0 引言
射击密集度是衡量直射武器性能的一项重要指标[1]。能否精确地测出武器系统的射击密集度,将对提高武器系统的战斗效能起到至关重要的作用[1]。立靶密集度是指多组射弹对一定靶距的立靶进行射击时,其弹着点相对平均弹着点密集或离散的程度,它是衡量武器系统对目标射击效果的主要特征参数之一[2]。射击密集度的测量方法分为接触式和非接触式[3]。接触式包括纸板靶、木板靶和网靶[4]。接触式测量方法操作简单,但测量结果不够客观,测量精度不高且耗时耗材具有一定的危险性[5]。非接触式按照其测量原理可分为声学原理和光学原理,根据立靶密集度使用的场合,将自动测试系统分为室内使用和室外使用两种。目前用于实际的主要有声学立靶[6]、双CCD交汇光电立靶[7]和光幕阵列光电立靶[8]。
文献计量方法作为一个成熟的文献综述工具已经广泛应用于各个学科,利用文献计量学方法对某学科论文进行定量分析,可以从特定的角度了解学科研究发展水平与动向[9]。 因此,本文将利用文献计量学方法对国内射击密集度测试系统领域的文献数据进行定量分析,一方面发现该领域目前的研究热点、挖掘该领域的科研生产力状况(高产机构、高产作者、高产期刊),另一方面也为了科学客观地了解国内射击密集度测试系统领域的研究水平与发展方向。
《中国学术文献网络出版总库》作为国内最全面的重要评价性数据库,所涵盖的文献类型众多,包括学术期刊、博士学位论文、优秀硕士学位论文、重要会议论文、年鉴、报纸、专利、标准和科技成果等。因此,以 CNKI 中国学术文献网络出版总库收录的论文作为样本进行分析可以充分体现国内射击密集度测试系统的研究水平。
基于此,本文采用文献计量研究方法,以1996~2014年间公开发表在CNKI 中国学术文献网络出版总库中有关射击密集度测试系统的研究论文为样本,对年载文量、著者、内容、文献来源、文献被引频次等方面进行统计分析。
由于第一篇基于传感器技术的射击密集度测试系统的研究论文出现在1996年,因此本文将1996年作为文献检索起点。由于“射击密集度”、“立靶密集度”、“射击精度”和“立靶精度”之间,尽管存在一定的差别,但并无本质的区别,本文将它们视为相同概念。 因此以“射击密集度”OR“立靶密集度”OR“射击精度”OR“立靶精度”AND“测试系统”为检索词对主题字段进行检索。共检出论文78篇,剔除掉一稿多发论文和行业动态等,本文统计的实际文献篇数为73篇。检索时间为2014年7月10日。
1 文献计量分析
1.1 文献概况和特征分析
从中图分类号来看,该研究领域涉及12个学科,其中武器工业与军事技术有53篇论文,占总数的84%,说明该研究领域跨学科程度较低。从研究层次来看,工程技术(自科)的论文65篇,占总数的89%,说明该研究领域的研究主要在应用层面。从研究基金来看,科研基金主要有三部分:国家自然科学基金(国家级)论文5篇;省部级6篇,其中陕西省教委基金5篇,教育部跨世纪优秀人才培养计划1篇;兵器类基金3篇。从文献类型来看,期刊论文42篇,硕博论文30篇,会议论文1篇,该研究领域文献中硕博论文比例较大,达到41%。
从合作情况来看,随着对合作者问题研究的逐渐深入,人们规定了合作度与合作率两个计量指标反映某学科领域内作者合作智能的发挥程度[9]。数值越高,合作智能发挥越充分。由于硕博论文只有1位作者,1个机构,不能真实反映合作情况,以下分析中不包括硕博论文。这里合作度分为2个层面:作者和机构层面。两个以上作者合作期刊论文有37篇,合作率为88%,其中总的期刊篇均作者数为3人;两个以上机构合作期刊论文有17篇,合作率为40%。从文献利用情况来看,篇均被引次数和篇均下载次数能够反映该领域文献利用情况,同时也反映文献质量[10]。73篇论文总的篇均被引次数约为4.6次;总的篇均下载次数为133次。其中篇均被引次数最多55次,篇均下载次数最多926次。
从文献年度增量来看,文献年度增量反映了学者对研究领域的关注度[10]。关于射击密集度测试系统的研究一直呈现逐渐上升的趋势(如图1所示)。1997年和2002年只有1篇,在随后的几年里,该领域的研究持续得到发展,年载文量呈增长趋势,体现出该研究领域已经受到更多专家学者的关注,由此也产生越来越多的研究成果。考虑到2014年的数据尚不齐全,因此尚无分析意义,但2014年前半年该领域已有5篇论文,预计2014年的研究数量会高于2012年。
