物聯網和“云計算”技術下智慧圖書館的構建研究

喬幸娟，崔 明

(南京工業職業技術大學，江蘇 南京 210023)

0 引言

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》明確提出：要提升公共文化服務水平，加強公共文化服務體系建設和體制機制創新；推進公共圖書館、文化館、美術館、博物館等公共文化場館免費開放和數字化發展[1]。因此，加快智慧公共文化服務建設、推動公共文化服務智慧化發展是大勢所趨。2009年1月，IBM提出了“智慧地球”的概念，逐步打開了人類利用物聯網等先進技術構建智慧服務的大門，智慧城市、智慧社會、智慧交通等應運而生。而在圖書館領域也出現了以物聯網技術為核心的智慧圖書館，如華僑大學嚴棟[2]、北京郵電大學的董曉霞等[3]研究了基于物聯網技術的智慧圖書館，主要針對概念及內涵從資源、館員和技術等角度進行研究，對采取什么樣的模式以及如何構建闡述較少。因此，本文將對智慧圖書館在構建過程中存在的問題進行分析，并提出改進對策，以此促進和推動我國智慧圖書館的構建及發展，為圖書館的服務提升提供支持和保障。

1 智慧圖書館及其特點

1.1 智慧圖書館

2003年，芬蘭奧盧大學的學者在其圖書館開展了一項基于位置感知的移動圖書館服務研究[4]，開啟了“圖書館”與信息技術視角下“智慧理念”的有機結合新紀元。此后，國外的研究多集中于射頻識別技術(RFID)、軟件質量工程、物聯網、大數據等信息技術層面。國內關于圖書館智慧服務的研究開始于 2010 年，嚴棟[2]提出通過物聯網建設智慧圖書館。2011年，王世偉[5]將智慧圖書館的服務理念概括為“書書相聯、書人相聯、人人相聯；任何地點、時間、方式可用”，得到學界廣泛認可。

智慧圖書館是指將互聯網信息技術和智能技術運用到圖書館構建的一種智能化技術，是圖書館數字化與智能化的一種創新。事實上，智慧圖書館不受任何空間的限制，是借助云計算與物聯網實現的智慧化的服務和管理，實現“服務場所泛在化、服務空間虛擬化、服務手段智能化、服務方式集成化、服務體驗滿意化”的智慧服務愿景[6]，是對傳統圖書館數字化與智能化管理的革新。

1.2 智慧圖書館的特點

隨著信息技術的不斷發展，傳統圖書館顯然無法滿足人們日常閱讀需要，為此智慧圖書館應運而生。與傳統圖書館相比，智慧圖書館憑借數字化與智能化的管理，具有服務高效、使用便利、知識共享等特點。

1.2.1 服務高效性

智慧圖書館具有傳統圖書館無法比擬的高效率性。例如，圖書館的排架管理，在傳統圖書館中，每一本書的分類和目錄圖書館管理員都必須十分熟悉，然后結合該書的內容，管理員按照圖書館藏書的固有格局將每一本書放到指定書架位置中。但是在智慧圖書館中，對于書架的管理就相對輕松了許多。只要通過智慧圖書館中“隱藏”的智能感知節點，圖書管理員就可以輕松、準確找到每一本書的類別；并且智慧圖書館對于圖書類別的定義還可以反復重置與修改，這極大方便了圖書館對圖書進行分類調整，也就是說如果智慧圖書館要對圖書管理進行重新分類，只需要對傳感節點進行遠程控制就能實現[7]。而調整后的圖書館在進行新的書架排列上，也只需通過圖書分類掃描器對館藏圖書重新掃描即可，這種數字化、智能化技術在智慧圖書館中的運用極大提升了圖書館的服務效率。

1.2.2 使用便利性

智慧圖書館的建立是互聯網信息技術的產物。但是不可否認智慧圖書館的建立初衷是本著惠民的公益理念，是為了讓大眾和每一個讀者都可以在同一個空間之內獲得閱讀與學習的機會，讓每一個讀者都可以享受智慧圖書館服務的便捷與快樂。事實上，智慧圖書館的建立與發展無論對于提升圖書館的工作效率，還是為讀者提供更多的可詢資源都創造了巨大的便利。為此借助物聯網和“云計算”構建智慧圖書館，代表著圖書館未來的發展趨勢，這種智能化和自主化管理服務，顯然具有傳統圖書館無法比擬的優勢，可為讀者提供更為全面和高質量的借閱及信息咨詢等諸多綜合服務。

1.2.3 知識共享性

智慧圖書館的主要特征是圖書管理的數字化、智能化。只要通過互聯網信息平臺，就可以將圖書館的文字信息與讀者相聯，據此實現圖書館資源利用的最大化，借以達到知識共享性的目的，這也是智慧圖書館建立的初衷。通過智慧圖書館，讀者可以盡享館藏資源，體會全方位的便捷服務；而且智慧圖書館的構建也可以極大地緩解圖書管理員的工作壓力，節約大量時間，最終促進圖書館工作效率的有效提升。

