數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用下的公共圖書館群體系構(gòu)建與研究

摘 要 論文針對(duì)總分館制下“公共圖書館群”運(yùn)營(yíng)管理和發(fā)展中存在的問(wèn)題和瓶頸，提出“公共圖書館群”數(shù)字孿生體系的建設(shè)和應(yīng)用。通過(guò)館群要素?cái)?shù)據(jù)的采集傳遞、數(shù)據(jù)中臺(tái)構(gòu)建、全場(chǎng)景數(shù)字孿生建模以及應(yīng)用服務(wù)創(chuàng)新開發(fā)等，實(shí)現(xiàn)館群各類平臺(tái)、系統(tǒng)的互聯(lián)互通，以及公共圖書館群全域范圍內(nèi)的可視化管理和運(yùn)營(yíng)服務(wù)，為總分館制下公共圖書館群運(yùn)行和監(jiān)管效率的提升，以及公共圖書館的智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)提供重要技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞 總分館制；公共圖書館群；數(shù)字孿生

分類號(hào) G250.7；G252

DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2024.08.009

Construction and Research of Public Library Group System Under the Application of Digital Twin Technology

Yang Zhenyu

Abstract This paper proposes the construction and application of a digital twin system for the “Public Library Group” in response to the problems and bottlenecks in the operation， management， and development of the “Public Library Group” under the general branch library system. Through the collection and transmission of library group element data， data center construction， full scene digital twin modeling， and innovative development of application services， the interconnection of various platforms and systems in the library group， as well as the visualization management and operation services within the entire public library group， are achieved. This provides important technical support for the improvement of the efficiency of public library group operation and supervision under the general branch library system， as well as the intelligent transformation and upgrading of public libraries.

Keywords General branch library system. Public library group. Digital twin.

0 引言

公共圖書館總分館制，是指在一個(gè)合適的地域單元內(nèi)，由一個(gè)或多個(gè)建設(shè)主體，建成一個(gè)“公共圖書館群”，形成圖書館服務(wù)體系，提供普遍均等的服務(wù)[1]。圖書館總分館制起源于西方，國(guó)內(nèi)對(duì)公共圖書館總分館制的探索最早出現(xiàn)在上海，后續(xù)北京、廣州、嘉興、蘇州等地相繼開展[2]。目前，我國(guó)大部分地區(qū)公共圖書館推行的是業(yè)務(wù)統(tǒng)籌型的總分館制?？偡逐^制一般是以總館作為中心圖書館起引領(lǐng)作用，下面包含各類分館、城市書房、圖書服務(wù)點(diǎn)、流動(dòng)圖書車等?？偡逐^制的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)集中采購(gòu)、統(tǒng)一編目，聯(lián)合檢索、通借通還，能夠使讀者就近、方便、快捷地享受公共圖書館的服務(wù)。但由于總分館制在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)了多種建設(shè)模式，如政府主導(dǎo)統(tǒng)一型、行業(yè)自主管理型、多元自由組合型等[3]，使得總分館制存在著總館與分館之間缺乏密切溝通交流，管理人員不足，分館執(zhí)行力偏低，資源配置效能受制；總館只對(duì)分館圖書編目、數(shù)字資源建設(shè)等方面進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)，分館的人事和財(cái)務(wù)獨(dú)立，分館行業(yè)和社會(huì)約束力降低，服務(wù)水平不高，不具備可持續(xù)性；政府投入財(cái)力有限，分館規(guī)模相對(duì)較小，且各類紙質(zhì)文獻(xiàn)資源和特色文化活動(dòng)種類較少等。

特別在近幾年，城市書房作為政府公共文化服務(wù)品質(zhì)化發(fā)展重要舉措和推廣全民閱讀的有效途徑，在全國(guó)多地建設(shè)運(yùn)行，但由于城市書房多由社會(huì)企業(yè)資本介入，實(shí)際管理者的公益文化管理理念不成熟，缺乏長(zhǎng)期性合作調(diào)研，使得城市書房的運(yùn)營(yíng)管理不夠規(guī)范，人員職業(yè)素養(yǎng)不足，服務(wù)效率低，有的城市書房甚至關(guān)閉或轉(zhuǎn)作它途。為了改善總分館制存在的這些問(wèn)題，“公共圖書館群”之間的配置和管理需要進(jìn)一步地提升和突破，在加強(qiáng)分館運(yùn)行監(jiān)管、增加交流培訓(xùn)、提高服務(wù)效率、優(yōu)化資源配置及空間、文化創(chuàng)新等方面都需要更加數(shù)智化。

1 數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)公共圖書館群管理提升及智慧化轉(zhuǎn)型的意義

近幾年，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和突破，基于數(shù)字孿生技術(shù)的虛擬智慧體系建設(shè)和發(fā)展受到了各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注和重視。數(shù)字孿生不是簡(jiǎn)單的3D建模，而是充分利用物理模型、傳感器更新及本體歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)等，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)[4]，通過(guò)在虛擬體系中完成映射來(lái)反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程，側(cè)重的是物理世界對(duì)象在數(shù)字世界的重現(xiàn)、分析和決策。而近些年，公共圖書館領(lǐng)域?yàn)榱送七M(jìn)和提升智慧圖書館空間和體系建設(shè)，在數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)方面也做了大量的實(shí)踐和探索，并且取得了一定的成果。如上海臨港數(shù)字科技圖書館通過(guò)大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、人工智能等技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)景與虛擬現(xiàn)實(shí)無(wú)縫對(duì)接，打通線上線下沉浸式閱讀體驗(yàn)[5]；甘肅省圖書館采用數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等技術(shù)啟動(dòng)建設(shè)了“智慧甘圖綜合管理平臺(tái)”[6]，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書館人、資源、設(shè)備、環(huán)境等要素的全面感知、廣泛互聯(lián)、深度融合及可視化管理；廈門市政法委云圖書館創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了空間人物虛擬化、數(shù)字資產(chǎn)化、現(xiàn)實(shí)與虛擬交互化等元宇宙特色功能，用戶在虛擬圖書館內(nèi)瀏覽的同時(shí)可隨時(shí)點(diǎn)擊陳列的電子書籍進(jìn)行閱讀[5]；上海圖書館基于大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、AR技術(shù)開發(fā)的“靈境石語(yǔ)——碑帖建筑 VR 沉浸式體驗(yàn)”、巴黎圣母院增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感沉浸式展覽[7]；等等。

