智慧圖書館中的智能技術(shù)應(yīng)用研究

田長斌

摘 要：文章在簡述智慧圖書館內(nèi)涵特征的基礎(chǔ)上，針對當(dāng)前國內(nèi)智慧圖書館的建設(shè)，從前臺智能技術(shù)驅(qū)動、后臺智能技術(shù)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(shù)，隨著智能技術(shù)群的不斷發(fā)展和日趨完善，將為智慧圖書館智能服務(wù)的實現(xiàn)提供精準(zhǔn)、便捷、智能的技術(shù)支撐。

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

關(guān)鍵詞：智慧圖書館；智能技術(shù)；智能服務(wù)

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(jīng)提出，即在全球范圍內(nèi)引起關(guān)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(nèi)的“智慧城市”建設(shè)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(wù)體系中的重要組成部分之一，其理念研究和服務(wù)方式探索成為圖書館學(xué)者們近年來持續(xù)關(guān)注的焦點和熱點。智慧圖書館服務(wù)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(wù)，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(xué)圖書館學(xué)者Aittola提出“智慧圖書館”將成為智慧城市建設(shè)的重要內(nèi)容，他認(rèn)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(xiàn)、資料，是一種移動圖書館服務(wù)[1]。國內(nèi)關(guān)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(yīng)是以物聯(lián)網(wǎng)、RFID、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通信等技術(shù)為基礎(chǔ)，以智能手機、智能芯片、無線傳感等智慧化設(shè)備為手段，使海量館藏資源實現(xiàn)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(wù)模式。

2 智慧圖書館中的智能技術(shù)應(yīng)用

2.1 前臺智能技術(shù)驅(qū)動

2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。“物聯(lián)網(wǎng)”是繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息技術(shù)革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧圖書館中的應(yīng)用，可分為三層系統(tǒng)架構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。①感知層位于物聯(lián)網(wǎng)的第一層，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成。感知層包括RFID傳感器、RFID網(wǎng)關(guān)、識讀器、GPS定位等。感知層為大數(shù)據(jù)匯總提供支持，是智慧圖書館進(jìn)行物體與信息地自動識別采集的基礎(chǔ)。②網(wǎng)絡(luò)傳輸層位于物聯(lián)網(wǎng)的第二層，其功能為“傳送”。網(wǎng)絡(luò)傳輸層對感知層的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測更新，并能及時傳遞到各部門，實現(xiàn)不同地點、不同工作任務(wù)的智能獲取。③應(yīng)用層位于物聯(lián)網(wǎng)的第三層，主要功能是分析從網(wǎng)絡(luò)層傳輸來的數(shù)據(jù)信息，并通過不同的設(shè)備實現(xiàn)人機交互。應(yīng)用層還可以為圖書館提供業(yè)務(wù)管理、操作、維護(hù)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(wǎng)技術(shù)，可以達(dá)到智能樓宇的管理水平，實現(xiàn)光控、溫濕度調(diào)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(wǎng)技術(shù)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(shù)。RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術(shù)是利用射頻信號自動識別靜物或移動物體的技術(shù)，具有空間耦合、傳輸?shù)奶匦裕壳按蠖鄶?shù)RFID技術(shù)是以智能化芯片的形式存在[3]。圖書館可以利用RFID技術(shù)促進(jìn)智能化管理，主要表現(xiàn)在：①RFID技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化管理。RFID技術(shù)能對海量館藏圖書進(jìn)行智能分類、自動清點和排架等，減少人工干預(yù)，減輕館員的工作負(fù)擔(dān)，節(jié)省資源。②RFID具有自助借還圖書功能。用戶通過RFID技術(shù)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(xiàn)；工作人員利用RFID定位功能，可將亂架的文獻(xiàn)號錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)會自動識別亂架文獻(xiàn)所在位置，從而大大提升圖書館的服務(wù)水平。④RFID嵌入用戶借閱卡中，可以作為讀者身份的唯一標(biāo)識。讀者可以通過圖書館內(nèi)的服務(wù)識別認(rèn)證，查詢自己以往的借閱記錄、學(xué)習(xí)情況等信息，為讀者提供自助化、智能化和個性化服務(wù)[4]。⑤RFID還可以提前預(yù)約閱覽座位。閱覽座椅植入射頻標(biāo)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(guān)信息以圖像形式反饋到館內(nèi)閱覽室顯示屏上，用戶可以實現(xiàn)現(xiàn)場預(yù)約，也可通過手機客戶端APP查閱并預(yù)約。RFID在圖書館中的應(yīng)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(shù)支持

