基于數(shù)據(jù)中臺的高校智慧圖書館建設研究

魏建行 劉遠志 羅超 王石雨

(1.新疆科技學院網(wǎng)絡與實驗管理中心 新疆 庫爾勒 841000；2.河北大學 河北 保定 071000)

《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》首次提出了“建設高質(zhì)量教育體系，提升公共文化服務水平”的明確目標。其中，高質(zhì)量的教育體系建設和高水平公共文化服務，必須要有高質(zhì)量的服務設施。高校圖書館作為學校教育教學服務支撐體系的重要組成部分，其智慧化建設水平直接反映圖書館對教育的支撐能力與服務水平。近年來，隨著國內(nèi)高校信息化建設水平的快速提高，智慧校園建設成為新的熱點。作為校園信息化建設的重要內(nèi)容，高校圖書館也面臨著由傳統(tǒng)管理模式向智慧化服務轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。如何有效梳理和組織圖書館的海量資源,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的業(yè)務價值，面向師生用戶提供智慧化的服務，是數(shù)字化時代高校智慧圖書館建設面臨的新任務。

1 智慧圖書館建設概述

目前對智慧圖書館還缺乏一個統(tǒng)一的定義。不同的研究者從不同角度出發(fā)，對智慧圖書館有相應的描述。例如從物理空間的角度，可以把智慧圖書館描述為：智慧圖書館是指把智能技術(shù)運用到圖書館建設中而形成的一種智能化建筑,是智能建筑與高度自動化管理的數(shù)字圖書館的有機結(jié)合和創(chuàng)新。從系統(tǒng)工程角度看，智慧圖書館可以描述為物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，以云計算技術(shù)為手段、智慧化設備為基礎的為用戶提供智慧化服務的綜合技術(shù)體系。從技術(shù)發(fā)展維度看，智慧圖書館是圖書館建設發(fā)展經(jīng)歷了電子化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化之后的新形態(tài)，也可以說是一種新型圖書館。智慧圖書館的建設，應在以下方面體現(xiàn)出智慧化：

1.1 智慧館藏

針對多種不同介質(zhì)、不同存儲方式、不同組織結(jié)構(gòu)的多源異構(gòu)資源，通過綜合的數(shù)據(jù)治理體系和數(shù)據(jù)—服務的流程轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)信息的自動分類與編目、自動檢索與導航、自動匯聚與策展、自動共享與推送，目標是提供跨平臺、跨終端的知識獲取和應用服務。

1.2 智慧環(huán)境

通過以傳感器技術(shù)為主的物聯(lián)網(wǎng)應用，對圖書館環(huán)境支持設施(如空調(diào)系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等)和服務設施的運行狀態(tài)實施智能感知、智能控制調(diào)節(jié)以及對運行數(shù)據(jù)進行智能分析等，為圖書館智慧管理和智慧服務提供數(shù)據(jù)支撐。

1.3 智慧管理

1.4 智慧服務

從讀者角度看，圖書館的智慧服務是以網(wǎng)絡技術(shù)為依托，綜合運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，向讀者提供跨終端的泛在智能服務，如圖書預約、座位預約、智能化的信息檢索、基于個人行為分析的個性化資源推送、個人知識結(jié)構(gòu)畫像等。

綜合來看，智慧圖書館是數(shù)字圖書館的進一步發(fā)展和提升，是圖書館信息化建設的高級形態(tài)。館內(nèi)各類數(shù)據(jù)資源是實現(xiàn)圖書館智慧化的基礎，而推動各類資源融合共享并產(chǎn)生智慧服務，則是以數(shù)據(jù)流動為主線的全生命周期數(shù)據(jù)處理過程，包括數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、加工、資產(chǎn)化、價值化和服務化等。隨著智慧圖書館的理論研究與實踐的不斷深入，業(yè)內(nèi)已認識到，數(shù)據(jù)是智慧圖書館建設所圍繞的核心內(nèi)容與戰(zhàn)略資產(chǎn)，也是圖書館進行各類創(chuàng)新管理、創(chuàng)新應用和創(chuàng)新服務的動力引擎。可以說，沒有數(shù)據(jù)就沒有智慧圖書館。在對多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚融合的基礎上，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和規(guī)范，通過數(shù)據(jù)的加工、清洗、轉(zhuǎn)換、建模等處理，實現(xiàn)跨域的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全，促進高可用的數(shù)據(jù)資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為智能化的數(shù)據(jù)服務，是智慧圖書館建設的重點內(nèi)容。

