban underground space和change detection,節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為87和51。各聚類包含的主題詞見(jiàn)表4,如聚類#0所涉及的主題詞又包含了urban underground space、subsurface、sustainable development等。

表3 外文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞頻次分析

表4 外文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類(前9)

圖6 外文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞圖譜

3.2.2 關(guān)鍵詞突變分析

從突現(xiàn)圖譜(圖8)中可以看出,國(guó)外關(guān)于地下空間規(guī)劃的研究突顯主要出現(xiàn)在2013年以后,其中又可以2018年大致進(jìn)行分界。2013—2018年的研究熱點(diǎn)主要集中在rock(巖土)、strategy(策略)、綜合規(guī)劃等層面,其中策略研究持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。2018年以后出現(xiàn)的研究熱點(diǎn)主要包含了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、隧道火災(zāi)、用地、穩(wěn)定和優(yōu)化等內(nèi)容,可以看出比之上一階段主要以宏觀策略和設(shè)計(jì)研究為主,這一階段的研究更多的偏向工程結(jié)構(gòu),其中關(guān)于穩(wěn)定性和形變等研究持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),近年來(lái)關(guān)于土地利用、隧道火災(zāi)等研究也較多。

圖8 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜(前17)

3.2.3 關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜和共引分析

共引圖譜可以直觀地表達(dá)文章之間的關(guān)系,被同時(shí)引用的頻次越高,表明文章關(guān)系越密切,研究領(lǐng)域越相似。從時(shí)序上可以看到(圖9),國(guó)外研究早期主要是圍繞城市、地下空間、管理等展開(kāi)的研究,近年來(lái)出現(xiàn)了綜合概念規(guī)劃、隧道火災(zāi)研究等內(nèi)容。從共引分析可以看出,Bobylev N等一些作者文章共引次數(shù)較高。Bobylev[8]分析了城市地下空間的使用及其對(duì)城市的影響可持續(xù)性,提出應(yīng)將立體規(guī)劃、優(yōu)先考慮地下空間服務(wù)、研究不同類型基礎(chǔ)設(shè)施之間的潛在功能和空間相互關(guān)系以及綜合評(píng)估納入考慮。Cano-Hurtado和Canto-Perello[9]探討了城市公用設(shè)施地下空間的可持續(xù)發(fā)展,通過(guò)研究城市地區(qū)多功能公用隧道系統(tǒng)的使用,作為解決淺層地下?lián)矶聠?wèn)題的技術(shù)。Canto-Perello和Curiel-Esparza[10]研究了多用途公用隧道中的人為因素工程,認(rèn)為公用隧道的智能規(guī)劃可以減輕員工工作的痛苦和壓力,這些系統(tǒng)的橫截面設(shè)計(jì)必須考慮到兩個(gè)空間要求,一個(gè)用于公用事業(yè),另一個(gè)用于工人操作,同時(shí)為了使公用設(shè)施隧道的受限工作環(huán)境適合員工,提出了一些設(shè)計(jì)規(guī)則。從共引較高的文章研究?jī)?nèi)容及趨勢(shì)可以看到,國(guó)外關(guān)于地下空間的研究多關(guān)注可持續(xù)發(fā)展和使用者的需求,且研究?jī)?nèi)容更加細(xì)化。

圖9 外文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜

4 國(guó)內(nèi)外地下空間規(guī)劃研究比較

4.1 發(fā)文特征比較

從上述研究分析中可以看到,在發(fā)文時(shí)間上,檢索范圍中國(guó)外關(guān)于地下空間研究的出現(xiàn)時(shí)間比國(guó)內(nèi)要早,WOS中最早出現(xiàn)的關(guān)于地下空間的文獻(xiàn)研究的時(shí)間是1927年,而CNKI中則是1982年,早了55年。但是在2000年以前,無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外關(guān)于地下空間的研究都相對(duì)較少。從2000年開(kāi)始,國(guó)內(nèi)外關(guān)于地下空間的研究則呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì),這與城市發(fā)展、用地需求以及技術(shù)進(jìn)步有必然聯(lián)系。

從發(fā)文量看,2000年以前國(guó)內(nèi)外發(fā)文量都比較少。從2000年開(kāi)始,中文文獻(xiàn)發(fā)文量總體高于外文文獻(xiàn),近兩年來(lái)有所回落。從發(fā)文趨勢(shì)看,中外文獻(xiàn)都呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì),其中中文文獻(xiàn)波動(dòng)較大,而外文文獻(xiàn)波動(dòng)相對(duì)較小。從發(fā)文國(guó)家看,中國(guó)在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中發(fā)文都占據(jù)重要地位,發(fā)文量遠(yuǎn)超其他國(guó)家,這與我國(guó)近年來(lái)城市快速發(fā)展及政策導(dǎo)向密不可分。

