山西省圖書館建設(shè)智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)的實(shí)踐與探索

李 靜

(山西省圖書館,山西 太原 030021)

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,圖書館信息系統(tǒng)的架構(gòu)經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展和變遷。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用奠定了第一代圖書館管理系統(tǒng)的起步;“互聯(lián)網(wǎng)+”的深度發(fā)展使B/S、C/S模式的圖書館信息系統(tǒng)的架構(gòu)成為了可能;大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物流管理、5G帶寬、VR、AR等全新科技的爆發(fā)時(shí)代的到來,讓圖書館從傳統(tǒng)向智慧型快速過渡發(fā)展,智慧圖書館不再是概念,而逐步成為了目前和今后圖書館發(fā)展的總趨勢(shì)。山西省圖書館作為有110年發(fā)展歷史的百年老館,隨著公共圖書館功能定位的改變,正在逐步向智慧圖書館邁進(jìn)。

1 山西省圖書館三代圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)概述

自上世紀(jì)九十年代初,圖書館引入信息管理系統(tǒng)管理圖書館業(yè)務(wù)工作以來,至今已有近三十年的發(fā)展過程,大致經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段是以書目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)架構(gòu)的圖書館1.0信息系統(tǒng);第二階段是以用戶信息為基礎(chǔ),用戶需求為重點(diǎn)圖書館2.0總分館模式的信息管理架構(gòu),其中用戶的需求包括對(duì)館藏書目數(shù)據(jù)和數(shù)字資源的檢索;第三階段是以圖書館整合服務(wù)為基礎(chǔ)架構(gòu)的圖書館3.0信息系統(tǒng),成為智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)的基本要素。

1.1 以書目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)架構(gòu)體系的圖書館1.0信息系統(tǒng)

圖書館1.0信息系統(tǒng)的重點(diǎn)工作是將書目數(shù)據(jù)由傳統(tǒng)的紙質(zhì)書目信息錄入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中,形成書目數(shù)據(jù),進(jìn)而對(duì)書目數(shù)據(jù)進(jìn)行借閱、查詢、統(tǒng)計(jì)等業(yè)務(wù)工作。圖書館1.0信息系統(tǒng)是服務(wù)于圖書館管理員的專業(yè)系統(tǒng),圖書館管理員借助計(jì)算機(jī)的管理可以方便地進(jìn)行一系列的業(yè)務(wù)工作,比如圖書期刊的記到、分類,書目數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì),圖書期刊的借閱管理等傳統(tǒng)圖書館的核心工作。

山西省圖書館1992年開始信息化建設(shè),采購了圖書館自動(dòng)化集成系統(tǒng)ILAS。ILAS是文化部于1988年作為國家重點(diǎn)科技項(xiàng)目下達(dá)、由深圳圖書館承擔(dān)并組織開發(fā)出來的一套能適應(yīng)國內(nèi)外不同層次、多種規(guī)模、各種類型圖書館使用的圖書館自動(dòng)化集成系統(tǒng)。這套系統(tǒng)在山西省圖書館穩(wěn)定運(yùn)行了16年,其間進(jìn)行了數(shù)次系統(tǒng)升級(jí)。

1.2 總分館模式架構(gòu)下的圖書館2.0信息系統(tǒng)

圖書館2.0信息系統(tǒng)是以用戶信息為基礎(chǔ),用戶需求為重點(diǎn)的系統(tǒng)架構(gòu)模式,是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展,用戶需求不斷加大,同時(shí)用戶對(duì)數(shù)字資源需求規(guī)模增長的背景下產(chǎn)生的。隨著2002年文化信息資源共享工程的啟動(dòng)、2011年數(shù)字圖書館推廣工程等一系列文化惠民工程的開展,基層群眾對(duì)圖書及數(shù)字資源的需求量不斷增長,建立總分館模式的圖書館信息管理系統(tǒng),統(tǒng)一書目信息、統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一數(shù)字資源服務(wù)是勢(shì)在必行的趨勢(shì)。

