工程项目进度风险知识图谱分析——基于文献计量学.pdf

第25卷第4期 辽宁工业大学学报(社会科学版)Vol.25,No.4 2023 年 8 月 Journal of Liaoning University of Technology(Social Science Edition)Aug.2023 收稿日期：2023-02-21 基金项目：辽宁省社会科学规划基金项目(L22BGL030)作者简介：翟治昊(1997-)，男，山东德州人，硕士生。通信作者：朱会霞(1978-)，女，黑龙江佳木斯人，副教授，博士。本刊核心层次论文 DOI：10.15916/j.issn1674-327x.2023.04.008 工程项目进度风险知识图谱分析 基于文献计量学 翟治昊，朱会霞(辽宁工业大学 经济管理学院，辽宁 锦州 121001)摘 要：借助文献计量学的方法与可视化工具对工程项目进度风险研究的文献展开分析，剖析该研究领域的概况，以期为今后进一步深入研究提供参考。使用 CiteSpace 和 VOSviewer 软件，对 Web of science、CNKI数据库收录的文献进行发文量、期刊分布分析，同时对作者、国家、关键词进行共现分析。结果表明：发文量呈现波动增长的趋势，该领域研究还未进入稳定阶段；国外研究侧重理论方法，国内研究侧重实践，与人工智能及计算机技术的融合是未来共同的发展方向；初步形成了以识别、评价预测和控制为核心内容的研究范式。关键词：CiteSpace；VOSviewer；知识图谱；进度风险 中图分类号：TU-9 文献标识码：A 文章编号：1674-327X(2023)04-0027-06 在建筑行业快速发展的过程中，建筑模式与种类、建设技术和行业规范在市场与国家政策的驱动下变得更加繁杂，工程项目的管理难度越来越大。作为项目管理的三大目标之一，进度是判断项目成败的一个重要标准，在时间尺度上影响着项目的经济效益和社会效益。国内外普遍存在进度风险管理粗放、效率低、信息流动慢等问题，这些问题往往会导致项目进度滞后。基于此类问题，学者们对进度风险管理的方法在理论和实践层面进行了广泛的探索。文献计量学作为以数学和统计学方法为依托发展起来的交叉学科，具有定量、实用的特点，仅在CNKI数据库中便约有1.34万条与文献计量学主题相关的记录，已被广泛应用在生物学、医学、体育和农业等学科的研究中。故本文借助计算机软件以文献计量学的方法，对进度风险领域的研究力量合作情况、热点主题、研究范式进行梳理和分析，以期为进一步的研究提供参考和借鉴。一、研究方法和数据来源（一）研究方法 Bibexcel、CitNetExplorer、CiteSpace、CopalRed、HistCite 和 VOSviewer 等软件是当前广泛流行的文献计量学工具，但使用频次前两名的是 CiteSpace和 VOSviewer1。CiteSpace 是由美国德雷塞尔大学的陈超美教授团队开发的一款知识图谱软件2。VOSviewer 是由荷兰莱顿大学 VAN ECK 开发的文献计量可视化工具3。因此本文借助 CiteSpace6.1.6和 VOSviewer1.6.18 软件对发文量、期刊、作者、国家和关键词进行分析。（二）数据来源 为了保证文献内容的质量和全面性，对文章发表时间不作限制。在 Web of Science（简称 WOS）数据库中输入检索式：TI=(construction OR project OR engineering project OR“project item”OR“project program”)AND TI=(schedule risk OR duration risk OR schedule delay OR project delay OR schedule factors)，检索到 223 条英文文献，经筛选得到有效数据 175 条。使用 CNKI 检索中文文献时，将检索条件设置为篇名“进度*风险”或“工期*风险”或“完工*风险”，检索到 472 篇中文文献，经筛选得到有效数据 379 条。二、文献量化分析（一）国内外年度发文量分析 年度发文量变化趋势可以反映学者们对该学科领域关注度的变化情况。使用CiteSpace统计每年28 辽宁工业大学学报(社会科学版)第 25 卷 的发文量，并用Excel绘制折线图，见图1。