2 智慧圖書館的構建技術分析

智慧圖書館的構建技術主要依靠兩個重要的組成部分：一是物聯網信息感知技術；二是“云計算”環境的分布式信息處理技術。

智慧圖書館在構建上首先要通過物聯網感知技術，將圖書館資源和進入圖書館的讀者都相應分配一個傳感節點；其次,由部署在圖書館內的信息感知節點對圖書館全部靜態與動態目標進行感知分析，依據不同的分析結果提供相應的服務內容；最后，將這些信息提交至云計算平臺中進行綜合處理。對于比較簡單的信息，如圖書定位等，可以直接被分布在書架上的傳感器節點處理，但是如果相對復雜的信息時，如讀者的閱讀偏好，此時就需要通過“云計算”進行信息的綜合處理。

由于智慧圖書館中分布著大量的傳感節點，這些傳感節點可以快速采集大量的信息，但是單純地依靠圖書館內部傳感節點進行數據的分析與梳理顯然無法取得令人滿意的處理效果。而“云計算”可以通過部署在網絡中的云節點，讓處于“云計算”環境下的圖書館擁有一個強大的共享式計算環境，這樣不僅使每一個圖書館在信息處理上有強大的數據支撐，而且當圖書館的自身儲存系統無法提供存儲支撐時，還可以將尚待存儲的信息轉移到“云計算”環境下進行保存。

總之，利用“云計算”環境可以極大地減輕本地圖書館在進行海量信息處理時的計算和存儲負荷，使得借助物聯網技術的智慧圖書館可以通過最小的成本構建與發展。

3 智慧圖書館構建過程中的問題

智慧圖書館在構建過程中，必然離不開物聯網和“云計算”等諸多前沿性的技術。但是由于我國目前物聯網和“云計算”的技術研究與發展存在不足，這使得智慧圖書館在構建過程中還存在一些問題。

3.1 信息感知能力不足

智慧圖書館的構建離不開信息感知能力的實現，在智慧圖書館中無論圖書名稱、圖書內容感知，還是對周邊環境的信息感知，都必須有信息感知點的配置。但目前我國網絡傳感器可以提供的信息感知點的種類和功能還存在一定的缺陷，這種信息技術上的不足，從某種程度上極大制約了智慧圖書館的發展。

除此之外，智慧圖書館在設計上對于傳感節點的要求很高，也就是說每一個設置的傳感節點都需要具有極為敏感的信息感知能力。從當前智慧圖書館的構建來看，傳感節點在信息感應上基本可以滿足智慧圖書館構建的要求；但是傳感節點還需要對自身采集的信息進行綜合處理，其不僅要對不斷收集的信息進行相應的儲存，還需要對這些儲存信息精準解讀[8]。例如，對嵌入在每一本圖書資源內部的圖書傳感節點有比較嚴格的要求，不僅可以準確地標識出圖書名稱、作者姓名、出版單位、內容概述等重要信息，還要實現讀者和圖書之間的無線通信，并通過無線通信最終實現圖書的進一步精確定位，因此這也對各個傳感節點的功能提出更高的要求。當前，我國在智慧圖書館的構建上，還存在著傳感節點信息感知能力不足的缺陷，這在某種程度上極大制約了智慧圖書館的構建與發展。

3.2 信息的后端處理能力尚顯薄弱

基于數據化管理的智慧圖書館可以為公眾提供便利的共享信息與服務，這都依賴于其有一個強大的后端信息處理平臺，這個后端信息處理平臺可以為智慧圖書構建提供大量的原始數據，有效的信息后端處理能力可以極大地提升智慧圖書館的工作效率。事實上，智慧圖書館的實質就是通過“云計算”和物聯網對圖書館的運行環境、讀者借閱過程進行信息的收集與處理，據此不斷完善自身的服務。因此，在智慧圖書館的構建上，主要依靠后端信息平臺對物聯網采集的信息進行科學加工、分析、整理，據此對諸多數據進行有效的分類聚合，但是如何對所收集的信息和數據進行進一步的“加工”，如何對諸多數據之間進行深度關聯分析，從當前智慧圖書館的構建上來看，這些信息的后端處理能力尚顯薄弱，這也使智慧圖書館在發展上還存在一些亟待改進的缺陷。

3.3 “云計算”資源的構建不足

“云計算”的出現為智慧圖書館的構建提供了有效的技術保障，也為廣大用戶提供了大容量、高計算的運行環境。但是不可否認“云計算”從誕生之際，就沒有給出如何搭建“云計算”環境的具體方法。為此“云計算”依然處于一個發展和探索的過程，從當前“云計算”的發展模式上來看，其主要由“私有云”和“公共云”來構成。“私有云”是由終端用戶自己建立，“公共云”是第三方平臺建立，從我國當前“云計算”的發展現狀來看，能夠提供第三方“公共云”的平臺還不太成熟。以360殺毒軟件為例，其使用的殺毒環境來自自身構建的“私有云”。

