智慧圖書館中的智能技術應用研究

田長斌

摘 要：文章在簡述智慧圖書館內涵特征的基礎上，針對當前國內智慧圖書館的建設，從前臺智能技術驅動、后臺智能技術支持、智能系統(tǒng)語料庫、物理環(huán)境感知和虛擬空間拓展等方面介紹了智慧圖書館的智能技術，隨著智能技術群的不斷發(fā)展和日趨完善，將為智慧圖書館智能服務的實現提供精準、便捷、智能的技術支撐。

中圖分類號：G250文獻標識碼：A文章編號：1003-1588（2017）09-0062-03

關鍵詞：智慧圖書館；智能技術；智能服務

智慧圖書館已成為未來圖書館創(chuàng)新發(fā)展的新方向。2009年，“智慧地球”概念一經提出，即在全球范圍內引起關注。中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，“中國智慧”成為近幾年最熱門的詞匯之一，全國范圍內的“智慧城市”建設也陸續(xù)開展起來。智慧圖書館作為未來圖書館的發(fā)展方向，是“智慧城市”公共文化服務體系中的重要組成部分之一，其理念研究和服務方式探索成為圖書館學者們近年來持續(xù)關注的焦點和熱點。智慧圖書館服務的宗旨是為廣大讀者提供更加方便快捷的信息查詢和更加智慧化的綜合服務，可以讓讀者隨時隨地享受圖書館資源，滿足不同讀者的閱讀需求。

1 智慧圖書館概述

2003年，芬蘭奧盧大學圖書館學者Aittola提出“智慧圖書館”將成為智慧城市建設的重要內容，他認為：智慧圖書館是基于位置感知的，能夠幫助用戶查找所需文獻、資料，是一種移動圖書館服務[1]。國內關于智慧圖書館的研究較國外相比起步較晚，筆者綜合定義智慧圖書館應是以物聯(lián)網、RFID、云計算、大數據、移動通信等技術為基礎，以智能手機、智能芯片、無線傳感等智慧化設備為手段，使海量館藏資源實現書書相聯(lián)、書人相聯(lián)、人人相聯(lián)，為讀者提供全方位、一體化的智慧圖書管理服務模式。

2 智慧圖書館中的智能技術應用

2.1 前臺智能技術驅動

2.1.1 物聯(lián)網技術?！拔锫?lián)網”是繼計算機和互聯(lián)網之后的第三次信息技術革命。物聯(lián)網技術在智慧圖書館中的應用，可分為三層系統(tǒng)架構，即感知層、網絡層和應用層。①感知層位于物聯(lián)網的第一層，是物聯(lián)網的核心技術，由各種傳感器以及傳感器網關構成。感知層包括RFID傳感器、RFID網關、識讀器、GPS定位等。感知層為大數據匯總提供支持，是智慧圖書館進行物體與信息地自動識別采集的基礎。②網絡傳輸層位于物聯(lián)網的第二層，其功能為“傳送”。網絡傳輸層對感知層的信息數據進行實時監(jiān)測更新，并能及時傳遞到各部門，實現不同地點、不同工作任務的智能獲取。③應用層位于物聯(lián)網的第三層，主要功能是分析從網絡層傳輸來的數據信息，并通過不同的設備實現人機交互。應用層還可以為圖書館提供業(yè)務管理、操作、維護等Web接口，包括自助借還圖書、圖書歸架、圖書采訪、圖書編目、定時推送信息、在線咨詢等功能。從環(huán)境角度來說，圖書館館舍借助物聯(lián)網技術，可以達到智能樓宇的管理水平，實現光控、溫濕度調節(jié)、安保監(jiān)控等功能，能夠在必要時主動發(fā)出警報[2]。物聯(lián)網技術已成為推動智慧圖書館事業(yè)蓬勃發(fā)展的重要推手。

