人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中的創(chuàng)新機(jī)制及發(fā)展前景

一、引言

人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展正在重塑高校圖書(shū)館的管理模式。傳統(tǒng)的圖書(shū)館空間管理方法已難以滿(mǎn)足新時(shí)代讀者對(duì)個(gè)性化、智能化服務(wù)的需求。如何充分利用人工智能技術(shù)提升圖書(shū)館空間管理水平，實(shí)現(xiàn)資源的精準(zhǔn)配置和高效利用，已成為當(dāng)前高校圖書(shū)館管理領(lǐng)域的重要課題?；诖耍钊胙芯咳斯ぶ悄芗夹g(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中的創(chuàng)新應(yīng)用具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

二、高校圖書(shū)館空間管理的智能化需求

隨著高等教育的發(fā)展和學(xué)習(xí)方式的變革，高校圖書(shū)館傳統(tǒng)的空間管理模式正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。固定的座位分配方式和人工巡查的不足，導(dǎo)致資源利用率低下；而靜態(tài)的環(huán)境參數(shù)設(shè)置則難以為讀者提供一個(gè)舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。在教學(xué)模式轉(zhuǎn)型的背景下，讀者對(duì)圖書(shū)館空間的使用需求展現(xiàn)出顯著的差異性，這使傳統(tǒng)的空間管理模式難以準(zhǔn)確把握讀者的使用規(guī)律和需求特征。因此，智能化空間管理成為高校圖書(shū)館轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。大數(shù)據(jù)分析顯示，高校圖書(shū)館的空間使用存在明顯的時(shí)段波動(dòng)性和區(qū)域差異性。而基于人工智能的管理系統(tǒng)，能夠通過(guò)深度學(xué)習(xí)挖掘空間使用規(guī)律，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，借助智能物聯(lián)網(wǎng)支持環(huán)境參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)控，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)讀者使用需求，為圖書(shū)館空間管理提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。[1]

三、人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理方面展現(xiàn)出巨大的潛力。高校圖書(shū)館利用深度學(xué)習(xí)構(gòu)建基于空間使用行為分析的預(yù)測(cè)模型，通過(guò)深入挖掘讀者歷史使用數(shù)據(jù)，能夠預(yù)測(cè)未來(lái)的空間需求趨勢(shì)，從而提前做好資源調(diào)配工作。利用基于智能物聯(lián)網(wǎng)的空間環(huán)境管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度、濕度、光照、噪聲等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與智能調(diào)節(jié)，從而為讀者營(yíng)造一個(gè)舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。利用空間資源智能調(diào)配系統(tǒng)中先進(jìn)的人工智能算法，能夠?qū)ψ活A(yù)約、研討間分配、閱覽區(qū)使用等進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而顯著提升空間資源的利用效率。

（一）基于深度學(xué)習(xí)的空間使用行為分析與預(yù)測(cè)

基于深度學(xué)習(xí)的空間使用行為分析系統(tǒng)，通過(guò)布設(shè)高清攝像頭和傳感器網(wǎng)絡(luò)，全面采集圖書(shū)館的空間使用數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，能夠準(zhǔn)確識(shí)別空間內(nèi)的人流密度、讀者活動(dòng)狀態(tài)以及空間占用情況。[2]同時(shí)，長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提取時(shí)間序列特征，進(jìn)而建立空間使用規(guī)律的預(yù)測(cè)模型。循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合注意力機(jī)制，對(duì)讀者的使用行為進(jìn)行建模，有效識(shí)別出不同類(lèi)型讀者的空間偏好和使用習(xí)慣。通過(guò)建立多層感知機(jī)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)進(jìn)一步融合分析讀者的歷史使用數(shù)據(jù)、當(dāng)前狀態(tài)以及環(huán)境因素等多維特征，生成個(gè)性化的空間使用畫(huà)像，為精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和資源調(diào)配提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。深度學(xué)習(xí)模型通過(guò)持續(xù)的學(xué)習(xí)和優(yōu)化，不斷深化對(duì)空間使用行為的理解。該預(yù)測(cè)模型充分考慮時(shí)間、空間、讀者類(lèi)型等多重因素的相互影響，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)高精度的空間使用預(yù)測(cè)體系，其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到95%以上。

（二）人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的空間環(huán)境動(dòng)態(tài)管理