針對(duì)目前總分館制下的“公共圖書館群”存在的相關(guān)問(wèn)題和發(fā)展瓶頸，通過(guò)數(shù)字孿生體系的建設(shè)和應(yīng)用可以得到有效的解決和提升，并且對(duì)于公共圖書館群管理和服務(wù)的數(shù)智化發(fā)展也具有重要意義。首先，公共圖書館群數(shù)字孿生體系的建設(shè)，可以集中融合各館各設(shè)備和系統(tǒng)中部署分散、標(biāo)準(zhǔn)不一的信息數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)一的清洗、治理和整合，打破以往公共圖書館群運(yùn)營(yíng)和管理中各館業(yè)務(wù)系統(tǒng)、運(yùn)維數(shù)據(jù)、工作人員和用戶數(shù)據(jù)分散割裂及信息不同步的情況，構(gòu)造一個(gè)業(yè)務(wù)協(xié)同、互聯(lián)共享的綜合數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。其次，公共圖書館群數(shù)字孿生體系可以全方位構(gòu)建還原各館的三維空間場(chǎng)景，并且通過(guò)與數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的融合，可以實(shí)時(shí)全域感知實(shí)體圖書館的運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)，在系統(tǒng)中可視化還原業(yè)務(wù)態(tài)勢(shì)變化，統(tǒng)一調(diào)度管理各館的設(shè)備、能源、安防等情況，從而實(shí)現(xiàn)高效一體的綜合運(yùn)營(yíng)監(jiān)管模式，提高運(yùn)行管理效率，便于各類服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一制定和實(shí)行，還可及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行漏洞，防止設(shè)施狀態(tài)人為判斷延遲，減少設(shè)備維修成本。通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)的深入分析，可以更加全面合理地規(guī)劃分配各館館藏?cái)?shù)量和種類，協(xié)調(diào)各類文化活動(dòng)在各館的開展周期，從而打破地理空間跨度在分館管理和維護(hù)上的制約。此外，公共圖書館群數(shù)字孿生體系可以開發(fā)構(gòu)建與圖書館服務(wù)相關(guān)的元宇宙應(yīng)用，如元宇宙游館、元宇宙實(shí)訓(xùn)室、元宇宙展廳等。其中元宇宙游館可以增強(qiáng)智慧空間感，讓讀者足不出戶沉浸式地游覽了解圖書館各總分館，激發(fā)讀者閱讀、交流和實(shí)地游覽熱情，方便讀者快速熟悉圖書館各館相關(guān)服務(wù)內(nèi)容，體驗(yàn)到不同情景下的圖書館氛圍。元宇宙實(shí)訓(xùn)室是通過(guò)線上沉浸式三維虛擬空間的打造，定期開展各館工作人員的業(yè)務(wù)交流、學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，不但降低了時(shí)間和空間的限制，方便各館工作人員進(jìn)一步加深了解和協(xié)作，且利于業(yè)務(wù)培訓(xùn)場(chǎng)景創(chuàng)新提高實(shí)訓(xùn)效果，解決傳統(tǒng)培訓(xùn)場(chǎng)景固化、實(shí)訓(xùn)成本高等問(wèn)題。

2 公共圖書館群數(shù)字孿生體系運(yùn)營(yíng)管理架構(gòu)

公共圖書館群數(shù)字孿生體系是整合總分館制下各個(gè)圖書館設(shè)備、資源、服務(wù)、環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)建立的以總館為主要管理者的具有高度感知性、互聯(lián)性和數(shù)智化的三維智慧空間運(yùn)行管理體系。該體系可提供統(tǒng)一的管理服務(wù)和分析決策，包括圖書館各類要素?cái)?shù)據(jù)的全融合、館群整體運(yùn)行狀態(tài)的全可視、專業(yè)服務(wù)事項(xiàng)的全可管、突發(fā)事件的全可控等，使公共圖書館群可以更安全、更舒適、更高效地為讀者提供多樣、優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)公共圖書館整個(gè)體系全面的管理升級(jí)和智慧化建設(shè)。公共圖書館群數(shù)字孿生體系運(yùn)營(yíng)管理架構(gòu)主要包括館群全要素?cái)?shù)據(jù)的感知采集與傳遞、館群數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)、館群全要素?cái)?shù)字孿生建模等。

2.1 公共圖書館群全要素?cái)?shù)據(jù)感知采集與傳遞

公共圖書館群中各類要素?cái)?shù)據(jù)的感知采集是構(gòu)建數(shù)字孿生體系的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與其數(shù)字孿生系統(tǒng)間全要素、全業(yè)務(wù)、全流程精準(zhǔn)映射與實(shí)時(shí)交互的基石。因此數(shù)字感知技術(shù)不僅要能實(shí)現(xiàn)更精確可靠的物理測(cè)量，還需實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)間的協(xié)同交互，明確物體在全域空間中的位置及唯一標(biāo)識(shí)，并確保設(shè)備可信可控，可通過(guò)數(shù)字孿生全域標(biāo)識(shí)為物理對(duì)象賦予獨(dú)一無(wú)二的數(shù)字化“身份編碼”[8]，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理對(duì)象的快速索引、定位及關(guān)聯(lián)信息（如資產(chǎn)類型、系統(tǒng)分類、設(shè)備型號(hào)、電流、電壓、溫度等）加載，與孿生空間中的數(shù)字虛體實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)映射、實(shí)時(shí)同步，并且便于公共圖書館群物理實(shí)體之間跨域、跨系統(tǒng)的互通和共享。同時(shí)，利用智能傳感器技術(shù)作為數(shù)據(jù)采集的端口，通過(guò)自動(dòng)校零、漂移補(bǔ)償、傳感單元過(guò)載防護(hù)、數(shù)采模式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，提高rwK48PJS2ObM5+gp4rjbazvv8GoI/aKn+pyI1wnkB70=數(shù)據(jù)采集的精度、分辨率，穩(wěn)定性及可靠性，并且通過(guò)自發(fā)上報(bào)自身信息狀態(tài)，構(gòu)建感知節(jié)點(diǎn)數(shù)字孿生[9]。

公共圖書館群通過(guò)智能感知采集技術(shù)采集的數(shù)據(jù)主要包括與圖書館各館外觀建筑、室內(nèi)場(chǎng)景、室外相關(guān)景觀等空間要素相關(guān)的信息數(shù)據(jù)；與圖書館室內(nèi)溫濕度、紅外線、燈光、煙霧、水位等環(huán)境因素相關(guān)的信息數(shù)據(jù)；與圖書館內(nèi)人員樣貌、行為、聲音、活動(dòng)軌跡等人員因素相關(guān)的識(shí)別信息數(shù)據(jù)；與智能專業(yè)設(shè)備、多媒體設(shè)備、辦公設(shè)備、水電、能耗、監(jiān)控等各類設(shè)備相關(guān)的傳感數(shù)據(jù)等。