2.1.2 RFID技術。RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術是利用射頻信號自動識別靜物或移動物體的技術，具有空間耦合、傳輸的特性，目前大多數RFID技術是以智能化芯片的形式存在[3]。圖書館可以利用RFID技術促進智能化管理，主要表現在：①RFID技術能夠實現自動化管理。RFID技術能對海量館藏圖書進行智能分類、自動清點和排架等，減少人工干預，減輕館員的工作負擔，節(jié)省資源。②RFID具有自助借還圖書功能。用戶通過RFID技術可以一次性完成多冊圖書的借還手續(xù)，提高了用戶借還書的效率。③RFID具有智能定位功能。用戶利用RFID定位功能，可方便快捷地找到所需文獻；工作人員利用RFID定位功能，可將亂架的文獻號錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)會自動識別亂架文獻所在位置，從而大大提升圖書館的服務水平。④RFID嵌入用戶借閱卡中，可以作為讀者身份的唯一標識。讀者可以通過圖書館內的服務識別認證，查詢自己以往的借閱記錄、學習情況等信息，為讀者提供自助化、智能化和個性化服務[4]。⑤RFID還可以提前預約閱覽座位。閱覽座椅植入射頻標簽后，通過覆蓋全館的Wi-Fi將自身所需信息發(fā)送給控制中心，控制中心接收到命令后會將相關信息以圖像形式反饋到館內閱覽室顯示屏上，用戶可以實現現場預約，也可通過手機客戶端APP查閱并預約。RFID在圖書館中的應用，不僅改變了圖書館的工作模式，還優(yōu)化了圖書館的人力資源配置和人文環(huán)境。

2.2 后臺智能技術支持

2.2.1 云計算技術。云計算是分布計算、并行計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備份冗余等計算機及網絡技術發(fā)展融合的產物，是互聯(lián)網上的超級計算方法與模式的集合體。從當前圖書館界學者們的研究分析可知，云計算在圖書館內的應用主要有兩個方面：一是整合資源，降低成本。云計算將服務器、網絡鏈接、存儲資料等基礎架構整合到一起，大幅度提高物理資源和應用程序的效率和可用性。根據用戶自身需要自動獲取相應的資源，有效提高了設備的利用率，降低了基礎建設成本費用。二是減少維護和軟硬件購置費用。網絡引入云計算后，不需再花費大量資金購買應用軟件，所有軟件的安裝、升級均可在“云”端完成。作為客戶端的本地計算機只需要通過Web服務即可以享受云服務，讀者可以使用原有計算機接入云服務，不需要更換、添置新的計算機，可以最大限度地節(jié)省人力、物力、財力等資源。

2.2.2 大數據分析平臺。智慧圖書館大數據分析平臺系統(tǒng)構架主要由數據源、數據收集與存儲、數據過濾與價值提取、知識發(fā)現、預測分析與決策五個部分組成。第一層的大數據源平臺主要由系統(tǒng)監(jiān)控器、網絡監(jiān)控器、視頻監(jiān)控、RFID、閱讀終端設備以及閱讀傳感器等數據源組成。第二層是數據收集與存儲平臺，利用數據集成和云計算等技術，對數據源進行收集、存儲，為上層提供安全有效的數據存儲與管理服務。第三層是數據過濾與價值提取層平臺，可對第二層收集上來的少量數據進行數據過濾和價值提取，并在降低所收集大數據資源總量和增值密度的前提下，減少大數據挖掘與分析系統(tǒng)的負荷。第四層是知識發(fā)現層，可以對第三層傳輸來的信息進行深層次挖掘，從信息中發(fā)現用戶所需知識，實現系統(tǒng)管理和滿足用戶需求的精準化管理。第五層是預測分析與決策層，這是分析流程的最高層，可對用戶需求、未來閱讀模式發(fā)展趨勢、管理系統(tǒng)運行、市場環(huán)境變化以及安全隱患等方面進行智慧分析且給出準確預測，對圖書館智慧服務模式、策略和安防措施進行全方位的分析與評估[5]，實現信息資源的增值利用。在智慧圖書館中，大數據分析平臺通過數據分析為讀者提供精準服務，大大提高了圖書館信息資源利用率，提升了現代圖書館的服務質量。endprint

