基于知识图谱的高校实验室安全研究发展趋势探讨_张慧琴.pdf
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1、 第 卷 第 期 年 月:基于知识图谱的高校实验室安全研究发展趋势探讨张慧琴,李中凯,王 鹏(中国矿业大学 外国语言实验中心;机电工程学院,江苏 徐州;山东科技大学 实验室与设备管理处,山东 青岛)摘 要:为了总结与梳理高校实验室安全研究领域取得的一系列理论与实践创新成果,对中国知网 年 篇高校实验室安全研究的核心期刊文献进行计量分析,采用 软件绘制高校实验室安全研究的知识图谱。使用词频分析、共现分析、聚类分析、时间线分析和突现分析法,挖掘实验室安全研究领域的高产作者、单位及其合作关系,生成关键词聚类和聚类内部的词汇演进时间线,展示高校实验室安全研究领域所面临的问题和发展特征。结合高被引文献分
2、析和文献阅读与提炼法,总结了高校实验室安全研究方向及其典型成效,并探讨了今后在高校实验室安全管理队伍建设、安全教育与风险评估以及信息化与标准化管理方面的发展趋势。关键词:实验室安全研究;知识图谱;发展趋势中图分类号:;.文献标志码:文章编号:(),(,;,;,):,:;收稿日期:基金项目:全国煤炭行业高等教育研究项目();中国矿业大学实验技术研究与开发项目(,)作者简介:张慧琴(),女,山东淄博人,硕士,副研究员,外国语言实验中心主任,主要从事高校实验室安全、实验室建设与管理研究。:;:通信作者:李中凯(),男,山东淄博人,博士,副教授,教学科研型教师,主要从事数据挖掘和计算机应用研究。:;:
3、第 期张慧琴,等:基于知识图谱的高校实验室安全研究发展趋势探讨 引 言保障实验室安全是高校开展实验室建设与管理工作的根本要求。实验室安全管理必须坚持以人为本的原则,通过安全管理措施、安全教育培训、安全风险评估和信息化管理等手段,实现高校实验室的安全运行,并通过实验室工作实践,培养大学生的安全意识与实验技能,为我国社会主义现代化培养德智体美劳全面发展的建设者和接班人。随着教育部在 年开展高校实验室安全检查工作以来,各高校的实验室安全管理水平显著提升,面向高校实验室安全的科学研究快速发展,成效显著。例如,借鉴美国高校的环境、健康与安全()管理体系,上海交通大学和清华大学等探索采用 管理模式,实现高
4、校实验室的可持续安全管理。阳富强等提出了基于事故致因模型的实验室安全管理模型和基于扎根理论的实验室风险评估模型,对实验室安全管理进行了许多建模研究。李平等开展了文献挖掘视角的国内实验室安全综述,采用 可视化分析软件研究,探讨了诸如研究文献从 年起快速增长,实验室安全研究队伍和规模不断扩大,以及安全管理、生物安全和安全教育等热点话题。上述工作从模式模型、软件技术等方面,推动了我国高校实验室安全领域的科学研究。但是,自教育部 年开展高校实验室安全检查工作以来,高校实验室安全领域取得了哪些理论与实践创新成果,其所蕴含的高校实验室安全研究的知识图谱与发展趋势是怎样的,还缺乏系统梳理与总结。因此,本 文
5、 面 向 精 炼 文 献 集 合,采 用 基 于 软件的文献可视化方法,挖掘近 年来我国高校实验室安全领域的研究学者、单位、关键词和突现词等信息,展示高校实验室安全研究的知识图谱,并探讨实验室安全研究所取得的典型成效和发展趋势,为高校实验室安全管理的科学研究提供综述指导。材料与方法.分析的文献集合实验目标是从中文文献集合,分析我国高校实验室安全研究的知识图谱。从中国知网()数据库中抽取文献,在高级检索中选择“学术期刊”类别,设置主题 “高校实验室安全”,出版年度的时间范围为 年,来源类别选择为:来源期刊、北大核心和。一次检索共获得 篇文献,删除 篇征稿启事,剩余集合包含 篇文献。阅读各文献标题
6、,发现文献与高校实验室安全研究紧密相关,则形成文献数据集进行分析。.文献可视化工具 是美籍华人科学家陈超美教授开发的一款文献可视化分析软件,能够在时间区间内免费使用,具有高效的文献大数据处理能力和数据可视化效果。使用 .(位)软件,运行于 操作系统,需要安装 支持环境。把 的文献导出为 格式,进而在 中进行文献读入与转换,并放置于数据()文件夹,开展基于文献集合的作者()、机构()和关键词()的频度与共现分析。还可以开展面向上述 个属性的包含 个或 个以上属性的联合分析,例如,获得作者及其机构的共现关系图等。实验中借助了 系统本身提供的年度发文量、各期刊发文量 占 比 和 文 献 被 引 次