此外，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)于廣泛的設(shè)備信息采集、高速率穩(wěn)定性數(shù)據(jù)上傳、極限數(shù)量設(shè)備連接等需求至關(guān)重要。為了確保圖書館各館信息采集與傳遞的高效性和穩(wěn)定性，可通過(guò)5G行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、QOS保障技術(shù)等實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備、平臺(tái)之間的互聯(lián)互通與實(shí)時(shí)響應(yīng)。其中5G行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)是用于現(xiàn)場(chǎng)、外部各設(shè)備之間，以及設(shè)備與業(yè)務(wù)平臺(tái)之間數(shù)據(jù)互通的通信與管理技術(shù)。行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)可以為設(shè)備提供近端通信域互操作，實(shí)現(xiàn)行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、柔性組網(wǎng)[9]。通過(guò)以網(wǎng)關(guān)為中心，前段以無(wú)源RFID、新型短距、確定性傳輸、中低速網(wǎng)絡(luò)（如NB-IOT、LTE CAT.1、LORA等）、室內(nèi)定位等技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接與通信，后端以5G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)服務(wù)及管理數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺(tái)，滿足資產(chǎn)出入、盤點(diǎn)、設(shè)備互通信、數(shù)據(jù)高可靠傳輸、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備及人員定位等各類業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求。再結(jié)合邊緣計(jì)算技術(shù)，可將數(shù)字孿生處理系統(tǒng)部署在物理系統(tǒng)的控制端，以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)、高效傳輸、互聯(lián)協(xié)作、可視化識(shí)別及異常監(jiān)測(cè)等，從而提升網(wǎng)絡(luò)的智能化能力。除此之外，為了防止網(wǎng)絡(luò)故障或網(wǎng)絡(luò)中斷，通過(guò)基于SLA服務(wù)的QoS架構(gòu)及能力分級(jí)管理方法，可實(shí)現(xiàn)高效、可靠的SLA服務(wù)管理的增強(qiáng)，以承載各種能力等級(jí)要求的泛在感知應(yīng)用，以及與之相關(guān)的用戶體驗(yàn)一致性服務(wù)[9]。

2.2 公共圖書館群數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)

數(shù)據(jù)中臺(tái)的建設(shè)是以元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、指標(biāo)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)開發(fā)與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)質(zhì)量與安全管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)等[10]作為技術(shù)支撐，同時(shí)輔以大數(shù)據(jù)計(jì)算引擎、數(shù)據(jù)集成、同步與交換引擎、敏捷BI系統(tǒng)及面向互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的埋點(diǎn)引擎等將智能感知采集數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)（如圖書館集群管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)、各類活動(dòng)和辦公系統(tǒng)數(shù)據(jù)等）、各類設(shè)備和移動(dòng)終端運(yùn)行數(shù)據(jù)等各類多源異構(gòu)要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行融合管理，通過(guò)組織和管理龐大數(shù)據(jù)量，包括整合孤島數(shù)據(jù)，來(lái)支持大規(guī)模數(shù)據(jù)集成與開發(fā)，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與管理，沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)，快速形成數(shù)據(jù)應(yīng)用能力，以提供數(shù)據(jù)服務(wù)賦能實(shí)時(shí)推薦、多元場(chǎng)景數(shù)據(jù)智能需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，為業(yè)務(wù)決策、精細(xì)化管理提供支撐（如圖1所示）。其中數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)開發(fā)與管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)的核心內(nèi)容，主要包括數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)治理與指標(biāo)體系建設(shè)、數(shù)據(jù)服務(wù)開發(fā)與可視化等。通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)開發(fā)與管理系統(tǒng)的治理加工將為數(shù)據(jù)資產(chǎn)構(gòu)建、復(fù)用、升值、數(shù)據(jù)全生命周期管理與精細(xì)化運(yùn)營(yíng)、智慧決策、風(fēng)險(xiǎn)防控等打下基礎(chǔ)。

（1）數(shù)據(jù)整合是指將離線同步或?qū)崟r(shí)接入的不同格式、不同類型、不同協(xié)議的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及清洗，去除空值、臟數(shù)據(jù)，對(duì)二義性、重復(fù)、不完整、違反業(yè)務(wù)或邏輯規(guī)則等問(wèn)題的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，規(guī)范字段命名及統(tǒng)一時(shí)間字段等，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理中心庫(kù)，是后續(xù)數(shù)據(jù)治理加工的基礎(chǔ)。

（2）數(shù)據(jù)治理與指標(biāo)體系建設(shè)主要是對(duì)整合清洗后來(lái)源于不同源系統(tǒng)的同一數(shù)據(jù)字段進(jìn)行數(shù)據(jù)字典和格式的統(tǒng)一，對(duì)于源系統(tǒng)不具備的某些字段內(nèi)容，還需要根據(jù)源系統(tǒng)中多個(gè)字段內(nèi)容共同確定，補(bǔ)充屬性。然后，根據(jù)常用業(yè)務(wù)維度（如用戶、文獻(xiàn)、設(shè)備等）對(duì)明細(xì)數(shù)據(jù)做初步匯總和分類，通過(guò)添加維度屬性、關(guān)聯(lián)維度等定義計(jì)算邏輯，形成多數(shù)據(jù)知識(shí)圖譜，計(jì)算出常用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)并建立一致的數(shù)據(jù)分析維表。然后，基于每個(gè)具體業(yè)務(wù)過(guò)程特點(diǎn)，構(gòu)建最細(xì)粒度的明細(xì)事實(shí)表，再根據(jù)上層應(yīng)用和業(yè)務(wù)指標(biāo)需求，在維度表和事實(shí)表的基礎(chǔ)上根據(jù)業(yè)務(wù)主題對(duì)象構(gòu)建命名規(guī)范、口徑一致的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，為上層提供公共指標(biāo)，建立匯總寬表。最后，根據(jù)匯總寬表，按業(yè)務(wù)需求（如人流量、借閱量、用戶信息）提供相應(yīng)的報(bào)表數(shù)據(jù)，包括個(gè)性化數(shù)據(jù)、寬表集市、趨勢(shì)指標(biāo)等，以便于后續(xù)的業(yè)務(wù)查詢、OLAP分析、數(shù)據(jù)分發(fā)等。

