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智慧图书馆中的智能技术应用研究

  中图分类号:G250文献标识码:A文章编号:1003-1588(2017)09-0062-03
  智慧图书馆已成为未来图书馆创新发展的新方向。2009年,“智慧地球”概念一经提出,即在全球范围内引起关注。中国作为世界上最大的发展中国家,“中国智慧”成为近几年最热门的词汇之一,全国范围内的“智慧城市”建设也陆续开展起来。智慧图书馆作为未来图书馆的发展方向,是“智慧城市”公共文化服务体系中的重要组成部分之一,其理念研究和服务方式探索成为图书馆学者们近年来持续关注的焦点和热点。智慧图书馆服务的宗旨是为广大读者提供更加方便快捷的信息查询和更加智慧化的综合服务,可以让读者随时随地享受图书馆资源,满足不同读者的阅读需求。
  1 智慧图书馆概述
  2003年,芬兰奥卢大学图书馆学者Aittola提出“智慧图书馆”将成为智慧城市建设的重要内容,他认为:智慧图书馆是基于位置感知的,能够帮助用户查找所需文献、资料,是一种移动图书馆服务[1]。国内关于智慧图书馆的研究较国外相比起步较晚,笔者综合定义智慧图书馆应是以物联网、RFID、云计算、大数据、移动通信等技术为基础,以智能手机、智能芯片、无线传感等智慧化设备为手段,使海量馆藏资源实现书书相联、书人相联、人人相联,为读者提供全方位、一体化的智慧图书管理服务模式。
  2 智慧图书馆中的智能技术应用
  2.1 前台智能技术驱动
  2.1.1 物联网技术。“物联网”是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命。物联网技术在智慧图书馆中的应用,可分为三层系统架构,即感知层、网络层和应用层。①感知层位于物联网的第一层,是物联网的核心技术,由各种传感器以及传感器网关构成。感知层包括RFID传感器、RFID网关、识读器、GPS定位等。感知层为大数据汇总提供支持,是智慧图书馆进行物体与信息地自动识别采集的基础。②网络传输层位于物联网的第二层,其功能为“传送”。网络传输层对感知层的信息数据进行实时监测更新,并能及时传递到各部门,实现不同地点、不同工作任务的智能获取。③应用层位于物联网的第三层,主要功能是分析从网络层传输来的数据信息,并通过不同的设备实现人机交互。应用层还可以为图书馆提供业务管理、操作、维护等Web接口,包括自助借还图书、图书归架、图书采访、图书编目、定时推送信息、在线咨询等功能。从环境角度来说,图书馆馆舍借助物联网技术,可以达到智能楼宇的管理水平,实现光控、温湿度调节、安保监控等功能,能够在必要时主动发出警报[2]。物联网技术已成为推动智慧图书馆事业蓬勃发展的重要推手。
  2.1.2 RFID技术。RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术是利用射频信号自动识别静物或移动物体的技术,具有空间耦合、传输的特性,目前大多数RFID技术是以智能化芯片的形式存在[3]。图书馆可以利用RFID技术促进智能化管理,主要表现在:①RFID技术能够实现自动化管理。RFID技术能对海量馆藏图书进行智能分类、自动清点和排架等,减少人工干预,减轻馆员的工作负担,节省资源。②RFID具有自助借还图书功能。用户通过RFID技术可以一次性完成多册图书的借还手续,提高了用户借还书的效率。③RFID具有智能定位功能。用户利用RFID定位功能,可方便快捷地找到所需文献;工作人员利用RFID定位功能,可将乱架的文献号录入系统,系统会自动识别乱架文献所在位置,从而大大提升图书馆的服务水平。④RFID嵌入用户借阅卡中,可以作为读者身份的唯一标识。读者可以通过图书馆内的服务识别认证,查询自己以往的借阅记录、学习情况等信息,为读者提供自助化、智能化和个性化服务[4]。⑤RFID还可以提前预约阅览座位。阅览座椅植入射频标签后,通过覆盖全馆的Wi-Fi将自身所需信息发送给控制中心,控制中心接收到命令后会将相关信息以图像形式反馈到馆内阅览室显示屏上,用户可以实现现场预约,也可通过手机客户端APP查阅并预约。RFID在图书馆中的应用,不仅改变了图书馆的工作模式,还优化了图书馆的人力资源配置和人文环境。
