數字圖書館智能化服務及其關鍵技術探析

[摘 要] 智能化服務是一種全新的信息服務模式，它主要借助于網絡并通過計算機模擬 或 實現類似于人的智能行為，為用戶提供信息服務。同傳統圖書館服務相比，數字圖書館 智能化服務具有明顯的優勢，而先進的技術則是推動其發展的主要動力，本文著重對 智能化服務所涉及的關鍵技術進行了分析。

[關鍵詞]數字圖書館;智能化服務;關鍵技術

[中圖分類號]G250.76[文獻標志碼]A[文章編號]1005-6041(2010)03-0016-03

隨著現代信息技術的迅速發展，傳統圖書館逐步向數字圖書館轉變。為了不斷滿足讀者 需求 ，圖書館應不斷引進并整合智能代理、數據挖掘、專家系統、機器 學習 等先進技術，加快人工智能和信息服務的融合，積極為用戶提供智能化服務。本文試從智能 化服務的概念入手，著重對智能化服務所涉及的關鍵技術進行分析。

1 智能化服務的概念及特征

智能化服務是指在網絡環境下通過計算機模擬或實現類似于人的智能行為，為不同用戶提 供信息服務。這是一種全新的信息服務模式，服務系統能迅速、準確地理解用戶的意圖，自 主或交互地執行各種模擬任務，為不同用戶提供自動化、網絡化、數字化服務，真正體現 以用戶為中心的服務理念。

在智能化服務過程中，智能是整個服務的靈魂，是區別于傳統服務、純網絡服務的重要標志 。先進的智能化服務應具備以下幾個特征:能主動分析、預測用戶需求及期望目標，把 相關問題描述出來并提供給用戶;強調服務與被服務之間的一一對應，強調量體裁衣式的 個 性化服務;集成了專家系統、機器學習、人機接口等功能，能自我學習和自我調整，知識庫 更新較快。

智能化服務系統不是一個簡單的系列操作過程，它是由智能斷定、獲取、精練、開發創新、 提供信息和信息應用效益評估等系統組成的完整的有機統一體。^[1]

2 智能化服務關鍵技術分析

技術是推動數字圖書館發展的主要動力，數字圖書館的智能化服務正是在計算機、網絡通信 、人工智能等新技術的基礎上發展起來的。目前，智能化服務主要涉及智能代理、數據挖掘 、資源整 合、智能檢索、信息過濾、智能推送、信息安全等關鍵技術。

2.1 智能代理技術

智能代理(Intelligent Agent)常被稱為“會思維的軟件”。它具有以下主要特征: 1)智能性。具有與執行任務相關的知識，能夠進行相關的推理、判斷或計算，比較準確地 理解用戶需求，提供針對性服務;2)代理性。能引導并代替用戶完成某些任務;3)自主性 。在沒有外界干預的情況下，能自主決策，自主完成任務;4)通訊能力。每個智能代理都有 標準的接口，采用統一的通信語言進行信息的交流，以便獲取信息，充實和更新知識庫;5) 推理能力。能利用當前知識和經驗，根據環境變化，以一種類似于人的思維方式進行推理和 規劃。這是智能代理區別于其他軟件的關鍵所在;6)自適應性。為了維護自治和推理能力， 智能代理必須能評估外部環境的當前狀態并將其融入下一步行動的有關決策之中;7)可信賴 性。智能代理必須準確可信地代表用戶，這是智能代理能否被用戶接受的關鍵。^{[2 ]}

智能代理作為一種新型的人工智能技術，其快速發展無疑為數字圖書館開展智能化服務提供 了強大的技術支持。但由于智能代理技術還不完善，圖書館界對智能代理的研究和利用目前 還主要集中在信息導航、信息檢索等方面。

2.2 數據挖掘技術

數據挖掘(Data Mining)也稱數據庫的知識發現(Knowledge Discover Database)，就是 利用信息技術和信息分析手段從大量的數據中提取有用信息和知識的過程。數據挖掘所得到 的結果，一定是潛在的、事先未知的。通過數據挖掘，可以從各種數據庫、數據倉庫或其他 信息存儲中提取有用的知識、規律或高層信息，并從不同角度加以觀察或瀏覽。數據挖掘的 主要 功能包括發現、預測、關聯分析、聚類、概念描述、偏差分析等。^[3]