人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了高校圖書(shū)館空間環(huán)境管理的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層架構(gòu)體系。感知層通過(guò)部署溫濕度傳感器、光照度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器和噪聲監(jiān)測(cè)設(shè)備等多種智能終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集。網(wǎng)絡(luò)層采用5G通信技術(shù)和邊緣計(jì)算技術(shù)架構(gòu)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性，同時(shí)減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。應(yīng)用層基于微服務(wù)架構(gòu)開(kāi)發(fā)智能環(huán)境管理系統(tǒng)，整合環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析預(yù)警和調(diào)控執(zhí)行等功能模塊。該系統(tǒng)運(yùn)用模糊控制算法，根據(jù)采集的多維環(huán)境數(shù)據(jù)，建立智能決策模型，實(shí)現(xiàn)空間環(huán)境的智能化調(diào)節(jié)。環(huán)境管理系統(tǒng)將室內(nèi)空氣質(zhì)量指數(shù)、溫濕度平衡、光照強(qiáng)度等參數(shù)與讀者密度、空間使用時(shí)段等因素關(guān)聯(lián)分析，動(dòng)態(tài)生成最優(yōu)控制策略。系統(tǒng)通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)控制空調(diào)、新風(fēng)、照明等設(shè)備的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，在保障環(huán)境舒適度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)約。[3]

（三）人工智能驅(qū)動(dòng)的空間資源智能調(diào)配系統(tǒng)

人工智能驅(qū)動(dòng)的空間資源智能調(diào)配系統(tǒng)以強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法為核心，構(gòu)建了自適應(yīng)的資源分配決策模型。該模型通過(guò)對(duì)歷史調(diào)配數(shù)據(jù)的深度挖掘，學(xué)習(xí)最優(yōu)調(diào)配策略，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館空間資源的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置。系統(tǒng)將座位預(yù)約、研討間分配、閱覽區(qū)管理納入統(tǒng)一的智能調(diào)配框架，提升資源利用效率。智能調(diào)配系統(tǒng)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，底層實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)資源狀態(tài)監(jiān)控和信息采集，中層完成數(shù)據(jù)分析和策略生成，頂層執(zhí)行資源調(diào)配和反饋優(yōu)化。系統(tǒng)基于遺傳算法對(duì)復(fù)雜的多目標(biāo)資源調(diào)配問(wèn)題進(jìn)行求解，在滿(mǎn)足讀者個(gè)性化需求的同時(shí)，確保資源分配的整體均衡性。人工智能算法通過(guò)實(shí)時(shí)評(píng)估資源使用狀況，動(dòng)態(tài)調(diào)整調(diào)配策略，有效應(yīng)對(duì)高峰時(shí)段的資源競(jìng)爭(zhēng)。智能調(diào)配系統(tǒng)還引入群體智能優(yōu)化算法，綜合考慮讀者學(xué)習(xí)偏好、使用時(shí)長(zhǎng)、歷史信用等多維因素，構(gòu)建精準(zhǔn)的資源匹配模型（如圖1）。

四、人工智能技術(shù)支持下的高校圖書(shū)館空間管理創(chuàng)新機(jī)制

高校圖書(shū)館作為教學(xué)科研和學(xué)生學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所，其空間管理的創(chuàng)新對(duì)提升高校整體教育質(zhì)量具有重要意義?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的空間管理采用“感知—分析—決策—執(zhí)行”的閉環(huán)運(yùn)行機(jī)制，結(jié)合高校圖書(shū)館的特殊需求，構(gòu)建了智能化的管理決策模型。

（一）智能化空間管理的運(yùn)行機(jī)制

高校圖書(shū)館智能化空間管理運(yùn)行機(jī)制立足于“數(shù)據(jù)采集—分析處理—智能決策—執(zhí)行反饋”的閉環(huán)管理模式。在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各學(xué)科專(zhuān)業(yè)閱覽區(qū)、研討間、自習(xí)室等重點(diǎn)空間的使用狀態(tài)，采集本科生與研究生在不同時(shí)段的空間使用數(shù)據(jù)、教師團(tuán)隊(duì)的研討空間預(yù)約記錄以及圖書(shū)館環(huán)境參數(shù)。分析處理環(huán)節(jié)基于機(jī)器學(xué)習(xí)，結(jié)合教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，深入挖掘不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)在教學(xué)科研過(guò)程中的空間使用規(guī)律。智能決策環(huán)節(jié)依托深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，綜合考慮期中、期末等考試周、課程研討、學(xué)術(shù)講座等高校特有場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)空間資源的智能調(diào)配。執(zhí)行反饋環(huán)節(jié)通過(guò)智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)空間進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)靈活調(diào)整閱覽區(qū)布局、研討間容量與環(huán)境參數(shù)。系統(tǒng)持續(xù)收集師生反饋，不斷優(yōu)化空間配置方案。[4]