  2.2 后台智能技术支持
  2.2.1 云计算技术。云计算是分布计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等计算机及网络技术发展融合的产物,是互联网上的超级计算方法与模式的集合体。从当前图书馆界学者们的研究分析可知,云计算在图书馆内的应用主要有两个方面:一是整合资源,降低成本。云计算将服务器、网络链接、存储资料等基础架构整合到一起,大幅度提高物理资源和应用程序的效率和可用性。根据用户自身需要自动获取相应的资源,有效提高了设备的利用率,降低了基础建设成本费用。二是减少维护和软硬件购置费用。网络引入云计算后,不需再花费大量资金购买应用软件,所有软件的安装、升级均可在“云”端完成。作为客户端的本地计算机只需要通过Web服务即可以享受云服务,读者可以使用原有计算机接入云服务,不需要更换、添置新的计算机,可以最大限度地节省人力、物力、财力等资源。
  2.2.2 大数据分析平台。智慧图书馆大数据分析平台系统构架主要由数据源、数据收集与存储、数据过滤与价值提取、知识发现、预测分析与决策五个部分组成。第一层的大数据源平台主要由系统监控器、网络监控器、视频监控、RFID、阅读终端设备以及阅读传感器等数据源组成。第二层是数据收集与存储平台,利用数据集成和云计算等技术,对数据源进行收集、存储,为上层提供安全有效的数据存储与管理服务。第三层是数据过滤与价值提取层平台,可对第二层收集上来的少量数据进行数据过滤和价值提取,并在降低所收集大数据资源总量和增值密度的前提下,减少大数据挖掘与分析系统的负荷。第四层是知识发现层,可以对第三层传输来的信息进行深层次挖掘,从信息中发现用户所需知识,实现系统管理和满足用户需求的精准化管理。第五层是预测分析与决策层,这是分析流程的最高层,可对用户需求、未来阅读模式发展趋势、管理系统运行、市场环境变化以及安全隐患等方面进行智慧分析且给出准确预测,对图书馆智慧服务模式、策略和安防措施进行全方位的分析与评估[5],实现信息资源的增值利用。在智慧图书馆中,大数据分析平台通过数据分析为读者提供精准服务,大大提高了图书馆信息资源利用率,提升了现代图书馆的服务质量。   2.3 智能系统语料库
  2.3.1 语义网。语义网是对未来网络的一个设想,是一种智能网络,互联网之父蒂姆?伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)在1998首次提出语义网(Semantic Web)的概念。语义网的目标是达到人机交互,共享信息。语义网应用于智慧图书馆的关键点在于能够将海量馆藏资源进行系统整理,将原来处于孤立的信息文献用学科分类的方法使之串联,从而形成以知识单元为基础的语义网,从对文献信息的描述转向对知识的描述,显性知识整合体现了图书馆知识组织由表及里的发展过程,最终形成学科语义网。具体来说,语义网与智慧图书馆的结合主要体现在三个方面:一是可以有效组织数字信息资源。图书馆通过语义概念分析、语义关联分析和语义分类分析等技术,引导用户进行语义层次上的信息分类与整合,实现智慧图书馆信息空间的有序化。二是实现用户智能信息检索。图书馆通过统一词语和概念,使相关设备与图书馆中隐含的领域知识达成共识,通过对网络知识信息和用户知识信息的智能推理分析,找到与用户兴趣特征相匹配的知识结果,从而实现搜索引擎人机接口的智能化[6]。三是实现信息导航与推送服务。图书馆依托语义网技术,可以根据用户日常阅读习惯,推荐相似度较高的阅读资源,实现数据库之间各类数据的交互操作和跨平台、跨领域的资源整合,构建科学的信息导航与阅读推荐服务体系。