2.3 智能系統(tǒng)語料庫

2.3.1 語義網。語義網是對未來網絡的一個設想，是一種智能網絡，互聯(lián)網之父蒂姆·伯納斯-李（Tim Berners-Lee）在1998首次提出語義網（Semantic Web）的概念。語義網的目標是達到人機交互，共享信息。語義網應用于智慧圖書館的關鍵點在于能夠將海量館藏資源進行系統(tǒng)整理，將原來處于孤立的信息文獻用學科分類的方法使之串聯(lián)，從而形成以知識單元為基礎的語義網，從對文獻信息的描述轉向對知識的描述，顯性知識整合體現了圖書館知識組織由表及里的發(fā)展過程，最終形成學科語義網。具體來說，語義網與智慧圖書館的結合主要體現在三個方面：一是可以有效組織數字信息資源。圖書館通過語義概念分析、語義關聯(lián)分析和語義分類分析等技術，引導用戶進行語義層次上的信息分類與整合，實現智慧圖書館信息空間的有序化。二是實現用戶智能信息檢索。圖書館通過統(tǒng)一詞語和概念，使相關設備與圖書館中隱含的領域知識達成共識，通過對網絡知識信息和用戶知識信息的智能推理分析，找到與用戶興趣特征相匹配的知識結果，從而實現搜索引擎人機接口的智能化[6]。三是實現信息導航與推送服務。圖書館依托語義網技術，可以根據用戶日常閱讀習慣，推薦相似度較高的閱讀資源，實現數據庫之間各類數據的交互操作和跨平臺、跨領域的資源整合，構建科學的信息導航與閱讀推薦服務體系。

2.3.2 知識圖譜。知識圖譜（Knowledge Graph）是從國外Google Knowledge Graph深化發(fā)展而來。知識圖譜是指運用可視化信息技術來發(fā)現、揭示少量數據及文本之間的相互關系，并且以空間形態(tài)的方式形象地對數據及文本之間的相互關系進行描述、分析，最終展現某一學科領域、專業(yè)的研究現狀、發(fā)展歷程、熱點問題和前沿方向的一種方法[7]。隨著知識圖譜軟件開發(fā)的不斷發(fā)展，知識圖譜的可視化效果逐漸變強。知識圖譜已成為當前科學計量學中極為熱門的研究方法之一。在智慧圖書館中，知識圖譜將先進的可視化技術應用到各學科知識范疇中，使多層次涵蓋下的文獻變成可視化圖譜。知識圖譜可視化技術特征可以將知識組織與檢索技術融為一體，向用戶更加清晰地展示所需學科的總體傾向和知識架構內的變更走向。用戶通過知識圖譜進行檢索查找，可以從繁雜的知識網絡結構中快速檢索到所需資料，極大地簡化了用戶在圖書館中查找文獻資料的流程，在檢索效率和檢索精準率方面得到質的提升。

2.4 物理環(huán)境感知與虛擬空間拓展

2.4.1 移動互聯(lián)網。移動互聯(lián)網是將移動通信與互聯(lián)網結合成為一體，是互聯(lián)網的平臺、技術、商業(yè)模式和應用與移動通信技術相結合并實踐的活動的總稱。據中國互聯(lián)網絡信息中心（CNNIC）發(fā)布的第39次《中國互聯(lián)網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截至2016年12月，中國網民規(guī)模達7.31億，其中手機網民規(guī)模達6.95億，預計2017年我國手機網民規(guī)模將達7.39億[8]。中國互聯(lián)網行業(yè)整體正在向規(guī)范化、價值化方向發(fā)展。網絡環(huán)境的日趨完善和手機上網的快速普及，使移動互聯(lián)網應用市場呈現快速持續(xù)增長態(tài)勢。各類基礎應用、公共服務、網絡購物和娛樂等個人應用蓬勃發(fā)展，移動互聯(lián)網技術在信息傳播方面異軍突起。在互聯(lián)網信息技術飛速發(fā)展的今天，公共圖書館必須緊跟時代步伐，在智慧城市建設的引領下，抓住發(fā)展機遇，發(fā)揮自身優(yōu)勢，拓展服務渠道，開放數據資源，整合服務資源，實現圖書館服務體系與互聯(lián)網開放平臺的深度融合，使新時代智慧圖書館向知識共享化、設備智能化、場景多元化、服務貼心化的方向發(fā)展。