论文数量的逐年增加、较高的篇均被引次数和下载次数表明了该领域研究涉及的人力资源正在逐渐增加,研究需要借鉴他人更多的方法或成果,论文合作情况说明该研究项目的关联度正在逐渐提高,机构内部间的作者合作较普遍,机构间合作较少。由于该研究方向偏向于军工,有一些项目属于保密项目,所以研究资助基金比较少,但也可以看出军工类基金的比重较大。
1.2 科研生产力分析
1.2.1 高产机构
一个机构在某领域的作者数越多,则该机构在该领域的研究实力越强[11]。研究论文共涉及12个地区,24个机构,其中高校13个,研究所6个,其他(公司、兵工厂、部队)5个。我们选取发表论文数前三的机构作为高产机构进行比较分析(见表1)。
从论文数量来看,西安工业大学有28篇,排名第一;南京理工大学排名第二(21篇);排名第三的是中北大学(9篇)。这3所大学论文数占到论文总数的78%,其中西安工业大学主要以期刊论文为主,而南京理工大学主要以硕博论文为主。
从文献利用来看,西安工业大学无论从篇均被引频次还是篇均下载频次都超过了平均值(4.6,133),其中篇均被引频次远远高于其它两所机构。这种情况一方面可能是期刊论文较硕博论文容易被引,另一方面也证明了西安工业大学在该研究领域的科研实力。
从合作情况来看,篇均作者数可以反映机构作者间的合作情况,从表1可以看出三所机构的期刊篇均作者数达到平均水平(3人)。三所高校跨机构论文数仅占跨机构期刊论文总数的54%,其中西安工业大学跨机构合作期刊论文最多(6篇),并且仅有2篇是跨地区合作,合作率23%,低于平均值(40%),说明三所机构在该研究领域的学术影响力辐射范围较窄。
由此看出,在射击密集度测试系统研究领域,主要科研力量在高校,其中三所高产机构在该领域均比较活跃。其中西安工业大学无论在学术影响力还是学术质量上,在国内都处于领先水平。南京理工大学与中北大学紧随其后。总体来说,文献利用情况较好,但跨机构、跨地区合作还有待加强。
1.2.2 高产作者
普赖斯最早注意到高产作者研究的重要性。他在1969年发表的《小科学,大科学》一书中指出:撰写全部论文一半的高产作者的数量等于全部科学作者总数的平方根,这就是著名的普赖斯定律[11]。73篇论文分别是由108位作者撰写的。根据普赖斯定律,在撰写论文的108位作者中,我们将发表论文数 3的作者(排名前9位)作为该领域的高产作者(见表2)。
由表2可以看出,高产作者均为西安工业大学学者,形成了该领域稳固的科研群体。其中学者倪晋平在该领域有12篇论文,居高产作者排行榜榜首,篇均被引频次位居第2,跨机构合作论文数有3篇,是高产作者中发表跨机构合作最多的学者,其中2篇是跨地区合作,其学术广度和深度都较其他学者高。篇均被引频次最高的高产作者是学者蔡荣立,远高于其他高产作者;其中期刊篇均作者数也最大(5位),并且3篇论文中就有2篇是跨机构、跨地区论文。这说明跨机构、跨地区合作的论文学术质量较高。从发表论文的时间跨度来看,高产作者中有7位学者目前依旧活跃在该研究领域。
通过对高产作者的论文进行主题分析,发现他们在研究侧重点不同。学者倪晋平、田会、蔡荣立和马时亮的论文主要集中在密集度测试方法的研究;学者雷志勇和李翰山的论文主要集中在测试系统电路和通信设计以及系统标定的研究;学者安莹的论文主要集中在测试系统灵敏度的研究;而学者刘群华近几年发表论文主要集中在弹丸速度测量方面。
1.2.3 高产期刊
布拉德福定律是由英国著名文献学家B.C.Bradford于二十世纪30年代率先提出的描述文献分散规律的经验定律。其文字表述为:如果将科技期刊按其刊载某学科专业论文的数量多少,以递减顺序排列,那么可以把期刊分为专门面对这个学科的核心区、相关区和非相关区。各个区的文章数量相等,此时核心区、相关区,非相关区期刊数量成1:n:n2(n的平方)的关系[12]。42篇期刊论文由26个期刊刊登。依据布拉德福定律,我们计算出该领域核心区的期刊有2个,相关区期刊4个,其刊登论文数 2(见表3、表4)。
