基于科学知识图谱的技术预测方法探讨

万浩

摘 要：针对目前技术预测中存在的局限，探讨在技术预测中引入科学知识图谱的现实必要性、逻辑可行性，结合主、客观思路构建综合的技术预测模型，进一步提高技术预测的科学性和客观性。

关键词：技术预测；德尔菲法；科学知识图谱；科技管理

中图分类号：P208；G304 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）04-0022-02

目前，技术预测以德尔菲、专家判断、情景分析和头脑风暴等定性方法为主，其中德尔菲法最常用。这些定性方法的本质是专家用自己的知识进行预测，主观性强于客观性。针对技术预测中存在的主观性缺陷，在技术预测中引入科学知识图谱，结合主、客观方法的思路构建综合的技术预测模型，立足科学、客观的角度，提高技术预测水平。

1 科学知识图谱

知识图谱（Mapping Knowledge Domain）也被称为科学知识图谱，是显示知识发展进程与结构关系的一系列图形，它以科学知识为计量研究对象。知识图谱可视化描述了人类随时间拥有的知识资源及其载体，绘制、挖掘、分析和显示了学科技术知识以及它们之间的相互联系，在组织内创造知识共享的环境，以促进科学技术研究的合作和深入。它是引文分析和可视化技术相结合的产物，用可视化的图谱形象地展示了学科的核心结构、发展历史、前沿领域和整体知识架构，揭示了知识领域的动态发展规律。

经过多年的发展，知识图谱已成为科学共同体结构与发展实证研究的主流方法，被广泛应用于很多学科领域，可概括为以下几方面：①识别学科研究前沿，分析学科发展态势；②确定当前的热点课题、技术方法、学科分布、应用领域和发展趋势；③考察研究领域主题的变迁，预测技术发展趋势，可视化技术跟踪；④分析领域内不同研究者间的相互关系，以及领域之间的交互关系；⑤测度当前研究的影响，发现突发技术，实现早期预警，对照技术发展的优先性进行排序；⑥分析领域内的核心群（人或机构），分析某国（区域）或某学术（研究）机构的科研水平及其地位。

此外，由于知识图谱拥有很强的前瞻性和预测性，与技术预测的理念相吻合，这为技术预测中引入知识图谱提供了一定理论基础的。

2 引入知识图谱

技术预测的一般流程为：提出课题，组建团队，搜集分析资料、确定具体方向，建立模型进行预测并检验，整理形成报告并扩散成果。以技术预测的一般流程为主线，重点围绕以下几点讨论，说明知识图谱方法的必要性和可行性。

2.1 确定领域态势，掌知研究前沿

预测领域一般是通过专家会议确定的，本质上是专家个人意见的产物，加上可能对预测对象的认知不全面，有很大的可能性使预测偏离预定的方向。而显示技术态势的知识图谱能直观地使专家知晓预测领域的热点前沿，防止预测出现主观性偏差。

2.2 客观挑选专家，提升团队质量

选择专家是预测的重要环节，这就需要考察专家的数量、知识水平和知识结构等问题。在实际操作中，选择专家构建预测团队时往往会出现选择性偏差。如果将社会网络分析技术应用到技术预测中，就可以规避这种偏差。利用Bibexcel，Citespace等社会网络分析软件绘出社会网络分析图谱SNAM（Social Network Analysis Map），识别领域中的一级专家及专家间的合作关系，以免出现漏选，并通过分析专家间的聚类，挑选背景知识彼此互补的专家。

使用知识图谱挑选预测专家，比自评和同行评价更为可靠、可信。同时预测用的知识图谱不受领域圈限，通过图谱中的社会网络选择领域外的预测专家，在知识面上能全面、客观地挑选专家。

2.3 显示技术演变路径，提高专家预测能力

在技术前沿热点的详细出现时间、演变路径等方面，以德尔菲法为核心的技术预测是很难确定的，而这方面的研究潜力都比纯粹的热点跟踪要高出很多，这应该是我们技术预测研究的重要内容。

知识图谱能够清晰地显示出技术前沿的演变历程，并标识出其重要的转折点。有2种知识图谱可以弥补上述不足：①时间序列网络图谱（Time Series Network Map），利用文献信息中相互引证的时间等要素间的关系，绘出时间序列网络图谱，发现预测技术衰退的热点、当前的热点和突现的热点，并显示热点的演变路径，标识出路径上的技术拐点，进一步找出这三类热点间的相互关系；②寻径网络图谱（Pathfinder Network Scaling Map），使用路径探寻算法（Pantfinder）找出技术演变历程，标识路径上决定技术发展方向的关键点，深入分析技术演变的内在机制，预测技术趋势。

可见，运用知识图谱分析技术发展变化规律，不仅可以用辩证的历史唯物主义观点来分析技术的现状与趋势，还可提高团队的预测能力。

2.4 信息支撑活动，扩散预测成果

可视化技术以图形形式显示了社会网络、共现与共引等文献计量规则，绘出技术领域的知识图谱，比对区域、机构间的技术、研创能力，直观地揭示彼此间在某领域上的差距与差别，进一步提供情报信息来支撑技术预测，给决策层提供参考信息。

3 结束语

将知识图谱引入技术预测不仅可以补充技术预测的方法知识体系，而且在一定程度上还克服了技术预测的主观性缺陷，提高了预测的精准性、可靠性。当然，科学知识图谱完全取代专家知识与判断是不可能的，其展现的领域状况须经过预测专家们的讨论和判断后，才能得出较科学、客观的结论。

参考文献

[1]刘则渊，陈悦.科学知识图谱方法与应用[M].北京：人民出版社，2008：3-37.

[2]王伟军，王金鹏.科学知识图谱在技术预见中的应用探析[J].情报科学，2010，28（08）：1127-1131.

〔编辑：李珏〕

Abstract： Technical limitations that exist in the current forecast， the reality of the need to explore the introduction of scientific knowledge in mapping technology forecasting， the logical feasibility， combined with the main objective to build a comprehensive idea of technology forecasting model， to further improve the scientific and objective technical forecast sex.

Key words： technology forecasting； delphi method； scientific knowledge mapping； technology management