智慧图书馆技术层次模型构建

现代信息技术和新的服务理念的提出为图书馆带来了创新变革，以馆藏文献为基础提供服务的传统图书馆逐渐演变为信息和知识服务的智能图书馆。虽然图书馆的转型升级实现了信息流、人流、资源流等的全面流动，为用户智能化体验添加色彩。在现今泛在化环境下，用户关注的重心不再着眼于知识的挖掘和信息的获取，而是把目光转向以高效率的速度获取满足自身个性化的服务需求，用户聚焦的重心已经从单一发现信息转变为以多元化渠道萃取满足自身需求的多样化信息资源。智慧图书馆技术模型的构建不仅为智慧服务的创造性飞跃提供了组织、整合和深化的保障，还激发了用户的知识创造热情，迸发出新的信息增值产品，成为新的用户服务体系的催化剂。

（一）智慧感知层功能

随着高新技术应用机制的大面积普及，加上图书馆数据的采集、组织、分析能力的增强，所以图书馆大数据所呈现的容量大、时效性强、多样化等特点已经不再是图书馆数据决策分析的主要障碍。而图书馆本身所特有的价值密度高、动态变化快等数据优势已经逐渐成为构建智慧图书馆服务和完善用户服务质量的重要参考依据。智慧感知层使图书馆具有“感官”功能，使之能够及时进行物体和信息双重感知。智慧感知层中的感知数据是数据资源层的根本来源，同时也为智慧应用层提供服务决策。具有计算功能、便携式佩戴、可网络连接的可穿戴设备在图书馆的应用可以采集用户的健康指标、行为偏好、心理生理特征等数据，实现了对用户相关数据不间断的感知功能。由于物联网技术的深入扩宽，图书馆可通过各样传感器（温度、湿度、光敏）等感应设备收集图书馆环境数据，实现对图书馆环境的监测，达到智慧楼宇、水流控制、光线控制、温度调节、及时通风等功能，并通过互联网将硬件设备、用户、阅读终端等连接为统一的整体，以及视频监控设备、网络监控设备的加入对图书馆内部实体资源的定位、管理和监控起到了重要的安保作用。

由于图书馆拥有大量的馆藏资源，RFID技术的广泛应用改变了图书馆员按照图书分类号手动管理图书的局势。图书馆员只需使用RFID相关设备将图书信息导入RFID智能标签进行存储，便于馆员高效管理和易于用户在图书管理数据库中查找，可以掌握图书馆书籍排架、用户的借还数据、阅读偏好等信息，为图书馆进行图书馆高效管理和用户个性化等服务提供了价值依据。^[1]总之，智慧感知层主要完成对馆内环境、用户行为、情景感知、用户阅读收益反馈、设备管理等数据的全面感知、识别、获取与组织，并将数据进行预先处理，是智慧图书馆功能平台中数据处理的最基本的支撑技术环境，是从海量、嘈杂数据中挖掘有用信息的基础设施层。

（二）网络传输层功能

网络传输层是整个智慧图书馆体系结构中的传输单元，用于实现物联、数据传输和控制功能。物联主要体现图书馆中人、物、设备、图书馆建筑等的协同互联，让图书馆各个要素形成统一的整体，不可分割。在由无线网络技术中的Bluetooth、Wi-Fi、Zig Bee等进行智能定位，以及管理用户与图书馆纸质、数字资源之间的实时对接，网络监管用户行为数据、馆内数据、用户阅读与服务收益数据、设备管理数据等的实时传输。数据传输则根据不同感知设备和系统之间的异样信息需求，通过无线网络、三网融合、计算机通信网络完成数据的准确上传，以安全性、可靠性、高效性、快捷性的形式保证用户数据透明准确流动，避免数据失真，并为数据资源层进行数据处理提供了安全的网络环境。随着互联网等技术的日臻成熟，借助网络连接用户可通过人体声音、动作等在计算机屏幕前进行资料查询、服务预约、数字资料阅读、在线讲座观看等形式打造人机交互的服务形态充实了网络环境。智慧图书馆的网络全覆盖，也为图书馆信息推送、多媒体服务的介入、实现图书馆馆藏资源的排架和自动管理、环境的有效监控、用户智能导航等特色服务埋下了伏笔。

（三）数据资源层功能

数据资源层主要由用户数据和相关的处理技术两部分构成，根据智慧感知层采集的数据类型，可分为以下五种数据。

第一，馆内数据包括图书馆馆藏数据资源、数据库系统状态、新进图书数量、用户流动量等数据。

第二，用户行为数据，主要包括稳定和动态数据，稳定数据包括性别、年龄、专业、教育程度专业等；动态数据主要包括用户借阅频次，以及浏览、收藏、检索过程中产生的图片、文本资源、视频、音频等数据集合。