国内外年度发文量整体上呈现出波动增长的趋势，2007年、2014年等个别年份年度发文量有所下降，表明该领域的研究还未进入稳定期。图 1 国内外进度风险年度发文量趋势图 从图 1 可以看出，国外对工程项目进度风险的研究早于国内。可以将国外发文情况分三个阶段：第一个阶段是起步阶段，1986 年至 1993 年仅有一篇文章出现；第二个阶段是缓慢发展阶段，1993 年至 2005 年不断有文章出现，但最高年发文量不超过 5 篇；第三阶段是爆发阶段，从 2006 年开始，文章发表数量呈现井喷式增长态势，表明该领域成为学者们关注的热点领域。国内对工程项目进度风险的关注始于 1996 年，可以将国内发文情况分为两个阶段：第一个阶段是缓慢增长阶段，1996 至2004 年间年发文量在 15 篇之间浮动；第二个阶段是高速增长阶段，2005年之后年发文量在9篇以上。与国外不同的是，虽然国内关于工程项目进度风险的研究起步较晚，但发展比较快，具有后发优势。（二）主要期刊分布 分析期刊分布可以为学者们发表文章提供方向。175篇英文文献共发表在132种期刊上，379篇中文文献共发表在224种期刊上。按发文量统计排名前五的中英文期刊并分析总被引频次和篇均被引频次，结果如表1所示。表 1 基于 WOS 和 CNKI 数据的期刊发文量（前五）排序 期刊名称 发文量 总被引频次 篇均被引频次 JOURNAL OF CONSTRUCTION ENGINEERING AND MANAGEMENT 10 510 51 JOURNAL OF MANAGEMENT IN ENGINEERING 9 342 38 EUROPEAN JOURNAL OF OPERATIONAL RESEARCH 6 139 23 ENGINEERING CONSTRUCTION AND ARCHITECTURAL MANAGEMENT 5 129 26 JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 4 136 34 项目管理技术 18 139 8 价值工程 11 117 11 水利学报 7 142 20 山西建筑 7 31 4 工程管理学报 6 151 25 WOS 数 据 库 中，发 文 量 最 多 的 期 刊 是JOURNAL OF CONSTRUCTION ENGINEERING AND MANAGEMENT（建筑工程与管理学报），发文量为 10 篇，总被引频次为 510 次，每篇文章平均被引次数为 51 次。发文量最少的是 JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION（清洁生产学报），发文量为 4 篇，但是该期刊的每篇平均被引频次高于EUROPEAN JOURNAL OF OPERATIONAL RESEARCH 和 ENGINEERING CONSTRUCTION AND ARCHITECTURAL MANAGEMENT，表明该期刊的受关注度高于后者，侧面说明其文章内容质量较高。在 CNKI 数据库中，发文量最多的期刊是 项目管理技术，达到了 18 篇，但篇均被引频次只有8 次，山西建筑 的篇均被引频次最少，仅有 4 次，表明文章质量有待提高。虽然工程管理学报发文量最少，共有 6 篇文章，但总被引频次（151 次）和篇均被引频次（25 次）最高。此外，水利学报篇均被引频次第二高（20 次），且已被 EI、CSCD等数据库收录，二者的文章受关注度及在学术界的认可度较高。（三）作者分析 研究力量在微观上表现为作者的发文量和合第 4 期 翟治昊等：工程项目进度风险知识图谱分析 基于文献计量学 29 作关系，作者之间的合作有助于强化学科之间的融合以及深化研究内容。由普赖斯定律可以得知，专业领域内核心作者的发文量，计算公式如下：max0.749*ppMN 式中，Mp为核心作者发文量，Npmax为最高产作者发文量。WOS 与 CNKI 数据库中最高产作者发文量分别为 3 篇、4 篇，经计算 Mp分别为 1.297 和 1.498，取整数为 2 篇。因此，在 VOSviewer 中进行作者合作分析时，将最小发文量阈值设置为 2 篇，得到了国内外的作者合作情况（见图 2 和图 3）。