由表4可以看出,该领域最早的两篇科研论文发表在西安工业大学学报和测试技术学报上。6个高产期刊中西安工业大学学报的影响因子最小。西安工业大学学报刊登该领域论文7篇居首位,篇均被引频次最高。从出版时间来看,该领域论文起先发表在综合性期刊(西安工业大学学报)上,现在趋向于在专业性期刊(光学技术和火炮发射与控制学报)上发表,从而佐证了我校在该领域研究水平的提高。
2 研究热点
由于样本较小,关键词过于分散,无法通过关键词共现的方法挖掘该领域研究热点。从基金资助来看,该领域2011年开始有国家自然科学基金资助的论文发表,从而可以代表该领域研究达到较高的科研水平。我们选取2011年至今高产机构的21篇论文进行内容分析,从而了解该领域的研究热点。
通过对21篇逐篇详细阅读和归纳总结,发现存在以下三方面的研究热点:
2.1 现有射击密集度测试系统的改进研究
该研究反映在两个方面,一方面学者们通过靶面改进来提高密集度测试系统的精度。如提出矩形激光光幕的射击精度光电检测系统,实现有效靶区的扩展[13];采用双三角阵声阵列模型消除声波在空气中传播速度变化对声靶测试精度的影响[14];在声探测阵列中增加了光探测器,构建更大的测试靶面[15];另一方面通过算法改进来提高密集度测试系统的精度。如提出了一种基于坐标变换的系统参数识别算法来提高系统测量精度[16];提出了一种新的数学模型,有效地抑制了传统测试方法中对两个相机相对位置的精度要求[17]。
2.2 研制射击密集度影响因素的测试系统
密集度影响因素研究探讨了振动、火炮身管参数和射手对射击密集度的影响。在振动对射击密集度的影响方面,设计了发射器振动测试系统和弹丸运动姿态测试系统,对发射器射击时产生的瞬间冲击振动进行快速、准确地测量,并能获得清晰的弹丸运动姿态图像[18];设计数字滤波器实现对震动噪声的有效抑制,解决了车载立靶的震动噪声问题[19]。在身管参数的影响方面,设计了火炮身管温度测试系统[20];身管的弯曲程度会影响发射器射击精度,设计了一套身管直线度测试系统[21];火炮身管内膛参数的变化会直接影响射击精度,设计了一套集身管内径、弯曲度及内膛表面质量检测于一体的火炮身管内膛参数综合检测系统[22]。检验弹带与坡膛的匹配程度是射击精度不可缺少的工作,设计了一套弹带的动态挤进过程模拟装置的测试系统[23]。在射击方法上,设计了进行自动射击的试验枪架系统,解决了环境的恶劣性及试验机枪的安全性等多种不确定因素会对射手的稳定发挥造成的影响[24]。
2.3 新型武器测试系统的设计
为控制多管火箭起始扰动,提高射击密集度,研制了基于光学杠杆的起始扰动测试系统,为提高射击密集度提供了关键技术支撑[25];构建了七光幕阵列,实现双管武器立靶密集度参数的准确测量[26];研制了新型的激光光幕靶,对高射频武器的立靶密集度及射速进行测量[27];利用地磁场测量来实现弹体的姿态测试具有无源、无辖射、全天时、全天候、能耗低的优良特征,设计了针对小口径旋转弹的姿态测试系统[28]。根据超音速弹丸运动时在空气中形成激波的特性,研制了基于激波的弹着点坐标测量系统[29]。
3 结语
通过文献计量分析,我们可以得出以下结论:(1)研究关注度不断增强。 纵观1996~2013年的统计数据, 基于传感器技术的射击密集度测试系统领域研究论文在数量上已经有了质的飞跃。随着互联网的普及跨机构合作越来越方便,从而催生出更多有价值的研究成果。(2)持续、稳定的研究者和研究机构正在形成。从统计结果看出,该领域正在形成一批稳定、持续、有影响力的研究者和研究机构。在该研究领域代表人物方面,如倪晋平等。在研究机构方面,国内该领域科研实力最强是西安工业大学。不论从发表论文数量、发文的被引频次,还是高产作者数量,西安工业大学都位居第一; 中北大学和南京理工大学在该领域的研究也不甘示弱。(3)跨机构合作研究有待加强。该领域跨机构合作率只有40%,而且高产机构的跨机构合作率均低于平均值。说明该领域科研覆盖面积不够广。(4)研究正在深入。通过研究发现,基于声学立靶、双CCD交汇光电立靶和光幕阵列光电立靶的三种原理的密集度测量方法,已能够满足目前常规靶场对密集度参数的测试要求。目前以下几个研究热点:对现有射击密集度测试系统的改进研究,射击密集度影响因素的测试系统的研制,新型武器测试系统的设计。该领域核心学者倪晋平对室外立靶密集度测试技术进行了展望,他认为下面几个方面仍是研究者不断追求的目标:全天候全弹速测试系统;野外测试系统;更大靶面的测试系统;测量多目标着靶位置的测试系统;密集度测量系统的快速标定和系统鉴定[30]。