第三，情景感知数据，包括馆内温度、湿度、通风强度、灯光强弱、用户距离、位置状态等等。智慧图书馆服务的系统性构建与相关技术的支持紧密相连。

第四，用户阅读收益反馈数据，主要包括书评、打分、评价、推荐等阅读行为。

第五，设备管理数据，主要包括：设备运行状态、参数设置、设备报警数据等等；由于图书馆数据中生成的数据类型多样，涉及文本信息、图片、音频、视频、情境信息等复杂变化的数据态势，所以先进技术的运用对图书馆数据的存储与处理具有修正作用。

数据仓储是对图书馆分散的数据进行抽取、清理、加工、存储、整合的信息处理过程，以确保图书馆数据仓储内的各类信息的完整性和结构统一化。在这些数据的基础上可以为智慧图书馆的未来服务趋势做出进一步的决策和定量定性分析。其中数据挖掘又称为数据采矿，从大量的图书馆馆藏数据、文本数据、社交网络数据中探索隐藏在数据工程中的增值信息，也为智慧图书馆精准化服务、用户个性化推荐服务搭建了平台支持。云计算在智慧图书馆的应用具有巨大的开发价值，特别是大数据时代，云计算的高效运转加上其极强的计算能力，可以准确分析用户在网络中的检索历史信息、兴趣偏好信息、用户对相关信息的选择和剔除信息，从多个方向了解不同用户的行为偏好，明晰用户适合的信息需求，并有效配合数据挖掘技术精准预测用户需求内容，并提供个性化和鲜明化的用户服务。在使用历程中，云计算不仅降低了图书馆处理数据的成本，还解决了图书馆数据类型繁杂、垃圾信息偏多、资源分布参差不齐等复杂问题，不断完善和丰富了智慧图书馆服务。语义分析技术有助于自然语言、语音、视频等信息的识别和处理，理解文本信息中不同语段之间的文本单元，易于消除用户在检索资源时产生的词义分歧，最后信息推送技术的使用可以实现时间和空间的无差别信息推荐服务，实现服务内容的无盲区和精确化。总之，图书馆应该灵活、多样地采用大数据存储与分析技术，实现图书馆服务的最优化，达到数据价值的最大效果。

（四）智慧应用层功能(www.xing528.com)

智慧应用层的设立是整个技术模型体系的顶端交互层，基于数据资源层的广泛性分析支持，它是业务服务的逻辑理念，实践于用户与应用的友好途径之中的伟大工程。智慧图书馆的服务应用体现了用户体验升级化、智能信息化、智慧空间化、内容可视化的四大特点。从用户体验的角度，是服务的全面更新和升级，以主动的方式关联用户兴趣将资源推送给用户，是从数据到信息到知识的全面转化。例如用户个性化推荐服务。从智能信息化的角度来看，智慧服务使得用户浏览图书与图书馆室内参观、情境信息推荐等场景化服务得到发展，以及多媒体技术带来的三维感官和视觉体验大大调动了用户参与的积极性，也有效地改善了用户对图书馆服务的忠诚度，提高了用户黏性。除此之外，从智慧空间的角度，智慧应用层可以使得图书馆各项管理设备和硬件设施“会说话”，借助传感技术感应它们的运行状况，实现馆内各个环节的智慧控制，为用户打造人性化、智能化、感知化的服务生态。从可视化的角度，重构“学科信息内容的可视化传递”，其核心要领是通过数据可视化将文本信息转换成图形或者图表的方式传递给用户，以直观的方式呈现在用户眼前，体现身临其境的服务感知。

1.用户个性化推荐服务

智慧图书馆个性化推荐服务是依据用户的兴趣存储单元和用户信息行为，按照“用户—资源”的推荐形式进行精准化的服务模式，对用户的信息行为进行深度挖掘、增加服务的敏感度，推荐用户感兴趣的知识群体。“用户—资源”的映射结构源于数据仓储中的用户信息（兴趣爱好、检索内容、评价、点评、借阅数据、检索下载、账号活跃度、关注等信息输入行为）以及馆藏信息，根据读者具体情况运用对应的信息推荐算法用来满足用户的信息需求，并输出精准的服务预测，包括用户兴趣预测、对象推荐索等等。朱哓云认为应当以用户群需求为基础，从庞大资源中提取用户特征进而真正满足用户需求的那部分内容。其中用户兴趣预测主要根据用户专业背景、搜索内容推荐与用户检索行为相匹配的用户信息；对象推荐主要体现在资源推荐、图书馆书籍推荐等等，通过获取用户的借阅日期、用户统计、用户分析、用户类别，为用户提供专业相关文本资料、排名靠前和欢迎度最高的图书，完成准确的荐阅服务。