2.4.2 情景感知。情景感知（Context Aware）就是利用情景信息向用戶提供適合當前情形的相關信息的服務。關于情景感知的服務主要有以下五種模式：一是注冊服務。當新用戶進入圖書館時，情景感知系統(tǒng)會自動標記用戶為未知用戶，并主動與用戶的內置NFC芯片的智能設備通信，由用戶輸入相關認證信息，從而迅速完成用戶注冊過程。二是檢索服務。用戶進入圖書館時，通過其智能設備連入情景感知系統(tǒng)，獲取圖書館的實時立體場景，通過語音輸入或文字輸入等方式，系統(tǒng)會自動提供精確位置和最優(yōu)路線。三是定制服務。用戶根據自己的需求、愛好定制所需服務內容，并可以選擇手機定制、e-mail定制等方式。四是推薦服務。用戶可自行設置是否獲取推送信息及推送信息的時間、地點、類型。五是咨詢服務。在智慧圖書館中，系統(tǒng)可以為讀者提供網絡參考咨詢、QQ、微信、微博等多種形式的參考咨詢服務[9]。情景感知的過程是通過傳感器數據采集系統(tǒng)，識別讀者信息和所處的環(huán)境，分析讀者當前情景信息，并根據需要提供更具針對性的閱讀服務。情景感知在依靠現代信息技術滿足讀者信息需求的同時，也體現出現代圖書館“以讀者為中心”和“以人為本”的服務原則。

3 結語

隨著物聯(lián)網、語義網、云計算等新興技術的日漸成熟，移動設備、感知技術、大數據分析能力將在智慧圖書館的建設和發(fā)展中得到充分的應用。智慧圖書館作為人們日常生活中主要的知識提供者，將顛覆傳統(tǒng)圖書館的服務和用戶閱讀體驗，為傳統(tǒng)圖書館館藏注入新活力，為廣大用戶帶來更加全新、開放、高效、精準的閱讀體驗。智能技術在智慧圖書館中的應用將實現圖書管理員—文獻館藏資源—讀者“三位一體”的互通互聯(lián)大格局，圖書館服務將更加人性化、個性化、智能化和智慧化。

參考文獻：

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[2]陳遠，許亮.面向用戶泛在智慧服務的智慧圖書館構建[J].圖書館雜志，2015（8）：4-9.

[3][4]郭曉柯.我國智慧圖書館的建設研究[D].鄭州：鄭州大學，2016.

[5]馬曉亭.基于個性化服務需求的圖書館大數據分析平臺構建研究[J].新世紀圖書館，2014（6）：20-23.

[6]張楚舒.關于語義網技術在數字圖書館中的應用探究[J].語文教育，2016（4）：247-248.

[7]吳鹓鳴.圖書館語義知識圖譜的研究和應用[J].電子技術與軟件工程，2016（15）：197.

[8]中國互聯(lián)網絡信息中心.第39次《中國互聯(lián)網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》[EB/OL].[2017-01-22].http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/201701/t20170122_66437.htm.

[9]王建新，丁家友.情景感知系統(tǒng)在智能圖書館中的應用研究[J].圖書館雜志，2015（7）：64-69.

（編校：崔 萌）endprint