2 智慧圖書館建設面臨的問題

目前，高校圖書館的信息化數(shù)據(jù)資源主要包括：以圖書編目數(shù)據(jù)、各類電子資源庫和學術(shù)數(shù)據(jù)庫為主的知識數(shù)據(jù)，以館內(nèi)空間場地數(shù)據(jù)和信息化終端數(shù)據(jù)為主的基礎設施數(shù)據(jù)，以用戶個人基本信息為主的用戶數(shù)據(jù)，館內(nèi)各類業(yè)務、資源、設施、人員和用戶日常運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的業(yè)務運行數(shù)據(jù)等。如何讓海量的數(shù)據(jù)以服務讀者的形式實現(xiàn)價值化，是實現(xiàn)圖書館智慧化的關(guān)鍵指標。目前，圖書館向智慧服務方向轉(zhuǎn)型面臨以下困境和問題。

2.1 館內(nèi)應用系統(tǒng)建設碎片化，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴重

大多數(shù)圖書館的信息化建設是漸進式的，不同時期部署了多個信息系統(tǒng)，如館藏檢索系統(tǒng)、圖書借閱系統(tǒng)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、電子期刊、音像點播系統(tǒng)等。由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，各信息系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)標準和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等差異較大，系統(tǒng)的各類基礎數(shù)據(jù)和運行產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)分別“隔離”存在于各個信息系統(tǒng)上，形成了不同的“信息孤島”，系統(tǒng)之間缺乏有效的數(shù)據(jù)連接通道，阻礙了數(shù)據(jù)共享互通，無法實現(xiàn)智能化的應用和服務。

2.2 數(shù)據(jù)綜合采集困難，無法支持數(shù)據(jù)的綜合利用

持續(xù)運行的業(yè)務系統(tǒng)積累了海量的數(shù)據(jù)，同時圖書館管理和服務的新需求也不斷出現(xiàn)。這就需要以需求為導向、以數(shù)據(jù)處理為引擎，不斷開發(fā)新的應用與服務。傳統(tǒng)的面向異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)抽取和轉(zhuǎn)換工具不能滿足多業(yè)務場景下的數(shù)據(jù)采集；另一方面，由于不同應用系統(tǒng)來自多個供應商，進行業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，需要與不同供應商分別溝通和商談系統(tǒng)對接流程，高昂的成本付出，導致創(chuàng)新業(yè)務推進困難。

2.3 數(shù)據(jù)標準缺失，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保障

由于圖書館內(nèi)不同部門各自為政，分別建設的業(yè)務系統(tǒng)缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，各系統(tǒng)在數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)產(chǎn)出和數(shù)據(jù)保存等環(huán)節(jié)也缺少規(guī)范，導致相同數(shù)據(jù)在不同的應用系統(tǒng)被賦予不同的屬性信息，數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)復用價值不高。沒有統(tǒng)一標準，就沒有高質(zhì)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)出，基于數(shù)據(jù)分析的智慧服務也就無從談起。

數(shù)據(jù)中臺作為一種整合提升數(shù)據(jù)價值、向用戶提供創(chuàng)新服務的組織保障和技術(shù)實施體系，可以建立圖書館后臺海量數(shù)據(jù)資源與前臺用戶服務的通道，提升數(shù)據(jù)價值，為師生提供智能化服務。

論教育科學的本性……………………………………………………………………………………………………李 軍（4.63）

3 數(shù)據(jù)中臺及相關(guān)概念

最早提出中臺概念的是阿里巴巴集團。隨著以大數(shù)據(jù)為中心的各類平臺系統(tǒng)的大量應用，為解決后臺海量數(shù)據(jù)資源管理與快速變化的前臺應用之間的效率脫節(jié)問題，阿里提出了中臺的業(yè)務理念。所謂中臺，是相對于數(shù)據(jù)資源后臺與業(yè)務應用前臺而言的。從數(shù)據(jù)流向的角度看，數(shù)據(jù)中臺是位于前臺用戶服務終端和后臺數(shù)據(jù)資源處理之間的一個中間體，其功能是對來自不同業(yè)務系統(tǒng)的跨域數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換、集成和融合，完成數(shù)據(jù)資產(chǎn)化，把數(shù)據(jù)的價值抽象封裝成不同的服務，并以接口的形式交付給前臺，向用戶提供創(chuàng)新的、可靈活變化的業(yè)務服務。數(shù)據(jù)中臺的功能地位如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)中臺功能示意圖

其中，Data API(數(shù)據(jù)-應用程序編程接口)是數(shù)據(jù)中臺的核心部分，是前臺和后臺之間通過數(shù)據(jù)發(fā)生聯(lián)系的橋梁。數(shù)據(jù)中臺以API(Application Programming Interface，應用程序編程接口)的方式為前臺業(yè)務應用層提供數(shù)據(jù)服務。