  2.3.2 知识图谱。知识图谱(Knowledge Graph)是从国外Google Knowledge Graph深化发展而来。知识图谱是指运用可视化信息技术来发现、揭示少量数据及文本之间的相互关系,并且以空间形态的方式形象地对数据及文本之间的相互关系进行描述、分析,最终展现某一学科领域、专业的研究现状、发展历程、热点问题和前沿方向的一种方法[7]。随着知识图谱软件开发的不断发展,知识图谱的可视化效果逐渐变强。知识图谱已成为当前科学计量学中极为热门的研究方法之一。在智慧图书馆中,知识图谱将先进的可视化技术应用到各学科知识范畴中,使多层次涵盖下的文献变成可视化图谱。知识图谱可视化技术特征可以将知识组织与检索技术融为一体,向用户更加清晰地展示所需学科的总体倾向和知识架构内的变更走向。用户通过知识图谱进行检索查找,可以从繁杂的知识网络结构中快速检索到所需资料,极大地简化了用户在图书馆中查找文献资料的流程,在检索效率和检索精准率方面得到质的提升。
  2.4 物理环境感知与虚拟空间拓展
  2.4.1 移动互联网。移动互联网是将移动通信与互联网结合成为一体,是互联网的平台、技术、商业模式和应用与移动通信技术相结合并实践的活动的总称。据中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的第39次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2016年12月,中国网民规模达7.31亿,其中手机网民规模达6.95亿,预计2017年我国手机网民规模将达7.39亿[8]。中国互联网行业整体正在向规范化、价值化方向发展。网络环境的日趋完善和手机上网的快速普及,使移动互联网应用市场呈现快速持续增长态势。各类基础应用、公共服务、网络购物和娱乐等个人应用蓬勃发展,移动互联网技术在信息传播方面异军突起。在互联网信息技术飞速发展的今天,公共图书馆必须紧跟时代步伐,在智慧城市建设的引领下,抓住发展机遇,发挥自身优势,拓展服务渠道,开放数据资源,整合服务资源,实现图书馆服务体系与互联网开放平台的深度融合,使新时代智慧图书馆向知识共享化、设备智能化、场景多元化、服务贴心化的方向发展。
  2.4.2 情景感知。情景感知(Context Aware)就是利用情景信息向用户提供适合当前情形的相关信息的服务。关于情景感知的服务主要有以下五种模式:一是注册服务。当新用户进入图书馆时,情景感知系统会自动标记用户为未知用户,并主动与用户的内置NFC芯片的智能设备通信,由用户输入相关认证信息,从而迅速完成用户注册过程。二是检索服务。用户进入图书馆时,通过其智能设备连入情景感知系统,获取图书馆的实时立体场景,通过语音输入或文字输入等方式,系统会自动提供精确位置和最优路线。三是定制服务。用户根据自己的需求、爱好定制所需服务内容,并可以选择手机定制、e-mail定制等方式。四是推荐服务。用户可自行设置是否获取推送信息及推送信息的时间、地点、类型。五是咨询服务。在智慧图书馆中,系统可以为读者提供网络参考咨询、QQ、微信、微博等多种形式的参考咨询服务[9]。情景感知的过程是通过传感器数据采集系统,识别读者信息和所处的环境,分析读者当前情景信息,并根据需要提供更具针对性的阅读服务。情景感知在依靠现代信息技术满足读者信息需求的同时,也体现出现代图书馆“以读者为中心”和“以人为本”的服务原则。
  3 结语
  随着物联网、语义网、云计算等新兴技术的日渐成熟,移动设备、感知技术、大数据分析能力将在智慧图书馆的建设和发展中得到充分的应用。智慧图书馆作为人们日常生活中主要的知识提供者,将颠覆传统图书馆的服务和用户阅读体验,为传统图书馆馆藏注入新活力,为广大用户带来更加全新、开放、高效、精准的阅读体验。智能技术在智慧图书馆中的应用将实现图书管理员―文献馆藏资源―读者“三位一体”的互通互联大格局,图书馆服务将更加人性化、个性化、智能化和智慧化。

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