基于VOSviewer新能源汽車事故及研究文獻(xiàn)分析

楊夢華

（青島理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，青島266520）

主題詞：公路運輸 交通事故 新能源汽車 VOSviewer 共現(xiàn) 文獻(xiàn)分析

1 引言

隨著我國大力發(fā)展交通事業(yè)，截止2020年末我國公路總里程達(dá)到519.81萬km，公路密度達(dá)到54.15 km/(100 km)，詳見圖1所示。新中國成立72年來，中國汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程，汽車產(chǎn)業(yè)逐漸成為國民經(jīng)濟(jì)重要的戰(zhàn)略性、支柱性產(chǎn)業(yè)。并且隨著能源危機(jī)逐漸加劇，人類開始探索使用替代傳統(tǒng)燃油汽車的新型交通工具。近日有關(guān)針對新能源汽車企業(yè)的維權(quán)事件及交通事故頻繁發(fā)生，新能源汽車的安全性成為人們關(guān)注的焦點。鑒于此，筆者擬分析總結(jié)近年來我國汽車及新能源汽車銷售及事故現(xiàn)狀，揭示新能源汽車發(fā)展趨勢，同時擬利用信息可視化工具VOSviewer，對2016年1月—2021年5月新能源汽車研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，繪制相應(yīng)文獻(xiàn)共現(xiàn)圖譜，探討我國新能源汽車研究特征，為豐富拓展新能源汽車研究內(nèi)容提供依據(jù)。

圖1 2015-2020年中國公路總里程及公路密度

2 汽車及新能源汽車銷售情況及事故分析

2.1 交通建設(shè)發(fā)展及現(xiàn)狀

新中國成立之初，由于戰(zhàn)爭破壞技術(shù)不足等原因，公路里程數(shù)不足10萬km。直到1978年改革開放全面開始，國家正式規(guī)劃中國公路網(wǎng)，隨著“要想富，先修路”的觀念逐漸被各級政府認(rèn)可，20世紀(jì)90年代，公路出現(xiàn)大規(guī)模建設(shè)高潮。截止2020年末，我國高速公路及公路總里程分別達(dá)到16.10萬km、519.81萬km，均為世界第1。按照具體公路等級來看，2020年末全國四級及以上等級公路里程達(dá)到494.45萬km，比2019年增長24.58萬km，占公路總里程95.1%，具體如圖2所示。

圖2 2020年中國各技術(shù)等級公路里程構(gòu)成情況

2.2 汽車及新能源汽車銷售量統(tǒng)計分析

本文對2017—2019年期間汽車及新能源汽車銷售量數(shù)據(jù)資料分析，其數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局。2017—2019年我國共計銷售汽車20 250萬輛，新能源汽車699.9萬輛，占總銷售量3.5%，不同年份的具體銷售量如圖3所示。

圖3 2017—2019年汽車及新能源汽車銷售量累計

對比分析汽車與新能源汽車銷售量累計圖可知，每年的變化趨勢相同，汽車銷售量淡季集中于1、2季度，旺季集中于3、4季度，完全符合人們的消費習(xí)慣。產(chǎn)銷率是指一定時期已經(jīng)銷售的產(chǎn)品總量與可供銷售的工業(yè)產(chǎn)品總量之比，反映了產(chǎn)品生產(chǎn)實現(xiàn)銷售的程度。汽車的銷售量可以作為預(yù)示經(jīng)濟(jì)衰退和復(fù)蘇的早期信號，近3年汽車年均銷售量均超6 000萬輛，產(chǎn)銷率接近100%，可認(rèn)為汽車產(chǎn)品符合社會現(xiàn)實需要的程度很大。近3年新能源汽車銷售量呈整體上漲趨勢，2019年較2017年年均銷售量增長101.5%，產(chǎn)銷率接近100%，可認(rèn)為新能源汽車符合社會現(xiàn)實需要的程度很大。

新能源汽車的安全問題一直是制約消費者選擇的痛點，因為電池的存在新能源汽車更易發(fā)生起火事故，整車安全性能遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)燃油車。2020年9月20日，中國工程院院士孫逢春在全球智能出行大會上指出，2020年我國新能源汽車著火事故率僅為0.002 6%，我國新能源汽車著火事故率低于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車燃燒事故率顯著低于特斯拉車型。這表明隨著新能源新結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車的安全性逐漸提高，從電動汽車長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，從國家能源戰(zhàn)略出發(fā)，大力發(fā)展新能源汽車的大方向不會改變，因此未來新能源汽車必將占據(jù)主導(dǎo)地位。

2.3 汽車事故分析

本文對2001-2020年期間交通事故數(shù)據(jù)資料分析，其數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局。2001—2020年我國共計發(fā)生6 743 919起交通事故，詳見圖4所示。交通事故發(fā)生總數(shù)自2002年起總體呈下降趨勢，安全形勢穩(wěn)中向好，且交通事故在2002年處于事故數(shù)量的最高峰。我國預(yù)防道路交通事故工作取得一定成績，其中重大、特大交通事故發(fā)生數(shù)逐年驟減，2018年首創(chuàng)新低，26個省區(qū)實現(xiàn)重大事故“零發(fā)生”。