4.2 研究?jī)?nèi)容比較

從中外文獻(xiàn)研究分析中可以看到,中外文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容具有一些共同特征,主要體現(xiàn)在研究?jī)?nèi)容多元化。文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容覆蓋了地下空間規(guī)劃和設(shè)計(jì)、綜合管廊開(kāi)發(fā)、軌道交通建設(shè)、地下空間更新、地下空間防災(zāi)、地下空間環(huán)境設(shè)計(jì)等多方面內(nèi)容,為地下空間的開(kāi)發(fā)和建設(shè)提供了借鑒和理論依據(jù)。但在研究?jī)?nèi)容和方法上中外文獻(xiàn)又有所區(qū)別。

首先,在研究范圍上,中文文獻(xiàn)研究范圍覆蓋的更加廣泛,在尺度上涵蓋了宏觀、中觀和微觀,內(nèi)容上既有政策層面、國(guó)土空間方向等研究,也有市政管線、地下交通方向的研究,既有城市設(shè)計(jì)層面的研究,也有更新改造方向的研究;而外文文獻(xiàn)在研究?jī)?nèi)容上更傾向于工程和結(jié)構(gòu)的研究。

其次,在研究方法上,中文文獻(xiàn)的研究更多集中在設(shè)計(jì)和規(guī)劃層面,有時(shí)會(huì)結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析,研究以定性研究為主。例如,湯宇卿等[11]從多點(diǎn)開(kāi)發(fā)、多元復(fù)合、多廊貫通等角度提出了城市舊區(qū)地下空間布局模式。而外文文獻(xiàn)中的研究多以定量研究為主,通常會(huì)結(jié)合模型和軟件進(jìn)行模擬計(jì)算和分析。例如,Dong等[12]在其文獻(xiàn)中提出了一種基于非優(yōu)勢(shì)排序遺傳算法(non-dominated sorting genetic algorithms,NSGA)的智能布局規(guī)劃模型,以制定地鐵車站周邊地下空間的最優(yōu)規(guī)劃方案。

除此之外,從突現(xiàn)圖圖4和圖8可以看出,即便是同一個(gè)研究方向,在時(shí)間節(jié)點(diǎn)和延續(xù)時(shí)間上中外文獻(xiàn)也有所不同。例如策略、對(duì)策方向的研究,中文文獻(xiàn)主要集中在2007—2012年,外文文獻(xiàn)則集中在2013—2018年,出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚。關(guān)于規(guī)劃設(shè)計(jì)方向的研究,中文文獻(xiàn)集中出現(xiàn)時(shí)間和延續(xù)時(shí)間都比外文文獻(xiàn)要早和長(zhǎng)。

5 結(jié)論和展望

綜上所述,城市地下空間開(kāi)發(fā)利用對(duì)城市用地集約化發(fā)展具有重要意義。通過(guò)上述分析研究可以看到,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于地下空間的開(kāi)發(fā)建設(shè)已經(jīng)取得了一些成就,未來(lái)地下空間研究可以關(guān)注以下幾個(gè)方面:

1)地下空間開(kāi)發(fā)與環(huán)境關(guān)系。近年來(lái),節(jié)能減排和綠色可持續(xù)成為城市發(fā)展的重要目標(biāo),而地下空間的開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)對(duì)節(jié)能減排也有重要意義。從上述研究可以看到,關(guān)于地下空間的開(kāi)發(fā)利用及規(guī)劃設(shè)計(jì)方向的研究已經(jīng)較為成熟,而有關(guān)地下空間開(kāi)發(fā)與環(huán)境方面的研究相對(duì)較少,后續(xù)可以從此方向入手展開(kāi)相應(yīng)研究。

2)細(xì)化研究對(duì)象和內(nèi)容。從文獻(xiàn)分析可以看到,細(xì)化研究對(duì)象和內(nèi)容是十多年來(lái)該領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢(shì)。地下空間開(kāi)發(fā)根據(jù)其開(kāi)發(fā)深度和使用功能等不同又可以分為多種類型,不同類型的地下空間設(shè)計(jì)方法和使用需求也不相同,未來(lái)研究可進(jìn)一步細(xì)化研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容。

3)多學(xué)科交叉研究。地下空間的開(kāi)發(fā)建設(shè)涉及多學(xué)科,如工程學(xué)、環(huán)境學(xué)、心理學(xué)、建筑規(guī)劃學(xué)科等,目前關(guān)于地下空間的研究主要是工程結(jié)構(gòu)學(xué)和建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)類學(xué)科,事實(shí)上,由于地下空間位于地下,其在環(huán)境設(shè)計(jì)和使用者心理方面也十分重要。未來(lái)關(guān)于該方向的研究可從多方位展開(kāi)。