lee eul-bumsong jievanhoucke mariohwang bon-gangma guofenggladysz barbaraduchaczek arturkeizur alan e.hong taehoonel-adaway islam h.mandziuk jacekel asmar mounirbie libai xueherroelen willycamacho efzafra-cabeza achen longhuang wenkewang jiayuanli clyde zhengdaoshen geoffrey qipinghuang jian-wenxi bao 图 2 WOS 文献作者合作网络 马腾陈浩杨渊博马金平胡志根黄琴黄建文李春明杜志达刘武刘俊艳曹阳崔民婧夏立明李鹏黄宏伟张云宁彭雪祁神军张云波赵道致王元明杨杰刘东海武菲菲钟登华余佳王文君丰景春张爱琳张秀英徐永红蔡永勇周宜红 图 3 CNKI 文献作者合作网络 在图 2 和图 3 中，圆圈的大小表示作者发文量的多少，圆圈越大说明该作者发文量越多。英文文献中共包含 465 位作者，以王家远为核心的团队合作最为广泛，其余的研究团体中合作对象均不超过三位作者。中文文献中共有 707 位作者，主要形成了以杜志达和黄建文为核心的合作团体。国内外的作者合作网络皆呈现出“整体分散，局部集中”的模式，在未来的研究中还需进一步扩大合作范围。（四）国际研究力量分析 研究力量在宏观上表现为国家发文情况，可以反映进度风险研究的地区差异和学术合作交流情况。将 WOS 检索的数据导入 VOSviewer，统计发文量前十的国家及被引频次，见表 2。同时，对国家发文合作情况进行分析，获得国家合作可视化图谱，见图 4。表 2 国家发文量排名（前十）国家 发文量 总被引频次 篇均被引频次 China 69 694 10 USA 22 276 13 Canada 10 293 29 Iran 10 85 9 Poland 9 38 4 South Korea 9 284 32 Australia 8 137 17 England 8 41 5 Belgium 6 209 35 India 6 206 34 从表 2 可知，发文量最多的是中国（69 篇），其次是美国（22 篇），中美两国占发文量总数的57.962%，是该领域文章的主要来源，发文量最少的是比利时（6 篇）和印度（6 篇）。从篇均被引频次来看，中国和美国的篇均被引频次分别是 10 次和 13 次，而比利时和印度的篇均被引频次分别是35 次和 34 次，因此，中美两国学者的文章在质量上还有很大的提升空间。NorwayBelgiumEnglandSpainPolandSingaporeAustraliaPakistanUSASaudi ArabiaChinaDenmarkVietnamScotlandSouth KoreaCanadaNigeriaIndiaIranPeruJordan图 4 国家合作图谱 从图 4 可知，中国与其他国家合作强度最高，其次是美国和加拿大，全球的合作关系形成了以中国、美国、澳大利亚和加拿大为中心的多极化格局，其余国家主要分布在欧洲、西亚和南亚地区。三三、研究内容分析 关键词是文章的作者对研究内容的高度凝练，30 辽宁工业大学学报(社会科学版)第 25 卷 在很大程度上可以体现出研究的热点主题。利用VOSviewer 提取中英文文献中的关键词，根据其共现关系进行聚类。在英文文献聚类结果的基础上，笔者进一步梳理文献内容，归纳出以 uncertainty（不确定性）、schedule risk（进度风险）、model（模型）、performance（绩效）、risk management（风险管理）为中心关键词的五类主题。第一类主题以 uncertainty 为中心，主要包括sensitivity（敏感性）、criticality（关键性）、impact（影响）等关键词。工程项目建设过程中充满各种不确定性因素，这些不确定性因素会导致工期延长，从而增加项目进度风险。CHAKRABORTTY 等4自主开发了一种增强的基于移动的局部搜索启发式方法，用于构建进度风险评估框架，研究了资源的不确定性对工程项目进度的影响。NASIR5在risk软件中建模并模拟不确定性对活动持续时间和风险事件的影响，有效地对风险导致的额外工期进行预测。目前，对于工程项目中的不确定性研究尚未做到与实际完全相符，只能在方法上不断精进，以求得相对精确的结果。