圖4 2001-2020年全國交通事故發(fā)生趨勢

2020年全國共發(fā)生244 674起交通事故，其中機(jī)動車交通事故發(fā)生211 074起，占總事故86.28%，機(jī)動車交通事故中汽車交通事故共發(fā)生156 901起，占機(jī)動交通事故總數(shù)74.33%。對比分析其他數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，機(jī)動車交通事故占總交通事故主要部分，其事故死亡人數(shù)占總交通事故死亡人數(shù)90.68%，其事故直接財產(chǎn)損失占總交通事故直接財產(chǎn)損失93.48%。汽車交通事故占機(jī)動車交通事故主要部分。汽車交通事故死亡人數(shù)占機(jī)動車交通事故死亡人數(shù)77.03%，汽車交通事故受傷人數(shù)占機(jī)動車交通事故受傷人數(shù)71.00%，汽車交通事故直接財產(chǎn)損失占機(jī)動車交通事故直接財產(chǎn)損失87.76%。由此可見，對汽車交通事故的控制將對交通事故的控制起著關(guān)鍵性作用，這也使得國家提高對汽車安全重視程度。

2.4 2020年新能源汽車交通事故統(tǒng)計分析

自新能源汽車廣泛使用以來，其自燃、起火的安全事故頻繁發(fā)生，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅2020年國內(nèi)新能源汽車發(fā)生自燃、起火事故共有124起。對比2018及2019年事故規(guī)律可知，車輛問題集中于出廠后的第2個夏天，且鋰離子電池的熱失控是新能源汽車安全事故的核心原因。在所統(tǒng)計的事故中明確純電動汽車安全事故高達(dá)84%，乘用車引起的事故占總事故74%，靜置狀態(tài)下發(fā)生事故約占總事故一半，新能源汽車的安全問題亟需得到解決。

3 基于VOSviewer的新能源汽車研究文獻(xiàn)可視化分析

3.1 數(shù)據(jù)來源

中國知網(wǎng)的中文期刊全文數(shù)據(jù)(CNKI)是目前世界上最大的、連續(xù)動態(tài)更新的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫，其在學(xué)科收錄范圍、期刊來源等方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢，因此選擇CNKI作為本文研究期刊數(shù)據(jù)來源。從CNKI的學(xué)術(shù)期刊數(shù)據(jù)庫中，以“新能源汽車”“動力電池”“電動汽車”為主題，時間跨度為2016年1月—2021年5月，期刊來源為核心期刊、EI、CSSCI、SCI，共檢索出6 392篇文獻(xiàn)，以RefWorks格式導(dǎo)出文獻(xiàn)。

3.2 VOSviewer軟件介紹

目前常用的文獻(xiàn)計量分析軟件有Histcite、BibEx?cel、CiteSpace、VOSviewer。其中VOSviewer軟件是由荷蘭萊頓大學(xué)Nee Jan van Eck和Ludo Waltman于2009年共同開發(fā)出的文獻(xiàn)分析軟件，能夠快速從文章特定部分提取概括性信息并以可視化方式呈現(xiàn)。該軟件主要基于文獻(xiàn)共引、共被引原理繪制科學(xué)圖譜，分析功能全面、可視化效果好，是近年來在大數(shù)據(jù)發(fā)展支持下逐步興起的一種文獻(xiàn)計量分析方法，應(yīng)用于諸多學(xué)科領(lǐng)域。

3.3 不同時間文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量分析

根據(jù)在CNKI中檢索新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量，整理得出表1。共檢索得到期刊文獻(xiàn)6 392篇，“新能源汽車”主題期刊文獻(xiàn)829篇，“動力電池”主題期刊文獻(xiàn)1 290篇，“電動汽車”主題期刊文獻(xiàn)4 273篇。每年總發(fā)文量穩(wěn)定在1 100篇以上，整體呈現(xiàn)小幅度波動上升。

表1 2016—2021年新能源汽車文獻(xiàn)發(fā)表概況 篇

3.4 關(guān)鍵詞熱度及聚類分析

將CNKI中檢索的文獻(xiàn)導(dǎo)入VOSviewer，去掉重復(fù)的關(guān)鍵詞后，對關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析得到新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)中關(guān)鍵詞視圖，如圖5所示。根據(jù)對關(guān)鍵詞分析，出現(xiàn)頻次不少于10次的共有281個關(guān)鍵詞，圖中關(guān)鍵詞字號越大代表出現(xiàn)的頻次越高。由圖5可知，新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞除有電動汽車、動力電池、新能源汽車搜索主題外，主要有鋰離子電池、動力鉛酸蓄電池、動力鋰離子電池的鋰電池研究，電池管理系統(tǒng)、荷電狀態(tài)、控制策略、有序充電、梯次利用等電池充放電管理研究，分布式電源、充電站等配套設(shè)施研究及仿真模擬研究等。最初新能源汽車的相關(guān)研究起源于對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的研究，涉及電池技術(shù)、國家戰(zhàn)略性政策及充電站設(shè)計等，近年來才逐步開展對動力電池尤其是鋰離子電池的詳細(xì)研究，研發(fā)設(shè)計更具輕量化、高續(xù)航的穩(wěn)定安全的動力電池，并結(jié)合粒子群等智能算法進(jìn)行大數(shù)據(jù)仿真。整體分析可知有關(guān)新能源汽車的研究不斷細(xì)化，所運用的方法緊貼不斷改進(jìn)完善，這都離不開國家對新能源汽車發(fā)展提出越來越高的要求。