數(shù)據(jù)中臺是一套為持續(xù)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)服務能力而建立的平臺和機制，建設數(shù)據(jù)中臺的目標是讓圖書館各個應用系統(tǒng)能便捷地使用高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，向讀者和管理決策人員提供快速靈活的服務。因此，數(shù)據(jù)中臺一般應具備四種核心功能：數(shù)據(jù)采集和整合管理，數(shù)據(jù)清洗和提煉加工，數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)資產(chǎn)服務，數(shù)據(jù)應用管理和效果評估。

由此可見，數(shù)據(jù)中臺不僅僅是單純的技術(shù)化平臺，而是一個加速從數(shù)據(jù)到業(yè)務價值實現(xiàn)過程的中間層邏輯概念，其核心是數(shù)據(jù)服務能力。通過提升數(shù)據(jù)質(zhì)量進而產(chǎn)生持續(xù)和靈活的數(shù)據(jù)服務，進而直接賦能智慧圖書館的各項應用。

數(shù)據(jù)中臺建設不僅僅涉及技術(shù)人員，更多的是面對圖書館內(nèi)部職能部門的管理人員和業(yè)務人員。數(shù)據(jù)中臺的高效運行離不開兩個前提：一是技術(shù)部門和業(yè)務部門在思想意識上的高度共識，即數(shù)據(jù)資產(chǎn)是圖書館的戰(zhàn)略資產(chǎn)。二是技術(shù)人員和職能部門業(yè)務人員密切配合，共同保證數(shù)據(jù)中臺有關(guān)的管理機制得以貫徹。數(shù)據(jù)中臺的功能架構(gòu)如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)中臺架構(gòu)示意圖

4 數(shù)據(jù)中臺在智慧圖書館建設中的優(yōu)勢

建設智慧圖書館的主要工作是充分運用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建以智慧環(huán)境、智慧設施、智慧資源和智慧服務為內(nèi)容的讀者友好型智能化知識獲取體系。智慧圖書館建設應以數(shù)據(jù)為核心，通過高效的數(shù)據(jù)處理過程，為搭建快速靈活的用戶服務提供支撐。數(shù)據(jù)中臺可以在圖書館現(xiàn)有數(shù)字化架構(gòu)的基礎上，有機銜接底層(后臺)數(shù)據(jù)資源與前臺服務，實現(xiàn)圖書館管理和服務的智慧化。數(shù)據(jù)中臺在智慧圖書館建設中的應用價值主要體現(xiàn)在以下方面。

4.1 解決數(shù)據(jù)孤島問題

打通圖書館內(nèi)部系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道，消除信息孤島。通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，解決相同數(shù)據(jù)在多個業(yè)務系統(tǒng)內(nèi)的保存和賦值等問題，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)價值。

4.2 減少建設和運維成本

數(shù)據(jù)中臺對來自后臺的多源跨業(yè)務域數(shù)據(jù)進行一系列治理，以數(shù)據(jù)服務接口的形式，向前臺提供標準化和可變的服務，當有新的需求時，利用數(shù)據(jù)中臺的服務搭建工具可以快速部署并推出新的業(yè)務應用或服務，而不用單獨購買或開發(fā)新的系統(tǒng)，可減少重復投資，節(jié)省建設費用，同時大大降低整個圖書館業(yè)務系統(tǒng)的運維成本。

4.3 充分利用各類數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)價值

利用數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)集成融合功能，可以充分整合應用系統(tǒng)運行和讀者行為產(chǎn)生的基礎數(shù)據(jù)、增量數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)等，利用大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和分析技術(shù)，產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值增值。

4.4 為智慧化決策分析提供資源和工具

數(shù)據(jù)中臺提供從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)建模再到數(shù)據(jù)服務的全生命周期價值構(gòu)建能力，具備可視化數(shù)據(jù)分析工具，為圖書館的決策規(guī)劃和資源建設提供智慧化的數(shù)據(jù)分析工具。

5 智慧圖書館技術(shù)架構(gòu)設計

基于數(shù)據(jù)中臺的智慧圖書館是一個以數(shù)據(jù)流動為主線、以數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)管控為驅(qū)動，以智能和可變的用戶服務為頂層目標的分層技術(shù)架構(gòu)，其實現(xiàn)過程涵蓋數(shù)據(jù)的整個生命周期，形成數(shù)據(jù)到服務的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，帶來數(shù)據(jù)質(zhì)量和服務水平的持續(xù)優(yōu)化和提升?；跀?shù)據(jù)中臺的智慧圖書館技術(shù)架構(gòu)可分為三層，如圖3所示。

