基于微服務架構的院校智慧圖書館建設

張先鋒

（航天工程大學士官學校，北京 102200）

0 引言

圖書館是院校提升教學與發展科研的重要支柱，圖書館軟硬件的建設水平直接影響到院校人才培養質量，因此搞好圖書館建設對院校教育發展具有至關重要的現實意義。如今，隨著互聯網+、大數據、云計算、人工智能、微服務等新技術的不斷涌現，重新規劃和塑造以智慧服務、智慧管理和大數據為基礎，以滿足讀者的各種需求為目標的開放型、可生長的服務平臺，逐步實現從傳統圖書館、數字圖書館向智慧圖書館的轉型，成為各級圖書館單位面臨的新的挑戰。

1 智慧圖書館的概念

智慧圖書館是一個全新的綜合性的服務體系，可以從多個維度對其意義進行理解：

（1）從服務讀者的角度看，智慧圖書館顛覆了傳統圖書館的概念，是將數字圖書館、互聯網、前沿科技和現代化硬件設備融為一體，具備智慧化的功能管理、便捷高效的知識共享、個性化服務的定制體系和智慧感知讀者需求的智能圖書館。

（2）從技術創新的角度看，智慧圖書館是運現代化信息通信技術結合圖書館專屬門戶，實現圖書館文獻資源的智能檢索、個性定制和智慧推送。智慧圖書館最具革命性的四個標志：深度挖掘數據價值、科學定義定理規律、全面發現知識內涵和實時生成決策規劃。

（3）從智慧化服務的角度看，智慧圖書館是要不斷的滿足讀者需求、提高圖書館智能服務水平、實現閱讀收益最大化和提升館員的服務滿意度。

2 院校智慧圖書館系統架構

2.1 系統簡介

智慧圖書館系統以實現智慧化管理和提供智慧化服務為目標，基于微服務架構設計，充分利用大數據、云計算等新一代通信和信息處理技術結合現代化的智能設備，以整合線上線下資源為重點，對傳統圖書館的升級、優化和改造，同時對圖書館原有的紙質資源和數字資源進行有機整合，使圖書館具備感知外部服務環境、統計讀者需求和改變館員服務模式，構建創新、融合和可持續發展的新型圖書館。

2.2 設計原則

2.2.1 開放型

智慧圖書館系統提供各種標準接口，可實現各應用（系統）間的數據共享。此外，第三方應用軟件可根據平臺的設計規范和開發方式，接入此平臺，或在此平臺基礎上開發新應用。

2.2.2 可生長

智慧圖書館系統可根據建設單位的新需求，快速接入新應用，增加新功能，實現類似于在手機終端安裝APP等應用軟件實現即插即用型擴展。

2.2.3 自主性

（1）用戶管理：可對本單位的組織架構、用戶屬性進行設置，且平臺上的所有應用都能實現統一的身份認證，無須重復注冊和登錄。

（2）應用管理：可從應用市場添加應用，自建應用，可以設置每個應用的分類、可見范圍和二級管理員。

（3）界面管理：可以管理圖書館的多終端門戶。

（4）數據管理：可以查看應用的使用數據，應用間符合一定的權限也可互相調取，實現數據的共享。

2.3 技術架構

智慧圖書館系統是基于數字圖書館的基礎之上，結合智慧圖書館的智慧感知服務、職能識別功能，進行相對統一的技術架構設計和系統功能規劃。基于微服務架構的智慧圖書館完整體系設計如下圖所示：

圖書館融入智慧的理念之后整體架構被細分為3個機制和5個層級，分別是管理機制包括基礎層和數據層；安全機制包括管理層；建設機制包括感知層和服務層，位于管理層的微服務平臺是整個體系的建設核心。

（1）基礎層：涵蓋的內容包括服務器、操作系統、有線網絡設備、無線網設備、動力系統、采集終端、數據庫、中間件、局域網設備、通信系統、UPS不間斷動力設備、辦公終端、移動終端等，基礎層作為智慧圖書館的最底層，其主要功能是組建基礎設備設施和網絡環境。通過將公有云和私有云進行有機的結合，為整個系統架構的建設提供基礎支撐。

（2）數據層：主要包括本館館藏的紙本資源，本館原生自建資源庫，外購資源數據庫以及與其他院校圖書館的合作或共享資源庫等，數據層為智慧圖書館的運行提供各種數據及文獻資源的支撐，同時可以實時顯示數據資源的使用數據。