圖5 新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)中關(guān)鍵詞

同時動力電池對于新能源汽車研究發(fā)展起著關(guān)鍵影響，對動力電池相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析可知，現(xiàn)有研究主要集中于動力電池的荷電狀態(tài)、能量管理、熱管理與熱失控、電化學(xué)性能、回收利用等方向具體見圖6所示。其中鋰離子電池與其它類型的車載動力電池相比，其具有生命周期長、單體能量密度大、高效無污染的優(yōu)點，因此被人們大規(guī)模使用。因電

圖6 動力電池相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞

動汽車充電事故仍頻繁發(fā)生，相關(guān)研究人員已經(jīng)制定了絕緣、過熱、通信的基本安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上開展了進(jìn)一步的研究。

3.5 文獻(xiàn)作者及相關(guān)合作情況分析

將CNKI檢索的文獻(xiàn)導(dǎo)入VOSviewer，對作者進(jìn)行聚類分析，得到新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)中作者視圖，詳見圖7所示，視圖中相同顏色的作者屬于同一聚類的合作網(wǎng)絡(luò)，線條表示作者之間的合作聯(lián)系。通過對該研究領(lǐng)域作者合作網(wǎng)絡(luò)的清晰認(rèn)識能夠?qū)δ甓葏^(qū)間的熱點進(jìn)行認(rèn)識了解，同時對新能源汽車研究現(xiàn)狀的總結(jié)有一定參考意義。其中發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量最多的作者是張向文，在此期間發(fā)表32篇該領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)，其次是陳吉清在此期間發(fā)表31篇該領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)；合作聯(lián)系強(qiáng)度最高的作者是王芳，其聯(lián)系強(qiáng)度為70，其次作者是劉仕強(qiáng)，其聯(lián)系強(qiáng)度為48。由圖可知，作者合作網(wǎng)絡(luò)分布均勻，作者間的聯(lián)系強(qiáng)度普遍不高。對于未來新能源汽車研究發(fā)展，建議相關(guān)研究學(xué)者加強(qiáng)彼此間的交流聯(lián)系，擴(kuò)寬研究領(lǐng)域，即盡可能多的涉及有關(guān)新能源汽車安全及其發(fā)展的各個方面，共同為新能源汽車的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

圖7 新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)中作者最大相關(guān)合作網(wǎng)絡(luò)

4 結(jié)論

本文總結(jié)近年來我國汽車及新能源汽車銷售及事故情況，運用VOSviewer軟件對新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計量分析，得出研究熱點和活躍作者，并通過類比已有對VOSviewer應(yīng)用的文獻(xiàn)，驗證了本文方法的有效性。本文得到的主要結(jié)論如下：

（1）從交通建設(shè)來看，我國公路建設(shè)自2014年起總里程數(shù)及公路密度整體呈上升發(fā)展趨勢，交通建設(shè)逐漸完善大大方便了人們生活。

（2）從汽車及新能源汽車銷售量分析來看，產(chǎn)銷率居高不下，社會對汽車需求程度較高，從國家戰(zhàn)略角度出發(fā)，大力發(fā)展新能源汽車的能夠促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長。

（3）從汽車及新能源汽車事故分析來看，汽車事故發(fā)生總數(shù)自2002年起總體呈下降趨勢，重大特大交通事故數(shù)逐年驟減，體現(xiàn)了政府對于交通事故工作的重視，同時側(cè)面體現(xiàn)人們對于交通安全的重視。

（4）從文獻(xiàn)發(fā)表時間來看，針對新能源汽車相關(guān)文獻(xiàn)年度發(fā)表數(shù)量呈小幅度上升趨勢，2020年文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量相對較多。從文獻(xiàn)關(guān)鍵詞視圖分析來看，除搜索主題“新能源汽車”“動力電池”“電動汽車”外，對新能源汽車的研究主要圍繞鋰電池安全效能、電池充放電管理、配套設(shè)施分配及新能源汽車仿真模擬研究等方面。從文獻(xiàn)作者及相關(guān)合作情況分析來看，新能源汽車研究發(fā)文量最多的作者是張向文，合作聯(lián)系強(qiáng)度最高的作者是王芳，作者合作網(wǎng)絡(luò)分布均勻。

通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)收集及相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)分析，明確交通建設(shè)及交通事故發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀，了解現(xiàn)有研究熱點及活躍作者，為新能源汽車相關(guān)研究提供理論基礎(chǔ)。