2.2.1 云計算技術(shù)。云計算是分布計算、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡、熱備份冗余等計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，是互聯(lián)網(wǎng)上的超級計算方法與模式的集合體。從當(dāng)前圖書館界學(xué)者們的研究分析可知，云計算在圖書館內(nèi)的應(yīng)用主要有兩個方面：一是整合資源，降低成本。云計算將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)鏈接、存儲資料等基礎(chǔ)架構(gòu)整合到一起，大幅度提高物理資源和應(yīng)用程序的效率和可用性。根據(jù)用戶自身需要自動獲取相應(yīng)的資源，有效提高了設(shè)備的利用率，降低了基礎(chǔ)建設(shè)成本費用。二是減少維護(hù)和軟硬件購置費用。網(wǎng)絡(luò)引入云計算后，不需再花費大量資金購買應(yīng)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(wù)即可以享受云服務(wù)，讀者可以使用原有計算機接入云服務(wù)，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(shù)據(jù)分析平臺。智慧圖書館大數(shù)據(jù)分析平臺系統(tǒng)構(gòu)架主要由數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)收集與存儲、數(shù)據(jù)過濾與價值提取、知識發(fā)現(xiàn)、預(yù)測分析與決策五個部分組成。第一層的大數(shù)據(jù)源平臺主要由系統(tǒng)監(jiān)控器、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器、視頻監(jiān)控、RFID、閱讀終端設(shè)備以及閱讀傳感器等數(shù)據(jù)源組成。第二層是數(shù)據(jù)收集與存儲平臺，利用數(shù)據(jù)集成和云計算等技術(shù)，對數(shù)據(jù)源進(jìn)行收集、存儲，為上層提供安全有效的數(shù)據(jù)存儲與管理服務(wù)。第三層是數(shù)據(jù)過濾與價值提取層平臺，可對第二層收集上來的少量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾和價值提取，并在降低所收集大數(shù)據(jù)資源總量和增值密度的前提下，減少大數(shù)據(jù)挖掘與分析系統(tǒng)的負(fù)荷。第四層是知識發(fā)現(xiàn)層，可以對第三層傳輸來的信息進(jìn)行深層次挖掘，從信息中發(fā)現(xiàn)用戶所需知識，實現(xiàn)系統(tǒng)管理和滿足用戶需求的精準(zhǔn)化管理。第五層是預(yù)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(jìn)行智慧分析且給出準(zhǔn)確預(yù)測，對圖書館智慧服務(wù)模式、策略和安防措施進(jìn)行全方位的分析與評估[5]，實現(xiàn)信息資源的增值利用。在智慧圖書館中，大數(shù)據(jù)分析平臺通過數(shù)據(jù)分析為讀者提供精準(zhǔn)服務(wù)，大大提高了圖書館信息資源利用率，提升了現(xiàn)代圖書館的服務(wù)質(zhì)量。endprint