（3）數(shù)據(jù)服務(wù)開發(fā)與可視化是將治理加工后的數(shù)據(jù)進(jìn)行模塊化加載封裝，并與可視化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接、數(shù)據(jù)萃取、分析建模、數(shù)據(jù)播放及可視組件編輯等，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)和可視化配置。然后對(duì)接API數(shù)據(jù)接口建立數(shù)據(jù)分析專題，生成各類應(yīng)用場(chǎng)景服務(wù)（如業(yè)務(wù)態(tài)勢(shì)分析、報(bào)表系統(tǒng)、用戶畫像、推薦系統(tǒng)、設(shè)備管理等），可以在線查詢、數(shù)據(jù)大屏、數(shù)據(jù)報(bào)表等形式呈現(xiàn)或應(yīng)用，按需獲取數(shù)據(jù)智能分析結(jié)果。 同時(shí)，加載封裝后的數(shù)據(jù)集群可進(jìn)行鑒權(quán)管理，總館一般擁有最大權(quán)限，可統(tǒng)籌監(jiān)管各館相關(guān)數(shù)據(jù)，分館具有管理自身業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)權(quán)限，各館工作人員按照相應(yīng)職責(zé)范圍分別賦予不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)使用權(quán)限，通過(guò)權(quán)限范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的操作和調(diào)用，可以規(guī)范各類業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)管理和事件管理。

數(shù)據(jù)中臺(tái)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的集成開發(fā)、監(jiān)控管理，屏蔽了原始數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，把復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系按相同主題統(tǒng)一建模進(jìn)行梳理，提高了單一數(shù)據(jù)質(zhì)量和整體數(shù)據(jù)價(jià)值。數(shù)據(jù)血緣追蹤能快速準(zhǔn)確定位問(wèn)題數(shù)據(jù)及危害范圍，通用的中間層數(shù)據(jù)能夠極大地減少重復(fù)計(jì)算、降低存儲(chǔ)和計(jì)算成本，并且當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生調(diào)整時(shí)，可聚焦業(yè)務(wù)本身而無(wú)需調(diào)整數(shù)據(jù)管理的方式，靈活快速地應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)變更。

2.3 公共圖書館群全要素?cái)?shù)字孿生三維建模

數(shù)字建模技術(shù)是數(shù)字孿生的核心技術(shù)，需要通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、三維建模技術(shù)、物理仿真技術(shù)完成對(duì)現(xiàn)實(shí)物理對(duì)象各領(lǐng)域特征的全面刻畫，建模后的虛擬對(duì)象不僅表征實(shí)體對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)和三維建模狀態(tài)，還模擬實(shí)體對(duì)象在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的運(yùn)行機(jī)理、行為，分析物理對(duì)象的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

目前，數(shù)字模型的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)建模語(yǔ)言和模型開發(fā)工具，建模語(yǔ)言主要包括UML、SysML及XML等，模型開發(fā)工具一般采用通用建模工具如CAD、Revit、傾斜攝影技術(shù)等，更專業(yè)的建模工具有CATIA、FlexSim等。建模的主要流程包括模型抽象、模型表達(dá)、模型構(gòu)建、模型運(yùn)行四個(gè)模塊[9]，模型抽象是將建模對(duì)象的實(shí)體、系統(tǒng)等抽象為數(shù)字化的幾何、數(shù)據(jù)、接口、事件、狀態(tài)及配置等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)建模對(duì)象的特征抽?。荒Ｐ捅磉_(dá)是對(duì)抽象后的信息用建模語(yǔ)言（如XML、Json）進(jìn)行描述，便于目標(biāo)使用者和運(yùn)行環(huán)境之間對(duì)模型的理解；模型構(gòu)建是通過(guò)建模工具進(jìn)行模型的組裝、校驗(yàn)、編排等；模型運(yùn)行是將設(shè)計(jì)好的模型在虛擬仿真環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)行。其中模型的虛擬仿真需要用到在線數(shù)字仿真技術(shù)，即通過(guò)完整的信息和環(huán)境數(shù)據(jù)輸入，將包含確定性規(guī)律和完整機(jī)理的模型轉(zhuǎn)化成軟件的方式來(lái)模擬物理世界的特性、參數(shù)，以及在真實(shí)環(huán)境下的行為。通過(guò)對(duì)物理對(duì)象的分析、預(yù)測(cè)、診斷、訓(xùn)練等，可將仿真結(jié)果反饋給物理對(duì)象，幫助物理對(duì)象進(jìn)行事件決策和優(yōu)化[9]（如圖2所示）。除此之外，感知采集的大量物理實(shí)體歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)、AI算法、仿真算法、動(dòng)態(tài)編輯等技術(shù)可以從對(duì)象、架構(gòu)及粒度等維度訓(xùn)練出面向不同應(yīng)用場(chǎng)景的仿真分支，如針對(duì)圖書館人流、物品、突發(fā)狀況等進(jìn)行管理與疏散的安防應(yīng)急管理仿真；面向元宇宙空間引導(dǎo)、講解及員工培訓(xùn)的數(shù)字人應(yīng)用仿真；使智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)圖書檢索、定位、借還、上架的應(yīng)用仿真等。通過(guò)各類案例的不斷積累與改進(jìn)，根據(jù)模擬仿真結(jié)果，可聯(lián)動(dòng)相關(guān)的AI策略決策系統(tǒng)，逐步訓(xùn)練數(shù)字孿生體模型形成AI智能學(xué)習(xí)和決策。

由于公共圖書館群建立的數(shù)字孿生空間是多個(gè)空間群體，所以在采集所有的空間要素建模數(shù)據(jù)時(shí)需要先精確各總分館所在位置，然后再單個(gè)建模，統(tǒng)一可視化管理。一般可采用GIS、HD Map、傾斜攝影等技術(shù)采集生成與圖書館總分館群體位置及模型外觀相關(guān)的Shapefile、GeoJson、OSGB、OBJ等模型數(shù)據(jù)；采用CAD、REVIT、3D MAX等技術(shù)采集生成與各個(gè)圖書館獨(dú)立建筑模型相關(guān)的DWG、RVT、GLB模型數(shù)據(jù)；采用CloudCompare、CAD等技術(shù)采集生成與各圖書館館內(nèi)場(chǎng)景和設(shè)備相關(guān)的點(diǎn)云和DGN數(shù)據(jù)等。具體建模類型除了包括以空間結(jié)構(gòu)、幾何形狀、設(shè)施設(shè)備、場(chǎng)地環(huán)境、人員等為主要內(nèi)容的對(duì)象組件模型外，還包括以業(yè)務(wù)運(yùn)行流程、相關(guān)規(guī)章制度、技術(shù)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為主要內(nèi)容的規(guī)則模型；以人機(jī)交互、業(yè)務(wù)虛擬展示等為主要內(nèi)容的幾何、拓?fù)淠Ｐ蚚9]；以識(shí)別視頻、圖像、語(yǔ)音為主要內(nèi)容的智能識(shí)別模型等。