山西省圖書館2008年開始著手升級(jí)更換總分館模式架構(gòu)下的圖書館2.0信息系統(tǒng),采購了圖書館集群管理系統(tǒng)Interlib。Interlib作為資源共建共享的新的實(shí)現(xiàn)形式,打破了各圖書館單位所有,條塊分割的局面,將城市圖書館群或高校多個(gè)校區(qū)的圖書館作為一個(gè)整體進(jìn)行管理,從而能達(dá)到資源共建共享、合理配置和圖書館之間互相合作的目的。目前山西全省納入業(yè)務(wù)總分館系統(tǒng)的成員館已達(dá)226個(gè),包括1個(gè)總館,10個(gè)中心館,118個(gè)縣級(jí)以上分館,58個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖書館,39個(gè)其他行業(yè)分館,實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一分編、統(tǒng)一檢索和圖書通借通還、數(shù)字資源共享。

1.3 以圖書館整合服務(wù)為基礎(chǔ)架構(gòu)的圖書館3.0信息系統(tǒng)

近年來,科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的力量引領(lǐng)著各個(gè)行業(yè)的大發(fā)展,圖書館作為社會(huì)主義公共文化事業(yè)的主要陣地,服務(wù)范圍不斷擴(kuò)大,服務(wù)內(nèi)容持續(xù)增加,服務(wù)功能擴(kuò)展延伸。圖書館不僅僅是借書還書,查閱數(shù)字資源的場(chǎng)所,群眾對(duì)圖書館的需求更多是提供各類綜合服務(wù),希望更方便快捷、更科技創(chuàng)新、更開放開源、更個(gè)性化、更系統(tǒng)性……

在這樣的需求下,以圖書館整合服務(wù)為基礎(chǔ)架構(gòu)的圖書館3.0信息系統(tǒng)——智慧圖書館系統(tǒng)的概念產(chǎn)生出現(xiàn)了。互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合讀者對(duì)圖書館新的需求,要求我們按照智慧圖書館的方式重新架構(gòu)圖書館的信息系統(tǒng)。

山西省圖書館自2013年搬遷新館至今已有6年,近年來在信息系統(tǒng)架構(gòu)上有了一個(gè)質(zhì)的飛躍,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是增加了保障智慧圖書館運(yùn)行所必需的設(shè)備、服務(wù)器、數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)等軟硬件,包括各類自動(dòng)設(shè)備、存儲(chǔ)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等。二是增加圖書定位數(shù)據(jù)采集的RFID、智能書架、二維碼等。三是增加了大數(shù)據(jù)保障,包括各類結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的館藏大數(shù)據(jù),采購了以資源目錄為主的大型數(shù)據(jù)。此外還有用戶數(shù)據(jù)的管理大數(shù)據(jù),也就是在上面提到的總分館模式用戶數(shù)據(jù)。四是增加了為智慧圖書館各類應(yīng)用提供支撐的保障系統(tǒng),包括統(tǒng)一用戶認(rèn)證、統(tǒng)一權(quán)限管理、統(tǒng)一安全管理等基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái);還有進(jìn)行信息共享、數(shù)據(jù)交換和應(yīng)用管理的交換共享平臺(tái);數(shù)據(jù)中心管理、內(nèi)容管理和門戶管理的支撐管理平臺(tái)等。五是增加了通過互聯(lián)網(wǎng)門戶網(wǎng)站、移動(dòng)APP以及大屏顯示終端等設(shè)備,面向讀者、館員以及合作伙伴等提供各類專業(yè)服務(wù),滿足各類型用戶對(duì)象的需求。這些設(shè)備設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、管理平臺(tái)的增加為山西省圖書館逐步實(shí)現(xiàn)智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)提供了基礎(chǔ)和保障。

2 智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)的三要素

2.1 全網(wǎng)域資源發(fā)現(xiàn)的資源整合模式[1]