（二）人工智能技術(shù)應(yīng)用的保障體系

構(gòu)建完善的技術(shù)保障體系和制度保障體系是人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中應(yīng)用的前提。技術(shù)保障體系依托于高校信息化建設(shè)的整體規(guī)劃，通過(guò)部署分布式高性能服務(wù)器集群、建設(shè)專(zhuān)用數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)與教務(wù)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通。南京大學(xué)圖書(shū)館建立了基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全防護(hù)機(jī)制，采用多重加密技術(shù)和訪問(wèn)控制策略，確保師生隱私數(shù)據(jù)安全。制度保障體系著重規(guī)范智能化管理流程，制訂符合高校圖書(shū)館特點(diǎn)的空間使用規(guī)范。例如，華中科技大學(xué)圖書(shū)館建立了“教學(xué)優(yōu)先、科研優(yōu)先”的空間分配機(jī)制，明確了考試周、學(xué)術(shù)會(huì)議等特殊時(shí)期的空間調(diào)配原則。運(yùn)維保障制度則規(guī)范了系統(tǒng)升級(jí)、故障處理和應(yīng)急響應(yīng)流程，確保教學(xué)科研活動(dòng)不受系統(tǒng)維護(hù)影響。同時(shí)，通過(guò)校企合作建立專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展面向館員的智能系統(tǒng)培訓(xùn)，培養(yǎng)復(fù)合型智能化管理人才。

（三）空間管理智能化的評(píng)估反饋

空間管理智能化的評(píng)估反饋系統(tǒng)采用定量與定性相結(jié)合的評(píng)估方法，建立多維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。系統(tǒng)從空間使用效率、管理成本、服務(wù)質(zhì)量和讀者滿(mǎn)意度等方面設(shè)置評(píng)估參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)。評(píng)估系統(tǒng)基于機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建智能化評(píng)分模型，對(duì)空間管理效果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。評(píng)估反饋機(jī)制通過(guò)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對(duì)空間使用數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和統(tǒng)計(jì)分析，生成評(píng)估報(bào)告和優(yōu)化建議。系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注空間資源利用率、環(huán)境舒適度指數(shù)、讀者投訴率等關(guān)鍵指標(biāo)，形成科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)建立評(píng)估指標(biāo)權(quán)重體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)管理效果的精準(zhǔn)量化和動(dòng)態(tài)評(píng)估。[5]反饋系統(tǒng)將評(píng)估結(jié)果與管理目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，識(shí)別管理過(guò)程中的問(wèn)題和不足。系統(tǒng)運(yùn)用深度學(xué)習(xí)分析評(píng)估數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成改進(jìn)策略，并將優(yōu)化建議反饋至管理決策系統(tǒng)（如圖2）。

五、人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中的發(fā)展前景

人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。深度學(xué)習(xí)的持續(xù)優(yōu)化推動(dòng)空間管理系統(tǒng)向精準(zhǔn)化方向發(fā)展，人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)空間環(huán)境向全域感知邁進(jìn)?；谥R(shí)圖譜的空間管理決策系統(tǒng)結(jié)合高校教學(xué)科研特點(diǎn)，為高校圖書(shū)館空間管理模式轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐，推動(dòng)高校圖書(shū)館空間管理向智能化、個(gè)性化和精細(xì)化方向發(fā)展。

（一）技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化方向

人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中的優(yōu)化方向聚焦于算法升級(jí)、功能拓展和系統(tǒng)整合三個(gè)維度。深度學(xué)習(xí)通過(guò)引入注意力機(jī)制和遷移學(xué)習(xí)，提升對(duì)高校圖書(shū)館考試周、課程研討等特殊場(chǎng)景下空間使用行為分析的準(zhǔn)確性。基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空間資源調(diào)配算法有助于增強(qiáng)對(duì)教學(xué)科研復(fù)雜場(chǎng)景的決策能力，人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級(jí)優(yōu)化促進(jìn)專(zhuān)業(yè)閱覽室、研討間、自習(xí)區(qū)等多類(lèi)型空間智能化管理的實(shí)現(xiàn)。例如，武漢大學(xué)圖書(shū)館應(yīng)用新一代邊緣計(jì)算，縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，在期末考試高峰期保障了座位預(yù)約系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。知識(shí)圖譜技術(shù)的引入使空間管理系統(tǒng)具備基于學(xué)科專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的知識(shí)推理能力，為高校圖書(shū)館空間資源的智能調(diào)配提供有力支撐。[5]