數據挖掘在數據組織與分析、知識發現及信息深層挖掘等方面具有強大優勢，圖書館可以運 用關聯規則分析、聚類分析、決策樹、時間序列分析等數據挖掘方法，找出數據庫中蘊藏的 對于服務有用的規則、描述、預測，為圖書館改進服務措施、提高服務質量提供決策支持。 如利用關聯規則分析從圖書館借閱記錄中發現規律，并利用這些規律改進圖書推薦服務;利 用時間序列分析方法對圖書館流通數據庫或者Web日志進行挖掘，找出圖書流通規律，以便 科學安排流通部門的服務工作;利用分類模式挖掘方法對圖書館用戶管理數據庫中的歷史數 據進行挖掘，分析不同用戶群體的特征，細分群體的偏向愛好，開展個性化服務。

2.3 數字資源整合技術

隨著圖書館資源數量的增加以及類型的豐富，將會出現越來越多異質、異構的數字資源。 圖 書館需要整合這些資源，建立相關聯的數字資源體系，為用戶提供迅速、方便、簡潔的智能 化服務。

數字資源整合就是對各種自主的、異構的乃至離散式分布的數字資源采用各種整合技術實 現透明無縫集成，以便用戶在統一的界面下獲取和利用各種資源。目前，在國外SFX作為 一種比較先進的數字資源整合技術被提出并開始應用。運用SFX，可以把不同來源和不同通 信協議的數字信息完全融合起來，使不同類型、格式的數字資源實現無縫鏈接。國內對異 構資源整合技術的研究稍晚，主要有CALIS資源統一檢索平臺、匯文一站式文獻檢索系統、 同 方USP統一檢索平臺等。MetaLib內嵌的SFX是目前數字資源整合最優良的解決方案。MetaLib 中 的SFX擴展服務實現了各種資源之間的透明鏈接和導航，并且可以與圖書館現有的全文傳遞 、館際互借、參考咨詢等服務無縫集成。它同時整合了技術、服務、資源等功能，這是Meta Lib區別于其他資源整合系統的顯著優勢。哈佛大學、麻省理工學院以及國內的 清華大學、復旦大學等高校的圖書館都已應用了這一技術。 此外，南 京師范大學、北京理工大學等圖書館也實現了MetaLib內嵌SFX的整合檢索。^[4]

2.4 智能檢索技術

智能檢索是信息檢索和人工智能研究的一個交叉領域。它將信息檢索從目前基于關鍵詞的層 面 提高到基于知識(或概念)層面，對知識有一定的理解和處理能力，能夠正確運用分詞技術 、同義詞技術、概念搜索、短詞識別以及機器翻譯等技術。因而，智能檢索更具有信息服務 的智能化、人性化特征，能為用戶提供更方便、準確地搜索服務。

隨著人工智能技術廣泛應用于信息檢索領域，現已產生多種智能檢索系統模型。歸納起來， 主 要有2大類:一類是基于機器學習的大范圍信息檢索系統，一類是智能化的用戶個性化信息 檢索系統。這些檢索系統需要依賴許多先進的技術來實現它的各項功能，所涉及的關鍵技術 主要包括:1)信息收集和存儲技術，分人工和自動2種方式。其中自動方式是由“網絡Robo t”來完成的;2)信息預處理技術，包含信息格式支持、轉換和信息過濾;3)信息索引技術 ，建立索引涉及的信息語詞切分和語詞語法分析，進行詞性標注及相關自然語言處理，建立 檢索項索引及檢索結果處理技術。其中檢索結果處理技術是關鍵技術，其核心是依據計算結 果與查詢詞的相關程度來排序。^[5]

由于智能檢索所涉及的相關技術不是很成熟，現有的智能檢索系統仍然存在一些缺陷。 大部分的概念檢索，只是單純對輸入的關鍵詞進行概念擴展，檢索結果并不能達到預期的 效果。目前，國內外許多公司和研究機構已投入大量資金和人力用于智能檢索的研制和開發 ，智能檢索系統將變得越來越“聰明”。