7、数 等 可 视 化 数 据,结 合 软件和总结与提炼法,进行高校实验室安全研究文献集合的知识图谱分析。知识图谱研究.年度发文量与主要期刊高校实验室安全领域的年度发文量和发文期刊,代表了该领域的年度研究文献增量和高影响力期刊。采用 的数据统计功能,获得了 年 月至 年 月的年度发文量数据趋势,如图 所示,每个柱状代表了年度发文数量,同时,该图的右侧纵坐标表示了年度累积发文量。可以看出,年度发文量总体呈增量趋势,但由于文献数据集合限定为核心期刊,仅占中文期刊相关文献量的近,所以年度发文总数较少。从年度累积发文量来看是快速上升的趋势,尤其是 年的累积发文量快速增长,说明高校实验室安全专项检查工作促进
8、了高校实验室安全研究的发展。年和 年 月的发文量少量下降,说明实验室安全领域研究由数量上升逐步进入高质量发展阶段。图 高校实验室安全研究文献的年度分布 表 展示了数据集合中发文量排名前 的核心期刊,以发文数量和复合影响因子排序。实验技术与管理发文量占比.,实验室研究与探索占比.,两刊合计发文量占.,远高于表中其第 卷表 发文量排名前 的核心期刊排序期刊名称数量 篇占比 实验技术与管理实验室研究与探索化学教育(中英文)安全与环境工程中国安全科学学报西南师范大学学报(自然科学版)中国高校科技消防科学与技术安全与环境学报黑龙江畜牧兽医他期刊,说明上述两刊是高校实验室研究领域的顶刊,作为推动高校实验室
9、安全科学研究的重要平台,具有广泛的阅读群体和学术影响力。.作者、单位的合作关系使用 软件对文献数据集合进行可视化分析,在所建立分析项目的基础配置页面,选择数据源为,偏好语言为中文;基础运算参数选择默认配置,即 ,值为.;选择条件设置为 ,即在每个时间切片选择前 个高被引或共现元素,进行共现关系运算,时间切片为 。()作者发文量及其共现网络。仅选择节点类型为“作者”进行共现网络分析,获得作者的文献产量和共现关系图。表 展示了作者共现网络中排名前 的作者姓名、单位及其发文数量,需要注意的是,的作者共现统计,把文献的所有作者均计入,并非仅针对第一作者。福州大学的阳富强发文量排名第一,主要从事高校实验
10、室安全管理模型研究。浙江大学的冯建跃主要从事高校实验室安全检查研究。上海交通大学的彭华松主要从事实验室 管理系统研究,开展了高校生物实验室、化学实验室等环境安全管理研究工作。此外,清华大学的黄开胜、艾德生,南开大学的王满意、张锐、宁信等都是实验室安全表 高产作者的发文量及其所属单位排序作者姓名单位发文量 篇阳富强福州大学冯建跃浙江大学彭华松上海交通大学黄开胜清华大学艾德生清华大学王满意南开大学张 锐南开大学宁 信南开大学虞俊超南开大学刘 闯上海交通大学研究领域的高产作者。图 的作者共现关系图谱,共获得 个作者姓名,条连接边,表达了作者的发文量及其在文献中的合著关系。把作者姓名显示阈值设置为,即
11、在网络图中仅显示发文量在 篇及以上的作者的姓名,其他节点及其连线也表示作者与共现关系,但由于发文量过少而暂不显示其姓名。图 高校实验室安全研究的作者共现图谱 可以看出该领域的研究团队主要包括:冯建跃、阮俊、俞欢军、李兆阳和张银珠团队;彭华松、谢亚萍和刘闯团队;黄开胜、艾德生和江轶团队;阳富强、毛亚军、洪溢都团队;王满意、宁信、虞俊超和张锐团队等。冯建跃、彭华松、杜奕、王羽、史天贵和张新祥等作者有共同发文联系,而阳富强、黄开胜和王满意等团队较独立,与其他研究团队的联络不多。这说明高校实验室安全研究的团队有不同侧重点,团队之间联系还不够紧密,发文合作主要发生于团队内部或依托共同的合作项目。()发文
