基于知识图谱的工程项目管理领域BIM研究热点分析

第１５卷第１期　２０１８年３月　长沙理工大学学报（自然科学版）　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖ０１．１５　ＮＯ．１　

Ｍａｒ．２０１８　

文章编号：１６７２—９３３１（２０１８）０１—００７２—０７　

基于知识图谱的工程项目管理领域　ＢＩＭ研究热点分析　

袁　宁，胡庆国，何忠明　（长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙４１０１１４）　

摘要：为了分析工程项目管理领域ＢＩＭ研究的热点内容，基于ＣＮＫＩ数据库２００８—２０１７年的文献，运用　Ｕｃｉｎｅｔ软件，构建了工程项目管理领域ＢＩＭ研究热点的知识图谱，并采用共词分析以及社会网络分析等方　法对该知识图谱进行了网络密度、中心性以及凝聚子群分析。研究结果表明，各个关键词之间联系较为紧　密，构成１个以ＢＩＭ和工程项目管理为中心的知识图谱，较少地形成单独的派系；工程项目管理领域ＢＩＭ的　研究热点主要集中在ＢＩＭ的应用范围、管理方法、互操作性以及软件应用这四个方面。　关键词：ＢＩＭ；工程项目管理；知识图谱；Ｕｃｉｎｅｔ；研究热点；共词分析法；可视化　中图分类号：ＴＵ１７　文献标识码：Ａ　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＢＩＭ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｔｓｐｏｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｄｏｍａｉｎ　

ＹＵＡＮ　Ｎｉｎｇ，ＨＵ　Ｑｉｎｇ—ｇｕｏ，ＨＥ　Ｚｈｏｎｇ—ｍｉｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｔｒａｆｆｉｃ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐ０ｒｔａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１１４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｈｏｔｓｐｏｔｓ　ｏｆ　ＢＩＭ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ＣＮＫＩ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｆｒｏｍ　２００８　ｔｏ　２０１７，ｕｓｉｎｇ　Ｕｃｉｎｅｔ　ｓｏｆｔ—　ｗａｒｅ，ａ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｏｆ　ＢＩＭ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｔｓｐｏｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｍａｎａｇｅ—　ｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｕｓｉｎｇ　ＣＯ—ｗｏｒｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｏｃｉａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ｄｅｇｒｅｅ　ｃｅｎｔｒａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｏｈｅｓｉｖｅ　ｓｕｂｇｒｏｕｐ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ：ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ａｒｅ　ｃｌｏｓｅｌｙ　ｌｉｎｋｅｄ，ｆｏｒｍｉｎｇ　ａ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｍａｐ　ｃｅｎｔｅｒｅｄ　ｏｎ　ＢＩＭ　ａｎｄ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｆｅｗｅｒ　ｆａｃｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｆｏｕｒ　ｈｏｔｓｐｏｔｓ　ｏｆ　ＢＩＭ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ＢＩＭ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｃｏｐｅ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂ订ｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＢＩＭ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｍａｐｐｉｎｇ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｄｏｍａｉｎ；Ｕｃｉｎｅｔ；　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｔｓｐｏｔｓ；ＣＯ—ｗｏｒｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　