目前，大部分?jǐn)?shù)字孿生平臺(tái)都提供基于AI計(jì)算、計(jì)算機(jī)語(yǔ)義算法、分布式存儲(chǔ)、BIM 語(yǔ)義提取、大模型切分等技術(shù)集成的數(shù)字孿生模型庫(kù)作為數(shù)字孿生技術(shù)的底座和核心，通過(guò)多種三維 BIM 模型合并、二維圖紙查看、二三 維聯(lián)動(dòng)、BIM+IoT 數(shù)據(jù)掛接、編輯或添加 IOT 設(shè)備等[11]，可準(zhǔn)確讀取模型層級(jí)結(jié)構(gòu)、建筑內(nèi)部詳細(xì)構(gòu)造、紋理材質(zhì)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)邏輯等屬性參數(shù)，快速精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)各類場(chǎng)景搭建和場(chǎng)景屬性及效果配置，且厘米級(jí)、毫米級(jí)的數(shù)字構(gòu)建技術(shù)可使物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高度可視化。對(duì)于公共圖書館群中各館場(chǎng)景采集的GIS數(shù)據(jù)、建模數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)等可在底座平臺(tái)編輯器管理工作臺(tái)界面上分別創(chuàng)建，創(chuàng)建后通過(guò)場(chǎng)景、模型、效果、內(nèi)部驅(qū)動(dòng)編輯等界面分別編輯，編輯完成后的各館場(chǎng)景可通過(guò)經(jīng)緯度坐標(biāo)控制顯示信息，發(fā)布后通過(guò)MOTT、COAP、LwM2M等應(yīng)用傳輸協(xié)議進(jìn)行虛實(shí)系統(tǒng)交互。

3 公共圖書館群數(shù)字孿生體系應(yīng)用服務(wù)開發(fā)

通過(guò)公共圖書館群數(shù)據(jù)中臺(tái)和全要素場(chǎng)景模型的搭建使得圖書館的業(yè)務(wù)要素和三維模型模擬得到了統(tǒng)一的管理和有效的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了館群可視化運(yùn)行管理平臺(tái)的部署。在此基礎(chǔ)上再通過(guò)API接口對(duì)發(fā)布的數(shù)字孿生場(chǎng)景進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯編寫、數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)、觸發(fā)場(chǎng)景交互等來(lái)實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用場(chǎng)景服務(wù)的搭建和開發(fā)，在WEB端即可進(jìn)行三維可視化場(chǎng)景顯示和交互分析，以此形成完整的公共圖書館群數(shù)字孿生管理應(yīng)用體系（如圖3所示）。

依托數(shù)字孿生管理平臺(tái)，公共圖書群開發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)景服務(wù)主要包括基于圖書館主要業(yè)務(wù)開發(fā)的可視化業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)分析、用戶畫像分析、一站式資源檢索等服務(wù)；基于智慧空間管理為主的安防管理、設(shè)備管理、能耗管理、應(yīng)急管理等服務(wù)；基于元宇宙建設(shè)的元宇宙游館、元宇宙實(shí)訓(xùn)室、元宇宙展廳等服務(wù)。

3.1 可視化館群業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)

可視化業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)分析主要是通過(guò)可視化管理平臺(tái)虛實(shí)同步地實(shí)現(xiàn)對(duì)各總分館服務(wù)業(yè)務(wù)的檢測(cè)、分析、共享和實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，一般包括與圖書館藏及借閱、電子資源使用、文化活動(dòng)開展、信息咨詢、辦證、讀者信息等相關(guān)的實(shí)時(shí)和周期性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖、分布圖、關(guān)系圖、單態(tài)圖等，以及基于各館各類業(yè)務(wù)指標(biāo)和人流量相關(guān)的地理空間三點(diǎn)圖、堆積柱圖和熱點(diǎn)圖等。這些服務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)果與展示圖書、電子資源和文化活動(dòng)、各區(qū)域座席信息等都可與可視化數(shù)據(jù)大屏連接，供讀者實(shí)時(shí)信息瀏覽和閱讀導(dǎo)引。同時(shí)還可在圖書館App或小程序終端上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，并且所呈現(xiàn)信息中的各館名稱和推薦資源讀者可直接點(diǎn)擊進(jìn)行相關(guān)鏈接，通過(guò)各館名稱鏈接可查看各館位置、主題特色、近期新書和文化活動(dòng)等，通過(guò)推薦資源鏈接可查看推薦圖書簡(jiǎn)介、所在各館借閱位置、與之相關(guān)的電子資源、推薦活動(dòng)簡(jiǎn)介及開展日期和地點(diǎn)等，讓讀者可以實(shí)時(shí)全面高效地了解和利用圖書館的相關(guān)資源。除此之外，工作人員通過(guò)對(duì)服務(wù)業(yè)務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)（如借閱種類結(jié)構(gòu)比例、電子資源使用種類結(jié)構(gòu)比例、咨詢種類結(jié)構(gòu)比例、讀者性別、年齡及學(xué)歷分布、讀者在不同時(shí)間段活躍情況對(duì)比、各總分館人流量比、年度書籍借閱報(bào)告等）的分析研判，結(jié)合相關(guān)固定查詢或即席查詢（多主題緯度的相關(guān)度量值選擇查詢）的報(bào)表結(jié)果，可以深入發(fā)掘各館業(yè)務(wù)開展情況，總結(jié)分析各館的借閱趨勢(shì)、活動(dòng)效應(yīng)、人員流動(dòng)、座席使用、投訴反饋等情況，再根據(jù)各館所在位置周邊局勢(shì)，及時(shí)合理地調(diào)整和優(yōu)化各館館藏資源和服務(wù)時(shí)間，從而更好地服務(wù)和提升周邊人群的閱讀文化體驗(yàn)，進(jìn)一步提升業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)價(jià)值和運(yùn)維使用效率。