2.5 信息過濾技術

信息過濾技術是指根據用戶興趣幫助用戶過濾掉那些他不感興趣的信息。常用的信息過濾方 法有2種:一是基于內容的過濾方法，主要是通過資源與用戶描述的比較來推薦資源。可以 利 用基于關鍵詞的方法將信息流與用戶描述進行匹配計算，具有簡單、有效等優點，其缺 點是難以區分資源的特征與形式，只能發現那些與用戶曾經感興趣的相似資源，而不能為用 戶發現新的感興趣的資源;二是基于協作的過濾方法，主要是根據用戶的相似性來推薦信息 資源。這種方式能夠發現新的、用戶可能感興趣的資源，其缺點是在系統使用之初，由于系 統資源還未獲得足夠多的評價，因而很難利用這些評價來發現資源。隨著用戶和資源 的逐漸增長，這種方法的性能將會降低。^[6]以上2種過濾方式各有利弊，應綜合 利用這2種方法的優點，構建混合型的信息過濾模式，以提高信息過濾的性能。

信息過濾技術可以過濾掉與用戶無關的信息，能夠滿足不同用戶的信息需求。隨著數字圖書 館的迅速發展，信息過濾技術必將在智能化服務中發揮越來越重要的作用。

2.6 智能推拉技術

推拉技術是一種新的網上信息服務技術，從“信息源”與“用戶”的關系來看，可分為信息 推送與信息拉取2種技術。信息推送技術是由“信息源”主動將信息發送給“用戶”，如新 書通報和定題服務等。這種技術時效性好，應用面廣，但針對性差，難以滿足用戶的個性化 需求。信息拉取技術是由“用戶”主動從“信息源”中提取所需信息，如信息查詢。這種技 術 針對性強，用戶能夠有目的地查詢自己所需的信息，但時效性差，需要用戶掌握一定的檢索 技術。

為了適應信息服務需要，信息推送和拉取2種技術應相互結合、優勢互補，并在此基礎上融 入 人工智能、機器學習、知識發現等技術，從而形成智能信息推拉技術。這項技術是當前Inte rnet/Extranet/Intranet、數據庫系統及其他信息系統為用戶提供信息服務的一個發展方向 。智能推拉技術的引入，可以提高網絡及數據庫的智能水平，從而從根本上解決“推送”和 “拉取”技術應用過程中所遇到的難題。^[7]

智能推拉技術是實現信息檢索、發布和傳播的重要手段。數字圖書館利用智能推拉技術，一 方面，可以從所“推送——拉取” 的信息中發現其內在規律，提取用戶最關心、最感興趣 的 有用信息，以便更有針對性、更及時地向用戶推送實用信息;另一方面，用戶也可以更快、 更準確地從資源數據庫中獲取到所需信息，大大提高服務質量和效果。

2.7 信息安全技術

圖書館在提供智能化服務的同時，也面臨著嚴重的信息安全問題。如果服務系統一旦受到黑 客攻擊，感染病毒，將導致大量數據的丟失或破壞，其損失將是災難性的。因此，圖書館 必須增強信息安全意識，不斷加強和完善信息安全防護措施。

在網絡環境下，信息安全防范體系是分層次的，不同層次有著不同的信息安全問題。根據 信息傳輸和應用網絡的情況，信息安全技術應分為物理層安全、系統層安全、網絡層安全、 應用層安全和管理層安全5個層次。^[8]但是，技術不是萬能的，圖書館應逐步 建立融技 術、管理、人才、制度等為一體的多層次信息安全防護體系，才能有效地維護網絡信息安全 。

3 結 語

近年來，上述諸多關鍵技術在數字圖書館服務中得到廣泛應用，大大提升了數字圖書館服務 質量和水平，進一步拓展了信息服務空間。目前，數字圖書館所提供的智能檢索、智能推送 、智能咨詢、智能輔導、智能決策和智能Web站點等服務形式，都離不開先進技術的支撐。 因此，在數字圖書館建設過程中，要自覺地以科學方法為指導，密切關注相關技術的研究動 態和 發展狀況，不斷探索、引進和應用智能化技術，促進智能化服務的快速發展。同時，也要在 實踐的基礎上，不斷補充、完善、拓展相關技術，推進智能技術與信息服務的融合，使智能 化服務更好地滿足讀者需求。

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[8] 俞承杭.信息安全技術[M].北京:科學技術出版社，2005:28.

[收稿時間]2009-12-24

[作者簡介] 程風剛(1973—)，男，本科，館員，主要從事數字圖書館服務研究，已發表論 文十余篇。

[說 明]本文系鹽城師范學院人文社會科學研究項目 (項目編號:07YCKW032)成果之一。