收稿日期　基金项目　通讯作者　

２０１７一ｌ１—２１　湖南省发改委２０１７年度第一批重大课题（２０１７３３）　胡庆国（１９６３一），男，湖南湘乡人，长沙理工大学教授，博士，主要从事工程项目管理及工程项目经济评价　与分析方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｑｇ＠１２６．ｃｏｒｎ　第１５卷第１期　袁　宁，等：基于知识图谱的工程项目管理领域ＢＩＭ研究热点分析　７３　当前，工程项目朝着大型化、复杂化的方向发　展，工程项目管理的难度也在不断增加。此时　ＢＩＭ的出现对工程项目管理而言意义重大，并已　成为国内外学者研究的重点和建筑业界人士关注　的焦点。Ｓａｅｅｄ　Ｒｏｋｏｏｅｉ＿１　对ＢＩＭ运用于工程项　目管理中的必要性、挑战及结果进行了总结。Ｄａ－　ｖｉｄ　Ｂｒｙｄ等　对３５个案例进行了研究，得出ＢＩＭ　在进度、成本和质量的控制中带来了积极的效果。　刘伟＿３］指出，ＢＩＭ通过实现可视化、碰撞检测等一　系列在传统项目管理中无法实现的功能，形成了　一种以ＢＩＭ为中心的新型项目管理模式。由此　可见，ＢＩＭ已经在工程项目管理领域运用广泛，且　产生了许多值得研究的问题，因此有必要采取一　个系统性的方法对当前该领域ＢＩＭ研究的主要　内容进行深刻分析。　知识图谱是一种通过数据挖掘、信息处理、知　识计量等手段，利用可视化的图像直观地将某一　学科或研究领域的前沿、发展进程和结构关系展　现出来的方法＿４］。我国对于知识图谱的探索收获　颇丰，苏道明［５　对技术创新行业近５年的研究内　容进行了可视化分析；郝志鹏Ｌ６　针对ＷＯＳ收录的　生态创业文献采用知识图谱进行了综合分析；陈　贽【７　基于知识图谱对工程项目管理进行了定量分　析。由此可见，知识图谱可以较好地对工程项目　管理领域ＢＩＭ研究热点进行分析。因此，作者应　用知识图谱的理念和方法，剖析该领域ＢＩＭ研究　的热点内容和知识结构，为后续理论研究和实践　应用提供参考。　１数据的来源与处理　１．１数据库选择　数据采集应保证数据的准确性和全面性，要　实现这个目标就需要综合考虑各种因素，选取合　适的数据来源。本研究选取检索文献量大、数据　真实权威的ＣＮＫＩ中国全文数据库作为检索系统。　１．２数据检索　以ＣＮＫＩ数据中的文献作为样本，利用高级　检索功能进行文献查询。设定搜索条件为：将检　索时间设置为２００８—２０１７年；主题设置为ＢＩＭ并　含工程项目管理。截至２０１７年１０月３０日，来源　类别为全部文献，共检索到３４４篇文献。进一步　浏览全部文献的摘要和结论，判断是否属于ＢＩＭ　在工程项目管理行业的应用，最后采用了２４０篇　有关文献。　１．３数据处理　本研究的数据处理过程如下。　步骤１：进行数据清洗。关键从以下两个方面　进行：①合并相似关键词。对于词义相同而表达　不同的，如“建筑信息模型、Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ、ＢＩＭ”将其修正为“ＢＩＭ”；对于含义相近　的，如“项目工程、建设项目、建设工程、工程项目”　统一为“工程项目”。②剔除无效关键词。对所有　关键词进行逐步筛选，包括去除重复文献中的关　键词、删除与研究方向偏差较大的关键词。　步骤２：运用Ｅｘｃｅｌ软件，利用其中的排序以　及数据透视表等功能，构建工程项目管理领域　ＢＩＭ研究的共词矩阵。　步骤３：将上述共词矩阵导人到Ｕｃｉｎｅｔ软件　中，生成共词网络。　