第二类主题以 schedule risk 为中心，主要包括critical chain（关键链）、PERT（计划评审技术）、buffer management（缓冲管理）等关键词。关键链法克服了传统 PERT 方法的缺陷，可以通过对缓冲时间的管理达到控制项目整体的目的。绿色建筑因新技术的应用而具有更高的风险，有学者使用激光雷达与 4D 技术设计模型以识别实际的进度偏差，对传统的缓冲管理进行了改进，并证明其比传统方法具有优势。MA 等6也对传统的关键链法进行了改进，提出了改进的关键链设计结构矩阵，能够做到对返工及其影响进行量化与可视化。由此可见，虽然关键链法比 PERT 更具优势，但不足以应对更加复杂的工程项目，因此，对传统方法的改进是重要的研究内容。第三类主题以 model 为中心，主要包括simulation（仿真）、system dynamics（系统动力学）、Bayesian networks（贝叶斯网络）和 Montecarlo simulation（蒙特卡洛模拟）等关键词。LUU 等7通过建立工程项目的贝叶斯信念网络模型，量化了进度延误的概率，分析了造成进度延误的主要原因。蒙特卡洛模拟是应用较早且成熟的仿真方法，PAZ 等8将新方法与蒙特卡洛模拟集成，研究了考虑进度风险影响的施工项目调度问题。WANG 等9从工程项目整体的角度出发，建立系统动力学模型以研究动态风险交互对进度延误的影响。仿真分析已经成为研究工程项目进度风险的重要手段，当前主要以贝叶斯网络、改进的蒙特卡洛模拟技术和系统动力学等方法为主。第四类主题以 performance 为中心，主要包括labor productivity（劳 动 生 产 率）、schedule performance（进度绩效）、barriers（阻碍）、critical success factors（关键的成功因素）等关键词。工程项目中的进度影响因素与项目类型、环境有关，因此需要进行有针对性的分析。HWANG 等10基于传统建筑项目和绿色建筑项目的案例分析确定了进度延迟最重要的影响因素。SOEKIMAN 等11研究了影响进度绩效的劳动生产力相关因素。第五类主题以 risk management 为中心，主要包括 optimization（优化）、genetic algorithm（遗传算法）、particle swarm optimization（粒子群优化算法）和 analytic hierarchy process（层次分析法）等关键词。在进度风险研究中，使用人工智能算法对多目标问题进行求解为该领域提供了一种新思路。进度风险仅是项目风险的一部分，当研究内容涉及多目标时，遗传算法对于求解多目标的优化具有优势。WANG 等12使用遗传算法解决了综合成本、质量和完工风险的水利工程项目的进度优化问题。MUNGLE 等13采用遗传算法对非线性多目标优化问题进行求解，建立了一种耦合投资一工期风险目标的进度综合优化模型。在中文文献关键词聚类的基础上，将一些无法表征该领域主题的关键词（项目管理、工期风险、风险等）重新整合，概括为以下三类：第一类主题以风险分析为中心，主要包括装配式建筑、贝叶斯网络、系统动力学和蒙特卡洛模拟等关键词。李辉山等14建立了一种 BIM-RFID 进度风险管理体系，对装配式建筑各阶段的关键因素进行信息化管理。王乾坤等15使用 ANP 网络层次分析法建立了装配式建筑管理中的进度风险评价模型。何清华等16基于贝叶斯网络对大型复杂工程项目群的进度风险进行了分析。李存斌等17运用系统动力学构建了电网建设项目的进度风险管理模型。第二类主题以施工进度、风险评价为中心，主要包括风险识别、风险因素、层次分析法、水利水电和风险防范等关键词。张晓峰等18运用 PERT 风险网络仿真模型对大型水利水电工程项目进行施工进度风险分析。李晓英等19以具体的水电站为例，运用 WBS-RBS 法和 FAHP 法识别出了关键因素。第三类主题以风险、工期风险为中心，主要包第 4 期 翟治昊等：工程项目进度风险知识图谱分析 基于文献计量学 31 括承包商、完工风险、海外工程项目等关键词。近年来，国内建筑市场呈现出饱和的趋势，越来越多的企业开始开拓海外市场。但海外项目面临的不确定性因素更为复杂，作为承包商则需要对项目进度风险实施重点管理。周伟宏20在资源约束的视角下对海外工程项目的进度风险因素划分了等级。魏甲明21分析了有色行业海外 EPC 项目在设计、采购、运输及施工阶段中进度管理的重点工作。