（3）管理層：主要管理好用戶、數據、應用及界面的各種功能，其中微服務平臺是智慧圖書館建設的核心，它為智慧圖書館后續功能的開發與持續建設奠定基礎。管理層的建設內容包含兩個層次：

1）微服務平臺：智慧圖書館的數據中樞，包括用戶管理、數據管理、應用管理和界面管理等功能模塊。

2）應用管理模塊：資源服務管理、數據服務管理、借閱服務管理、交互服務管理。

（4）感知層：主要包括無線射頻系統、電子二維碼、現代版智能書架、電子掃描設備、溫度感知設備、濕度感知設備、紅外感知設備、光線感知設備、噪聲感知設備、煙霧感知設備和智能識別系統等建設內容（通過對接圖書館其他業務系統實現），感知層為智慧圖書館提供原始數據的采集加工工作和運行環境動態感知服務。

（5）服務層：通過實體圖書館、Internet、無線網絡等途徑，借助圖書館門戶、實時數據大屏、手機客戶端、閱讀體驗區、虛擬分館、微信公眾號、館員客戶終端、圖書館聯盟平臺等渠道，面向到館讀者、網絡讀者、本館館員和合作單位等提供各類定制化、專業化服務，滿足不同讀者對象的需要。

圖1 智慧圖書館技術架構圖

3 院校智慧圖書館系統主要功能模塊

3.1 圖書館智慧門戶

圖書館門戶網站順應了數字化時代的發展，并成為全校師生瀏覽和使用圖書館資源與服務的主要平臺，成為展示本院校圖書館形象的一個重要窗口，門戶網站的建設水平對智慧圖書館建設具有舉足輕重的意義。通過智慧圖書館門戶網站的建設，可以實現讀者、資源、服務與數據之間的交互，通過大數據的分析，能更準確地預測用戶行為和需求，綜合讀者需求、資源類型和服務方式等多方面收集起來的各種數據，充分運用數據深層挖掘技術，全方位掌握讀者切實需求，從而更加科學、合理地設計門戶網站的界面，提供更加友善，更加便捷、更加智慧的服務體驗，全面提高讀者滿意度。

智慧圖書館門戶網站系統基于微服務架構，采用前后端分離技術，具有可視化全功能后臺。整個系統模塊間耦合度低，提供開放API接口，支持多模塊、多功能選擇同時支持新系統的增加，真正意義上實現文獻資源和智慧服務的深度融合與揭示。整個門戶網站系統的網頁設計，技術管理員可以通過重構布局或調整樣式等手段來實現，整體操作簡便，包括用戶界面的色彩選擇與搭配、網站的版面設計、內容組織等，極大的降低了開發和維護成本，也便于后續內容拓展。

3.2 數字資源管理與分析系統

隨著科技的進步以及讀者對文獻資源快速獲取的需求轉變，數字文獻資源將逐漸代替傳統的紙質文獻資源，在圖書館的館藏資源配比中，數字資源的占例不斷增大，已經超過了紙質圖書。數字資源因其更新速度快，檢索、借閱和下載不受時空限制，資源獲取方式便捷，深受讀者歡迎，在閱讀、教學和科研活動中發揮了重要作用。

數字資源管理與分析系統，可基于ERMI的電子資源生命周期理論，實現資源的試用、訂購、激活、維護、數據統計等全流程管理。其以中央知識庫為底層數據中心，形成中心輻射周邊的新型管理模式，以資源庫-資源包-刊種級資源清單-篇目級數據的層級結構，進行電子資源數據管理。

（1）通過對注冊的機構以及授權的用戶進行管理，為大數據分析提供數據支持。系統對機構的權限和行為進行管理，資源提供方可以發布資源信息，資源購買方可以獲取資源信息進行訂購，軟件公司可以借助開放平臺開發智慧程序。

（2）建立機構和資源的神經網絡，機構也作為系統的資源被管理和維護，同時和元數據之間建立復雜的關系網絡。通過網絡的任何一個節點可以查詢機構和資源之間的關系。方便查詢資源的訂購關系，歸屬關系，使用狀態。通過學習不斷的完善和豐富這個神經網絡，最終建立一個完善的生態圈。