２知识图谱的构建及分析　２．１知识图谱的构建　从上述数据库中采集关键词，按照相应的规　则对其进行清洗，然后整理成关键词矩阵，将关键　词矩阵数据导入到Ｕｃｉｎｅｔ软件中，经过该软件的　社会网络分析功能得出所有关键词的分析数据，　最后利用合成在Ｕｃｉｎｅｔ软件之中的ＮｅｔＤｒａｗ可　视化软件绘制出工程项目管理领域ＢＩＭ研究热　点的知识图谱（如图１所示）。　２．２网络密度分析　网络密度是一个比值，阐述的是图谱中各个　节点间的亲疏关系，若密度较高则表明各节点联　系的非常紧密。其计算公式为：　ｄ一２Ｌ／ｎ（　一１）。　（１）　式中：ｄ为图谱的网络密度；　为图谱中节点的数　目．Ｌ为图谱中各节点之间连线的数目。　通过Ｕｃｉｎｅｔ软件进行数据分析，得到该知识　图谱的网络密度为０．５９５　７，表明该知识图谱的网　络密度较大，说明工程项目管理领域ＢＩＭ的研究　中各知识点之间的联系较多，各研究内容之间体　现出密切关联的状态，显示出我国工程项目管理　领域ＢＩＭ的研究内容范围相对集中。　长沙理工大学学报（自然科学版）　绮幂ＩＩ　化　例ｌ】　

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图１　工程项目管理领域ｌｊ１Ｍ研究热点的知识图谱　Ｆｉｇ．Ｉ　Ｔｈｅ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｋ　ｒｘ）Ｗｉｔ、ｄｇｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｏｆ　ＢＩＭ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｌｓｐｏｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ【】ｒ（）ｊｃＣ＇Ｉ　ｍａｎａｇｅｍｔ、ｎｌ　

２．３　网络中心度分析　络·｛ＩＪ　度衡量的　点在　／ｆ、厂舣Ｊ络　中重　要　．它的测量指标彳『３个，分别为：点度叶１心　度、　｝＿Ｉｌ１｛Ｊｌｌ，心发和接近【ｆ１心度。　１）　俊·｝］心度分卡Ｊ　。　点俊ｌＩ１心度测算的足　点在图谱『Ｉ】仃在的审　要程度．仃绝对点度中心度　ｊ相对点发巾心度，其　计算公　分驯为：　

（、Ｍ　（７ｆ＿）一∑　ｒ＿，；（、　（　）一∑　，。　（２）　，　１　ｌ　式中川　为　点　，为根　点之问的天系构建　

的邻接　．表示节点　点ｊ的天系。　２）接近　｝１心度分析。　接近　度代表的足　谱巾其中１个　点到　其余所钉１ｔ　－点的平均距离。若这个节点‘１．ｊ其他　点越靠近．　接近中心度就越小．反之则越夫。其　计算公』　为：　

（’　一　一　。　㈩　式ｒｔ，：ｃ，　，址　点　干¨ｊ之问的快捷方式距离（即快　捷方式Ｉ｝Ｉ包　的线数）。　

３）中『　１Ｉ　心俊分析。　中间中心发　用于衡　１ｉ点对资源控制的水　

．测算的足　谱Ｉｆ］某个节点作勾【｛ｔ介的能力。　ｌＩ】Ｉ＇ｌｌＪ中心度的数ｆｆ【越高，意味符陔节点对资源控　制的水平越高。其汁算公式为：　

姒）一∑　ｋ（９）Ｇ　。（１１）　式　：ｄ（　，　）为节点　到节点　短路径的条数；　Ｕ（　Ｊ，　）为　点　剑节点ｊ经过　点走的最　路　住的条数：（　为　‘点集。　通过以卜原　，采用Ｕｃｉｎｅ＊处理数据．得到　日管删领域Ｉ３ＩＭ研究热点的点度中心度、接　近【ｆｌ心度和巾川【ｆ１心度’？厂总结　如表１所示。　由点度中心度数据可知，ＢＩＭ、工程项ＩＩ竹　础、Ｌ程项日、　息化、全寿命川期是排　前　的　火谜训，为当Ｉ；ｊｆ『的研究重点，受到ｒ大多数学行的　遍关注，它们　对靠近知识Ｊ冬１潜的核心　。　当然，某些关键洲没有出现在上述表格【Ｉ】，ｔｆ王小能　完令否定它小足研究重点。　从接近巾心度的数据ｒ解刮．进度管删、心　川、　同箭　、成木控制等接近　度的数值卡¨刈