用戶畫像分析是基于用戶畫像寬表對(duì)用戶個(gè)人信息數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)服務(wù)數(shù)據(jù)中的用戶行為和屬性特征、到館頻次、借閱和活動(dòng)喜好、文化需求方向、各館運(yùn)行軌跡等進(jìn)行洞察歸因，在感知、記憶、分析、服務(wù)用戶的基礎(chǔ)上來(lái)構(gòu)建用戶畫像，并通過(guò)用戶提?。ㄈ鐚?duì)一定區(qū)域、年齡、學(xué)歷的用戶進(jìn)行提取分析）、分類對(duì)比（如對(duì)地方文獻(xiàn)資源使用群體的匯總分析）、分群對(duì)比（如對(duì)少兒群體各年齡段的閱讀喜好分析等）等進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)群體和個(gè)人的文化資源定向投送和知識(shí)推理服務(wù)。特別是寒暑假、讀書節(jié)等讀者活躍期間，人流多、特定圖書借閱量大時(shí)，可實(shí)時(shí)根據(jù)用戶畫像特點(diǎn)推送關(guān)注圖書或活動(dòng)所在各館情況及位置，讀者根據(jù)AR導(dǎo)航可就近及時(shí)借閱或參加活動(dòng)。對(duì)于老人、孕婦、兒童、殘障人士等特殊群體，根據(jù)其往常的活動(dòng)區(qū)域及活動(dòng)軌跡，可加強(qiáng)多傳感器系統(tǒng)感知，收集其多維度特征畫像，通過(guò)智能語(yǔ)音向?qū)гO(shè)備引導(dǎo)方向，在智能桌椅、智能多媒體設(shè)備上可根據(jù)讀者語(yǔ)音及行為需求自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備字幕大小、聲音高低、色彩明暗及調(diào)用各類電子資源和視聽影像等，甚至通過(guò)智能機(jī)器人系統(tǒng)與圖書RFID標(biāo)簽和智能書架相連通，機(jī)器人可根據(jù)讀者的語(yǔ)音借閱需求將圖書送到特殊人群所在座位，以更加智慧化、人性化的方式為讀者服務(wù)。

一站式資源檢索是基于平臺(tái)的數(shù)據(jù)集成與管理、可視化等功能將圖書館的紙質(zhì)資源、數(shù)據(jù)庫(kù)資源、業(yè)務(wù)規(guī)章辦法、文化活動(dòng)通稿等進(jìn)行統(tǒng)一整合，讀者通過(guò)統(tǒng)一檢索入口即可在線查詢館藏書目資源和全部有訪問(wèn)授權(quán)的信息資源。同時(shí)，對(duì)于檢索的詞語(yǔ)、著者、學(xué)科、機(jī)構(gòu)等還可實(shí)現(xiàn)可視化的詞譜圖（上、下位詞，相關(guān)詞）、知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)圖、多主題對(duì)比趨勢(shì)圖（檢索詞在相關(guān)圖書、期刊、學(xué)術(shù)及會(huì)議論文、各類學(xué)術(shù)發(fā)展等方面的發(fā)文量對(duì)比）的檢索，以及圖書、期刊、文獻(xiàn)之間的參考與引證分析。其中知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)圖是與查詢?cè)~相關(guān)的著者、機(jī)構(gòu)、學(xué)科領(lǐng)域等單項(xiàng)或多維的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖譜，多維圖譜支持主題識(shí)別和語(yǔ)義聚類，并且通過(guò)點(diǎn)擊圖譜各知識(shí)點(diǎn)可鏈接相關(guān)內(nèi)容資源，使讀者可以多角度深入的了解和挖掘相關(guān)檢索點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高館藏各類信息檢索的便利性和全面性。

3.2 智慧空間管理應(yīng)用服務(wù)

安防管理集成視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、卡口系統(tǒng)、勤務(wù)管理系統(tǒng)等安全防范管理數(shù)據(jù)，通過(guò)建筑查看視點(diǎn)調(diào)整、建筑結(jié)構(gòu)剖分、室內(nèi)外切換、分樓層和區(qū)域查看等，提供各館安全態(tài)勢(shì)檢測(cè)圖，直觀展現(xiàn)工作人員打卡及執(zhí)勤情況。對(duì)各館重點(diǎn)區(qū)域、人員、車輛、告警事件等通過(guò)調(diào)度各場(chǎng)景的鏡頭行為、攝像及相關(guān)參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)安防報(bào)警事件快速顯示、定位，提升整體安全監(jiān)控效力。特別對(duì)于特殊讀者人群位置及周圍人流密度，可實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)行語(yǔ)音安全提示。同時(shí)，安防人員可通過(guò)平臺(tái)巡查APP端移動(dòng)監(jiān)測(cè)各安防區(qū)域，在大型活動(dòng)期間，可以通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)人流動(dòng)向進(jìn)行引導(dǎo)，避免人流過(guò)度聚集造成的騷亂或擁擠等現(xiàn)象。

設(shè)備管理是通過(guò)對(duì)各館內(nèi)的各類多媒體設(shè)備、智能機(jī)器人、智能書架及桌椅、巡邏安防設(shè)備、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及各類輔助設(shè)備等進(jìn)行可視化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備相關(guān)數(shù)量、能耗、空間位置分布、運(yùn)行狀態(tài)等的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)警告，以方便相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備問(wèn)題，從而降低各館因設(shè)備不能借還、辦證、瀏覽等造成的服務(wù)效率降低和投訴問(wèn)題。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)系統(tǒng)、APT攻擊檢測(cè)系統(tǒng)、防病毒系統(tǒng)等，在實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)安全態(tài)勢(shì)的同時(shí)，還可對(duì)網(wǎng)絡(luò)威脅的攻擊來(lái)源、攻擊目的及路徑進(jìn)行可視化溯源分析，幫助管理者快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全隱患、防范抵御網(wǎng)絡(luò)威脅，確保各類設(shè)備及系統(tǒng)信息安全，以及數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)對(duì)各節(jié)點(diǎn)要素或業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)的最優(yōu)匹配和傳輸，從而整體提升各館的運(yùn)維管理效率和安全性。