圖書館的資源建設(shè)是其核心的業(yè)務(wù)建設(shè)內(nèi)容,資源包括紙質(zhì)資源和數(shù)字資源,數(shù)字資源又包括自建的數(shù)字資源和外購的數(shù)字資源。在進(jìn)行信息系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)要整合各類資源,建立全網(wǎng)域資源發(fā)現(xiàn)的統(tǒng)一入口,以便于用戶進(jìn)行一站式檢索發(fā)現(xiàn),同時(shí)提供云數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.2 全流程業(yè)務(wù)管理的業(yè)務(wù)組織模式[1]

圖書館的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)管理發(fā)展至今,經(jīng)歷了圖書館1.0、2.0的階段,除本館基礎(chǔ)業(yè)務(wù)外還包括總分館、聯(lián)盟館服務(wù)體系,涉及資源、用戶、館員、系統(tǒng)等多個(gè)角色分工。在業(yè)務(wù)組織管理時(shí)應(yīng)該考慮全流程的業(yè)務(wù)管理,同時(shí)考慮與第三方管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸與對(duì)接。

2.3 全平臺(tái)綜合服務(wù)的讀者服務(wù)模式[1]

圖書館為讀者提供的服務(wù)質(zhì)量直接關(guān)系到圖書館的服務(wù)效能。為讀者提供全平臺(tái)的綜合服務(wù)包括統(tǒng)一資源門戶、開放數(shù)據(jù)服務(wù)、信息發(fā)布服務(wù)、移動(dòng)服務(wù)、自動(dòng)服務(wù)、特殊人群服務(wù)、情景服務(wù)門戶等多個(gè)層面、多個(gè)角度的內(nèi)容。

3 智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)的典型案例

在信息化浪潮席卷全球的今天,數(shù)據(jù)是知識(shí)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)為中心和驅(qū)動(dòng),基于對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析去發(fā)現(xiàn)新知識(shí)是各信息系統(tǒng)架構(gòu)的基本特征。圖書館作為文獻(xiàn)信息的存儲(chǔ)中心,作為各類數(shù)據(jù)高速交流的公共場(chǎng)所,更應(yīng)該注重對(duì)數(shù)據(jù)的加工、管理、交換、存儲(chǔ),以及對(duì)數(shù)據(jù)的安全保障。智慧圖書館的數(shù)據(jù)主要分為四個(gè)類型[2]。如表1所示。

表1 智慧圖書館數(shù)據(jù)類型Table 1 Data types of Smart Library

3.1 智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)模式一:基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)

智慧圖書館時(shí)代的到來,讓圖書館的功能進(jìn)一步擴(kuò)大,讀者不再局限于對(duì)文獻(xiàn)的需求,更多的是對(duì)圖書館的空間、深度資源、高新技術(shù)的體驗(yàn)、綜合服務(wù)等多方位、多層次的需求,讀者對(duì)數(shù)據(jù)的需求越來越精細(xì)化,這就需要在海量的實(shí)體與虛擬資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行深度的挖掘與揭示。例如:應(yīng)用讀者用戶數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)為讀者提供空間預(yù)約;應(yīng)用讀者檢索信息和行為信息為讀者進(jìn)行資源推送;應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和數(shù)字資源數(shù)據(jù)為讀者進(jìn)行智能挖掘服務(wù);應(yīng)用環(huán)境物流數(shù)據(jù)制定出可控、綠色、經(jīng)濟(jì)和高效的管學(xué)管理策略,做出更準(zhǔn)確的決策?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)可參見圖1。

如圖1所示,智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)的核心層在于數(shù)據(jù)層,每個(gè)數(shù)據(jù)庫都由多個(gè)表單組成,而這些表單在定義時(shí)是根據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)的用途或檢索統(tǒng)計(jì)的需求,而進(jìn)行設(shè)置和定義的。同時(shí)多個(gè)表單之間存在邏輯關(guān)系,這樣就形成了復(fù)雜的關(guān)系表單網(wǎng)。而我們?cè)趯?shí)際工作中,如果想按照需求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的修改時(shí),往往需要先搞清楚原數(shù)據(jù)表單的結(jié)構(gòu)定義,同時(shí)還需要厘清各表單的邏輯關(guān)系,這樣的操作相當(dāng)復(fù)雜,可以說是牽一發(fā)而動(dòng)全身,工作量巨大,所以說基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)在實(shí)際操作層面存在缺陷。