参考文献:
[1]王广伟,芮婷,王国平.武器弹药立靶密集度试验方法研究[J].南京理工大学学报,2006,30(4):482-485
[2]宋玉贵,倪晋平,王铁岭等.多光幕交汇法测量目标飞行坐标的原理与精度分析[J].西安工业大学学报,2007,27(1):19-23
[3]倪晋平,王铁岭.光电靶的工作原理及应用[J].西安工业学院学报,1997,17(1):31-36
[4]王铁岭,安莹.带弹序立靶精度测试系统[J].华北工学院测试技术学报,2002,16(1):62-66
[5]刘群华,施浣芳,阎秉先等.射击密集度光电立靶测试系统的研究[J].西安工业学院学报,2004,24(3):266-269
[6]肖峰,李惠昌.声武器和测量[M].北京:国防工业出版社,2002
[7]杨华勇,吕海宝.双CCD交汇测量系统结构参数的优化设计[J].光学技术,2001,27(4):348-350
[8]董涛,倪晋平.基于天幕靶的六光幕立靶测量原理[J].应用光学,2011,32(5):913-916
[9]邱均平,苏金燕,熊尊妍.基于文献计量的国内外信息资源管理研究比较分析[J].中国图书馆学报, 2008,34(5):37-45
[10]刘爱原,林荣澄,郭玉清.全球北极底栖生物研究的文献计量分析[J].生态学报,2014,35(5):1-14
[11]邱均平,杨瑞仙.基于 ESI 数据库的材料科学领域文献计量分析研究[J].情报科学,2012,28(8):1121-1126
[12]李江,伍军红,孙秀坤.中国科技期刊的“核心区”研究—基于布拉德福定律与二八法则的统计分析[J].中国科技期刊研究,2011,22(6):869-873
[13]刘吉,李仰军,赵冬娥等.基于矩形激光光幕的射击精度光电检测系统[J].光电子激光,2012,22(5):748-752
[14]冯斌,石秀华.双三角阵声靶测试系统研究[J].应用声学,2012,31(2):140-144
[15]冯斌,石秀华,康智强等.声阵列与光探测组合测试弹着点坐标的研究[J].压电与声光,2012,34(2):177-179
[16]杜文斌.室内高精度立靶密集度测试技术[D].西安:西安工业大学,2012
[17]马卫红,倪晋平,董涛等.高精度CCD室内立靶测试系统设计[J].光学技术,2012,38(2):180-184
[18]蒋帆.武器系统运动特性分析及试验研究[D].南京:南京理工大学,2014
[19]田园,周勖.用于车载立靶信号处理的数字滤波器设计[J].价值工程,2012,31:192-193
[20]杨炜新.基于FPGA的多通道数据采集系统设计[D].太原:中北大学,2014
[21]周伟.小口径身管直线度测试系统研究[D].南京:南京理工大学,2014
[22]孟翔飞.武器身管寿命预测模型及内膛参数综合检测系统研究[D].南京:南京理工大学,2013
[23]林贵.弹带高速挤进膛线过程的模拟实验装置设计[D].南京:南京理工大学,2013
[24]张健.新型试验枪架设计与分析[D].南京:南京理工大学,2013
[25]王国平,芮筱亭,杨富锋.火箭弹起始扰动仿真及试验验证[J].振动工程学报,2012,25(5):527-531
[26]倪晋平,卢红伟,田会.双管武器飞行参数七光幕阵列测试方法研究[J].兵工学报,2013,34(3):398-405
[27]蔡逸群.高射频武器弹着点坐标测量系统的研制[D].南京:南京理工大学,2011
[28]郭晶晶.小口径弹丸姿态测试技术的研究[D].太原:中北大学,2014
[29]蒋萍.基于激波的无线传输立靶弹着点测量方法研究[D].南京:南京理工大学,2011
[30]倪晋平,辛彬,冯斌.室外用立靶密集度参数测量技术研究进展[J].西安工业大学学报,2013.33(4):259-267