12、单位的合作关系。仅选择节点类型为单位(),进行文献可视化运算,截取发文量在 篇以上的单位及其发文数量,如表 所示。这里,的单位分析是到作者标注的二级单位,即作者在文献中所标注的单位全称。可以看出,福州大学、北京大学、上海交通大学、浙江大学、南开大学、清华大学、吉林大学和北京理工大学等是实验室安全研究的高发文量高校。生成了发文单位的共现网络,如图 所示,图中共包括 个节点和 条边,即单位的连接数少于单位数,说明了部分共同作者属于同一单位的情况。可以看出,浙江大学、北京大学、清华大学、上海交通大学、北京理工大学,包括杭州电子科技大学的节点之间具有连接线,说明上述单位具有文献的合作关系,而福州大学、
13、南开大学和吉林大学的研究相对独立。以上说明了当前高校实验室安全研究已开展了校际合作,但还局限于有限范围之内,更广泛的校际联合研究还需要被重视。.高被引文献分析使用自带的文献被引频次数据,在实验所 第 期张慧琴,等:基于知识图谱的高校实验室安全研究发展趋势探讨表 发文量在 篇以上的单位名称及其发文数排序单位名称发文数福州大学环境与资源学院北京大学实验室与设备管理部上海交通大学资产管理与实验处浙江大学实验室与设备管理处南开大学实验室设备处清华大学实验室管理处福州大学环境与安全工程学院吉林大学生命科学学院扬州大学实验室与设备管理处北京理工大学实验室与设备管理处北京科技大学资产管理处浙江工商大学食品与
14、生物工程学院杭州电子科技大学国有资产与实验室管理处中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院图 主要发文单位的共现网络选的文献数据集合中,通过倒排序方式,选择被引数排名前 的高被引文献,见表。其中,最高被引文献是天津科技大学黄坤等发表的“我国高校实验室安全管理现状分析与对策”,全面阐述了实验室安全问题的产生原因及当前高校的主要应对策略。第二高频被引文献是冯建跃发表的“高校实验室安全检查指标体系的研究”,创新设计了“高校实验室安全检查项表 文献集合中排名前 的高被引文献文献作者期刊年份被引数黄 坤实验室研究与探索冯建跃实验技术与管理王 杰实验室研究与探索董继业实验技术与管理陈 玲实验室研究与探索
15、秦 锋实验室研究与探索周 健实验技术与管理周 健实验室研究与探索黄 凯实验技术与管理杜 奕实验技术与管理目表”,建立了高校实验室安全检查的指标体系。其他高被引文献分别研究了高校实验室安全事故的行为原因,探讨了实验室的安全管理体系,提出了信息化技术辅助实验室安全管理新趋势,并总结高校实验室安全检查的 年工作,为高校实验室安全管理提供了指导方向。列表中的实验室安全领域研究高被引文献,均来自实验室研究与探索和实验技术与管理这两大实验室研究方面的顶刊,说明上述两刊在促进高校实验室安全科学研究,保障实验室环境、健康与安全方面,发挥了重要指导作用。.关键词共现图谱与聚类 ()关键词共现分析。运算参数与前述
16、实验相同,在 软件中仅选择节点类型为“”,通过运算生成词频统计数据和关键词共现网络,分别如表 和图 所示。表 实验室安全高频关键词关键词频数中心性年份安全管理 安全教育 实验室 高校 安全文化 安全检查 生物安全 管理体系 体系构建 安全 消防安全 信息化 风险评估 安全隐患 管理模式 管理对策 环境安全 新工科 安全事故 安全体系 表 中列出排名前 位的高频关键词,展示了关键词出现的频数和首现年份,关键词以出现频数从高到低排序,节点的中心性()表达了该关键词在共现网络中的相对连接强度。可以看出,“安全管理”“安全教育”“实验室”和“高校”的出现频度高,且首现年份早,说明它们是高校实验室安全研
17、究的共性关键词;“安全文化”“安第 卷图 实验室安全关键词共现图谱全检查”“生物安全”“消防安全”和“信息化”是实验室安全的重要策略与技术;同时,面向“新工科”的“风险评估”“安全隐患”“环境安全”和“安全体系”在近 年被逐步重视。图 表达了高校实验室安全的关键词共现图谱,图中发现 个关键词节点,存在 条边。在图中仅显示出现频度大于等于 的节点的名称,关键词字号的大小表示了该词出现的频度。在该图中发现主要的关键词,如安全管理、实验室、高校、安全教育等。()关键词聚类与时间线分析。由于共现图中节点数量太多,难以直接获得关键词的连接强度聚类,并发掘聚类内部的关键词演进关系,所以需开展关键词的聚类与
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