安全科学结构及主题演进特征研究——基于Web of Science科技文本知识单元共现分析的探索

摘要

安全科学作为一个年轻的学科门类，已经有近三十年的历史。自安全科学诞生以来，关于其科学性的讨论持续不断。安全科学结构是安全科学基础性问题研究和讨论的核心主题之一。特别是在当前背景下，各个学科出现了空前的交叉、融合。要明晰安全科学的结构便更加困难，当然对安全科学结构的分析和讨论也显得更加有意义。基于此，本文将以安全科学长期积累的科技文本为研究对象，对这些文献知识单元在空间上形成的客观的共现现象进行挖掘分析，以获取安全科学结构的特征及演进情况。
　　本文首先从科技文本知识单元共现理论和方法入手，对科技文本知识单元的共现现象的数学原理、分析方法进行了详细的阐述。提出了基于领域的共现、期刊共现（期刊共被引、耦合）以及主题共现演化的科学结构分析的宏观、中观和微观分析方法。在对原理和方法进行系统性分析和讨论的基础上，本文选取国际上用于科技文本挖掘的权威数据库Web of Science作为本文分析的核心数据集。按照分析的需求和分析能力，对得到的65918篇安全研究论文的数据和7853篇职业安全论文数据进行分析。将整体安全研究的文献分别从基于领域共现的安全科学的宏观科学结构、基于期刊共现的中观科学结构和基于主题共现的微观安全科学结构进行了分析。并选择职业安全领域作为安全科学研究的典型领域进行了重点的分析和讨论。其次，安全科学的宏观科学结构通过全科学领域叠加和本地数据的领域关系构建。全科学结构地图的分析得到:在整个科学领域的叠加结构上主要分布在临床医学、生物医学、健康与社会问题以及心理学等领域的聚类中。安全科学结构分析得到安全子领域主要分布在药理学、外科、公众环境职业健康、普通内科以及肿瘤等方面。进一步依据全领域科学结构图，对安全科学的学科多样性进行测度，得到安全科学的跨学科性是非常显著的。本地安全科学领域共现的科学结构结果显示，安全科学的领域结构按照顺时针依次为“经济、商业、管理”、“信息科学”、“工程学”、“生物技术和化学”、“医学、药学、疾病”、“心理、教育”以及“社会学”，网络分析的结果揭示出领域之间共现频次排在首位的为“工程，工业----运筹研究&管理科学”。再次，安全科学的中观结构通过全科学期刊结构地图叠加和本地数据的期刊共现分析构建。从全科学地图上来看，安全科学涉及的期刊广泛地分布在整个期刊结构地图上，一方面证明了安全科学的交叉学科属性，另一方面，安全科学的重点领域主要分布在医药-医疗-临床;物理-化学-材料及其心理-健康-教育-经济领域。本地数据的安全科学期刊共现和耦合的科学结构结果显示，安全科学的结构主要可以划分为两个方面:医学安全问题研究和技术与工程安全问题研究，它们之间通过“质量，健康，卫生”等领域连接。从时序演化上来看，虽然整体上基于期刊的安全科学结构整体结构稳定，但还是发现了早期的工程技术安全方面的期刊群落包含的安全科学研究主要集中在了核科学技术方面。最后，安全科学的微观结构及其演进通过主题的时序趋势和共词网络的演进进行了分析。分析结果显示了基于主题的安全科学结构、不同时间分段中安全科学研究主题的特征，以及随着时间发展主题的转变情况。鉴于安全科学本身的复杂性，对安全科学结构整体的挖掘的基础上，从子数据中专门从主题角度分析“职业安全”结构，并进一步对职业安全的研究前沿主题进行了探测。结果显示国际职业安全主题结构主要分为“职业伤害”和“职业暴露”两个方面，通过使用中文数据样本比较基于主题的科学结构一致。从整体上看，国际的职业安全研究主题更加丰富。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．1．1 当前时代背景与安全研究

1．1．2 安全学科与科学发展背景

1．1．3 安全科学研究认识的演进

1．1．4 国内外安全问题依然突出

1．2 研究动机及意义

1．3 本文研究问题的阐述

1．4 国内外相关研究的现状综述

1．4．1 国内外科学结构的研究现状

1．4．2 国内外主题挖掘及演进研究

1．5 研究内容和思路

2 科学结构的共现分析理论与方法

2．1 科技文本共现现象分析

2．2 共现现象的数学表达

2．3 共现矩阵标准化及相似测度

2．3．1 对称矩阵标准化及相似测度

2．3．2 非对称矩阵元素的相似测度

2．4 共现矩阵可视化与聚类分析

2．4．1 共现矩阵可视化布局

2．4．2 共现矩阵网络化测度

2．4．3 共现矩阵的网络聚类

2．4．4 共现分析的莱顿算法

2．5 知识单元共现的叠加图分析

2．6 本章小结

3 安全科技文本数据采集及样本分布

3．1 数据获取和分布分析方法

3．1．1 数据采集策略

3．1．2 数据分布理论

3．2 数据的时间维度分析

3．3 数据的空间维度分析

3．3．1 国家／地区的分布

3．3．2 研究机构的分布

3．4 本章小结

4 基于领域共现的宏观安全科学结构

4．1 安全科学领域描述统计

4．2 学科领域的叠加分析

4．3 学科领域的共现分析

4．4 本章小结

5 基于期刊共现的中观安全科学结构

5．1 安全科学研究期刊分布

5．2 期刊聚类图的叠加分析

5．3 安全科学期刊共现分析

5．3．1 期刊的耦合聚类

5．3．2 期刊共被引聚类

5．4 本章小结

6 基于主题共现的微观安全科学结构及演进分析

6．1 科技文本主题识别及分析

6．2 安全科学关键词统计分布

6．3 安全科学高频关键词及时序演进

6．3．1 安全科学关键词词频分析

6．3．2 安全科学主题词网络聚类

6．4 安全科学主题网络时序演进

6．4．1 安全科学文献的时间切片

6．4．2 1900-1990年安全科学主题网络演进

6．4．3 1991-2014年安全科学主题网络演进

6．5 本章小结

7 专题研究—以职业安全主题研究为例

7．1 安全科学的子领域选取

7．1．1 职业安全专题研究选取依据

7．1．2 职业安全研究增长及研究分布

7．1．3 职业安全领域及期刊知识流动

7．2 职业安全主题结构的比较分析

7．2．1 英文职业安全研究的主题分布

7．2．2 中文职业安全研究的主题分布

7．3 职业安全主题分布的影响分析

7．4 职业安全研究的热点前沿领域

7．4．1 国际职业安全前沿领域及主题探测

7．4．2 中文职业安全前沿领域及主题探测

7．5 本章小结

8 结论与展望

8．1 本文主要工作和结论

8．2 创新点

8．3 研究不足及展望

参考文献

图表索引

附录

攻读博士学位期间的科研情况

致谢