综上所述，在工程项目进度风险研究中，国外聚焦于研究方法，而国内更加注重实践。从微观到宏观的研究视角呈现出独立与协同发展并存的局面，风险因素研究、关键因素的识别属于微观层面，对于不同参与主体、工程模式下的进度风险研究则属于宏观层面。BIM 技术的应用表明进度风险管理技术与智能化、信息化的融合是国内外共同的发展方向。四、研究范式 经过国内外学者近 30 年的研究，进度风险研究领域已经初步形成了以进度风险因素识别、进度风险评价和预测、进度风险控制为核心内容的研究范式。首先，要对进度风险因素进行识别，这项工作是进度风险研究的基础工作，全面地识别进度风险因素有助于提高研究结果的准确性和科学性。目前已经有多种识别方法，例如文献分析法、德尔菲法、故障树分析法、头脑风暴法、案例分析法、流程图法等，各方法的优缺点见表 3。表 3 进度风险因素识别方法对比 方法 优点 缺点 文献分析法 成本低；可操作性强；学术性高 文献本身的不完善性；文献整理繁琐 德尔菲法 各专家不受干扰，可以充分表达观点；集合了专家集体的智慧 过程复杂；耗费时间长；对专家的知识水平要求高 故障树分析法 定性定量结合；灵活性高；适用的范围大 对分析人员的技术要求高，难度大 头脑风暴法 可以充分发挥人的想象力；形成集体智慧 小组成员的观点易受影响；面对复杂问题缺乏深入思考 案例分析法 成本低；内容更加符合实际 不易得出普遍结论；案例搜集困难；花费时间长 流程图法 易发现被忽视的点 对流程图绘制人员的专业性要求高；复杂问题的流程图建立较为困难 其次，在识别进度风险因素的基础上，对项目的进度风险进行评价或者预测，从而得到项目的风险水平，为后续的进度风险控制提供依据。评价前需要计算进度风险因素的权重，目前学者们较多采用综合赋权的方法22。进度风险评价的常用方法有PERT、模糊综合评价、模糊网络计划、蒙特卡洛、物元可拓模型、云模型、贝叶斯网络模型、系统动力学模型等方法。最后，在进度风险因素识别、评价和预测的基础上，有效地进行进度风险的控制，从而确保项目按时完成，这是最终的目标。已有研究多针对特定的进度风险因素提出具体的应对措施，属于静态控制。工程项目实施过程中充满了各种不确定性，如何进行有效的动态控制还需要更深入的研究。五、结论与建议（一）结论 1.国内外进度风险领域的发文量呈现出波动增长的趋势，表明该领域的研究正处于快速发展时期，还未进入稳定阶段。2.英文文献共发表在 132 种期刊上，中文文献共发表在 224 种期刊上。通过篇均被引频次来看，发文量排名前五的中外期刊中，文章质量比较高的分别是JOURNAL OF CONSTRUCTION ENGINEERING AND MANAGEMENT（建筑工程与管理学报）、水利学报和工程管理学报。3.从宏观、微观的视角看，研究力量体现在国家合作和作者合作情况上。全球的合作关系网络呈现出以中、美、澳、加为核心的多极化格局，发文量前十的国家中，文章篇均被引排名前三的国家分别是比利时（35 次）、印度（34 次）、韩国（32 次）。国内外作者合作网络呈现出“整体分散，局部集中”的模式。4.基于对关键词的共现聚类分析发现，国内外研究内容的差异体现在方法研究与实践研究上。国外研究的重点在于对方法的研究，国内更侧重实践层面的研究。智能化与信息化的建筑模型、仿真模拟技术是未来国内外共同的研究方向。5.进度风险的国内外研究已经初步形成了以进度风险因素识别、进度风险评价和预测、进度风险控制为核心内容的研究范式。（二）建议 基于以上分析，为促进进度风险研究的深入发展，本文提出以下建议以供参考：1.作者和国家之间的合作应不断突破地理因素和行政因素的限制。广泛的交流与合作是发展的必然要求，其有助于拓宽进度风险研究的宽度与深度，促进理论研究与实践的结合。在思想的碰撞中32 辽宁工业大学学报(社会科学版)第 25 卷 创新，在实践中检验，以问题为导向促进发展。2.在进度风险的控制研究中多是静态控制，工程项目中存在大量的不确定性因素，在风险评价和预测的基础上进行动态控制更加符合实际需要。3.在进度风险的研究中广泛结合新的研究领域。将人工智能技术应用到研究中，结合计算机技术对于复杂问题的求解具有重要意义。