能耗管理是通過(guò)可視化管理平臺(tái)對(duì)總分館的總電能耗、樓層及房間電能耗、供氣能耗、供排水處理等各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，以及室內(nèi)的空氣質(zhì)量、溫濕度、光線照明、環(huán)衛(wèi)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以對(duì)能源調(diào)度、設(shè)備運(yùn)行、環(huán)境監(jiān)測(cè)等要素進(jìn)行合理規(guī)劃，防止水電系統(tǒng)問(wèn)題造成的設(shè)備損害、數(shù)據(jù)丟失及業(yè)務(wù)辦理停滯等。同時(shí)，通過(guò)室內(nèi)光線和溫濕度調(diào)節(jié)，可以改善讀者心理感官體驗(yàn)，如暖色光線和環(huán)境可以讓讀者更容易靜心學(xué)習(xí)和閱讀，而明亮的光線和色彩可以讓兒童活動(dòng)區(qū)域的小讀者更加積極活躍。通過(guò)能源的實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，對(duì)于室內(nèi)人少或無(wú)人區(qū)域可自動(dòng)調(diào)節(jié)減少能耗，將能源合理調(diào)度到人員活動(dòng)密集或設(shè)備運(yùn)行較多區(qū)域。此外，利用網(wǎng)絡(luò)資源編排技術(shù)，對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行最優(yōu)部署、管理，有效降低物理網(wǎng)絡(luò)的總能耗，實(shí)現(xiàn)綠色低碳、計(jì)算智能的低能耗網(wǎng)絡(luò)組合。

應(yīng)急管理是通過(guò)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)對(duì)突發(fā)應(yīng)急事件進(jìn)行可視化監(jiān)測(cè)分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的態(tài)勢(shì)顯示、快速定位及標(biāo)示等。通過(guò)對(duì)空間大數(shù)據(jù)的協(xié)同計(jì)算和組織解析可智能化地篩選查看周邊監(jiān)控視頻和交通路徑，方便指揮管理人員對(duì)事件周邊情況進(jìn)行判定、分析和決策，有效提高突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)處置效率。此外，通過(guò)對(duì)應(yīng)急事件的仿真計(jì)算模擬，可建立基于時(shí)間、空間、數(shù)據(jù)等多個(gè)維度的焦點(diǎn)警情（如自然災(zāi)害、公共安全、意外事故）閾值告警觸發(fā)規(guī)則[12]，通過(guò)電子圍欄、門禁報(bào)警、火災(zāi)探測(cè)、電子巡更等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)各類焦點(diǎn)事件發(fā)展?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行可視化自動(dòng)告警，由此降低或避免突發(fā)事件對(duì)所在環(huán)境或人員造成的影響。

3.3 元宇宙應(yīng)用服務(wù)

公共圖書館群的元宇宙應(yīng)用是在館群業(yè)務(wù)應(yīng)用和智慧空間管理應(yīng)用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步打破時(shí)空服務(wù)限制而開發(fā)構(gòu)建的，使不同地域的讀者用戶可以通過(guò)身份注冊(cè)登錄虛擬世界進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)和交互，并且隨著元宇宙文化生態(tài)的不斷優(yōu)化完善可以讓讀者從中創(chuàng)造價(jià)值，擁有相關(guān)數(shù)字產(chǎn)品的NFT所有權(quán)等。針對(duì)公共圖書館群目前的相關(guān)服務(wù)發(fā)展形態(tài)，元宇宙應(yīng)用主要體現(xiàn)在元宇宙游館、元宇宙實(shí)訓(xùn)室、元宇宙展廳等方面。

元宇宙游館是在模型管理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過(guò)三維場(chǎng)景高清還原、API、云渲染技術(shù)等使用戶可以以基于Web的多終端（電腦端、移動(dòng)端、VR/AR等）全方位遠(yuǎn)程訪問(wèn)圖書館三維數(shù)字空間，實(shí)現(xiàn)沉浸式交互性游覽。在5G+高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和多維場(chǎng)景服務(wù)API雙向交互的基礎(chǔ)上，高逼真的細(xì)節(jié)效果渲染直接影響用戶的沉浸感體驗(yàn)。為此可依據(jù)用戶視野來(lái)動(dòng)態(tài)加載不同精度的模型數(shù)據(jù)，優(yōu)化顯示效率，確保大范圍、精細(xì)場(chǎng)景流暢展現(xiàn)。對(duì)于可動(dòng)設(shè)備，通過(guò)接入實(shí)時(shí)真實(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)模型姿態(tài)及動(dòng)作[13]。此外，還可通過(guò)PBR技術(shù)實(shí)現(xiàn)天氣、光照等環(huán)境效果的實(shí)時(shí)渲染，并由視頻串流技術(shù)將極致的渲染畫面實(shí)時(shí)傳遞給用戶。元宇宙游覽不僅擴(kuò)大了圖書館的服務(wù)半徑，使用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)足不出戶沉浸式感受各館區(qū)特色，而且用戶在游覽過(guò)程中，可以自由地切換當(dāng)前環(huán)境所處的時(shí)間和天氣狀況，感受在不同時(shí)間和情景下的圖書館。隨著公共圖書館元宇宙文化體系的不斷建設(shè)發(fā)展，讀者不僅可以元宇宙游覽所在地域圖書館，還可以場(chǎng)景切換到其他地域圖書館（如中國(guó)國(guó)家圖書館、上海圖書館東館、?？谠贫磮D書館、天津?yàn)I口圖書館等）感受不同建筑和環(huán)境美學(xué)下的圖書館氛圍。在游覽時(shí)，圖書館可打造具有文化特色的圖書館智能化數(shù)字人，以導(dǎo)游和智慧助手的身份幫助用戶在線定制各館區(qū)導(dǎo)覽路線，進(jìn)行信息咨詢或知識(shí)問(wèn)答，講解圖書館各類服務(wù)功能和準(zhǔn)則、當(dāng)下特色活動(dòng)等。其中，數(shù)字人是在數(shù)字建模的基礎(chǔ)上，通過(guò)知識(shí)圖譜、AIGC、計(jì)算機(jī)視覺、動(dòng)作捕捉、自然語(yǔ)言處理等技術(shù)，以真人視頻、音頻、文字等行為信息為基礎(chǔ)對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，以使數(shù)字人實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、智能感知、智能研判、語(yǔ)義分析、翻譯等功能。用戶也可以根據(jù)元宇宙圖書館已開發(fā)的數(shù)字人模型創(chuàng)建控制自己的數(shù)字人分身，以第一人稱視角在圖書館各總分館游覽。