圖3 基于數(shù)據(jù)中臺的智慧圖書館技術(shù)架構(gòu)示意圖

5.1 數(shù)據(jù)源層

相對于數(shù)據(jù)中臺，數(shù)據(jù)源層相當于整個體系的數(shù)據(jù)后臺。本層匯集圖書館各專業(yè)資源系統(tǒng)、用戶信息數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)和業(yè)務系統(tǒng)運行產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)、外部數(shù)據(jù)庫以及館內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)設備信息數(shù)據(jù)等，經(jīng)過操作型數(shù)據(jù)存儲過程，存儲到數(shù)據(jù)倉庫，成為數(shù)據(jù)中臺進行數(shù)據(jù)治理和服務封裝的數(shù)據(jù)來源。

5.2 數(shù)據(jù)中臺

數(shù)據(jù)中臺是整個體系架構(gòu)的核心引擎部分，其主要功能有三個，一是按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和治理規(guī)范，對來自數(shù)據(jù)源層各類跨域數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換、集成和融合等處理，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成標準統(tǒng)一、質(zhì)量可靠、規(guī)范易用的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。二是規(guī)劃整個圖書館的數(shù)據(jù)資產(chǎn)全景圖，將所有對圖書館管理和用戶應用服務有價值的數(shù)據(jù)都規(guī)劃出來，最終形成圖書館數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄和數(shù)據(jù)標簽。數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄和數(shù)據(jù)標簽有助于數(shù)據(jù)管理員根據(jù)前臺讀者用戶需求搭建新的服務時，快速準確地獲得所需數(shù)據(jù)。三是通過構(gòu)建可視化的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理和服務搭建工具，根據(jù)前臺面向讀者的服務需求，借助標準化的數(shù)據(jù)應用編程接口(Data API)向前臺的用戶服務部門提供服務流程搭建和服務輸出，完成數(shù)據(jù)價值向業(yè)務服務的轉(zhuǎn)化。

5.3 用戶應用層

用戶應用(服務)層是智慧圖書館面向師生讀者提供智慧化服務的前臺，是數(shù)據(jù)中臺核心功能的最終體現(xiàn)。當前臺需要推出新的管理業(yè)務和讀者應用服務時，應用開發(fā)人員根據(jù)業(yè)務的數(shù)據(jù)需求，利用數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)可視化工具，在數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理目錄和數(shù)據(jù)標簽工具中選擇確定需要的數(shù)據(jù)種類，規(guī)劃功能和數(shù)據(jù)流程圖，調(diào)用相應的數(shù)據(jù)應用編程接口(Data API)，可快速開發(fā)部署面向管理和用戶服務的創(chuàng)新應用。應用層產(chǎn)生的業(yè)務服務數(shù)據(jù)經(jīng)分析評估處理，形成新的反饋數(shù)據(jù)，作用于后臺數(shù)據(jù)源層，為改善數(shù)據(jù)采集質(zhì)量提供依據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過“后臺-中臺-前臺-后臺”的閉環(huán)路徑，形成負反饋效應，有利于數(shù)據(jù)質(zhì)量和服務質(zhì)量的趨穩(wěn)和優(yōu)化。

數(shù)據(jù)中臺的構(gòu)建，不是替代原有的圖書館信息化系統(tǒng)架構(gòu)，而是對原有業(yè)務系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)有效匯聚與整合，面向智慧圖書館的業(yè)務流程挖掘和展現(xiàn)數(shù)據(jù)的服務價值。反過來，各業(yè)務流程是數(shù)據(jù)中臺核心功能運行的數(shù)據(jù)來源。因此，數(shù)據(jù)中臺層與圖書館原有業(yè)務體系是相互依存、相互賦能的共生關(guān)系，由此形成以數(shù)據(jù)中臺為核心的“業(yè)務數(shù)據(jù)化-數(shù)據(jù)資產(chǎn)化-資產(chǎn)服務化-服務業(yè)務化”的良性循環(huán)體系。

6 結(jié)語

隨著教育信息化和教育現(xiàn)代化的持續(xù)推進，面向高校圖書館的新技術(shù)、新應用和新需求不斷出現(xiàn)，智慧圖書館的建設也必將是一個長期的漸進過程。數(shù)據(jù)中臺作為一套以用戶需求為驅(qū)動、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管控為引擎的機制體系，形成“數(shù)據(jù)-業(yè)務-服務”的閉環(huán)負反饋系統(tǒng)，可以持續(xù)促進數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)價值的優(yōu)化迭代，滿足不斷變化的智慧圖書館讀者服務需求。此外，數(shù)據(jù)中臺并不是一個單純的技術(shù)平臺，從實施角度看，需要從整個高校圖書館的戰(zhàn)略規(guī)劃、服務模式、業(yè)務流程等多個層面協(xié)同配合，共同促進智慧圖書館數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。