参考文献：1 PAN X L,YAN E J,CUI M,et al.Examining the usage,citation,and diffusion patterns of bibliometric mapping software:Acomparative study of three toolsJ.Journal of Informetrics,2018,12(2):481-493.2 陈悦,陈超美,刘则渊,等.CiteSpace知识图谱的方法论功能J.科学学研究,2015,33(2):242-253.3 VAN ECK N J,WALTMAN L.Software survey:VOSviewer,a computer program for bibliometric mappingJ.Scientometrics,2010,84(2):523-538.4 CHAKRABORTTY R K,ABBASI A,RYAN M J.A risk assessment framework for scheduling projects with resource and duration uncertaintiesJ.IEEE Transactions on Engineering Management,2019,69(5):1917-1931.5 NASIR H.Measuring the impact of risk events and uncertainty in activity durations on project scheduleJ.Sindh University Research Journal-SURJ(Science Series),2018,50(1):13-20.6 MA G F,JIA J Y,ZHU T C,et al.A critical design structure method for project schedule development under rework risksJ.Sustainability,2019,11(24):1-20.7 LUU V T,KIM S Y,VAN TUAN N.Quantifying schedule risk in construction projects using Bayesian belief networksJ.International Journal of Project Management,2009,27(1):39-50.8 PAZ J C,ROZENBOIM D,CUADROS,et al.A simulation-based scheduling methodology for construction projects considering the potential impacts of delay risksJ.Construction Economics and Building,2018,18(2):41-69.9 WANG J Y,YUAN H P.System dynamics approach for 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BIM-RFID的装配式建筑实施进度风险管理J.建筑节能,2019,47(9):148-153.15 王乾坤,王亚珊.基于 ANP 的装配式建筑多项目战略风险评价研究J.武汉理工大学学报,2018,40(4):76-79+96.16 何清华,杨德磊,罗岚,等.基于贝叶斯网络的大型复杂工程项目群进度风险分析J.软科学,2016,30(4):120-126+139.17 李存斌,陆龚曙,李鹏,等.电网建设项目进度风险管理的系统动力学模型J.华东电力,2012,40(2):178-182.18 张晓峰,朱琳,谭学奇,等.大型水利水电工程施工进度风险分析J.水利水电技术,2005,36(4):82-84.19 李晓英,田佳乐,郑景耀,等.水利工程施工进度风险分析J.水利水电技术,2018,49(6):141-147.20 周伟宏.资源约束下的海外工程项目进度风险因素分级研究J.工程管理学报,2019,33(3):116-121.21 魏甲明.有色行业海外 EPC 项目进度管理中需关注的重点J.中国有色冶金,2017,46(5):52-55.22 郭建辉,冯利军.基于 AHP-熵值法的水利工程施工进度风险模糊综合评价J.水电能源科学,2016,34(10):137-140.(责任编辑：许伟丽)