基于科学知识图谱的巡飞弹研究可视化分析*

张 林 张本辉 呼延箫扬

（1.海军大连舰艇学院导弹与舰炮系 大连 116018）（2.海军大连舰艇学院舰船指挥系 大连 116018）

1 引言

巡飞弹是具备巡逻飞行能力的新型制导武器，可以对指定战场区域执行情报侦察、目标指示、信息中继、区域封控、精确打击和毁伤评估等任务［1］。随着未来战争的信息化、智能化趋势以及新概念弹药的发展，以巡飞弹为代表的先进弹药已展现出巨大的发展潜力。鉴于此，有必要对“巡飞弹”研究成果展开阶段性的研究梳理，揭示与探讨其研究现状、热点及演进情况，有助于研究人员把握该领域的前沿动态，更好地进行深入探索。

以往研究成果中不乏对巡飞弹研究的总结［2～6］，然而，大多建立在归纳文献资料的基础上，更多的是专家凭借主观经验对资料进行加工，较少采用科学计量的方法对资料进行综合分析［7］。科学知识图谱，是用于显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形，通常具有“图”和“谱”的双重性质与特征［8］，一定程度上克服了专家经验的主观性，可以帮助人们透视某领域的庞大知识体系与结构［9］。在绘制科学知识图谱的应用软件中，CiteSpace操作简单、可视化清晰，可进行科学文献数据挖掘和可视化分析［10］，在国内外引起了广泛的关注和应用。因此，本文以中国知网CNKI数据库所收录的“巡飞弹”文献为研究对象，借助于CiteSpace可视化分析工具，结合科学计量学理论，通过所绘制的知识图谱，对巡飞弹领域研究现状进行可视化分析，期待为后续科学研究提供理论支撑。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

以CNKI数据库为为数据源，以“巡飞弹”为检索词进行主题检索，时间设定为不限年份到2021年12月31日，期刊类型设置为“核心期刊”，检索到文献100篇，对检索结果反复检查、整理，删除全球快讯、小短文等不相关条目，共得到有效样本文献97篇；设置检索条件为“硕博论文”，检索到文献33篇。本文的研究样本共计130篇，数据检索操作时间为2022年2月12日。

2.2 研究方法

1）进入CNKI，确定检索内容和检索方式；

2）精捡检索结果，利用CNKI自带可视化功能进行初步分析；

3）将有效样本的题录信息（包括作者、机构、摘要、关键词、来源出版物、发表日期等），以Refworks格式导出为纯文本文件，以备数据处理和分析之用；

4）将文献的题录文本文件导入CiteSpace，进行数据格式转换；

5）设置CiteSpace的相关参数，运行程序，绘制科学知识图谱；

6）对程序运行结果进行必要的处理（如合并相近的关键词等），对图谱进行调色、更改标签字体等操作，结合科学计量学理论对生成的知识图谱进行解释。

3 基于科学知识图谱的巡飞弹研究可视化分析

3.1 总体趋势分析

研究文献的总体趋势，即论文发表数量与时间的变化关系，能够揭示出该领域的研究历史、发展速度，并预测其发展趋势［11］。巡飞弹研究文献的总体趋势，如图1所示。

那两个男人已经呆住了，华丽的音乐奏章响彻整个礼堂，我在他们惊恐的眼神中轰然倒下，嘴边隐约露出一丝笑意。

图1 巡飞弹研究文献总体趋势

由图1可知，CNKI所收录的巡飞弹研究文献从2005年开始出现，郭美芳等发表在《探测与控制学报》2005年第1期的《多模式战斗部与起爆技术分析研究》是检索到的第1篇文献［12］，然而，巡飞弹的概念，早在1994年由美国提出，说明国内在该领域的研究与国外存在一定的时间延迟。总体来看，三种曲线保持了良好的一致性，呈现相对同步的“上升-下降-上升”态势。2015年～2018年，就论文发表总数量而言，基本上保持在15篇以上；而硕博论文的数量始终保持在个位数，甚至在2008年、2009年以及2014年发表数量为0篇；从2015年以后，数量基本上保持在2篇以上，其中2016年最多，为6篇。目前，世界上至少有14个国家拥有巡飞弹，包括以色列、美国、英国、俄罗斯等传统军事强国。据公开报道，我国曾在珠海航展上展示过多种型号的巡飞弹。由此看来，巡飞弹技术正在逐步成熟，然而与之形成鲜明对比的是，该研究领域并未引起国内学者的广泛关注。