3.2 智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)模式二:基于微服務(wù)的智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)

智慧圖書館是伴隨著“智慧地球”“智慧城市”“智慧社區(qū)”等概念應(yīng)運(yùn)而生的[3],作為一種全新的管理服務(wù)模式,它的核心內(nèi)容必然是提供全方位服務(wù)(service)。服務(wù)這個(gè)概念邊界很大,我們不妨從微服務(wù)談起。

隨著智慧圖書館這個(gè)概念的提出,智慧圖書館服務(wù)平臺(tái)很快在商業(yè)產(chǎn)品中產(chǎn)生,它將智慧圖書館定義為:基于新技術(shù)為圖書館(Library)的館員、讀者和關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)提供全面服務(wù)(Service)的開放平臺(tái)(Platform)。在這個(gè)定義中,服務(wù)是核心,這里指的服務(wù)是多方面、多層次的,每一類型的服務(wù)我們不妨稱之為微服務(wù)。

3.2.1 智慧圖書館微服務(wù)的基本要素

基于微服務(wù)的智慧圖書館包括以下幾個(gè)要素:一是中央知識(shí)庫,它是提供云數(shù)據(jù)服務(wù)的核心,也是整個(gè)微服務(wù)的基礎(chǔ);二是資源管理的一體化,統(tǒng)一管理各類資源,并提供資源服務(wù);三是云服務(wù)管理模式,基于云部署的SaaS (Software as a Service)服務(wù),即開即用;四是服務(wù)一體化,管理總分館,聯(lián)盟館服務(wù)體系;五是多終端應(yīng)用,同時(shí)提供PC、移動(dòng)端、大屏端應(yīng)用;六是大數(shù)據(jù)分析決策,基于服務(wù)大數(shù)據(jù)大倉儲(chǔ)的大數(shù)據(jù)分析;七是開放平臺(tái),基于微服務(wù)架構(gòu)的開放的API數(shù)據(jù)接口服務(wù)?；谖⒎?wù)的智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)可參見圖2。

Fig.2 Information system architecture of Smart Library based on microservice圖2 基于微服務(wù)的智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)

3.2.2 存在的問題

從圖2可以看出,與基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)相比,基于微服務(wù)的智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)在實(shí)際工作中也同樣存在一定的問題。主要表現(xiàn)以下兩點(diǎn):一是微服務(wù)雖然避免了重新整合數(shù)據(jù),造成數(shù)據(jù)處理工作量巨大的缺陷,但在實(shí)際工作中,微服務(wù)是以服務(wù)為主要目的,數(shù)據(jù)的調(diào)用是核心問題,在調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí),與其他微服務(wù)都屬于閉環(huán)操作,需要進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,同樣也給實(shí)際工作中帶來了麻煩。二是微服務(wù)必然造成接口程序的增加,在實(shí)際操作時(shí)也存在一定的缺陷。

4 山西省圖書館建設(shè)智慧圖書館信息系統(tǒng)架構(gòu)的探索路徑

4.1 山西省圖書館建設(shè)智慧圖書館的基礎(chǔ)準(zhǔn)備

山西省圖書館自1992年開始信息自動(dòng)化管理,歷經(jīng)了27年的發(fā)展歷程,經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。從以書目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)架構(gòu)體系的圖書館1.0信息系統(tǒng)(ILAS)到總分館模式架構(gòu)下的圖書館2.0信息系統(tǒng)(Interlib) 持續(xù)發(fā)展了16年,在這個(gè)階段管理系統(tǒng)進(jìn)行了兩次升級(jí)整合。從總分館模式架構(gòu)下的圖書館2.0信息系統(tǒng)到目前的以圖書館整合服務(wù)為基礎(chǔ)架構(gòu)的圖書館3.0信息系統(tǒng)僅僅發(fā)展了11年,而這個(gè)階段已進(jìn)行了三次升級(jí)整合。近6年,隨著新館信息系統(tǒng)的幾次升級(jí),各類智能化設(shè)備的引入,以及機(jī)房虛擬化云管理系統(tǒng)的搭建,使山西省圖書館的信息系統(tǒng)架構(gòu)向智慧圖書館的模式逐步邁進(jìn)。