（3）通過數據挖掘系統和知識發現系統快捷全面地了解本館的各種資源的利用情況及讀者在館的活動情況，提供大數據分析結果，對資源的收錄情況，對資源科學評價評分、排名，解決圖書館各種應用系統和智慧服務的有機結合，實現高效集成、統一管理和精準決策。

（4）數字資源統計分析系統可以對系統獲取的信息進行全方位的科學分析。從而對平臺的利用率、學科的點擊量、科研方向等與讀者相關的信息進行統計，使圖書館的服務保障工作更具針對性。通過對各個文獻數據庫的點擊量、下載量等使用情況的統計，更加直觀的掌握讀者的需求點，對于以后需要采購的數據庫提供有價值的決策參考。

3.3 讀者智能推薦服務

圖書館不斷加大軟硬件的智能化建設力度，在長期服務讀者過程中，積累了龐大的圖書借閱信息和讀者行為信息，這其中的大數據已成為開展智慧服務所需要的重要信息資源。這些資源通過大數據分析，可以開展圖書館個性化服務研究，包括個性化推薦方法的研究、讀者借閱行為研究及科研方向定位研究等。

移動應用平臺的智能推薦應用，根據用戶的身份、閱讀習慣等維度，為用戶提供感興趣和有意義的學習資源。同時圖書館工作人員可以借助智能推薦服務功能模塊，自動準確解答海量用戶疑問，降低圖書館服務人員的電話咨詢與面談咨詢的數量，減輕業務部門老師的重復工作量，讓數據多走路，讓師生少走路，辦事人員少咨詢，不見面即可成功辦理校內業務。

3.4 學科評價分析系統

引進學科評價分析平臺，能夠創新性地應用以篇為分析單元將學術期刊論文與所有公開發行的中文期刊（具有CN刊號）的全部論文、中國科研機構發表的全部外文期刊論文為數據源，引文來自包括所有期刊論文的引文以及全部公開出版的圖書（具有ISBN號）的引文，從而對全國高等院校和科研機構的學科進行評價分析。使高校和科研機構能夠全面把握本機構的學科發展情況，掌握優勢學科的學科競爭情報，發現更多的潛力學科，提升本院校的綜合實力，科學合理的進行學科規劃、學科建設，以促進高校和科研機構在學科建設上有更大的發展。

4 院校智慧圖書館系統的建設意義

4.1 推動或匹配智慧校園建設

隨著互聯網+、人工智能、大數據等現代科學技術在教育領域的應用，我國的高校包括軍隊院校都已經步入快速發展階段，院校建設的重點在于塑造校園的內涵，高校發展的目標在于培養優秀的高素質人才，為社會發展和科技進步提供支撐。硬件方面建設，通過購買各種先進的教學儀器與設備，進一步改善辦學條件；軟件方面建設，加強師資團隊力量建設，營造良好的教學氛圍。智慧圖書館的建設既可以推動高校硬件建設，也可以推動軟件建設，對于已經開始建設智慧校園的院校，智慧圖書館的建設可以為智慧校園建設增磚添瓦。

4.2 滿足人才培養的需求

高等教育的目的是為了培養滿足社會需求的高素質應用型人才。高校通過建設各種專業的實訓室供學員進行訓練與練習，以提升學員的動手操作能力和實訓能力，這種教學方法不論在那個時代都具有不可替代性。在科學技術的迅猛發展的當下，新思想、新設備、新技術、新需求層出不窮，院校實訓室的硬件設備已經無法滿足社會發展的需求。學員除了利用實訓室設備反復練習自己的動手能力外，更要了解并適應更新換代后的設備。通過智慧圖書館的建設，在培養學員理論學習能力的基礎之上，幫助學員緊跟時代發展，對科學知識的學習具有前瞻性，避免出現院校所學內容與市場需求脫節，與科技發展脫節的情況。

5 結束語

云計算、大數據、人工智能等科學技術已發展相對成熟，并應用于圖書館各個領域。這些技術改變了傳統的教育模式和閱讀模式，也將促使院校圖書館的服務模式進行前所未有的改革。從硬件設備到館員工作站，從紙媒文獻到數字資源，從傳統借還服務到現代化智能服務，智慧圖書館的建設始終圍繞讀者需求進行，突破時空的限制，實現需求在哪里圖書館服務就在哪里。智慧圖書館在感知讀者需求的同時，可實現隨時隨地為讀者提供所需要的文獻信息，構建全方位、立體式覆蓋的智慧化服務模式。