3.2 关键词共现分析

选择网络节点类型为关键词（Keyword），运行CitcSpace软件，生成关键词共现知识图谱，如图2所示。

在图2所示的网络中，每一个圆点都代表着一个节点，圆点的大小体现其出现的频次，圆点越大意味着频次越高；圆点之间的连线表示相连的两个节点共同在一篇文献中出现，同时线条的粗细程度与其联系紧密程度成正比，线条的颜色代表着文献出现的年份。根据统计结果，图2所出现的关键词有261个，代表研究者试图从不同视角或者方向对巡飞弹领域进行探索和尝试；其中，出现的一次性词汇214个，使用2次～5次的关键词为37个，使用频次大于等于6次的关键词只有9个，依次是控制系统（0.28，20）、制导（0.13，11）、数值仿真（0.09，11）、导航（0.13，9）、气动特性（0.03，8）、协同策略（0.08，7）、航迹规划（0.03，7）、作战使用（0.07，7）、姿态调控（0.08，6），括号内分别是节点的中心度和频次，中心度代表着其对周围关键词的综合影响力。控制系统、制导以及导航的中心性都大于0.1［13］，从图2可以看出它们在可视化图谱分析中具有至关重要的作用。

图2 巡飞弹研究的关键词共现网络

3.3 时区视图分析

运行CitcSpace，显示类型选择为“time zone”，可得该领域研究热点变化的时区可视化图谱，如图3所示。

图3 巡飞弹研究热点变化的可视化图谱

在图3中，横坐标代表时区（2005～2021），按照时间顺序从左向右排列，纵向排列着该年首次出现的关键词；其中心圆圈越大、字体越大，则代表累计出现的频次越多。关键词之间的连线，说明关键词同时出现于同一篇文章。由3图可知，数值仿真、动力系统、多模战斗部、炮射巡飞弹等关键词出现于2005年，这些词是当时研究者所重点关注的问题。之后，又陆续出现了气动特性（2006）、航迹规划（2006）、引战配合（2006）、控制系统（2007）、制导（2008）、姿态调控（2008）、作战使用（2010）、优化设计（2011）、导航（2013）、协同策略（2013）、发展趋势（2013）、半实物仿真（2015）等研究热点问题。此外，可以看到某些关键词，并没有长久的研究生命周期。需要说明的是，为了便于显示，图片中隐去了仅出现1次的关键词。在2021年，并没有显示出关键词，事实上该年的论文研究数量为11篇（含硕士论文3篇）；可见，随着时间的推移，巡飞弹的研究领域不断拓展，研究主题趋于多样。

3.4 发文作者分析

选择网络节点类型为作者（Author），运行CiteSpace软件，可得发文作者合作网络图谱，如图4所示。

图4 发文作者可视化图谱

在图4中，作者的发文频次由节点大小体现，该作者发文数量越多其对应的节点越大（在图中仅显示发文量大于3的作者），总体而言，整个图谱呈现出较为分散的状态。根据普赖斯科学定律，核心作者发文量为m=0.749*，其中（m为核心作者最低发文量，n为发文最多的作者论文数［14］。在本研究统计期间，n=8，可得m=2.12，因此，将发表文章数量在两篇及以上的作者界定为巡飞弹领域的核心作者，经统计有45人，由于篇幅有限，列出发文量在6篇及以上的5位作者，如表1所示。

由表1可知，排在首位的是北京理工大学的范宁军，发文量为8篇，在图4中，可以看出，其位于图谱的中心位置，但是其链接的线条颜色呈暗灰色，说明该作者论文发表的时间相对比较久远，从实际文献查阅结果来看，其发文时间主要集中于2005年～2010年。

此外，不同作者间的合作强度由连线的粗细体现，交流联系越密切、合作发文次数越多其连线越粗。据统计，图4中共有337条连接线，从图4可以看出，产生形成了一些研究团队，如范宁军团队、郝峰团队、李小民与李增彦团队、何光林团队，在整个合作图谱中占据重要节点。师生、校友、同事等合作关系，以及研究方向的一致性，将有助于团队协作优势的发挥，进而导致合作人数的增加和影响力的增高。

3.5 研究机构分析

将网络节点（Node type）选择为机构（Institution），运行CitcSpace软件，得到研究机构的共现图谱，如图5所示。

图5 发文机构的可视化图谱

在图5中，圆形的节点代表研究机构，节点大小表示机构的发文数量，两个节点的连线表示机构间的合作关系，连线粗细表示机构之间合作量。据统计，该图谱共有52个节点，连线28条，图中仅显示发文量大于2的研究机构名称。将发文量排名前5的机构列出，如表2所示。