從當前智慧圖書館構建的發展現狀來看，其所需的云環境顯然也要依賴“私有云”，但是智慧圖書館所依賴的“私有云”該由誰來構建，由誰來維護，這也是智慧圖書館在構建過程中亟待解決的問題。

3.4 缺乏配套政策與行業規范的約束

智慧圖書館要達到信息共享的目的，其在構建與發展的過程中必然要涉及大量信息的交換。但是通過什么標準進行信息的交換，當前并沒有一個統一的標準。在信息交換的過程中，如何保證信息的安全性，也是一個亟待解決的問題[9]。在智慧圖書館的信息管理上還涉及一些知識產權和讀者私人信息、敏感信息等，這些信息該如何保護，保護政策也缺乏統一的行業規范，并沒有配套的政策與統一的行業規范，從某種程度上也制約了智慧圖書館的構建與發展。

4 改進智慧圖書館構建的對策

從上文的分析可以看到，我國的智慧圖書館在構建過程中的確存在一些問題，如果上述問題得不到及時解決，將嚴重影響我國智慧圖書館的構建與發展，本文就如何改進智慧圖書館構建提出了相應的對策。

4.1 嵌入式節點信息感知的運用

信息感知能力不足已經極大影響了智慧圖書館的構建與發展。但是隨著互聯網技術的不斷發展，信息感知能力強的技術與產品已經出現，這將有效解決智慧圖書館構建中信息感知能力不足的問題。從當前的研究與發展來看，已經出現了具有信息感知能力和信息處理能力的嵌入式節點原型產品，因此可以相信，隨著嵌入式節點信息技術的成熟與發展，必然會有適應智慧圖書館構建要求的傳感節點誕生，這將徹底解決智慧圖書館信息感知能力不足的問題。

4.2 建立通用的數據分析模型

從上文的分析可以看出，智慧圖書館在構建方面受限于后端信息處理技術的不足。智慧圖書館要構建與發展自然少不了對后臺信息數據的分類與整合，并據此提升圖書館的服務質量和水平；而這些后臺信息數據需要運用大量的人工智能與數據自動處理技術。但是由于當前在“云計算”技術發展上缺乏統一的標準，為此智慧圖書館在構建過程中經常會遇到數據分析模型不統一的情況，因此有必要建立通用的數據分析模型，這樣后臺信息平臺才可以對圖書館產生的大量數據進行統一科學的建模，并對諸多分析物體進行模型抽象與歸一化處理，然后找出智慧圖書館在運行中各個數據的共同特征，通過應用通用的數據分析模型對這些數據進行科學、有效的分析，據此為智慧圖書館構建提供堅實的技術保障[10]。

4.3 解決云資源環境構建

智慧圖書館的構建離不開“云計算”環境，從當前智慧圖書館的發展來看，要最大化實現智慧圖書館的共享性、便利性，就有必要加強云資源環境的構建，各地智慧圖書館要統一思路、共同協作來探討如何構建屬于自己的“私有云”。為此有必要建立一個“智慧圖書館同盟”，大家共同來解決智慧圖書館“私有云”構建的問題。由誰來進行成本與組織的管理，“私有云”維護所產生的費用如何分攤，都需要“智慧圖書館同盟”成員一一探討，一一落實，據此解決智慧圖書館在云環境構建中的不足，以便進一步促進和推動智慧圖書館的構建與發展。

4.4 制定相應的政策與行業規范

正所謂“沒有規矩不成方圓”，智慧圖書館要發展與完善，就需要通過制定科學、系統的行業政策與行業標準來對智慧圖書館的構建加以引導，以避免智慧圖書館在構建與發展上的一哄而上與良莠不齊。如果沒有統一的行業標準規范，最終會導致各地智慧圖書館在構建上標準不一致，無法充分發揮智慧圖書館信息共享的優勢，這種各自為政的智慧圖書館的構建，顯然有悖智慧圖書館建設與發展的初衷。為此要大力推動智慧圖書館的發展，就需要政府和有關部門有針對性地制定智慧圖書館的構建標準與規范，使智慧圖書館在構建的過程中有據可依、有據可循，借以確保智慧圖書館沿著科學、健康的道路發展。

5 結論

智慧圖書館是將物聯網與“云計算”技術融合起來的一種新型圖書館，是傳統圖書館轉型的必由之路。智慧圖書館的構建需要以現有的軟硬件設施為基礎，通過對其升級改造方可使用，目前智慧圖書館的構建與發展還存在一些不足，因此智慧圖書館的構建在未來一段時間需要經歷比較艱辛的發展過程。但是應該看到，智慧圖書館的應用給圖書館帶來的便利和服務的提升。隨著互聯網與“云計算”技術的進一步發展，以及相應的政策與行業規范的出臺，相信智慧圖書館的未來發展會越來越美好，智慧圖書館的構建技術會越來越成熟，并據此發揮智慧圖書館知識共享性、服務高效性、使用便利性等諸多優勢，最終徹底實現智慧圖書館公益惠民的初衷。