（二）管理模式的創(chuàng)新路徑

高校圖書(shū)館空間管理模式的創(chuàng)新路徑圍繞智能化轉(zhuǎn)型、服務(wù)升級(jí)和精細(xì)化管理三個(gè)方向展開(kāi)。人工智能技術(shù)推動(dòng)管理模式從傳統(tǒng)靜態(tài)分配向動(dòng)態(tài)調(diào)控轉(zhuǎn)變。例如，清華大學(xué)圖書(shū)館構(gòu)建了“教學(xué)—科研—學(xué)習(xí)”一體化管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源與空間配置的智能聯(lián)動(dòng)?？臻g管理系統(tǒng)依托大數(shù)據(jù)分析，精準(zhǔn)識(shí)別不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)在教學(xué)科研過(guò)程中的空間需求特征，動(dòng)態(tài)調(diào)整專(zhuān)業(yè)閱覽室、研討間的配置方案。例如，浙江大學(xué)圖書(shū)館開(kāi)發(fā)了基于學(xué)科的空間精細(xì)化管理體系，針對(duì)理工科實(shí)驗(yàn)研討、人文社科小組研習(xí)、醫(yī)學(xué)案例討論等不同需求，量身定制空間服務(wù)方案。管理創(chuàng)新還強(qiáng)調(diào)多元協(xié)同理念。例如，上海交通大學(xué)圖書(shū)館通過(guò)智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了教務(wù)處、院系、圖書(shū)館三方資源的協(xié)同調(diào)配，顯著提升了專(zhuān)業(yè)空間使用效率。同時(shí)，建立了包含空間利用率、教學(xué)活動(dòng)支持度、科研服務(wù)滿(mǎn)意度等指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)體系，為空間管理決策提供科學(xué)依據(jù)。

（三）服務(wù)升級(jí)的推進(jìn)策略

高校圖書(shū)館空間服務(wù)升級(jí)以教學(xué)科研支持為核心，通過(guò)人工智能技術(shù)構(gòu)建多元服務(wù)體系。基于深度學(xué)習(xí)的用戶(hù)畫(huà)像分析系統(tǒng)精準(zhǔn)識(shí)別理工、人文、醫(yī)學(xué)等不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)師生的差異化需求特征，為教學(xué)、科研團(tuán)隊(duì)提供定制化空間預(yù)約服務(wù)。例如，北京師范大學(xué)圖書(shū)館針對(duì)研究生論文寫(xiě)作高峰期，推出學(xué)科專(zhuān)區(qū)服務(wù)模式，將相近專(zhuān)業(yè)的研究生集中安排在特定閱覽區(qū)域，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流與資源共享。智能導(dǎo)航系統(tǒng)基于室內(nèi)定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)閱覽區(qū)、研討間、創(chuàng)新實(shí)踐區(qū)等空間的個(gè)性化引導(dǎo)，滿(mǎn)足高校多樣化的學(xué)習(xí)研究需求。服務(wù)升級(jí)策略注重建立完善的服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和反饋機(jī)制，通過(guò)數(shù)據(jù)分析持續(xù)優(yōu)化服務(wù)方案。[6]

六、結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)在高校圖書(shū)館空間管理中的創(chuàng)新應(yīng)用已取得顯著成效，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)被動(dòng)管理向智能主動(dòng)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。通過(guò)智能化系統(tǒng)的部署與運(yùn)行，高校圖書(shū)館空間利用效率得到明顯提升，服務(wù)質(zhì)量顯著改善，讀者滿(mǎn)意度大幅提高。未來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，高校圖書(shū)館空間管理將進(jìn)一步向智能化、精準(zhǔn)化和人性化方向邁進(jìn)，為讀者提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)。同時(shí)，持續(xù)完善技術(shù)應(yīng)用體系、創(chuàng)新管理機(jī)制、優(yōu)化服務(wù)模式，將是提升高校圖書(shū)館空間管理水平的重要保障。

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★基金項(xiàng)目：本文系2024年度河南省圖書(shū)情報(bào)研究項(xiàng)目“AI驅(qū)動(dòng)的智能圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：HNTQL-2024-110）的研究成果。

（作者簡(jiǎn)介：楊延峰，男，本科，鄭州科技學(xué)院圖書(shū)館，館員，研究方向：圖書(shū)館信息服務(wù)）

（責(zé)任編輯 劉冬楊）