元宇宙實(shí)訓(xùn)室是在Web3D、MR、AI算法、虛擬仿真等技術(shù)的基礎(chǔ)上，線上構(gòu)建打造的學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、競(jìng)賽活動(dòng)空間，培訓(xùn)人員通過(guò)各類移動(dòng)或電腦終端都可訪問(wèn)該虛擬空間。元宇宙實(shí)訓(xùn)室除了可以通過(guò)數(shù)字人進(jìn)行日常的專業(yè)理論培訓(xùn)、活動(dòng)規(guī)劃和交流互動(dòng)外，還可以在虛擬仿真、MR技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合，將真實(shí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景3D還原呈現(xiàn)，供培訓(xùn)人員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)操作，其中的難點(diǎn)、重點(diǎn)還可進(jìn)行AI智能指導(dǎo)、糾錯(cuò)及分析評(píng)價(jià)。通過(guò)多個(gè)真實(shí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的切換，使學(xué)員可以沉浸式地體驗(yàn)學(xué)習(xí)到不同崗位、不同階段的工作內(nèi)容，直觀高效地掌握和適應(yīng)真實(shí)的工作環(huán)境，從而大大改善傳統(tǒng)總分館工作人員和志愿者的培訓(xùn)模式及效率。

元宇宙展廳同樣是在模型建模、管理的基礎(chǔ)上，通過(guò)將圖書館線下展品和展廳在線上全要素3D還原互聯(lián)，使用戶通過(guò)手機(jī)、平板、電腦、VR穿戴設(shè)備等各種交互終端訪問(wèn)，以打造出具有強(qiáng)大展示和交互功能的虛擬空間。用戶可以訪問(wèn)后不受時(shí)間限制地隨意漫游，沉浸式地觀看展品或與其他用戶交流。通過(guò)展品信息鏈接，用戶可以自助選擇數(shù)字人講解、智能語(yǔ)音講解或文字閱讀，以了解到更多與展品相關(guān)的介紹，以及與之相關(guān)的書籍或數(shù)字資源信息等。根據(jù)用戶的體驗(yàn)反饋，可通過(guò)仿真模擬技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景規(guī)劃測(cè)試與決策，不斷調(diào)整場(chǎng)景配置和資源交互，以滿足用戶多元文化需求，豐富場(chǎng)景應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

公共圖書館群數(shù)字孿生體系的建設(shè)運(yùn)行會(huì)不斷積累各類模型管理和決策分析數(shù)據(jù)、用戶個(gè)人信息和行為數(shù)據(jù)、館藏資源數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)服務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行和傳感器數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一管理，可實(shí)現(xiàn)多部門多角色持續(xù)不斷數(shù)據(jù)的新增、維護(hù)與更新，滾雪球式積累大數(shù)據(jù)價(jià)值，為公共圖書館館群和元宇宙相關(guān)業(yè)務(wù)智慧應(yīng)用的不斷開發(fā)和完善奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使公共圖書館群的運(yùn)行監(jiān)管可以更好地實(shí)現(xiàn)“一屏統(tǒng)覽”和“一屏統(tǒng)管”，打破以往總分館運(yùn)行監(jiān)管不到位、服務(wù)水平不均、文化服務(wù)創(chuàng)新不足等現(xiàn)象。但同時(shí)，政府和社會(huì)各界公益力量也需加大資金投入和人才培養(yǎng)，逐步完善總分館運(yùn)營(yíng)相關(guān)政策，以進(jìn)一步地推動(dòng)公共圖書館的智慧化轉(zhuǎn)型。隨著數(shù)字孿生和各類智能信息技術(shù)的不斷發(fā)展，虛實(shí)體之間更有效的深度融合、更好的狀態(tài)評(píng)估和系統(tǒng)表征效果，以及人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提升、人工智能應(yīng)用成本降低等方面也需要不斷改進(jìn)和突破。

參考文獻(xiàn)：

范并思.現(xiàn)代圖書館理念的艱難重建：寫在《圖書館服務(wù)宣言》發(fā)布之際[J].中國(guó)圖書館學(xué)報(bào)，2008，34（6）：6-11.

馬合，黃小平，鄭娜靜.總分館體系下地市級(jí)公共圖書館的職能定位與服務(wù)提升策略研究[J].圖書館，2022（12）：96-103.

伏菊英.公共圖書館總分館制建設(shè)現(xiàn)狀、問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)的思考[J].四川圖書館學(xué)報(bào)， 2019（5）：8-12.

翟秀鳳，胡大敏，劉景亮. New IT技術(shù)驅(qū)動(dòng)下數(shù)字孿生圖書館虛實(shí)空間融合機(jī)理[J].新世紀(jì)圖書館，2022（2）：16-22.

圖書館遇上元宇宙！數(shù)實(shí)融合助力閱讀場(chǎng)景開啟無(wú)限可能[EB/OL].（2022-12-11）[2023-10-08].https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzU3NTQ4MDg0Nw==&mid=2247620252&idx=7&sn=c61a153dd0dd80905778004397a33c52&chksm.

數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)踐案例—數(shù)字“心跳”讓圖書館更“智慧”[EB/OL].（2022-10-20）[2023-10-08].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1747188929049487738&wfr=spider&for=pc&searchword=%E6%95%B0%E5%AD%97%E5%AD%AA%E7%94%9F%20%E5%9B%BE%E4%B9%A6%E9%A6%86.

周綱，陳晨，蔡文杰，等.虛實(shí)結(jié)合虛實(shí)相生的圖書館智慧空間服務(wù)[J].圖書館建設(shè)，2023（6）：1-14.

張艷豐，高明澤.”云數(shù)智”融合視域下數(shù)字孿生圖書館場(chǎng)景化服務(wù)模式研究[J].國(guó)家圖書館學(xué)刊，2023（144）：70-79.

數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)字孿生需要哪些技術(shù)[EB/OL].（2022-08-11）[2023-09-20].https：//www.lingtuvr.com/knowledge/7935.html.

如何建設(shè)中臺(tái)？中臺(tái)建設(shè)的組織、支撐技術(shù)和方法論[EB/OL].（2023-03-31）[2023-09-20].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/78444055/？utm_id=0.

數(shù)字孿生平臺(tái)Digital Space[EB/OL].（2023-03-01）[2023-10-12].http：//www.rickricks.com/core-functions/.

王璐，張興旺.面向全周期管理的數(shù)字孿生圖書館理論模型、運(yùn)行機(jī)理與體系構(gòu)建研究[J].圖書與情報(bào)，2020（5）：86-95.

數(shù)字冰雹：三維渲染引擎[EB/OL].（2022-07-10）[2023-09-20].http：//www.digihail.com/technology/swyq.html.

楊振瑜 淄博市圖書館館員。 山東淄博，255000。