2.场景化服务

智慧图书馆服务对象面向不同的社会群体，用户通过无线网络等技术将智能设备（手机、平板电脑等）接入网络之中并随时随地浏览图书馆资源，为场景化服务提供了丰富的情境信息。传统上所指代的情境感知技术比较单一和静态化，而“场景化”主要倾向于融合多种信息、多方面描述用户情境状态，该场景涉及用户地理位置、时间、网络环境、设备参数、用户兴趣等多种信息，场景具有复杂性、突发性、多变性等特点。以“云舟”为例，云舟作为新型的知识空间服务体系，是由北京超星集团大力提倡，它可根据不同的场景推送不同的信息。智慧图书馆通过感知用户信息需求强烈，运用数据挖掘技术攫取用户偏好需求，运用可穿戴技术、位置传感器等感知用户最新状态，用户多媒体和语义分析技术提升用户社交网络氛围，加大对用户网络信息需求的理解程度，通过“用户—信息—场景”的三项原则，为用户所在环境提供达到用户期望值的信息集合。

3.多媒体服务

近年来，许多大学图书馆突出了多媒体服务，但是国内的多媒体服务还处于发展和探索阶段，与国外的伯克利大学的多媒体资源服务中心提供的个人资源存储空间服务和密歇根州立大学的多媒体数字资源中心设立的软硬件多媒体应用服务相比存在一定的差距。在智慧图书馆环境下为用户打造多媒体服务中心，丰富的资源配置、智慧人员的设置、舒适悦目的温暖环境以及文本、数字、视频等充足的资源为多媒体服务提供了硬件保障和材料来源。用户在多媒体氛围中可录制图书馆微视频、心得分享、音视频剪辑与制作并上传网络平台，量身定制合适的自媒体。此外，多媒体服务还可以为用户提供深层次的教育和培训平台，以用户知识需求为基础，变化更新教学场景，进一步为用户提供教学和实验环境，使得用户主动学习和创新探索。

4.智慧空间服务

“空间即服务”的理念映射了高强感知和强效记忆的空间循环体系。空间类别主要涵盖：资源存储、教学规划、研究交流、能力提升、空间感知五个方面，分别对应知识存档、知识吸收、知识组织、知识创新和环境感知五个职能。资源存储所体现的知识存档，主要是指对纸质和数字资源的有效存储，让用户不受到时间和空间限制，畅游图书馆服务海洋之中。教学规划对应着知识吸收，为教学服务创新提供新型教授知识空间，为大幅度翻转教学氛围，提升学生吸取信息积极性、提高学生素养、学习心得共享制备了实体空间。研究交流是知识组织的有效手段，借助线上线下的互动交流、组织多学科、跨学科的研讨团队、学术成果展示等开辟了智慧服务特色空间。能力提升是知识创新的升华，新技术展览、改造创客空间、新实践成果展示等与用户不断更新的知识需求交相呼应，不断完善用户的知识能力和文化需求。环境感知是从物理的层面加强智慧图书馆的感知环境，智慧图书馆可借助智能传感器实时更新馆设温度、湿度，适当调节空间亮度，不断改善用户在智慧图书馆的学习环境，提升用户的健康指标。

5.可视化服务

互联网时代的来临，用户往往更加习惯于借助网络查找自身需要的信息，也越加偏爱于百度、图书馆检索平台等渠道检索信息，但是它们呈现的信息结果各异，甚至关联性不高的信息也颇多，因此健全图书馆可视化服务已经是大数据时代不可缺少的服务方向。例如南京工业大学为了解决用户之间项目申报流程不畅通、信息推荐服务与科研人员信息素养不协调问题，开展了以可视化的形式展现学科信息服务，大大改善了检索效果。所以可视化技术的深度运用可以在有限的检索空间内以图表、图片、三维图形等形式以可视化的形式将文本信息、数字资源、专业资源展现给用户，并且各检索信息条目之间的关联图谱，以及作者之间合作、参考文献、所属分类都以生动可视化的效果清楚地呈现在用户面前。

6.虚拟现实服务

智慧图书馆引入虚拟现实和增强现实技术不仅可以弥补数字图书馆交互性不强、互动性不足等缺点，还可以创建虚拟三维馆景，让用户享受虚实现实的服务。查找书籍和相关资料是用户访问图书馆的主要动机，在虚拟现实环境下，图书馆以三维空间的形式将图书馆馆藏资源存储在数据仓储中，用户只需在虚拟环境中查找相关数据和资料，避免了传统图书馆借助图书分类号查找的局限性。与传统图书馆相比，智慧图书馆的知识共享性更加强烈，虚拟现实和增强现实技术的融合可以模拟虚拟阅读功能，可以形成一套完备的图书馆仿真系统，将珍贵古籍和手稿以立体化的途径展现给用户。由于图书馆格局复杂，特别是对新生来说比较陌生，很难准确把握图书馆的整体布局，所以虚拟化图书馆的整体布景设定，可以以信息推送的形式传递到新生手机中，用户可以清晰掌握图书馆的各个楼层布局和功能体系。