4.2 山西省圖書館建設(shè)智慧圖書館的信息系統(tǒng)架構(gòu)分析

從以上提到的智慧圖書館信息系統(tǒng)構(gòu)架的典型模式分析,目前山西省圖書館比較適于基于微服務(wù)的架構(gòu)模式。有三點(diǎn)理由:一是從數(shù)據(jù)層的建設(shè)分析,相比較基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的整體規(guī)劃,難度較大,而基于微服務(wù)的架構(gòu)模式僅需要在應(yīng)用層增加新的服務(wù)項(xiàng)目,雖然也不可避免要調(diào)用數(shù)據(jù)層的大數(shù)據(jù),但相比較工作量而言,會(huì)減輕很多;二是從技術(shù)層分析,目前VR、AR、人臉識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)等在逐步引入,但未大規(guī)模應(yīng)用,還不能為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)提供有效的數(shù)據(jù)支撐,采用微服務(wù)架構(gòu)模式相當(dāng)于一邊建服務(wù)一邊應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù),服務(wù)與技術(shù)同步改進(jìn),而采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)模式需要在技術(shù)支撐成熟穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行,兩者互相牽制,互為影響;三是從應(yīng)用層面分析,我省有成熟穩(wěn)定的總分館建設(shè)基礎(chǔ),有一定的優(yōu)勢(shì),采用微服務(wù)的架構(gòu)模式,增加服務(wù)類型方便可行,但從整體來看,為讀者提供的各項(xiàng)服務(wù)還不能融會(huì)貫通,數(shù)據(jù)的應(yīng)用率還比較低,如果采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式,還需要一個(gè)長期的整合數(shù)據(jù)的過程?；谝陨先c(diǎn)原因,山西省圖書館目前可從工作實(shí)際出發(fā),嘗試采用基層微服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行改造與實(shí)踐。

4.3 山西省圖書館建設(shè)智慧圖書館的信息系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)想與展望

建設(shè)智慧圖書館是一項(xiàng)長期的復(fù)雜的系統(tǒng)工程,信息系統(tǒng)架構(gòu)是核心與基礎(chǔ),在未來的幾年甚至十幾年中,感知系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)信息整合,大數(shù)據(jù)分析等工作都需深入研究與實(shí)踐。

4.3.1 感知系統(tǒng)建設(shè)

通過各類傳感技術(shù),獲取環(huán)境信息,并根據(jù)不同參數(shù)進(jìn)行智能干預(yù);通過安防系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)館藏布局和業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù);通過超大LED屏、門戶網(wǎng)站、移動(dòng)APP、微信平臺(tái)等發(fā)布顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

4.3.2 跨域數(shù)據(jù)采集

通過智慧系統(tǒng)可以在不同的文獻(xiàn)信息機(jī)構(gòu)及各種文獻(xiàn)之間建立起跨系統(tǒng)應(yīng)用集成、跨部門信息共享、跨庫網(wǎng)轉(zhuǎn)換互通、跨媒體深度融合、跨館際物流速遞服務(wù)與管理模式[4]。

4.3.3 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

綜合采用電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)圖書館設(shè)備、業(yè)務(wù)流程、資源、服務(wù)效能、用戶、樓宇等進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)度。

5 結(jié)束語

山西省圖書館建設(shè)智慧圖書館系統(tǒng)架構(gòu)是一個(gè)長期的工作,體系復(fù)雜,項(xiàng)目多樣,任重而道遠(yuǎn)。但隨著科技與信息化的高速發(fā)展,智慧圖書館必將迎來廣闊的發(fā)展空間,也必將推動(dòng)山西省圖書館事業(yè)實(shí)現(xiàn)新的飛躍。