2.3 智能系統(tǒng)語料庫

2.3.1 語義網(wǎng)。語義網(wǎng)是對未來網(wǎng)絡(luò)的一個設(shè)想，是一種智能網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)之父蒂姆·伯納斯-李（Tim Berners-Lee）在1998首次提出語義網(wǎng)（Semantic Web）的概念。語義網(wǎng)的目標(biāo)是達(dá)到人機交互，共享信息。語義網(wǎng)應(yīng)用于智慧圖書館的關(guān)鍵點在于能夠?qū)⒑Ａ筐^藏資源進(jìn)行系統(tǒng)整理，將原來處于孤立的信息文獻(xiàn)用學(xué)科分類的方法使之串聯(lián)，從而形成以知識單元為基礎(chǔ)的語義網(wǎng)，從對文獻(xiàn)信息的描述轉(zhuǎn)向?qū)χR的描述，顯性知識整合體現(xiàn)了圖書館知識組織由表及里的發(fā)展過程，最終形成學(xué)科語義網(wǎng)。具體來說，語義網(wǎng)與智慧圖書館的結(jié)合主要體現(xiàn)在三個方面：一是可以有效組織數(shù)字信息資源。圖書館通過語義概念分析、語義關(guān)聯(lián)分析和語義分類分析等技術(shù)，引導(dǎo)用戶進(jìn)行語義層次上的信息分類與整合，實現(xiàn)智慧圖書館信息空間的有序化。二是實現(xiàn)用戶智能信息檢索。圖書館通過統(tǒng)一詞語和概念，使相關(guān)設(shè)備與圖書館中隱含的領(lǐng)域知識達(dá)成共識，通過對網(wǎng)絡(luò)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(jié)果，從而實現(xiàn)搜索引擎人機接口的智能化[6]。三是實現(xiàn)信息導(dǎo)航與推送服務(wù)。圖書館依托語義網(wǎng)技術(shù)，可以根據(jù)用戶日常閱讀習(xí)慣，推薦相似度較高的閱讀資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫之間各類數(shù)據(jù)的交互操作和跨平臺、跨領(lǐng)域的資源整合，構(gòu)建科學(xué)的信息導(dǎo)航與閱讀推薦服務(wù)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(shù)來發(fā)現(xiàn)、揭示少量數(shù)據(jù)及文本之間的相互關(guān)系，并且以空間形態(tài)的方式形象地對數(shù)據(jù)及文本之間的相互關(guān)系進(jìn)行描述、分析，最終展現(xiàn)某一學(xué)科領(lǐng)域、專業(yè)的研究現(xiàn)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(dāng)前科學(xué)計量學(xué)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(jìn)的可視化技術(shù)應(yīng)用到各學(xué)科知識范疇中，使多層次涵蓋下的文獻(xiàn)變成可視化圖譜。知識圖譜可視化技術(shù)特征可以將知識組織與檢索技術(shù)融為一體，向用戶更加清晰地展示所需學(xué)科的總體傾向和知識架構(gòu)內(nèi)的變更走向。用戶通過知識圖譜進(jìn)行檢索查找，可以從繁雜的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(xiàn)資料的流程，在檢索效率和檢索精準(zhǔn)率方面得到質(zhì)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(wǎng)。移動互聯(lián)網(wǎng)是將移動通信與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合成為一體，是互聯(lián)網(wǎng)的平臺、技術(shù)、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動通信技術(shù)相結(jié)合并實踐的活動的總稱。據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的第39次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示，截至2016年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)7.31億，其中手機網(wǎng)民規(guī)模達(dá)6.95億，預(yù)計2017年我國手機網(wǎng)民規(guī)模將達(dá)7.39億[8]。中國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)整體正在向規(guī)范化、價值化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的日趨完善和手機上網(wǎng)的快速普及，使移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場呈現(xiàn)快速持續(xù)增長態(tài)勢。各類基礎(chǔ)應(yīng)用、公共服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)購物和娛樂等個人應(yīng)用蓬勃發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在信息傳播方面異軍突起。在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)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(shè)的引領(lǐng)下，抓住發(fā)展機遇，發(fā)揮自身優(yōu)勢，拓展服務(wù)渠道，開放數(shù)據(jù)資源，整合服務(wù)資源，實現(xiàn)圖書館服務(wù)體系與互聯(lián)網(wǎng)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(shè)備智能化、場景多元化、服務(wù)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(dāng)前情形的相關(guān)信息的服務(wù)。關(guān)于情景感知的服務(wù)主要有以下五種模式：一是注冊服務(wù)。當(dāng)新用戶進(jìn)入圖書館時，情景感知系統(tǒng)會自動標(biāo)記用戶為未知用戶，并主動與用戶的內(nèi)置NFC芯片的智能設(shè)備通信，由用戶輸入相關(guān)認(rèn)證信息，從而迅速完成用戶注冊過程。二是檢索服務(wù)。用戶進(jìn)入圖書館時，通過其智能設(shè)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(wù)。用戶根據(jù)自己的需求、愛好定制所需服務(wù)內(nèi)容，并可以選擇手機定制、e-mail定制等方式。四是推薦服務(wù)。用戶可自行設(shè)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(wù)。在智慧圖書館中，系統(tǒng)可以為讀者提供網(wǎng)絡(luò)參考咨詢、QQ、微信、微博等多種形式的參考咨詢服務(wù)[9]。情景感知的過程是通過傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，識別讀者信息和所處的環(huán)境，分析讀者當(dāng)前情景信息，并根據(jù)需要提供更具針對性的閱讀服務(wù)。情景感知在依靠現(xiàn)代信息技術(shù)滿足讀者信息需求的同時，也體現(xiàn)出現(xiàn)代圖書館“以讀者為中心”和“以人為本”的服務(wù)原則。

3 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)、語義網(wǎng)、云計算等新興技術(shù)的日漸成熟，移動設(shè)備、感知技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析能力將在智慧圖書館的建設(shè)和發(fā)展中得到充分的應(yīng)用。智慧圖書館作為人們?nèi)粘Ｉ钪兄饕闹R提供者，將顛覆傳統(tǒng)圖書館的服務(wù)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(zhǔn)的閱讀體驗。智能技術(shù)在智慧圖書館中的應(yīng)用將實現(xiàn)圖書管理員—文獻(xiàn)館藏資源—讀者“三位一體”的互通互聯(lián)大格局，圖書館服務(wù)將更加人性化、個性化、智能化和智慧化。

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（編校：崔 萌）endprint