表2 论文发表机构排名

从表2可知，论文发表机构排名前5的机构中，有4家为高等院校，而且是武器系统与工程学科特色较为明显的高校。其中，北京理工大学和南京理工大学的发文数量遥遥领先，说明两所院校在巡飞弹领域的技术积累较为深厚，科研实力较为雄厚。从图5中也可看出，很多研究机构之间的合作，也基本围绕着这两所院校展开的。

4 对巡飞弹研究现状的思考

基于科学知识谱图分析可知，巡飞弹研究虽然取得了一些成绩，但是也面临着诸多挑战，笔者认为，该领域的研究可以在以下方面着力。

4.1 创新作战概念，更好满足我军作战需求

从论文发表的总体趋势来看，巡飞弹研究的发文数量基本稳定在10篇～15篇，尚未得到学者的广泛重视；从期刊来源进行分析，以中文核心为主，EI/SCI检索类高质量期刊所占比例相对较少，对相关研究缺乏更深层次的挖掘；从公开的巡飞弹装备发展来看，“跟跑”外军现象较为明显，往往是外军形成作战概念，列装某型装备，国内围绕仿制开展关键技术研究形成产品，其创新性明显不足。

事实上，武器系统的使命任务、功能、性能应当围绕我作战体系、作战对手、作战环境，外军的某些装备，针对我军的作战需求，来研究发展武器装备、作战平台甚至对抗体系，对于巡飞弹的研究亦是如此；想要在战场上面对强敌时获得绝对优势，必须创新作战概念，在顶层上有所突破，即在强敌对抗中，创新性地利用巡飞弹的独特优势，来解决某些痛点难点问题，使研究成果真正地提升作战能力，满足军事斗争的迫切需要。

4.2 加强沟通交流，稳步促进军民深度融合

从发文作者合作网络分析，研究团队普遍较小，其合作强度也主要集中于团队内部；从发文机构的共现网络来看，发文数量较多的单位，集中于武器系统与工程学科特色较为明显的高校，合作网络基本上围绕着个别单位展开，大部分科研单位之间的合作不紧密，院校与军工单位、军队单位等缺乏有效的沟通交流。

随着巡飞弹研究的逐渐深入，其研究主题也趋于多样化，需要较为活跃的科研环境，更需要跨学科、跨领域的作者和机构合作攻关。此外，需要注意的是，地方高校与科研机构，在巡飞弹的技术细节、工程实现方面，具有较大的优势；军队单位，在巡飞弹的试验、使用等方面积累了大量的经验、数据甚至教训；要想快速、显著地提升巡飞弹的作战能力，必须加强各方沟通交流，稳步推促进军民深度融合，使工程技术与作战使用能够同频共振、相辅相成。

4.3 拓展应用场景，逐步优化平台载荷性能

从巡飞弹的作战使用来看，作战使用往往聚焦于陆战、巷战、反恐战等，总体而言，其应用场景还有待进一步扩展，然而，究其原因，主要是平台以小型无人机、低速为主，导致其装备载荷较少、作战半径较小。

随着基础技术的成熟，巡飞弹平台载荷将逐步升级，意味着可以在陆上分队伴随式反无人机、中远程制海作战等领域有新的增长点，从而使武器装备得到体系化发展与应用，形成远远高出单个平台的合力，使其作战应用范围、作战效能、战场价值发生质的飞跃，从而对未来战争形态、作战样式、作战行动和作战保障产生重要影响。此外，其任务载荷，应采用模块化设计，能够使其灵活切换至不同的作战应用场景。

4.4 适应复杂环境，重点提升智能自主水平

从科学知识图谱分析可知，关于巡飞弹的基础性以及共性技术已取得了较好进展，智能自主明显是薄弱环节；从两场近期局部战争中（格鲁吉亚-阿塞拜疆、俄罗斯-乌克兰），巡飞弹（也被报道成无人机，例如土耳其TB-2）在打击地面阵地、后勤车队等任务中大放异彩，预示着用于野战防空的轻型防空导弹将会成为发展重点，然而，不可否认的是，“人在回路”的遥控作战方式，已严重影响了巡飞弹在复杂战场环境下的作战效能。若要更好地发挥巡飞弹的战场价值，需重点提升其智能自主水平［15］。

5 结语

针对以往巡飞弹成果梳理过程中，存在依赖专家主观经验的现象，为了揭示巡飞弹研究领域的科研现状，更好把握该领域的前沿动态，本文以中国知网CNKI数据库所收录的“巡飞弹”文献为研究对象，借助于可视化分析工具CiteSpace，通过分析所生成的知识图谱，对巡飞弹领域研究的总体趋势、关键词共现、时区演化、突变词语、发文作者、研究机构等内容进行可视化分析，并对加强该领域的研究提出对策建议，期待为后续研究提供理论支撑。