图书馆数据服务生态圈的技术支撑体系及关键技术应用研究*

解金兰，赵配影

(天津农学院图书馆，天津 300384)

1 图书馆技术发展与演进历程

为更好地厘清信息技术在图书馆的演进历程，笔者以“图书馆”并含“技术”为篇名检索词，于2017年6月在中国知网检索到(1953～2017年)相关文献7 002篇，除去一些偏离信息技术的文献，笔者按对图书馆产生空前变革的重大技术的崛起时间为依据，将图书馆信息技术的发展分为以下几个阶段：(1)图书馆计算机技术起步期(1983～1991年)。1983年张晓林两篇“计算机技术在图书馆的应用”[1-2]文章开启了国内图书馆计算机技术应用研究的热潮，业界人士为信息存储的需要，研究和尝试了缩微技术、光存储、资料库等数据存储技术，个别图书馆成功创建了图书外借计算机管理系统[3]，并采用光笔条形码，用于图书采购、编目期刊和流通管理及文献检索等，为图书馆自动化系统的开发和应用作了前期的准备。(2)图书馆自动化集成管理系统建设时期(1992～1994年)。随着计算机应用系统的不断引进、开发，图书馆集成管理系统的功能逐渐完备，局域网、机读目录数据库、光盘检索系统等技术不断完善和成熟，实现了地区性的联合编目和资源共享。1994年图书馆自动化管理系统在中山图书馆率先建成,对我国图书馆自动化建设具有突破性的意义，将我国图书馆自动化水平提高到国际先进水平[4]。(3)数字图书馆时期(1994～2003年)。1994年4月我国通过美国Sprint公司连入Internetde 64K国际专线的开通，实现了与因特网的全功能连接，因特网高效的连接性和共享性，对图书馆信息技术的发展具有空前的推动作用，联机编目与检索、多元化的服务功能、网格化的数据传输[5]推进了图书馆信息资源的建设，多媒体资源库、数据库、电子阅览室在图书馆不断建成开放，极大丰富了图书馆的网络信息资源。1996年“试验型数字图书馆”的建设，通过多馆联合、整体研发，实现了在广域网环境下数字图书馆的共建共享，改变了传统图书馆借阅的时空、副本限制，实现了图书借阅的全天候服务。随着图书馆集成管理系统、图书馆中文数字资源库、网上参考咨询服务中心的引进和建设，在统一标准的元数据互操作等技术推动下，图书馆跨库检索系统逐步完善并开放，实现了大规模数字信息资源的整合、跨库检索、远程访问和网上参考咨询服务等。数字图书馆的建设，标志着图书馆信息服务逐步走向数字化和网络化。(4)网上参考咨询与开放共享时期(2004～2012年)。RFID电子标签的应用，提升了图书馆自动化服务进程；RSS、移动短信、二维码、Web2.0、流媒体、虚拟化技术、VPN等各种应用软件的不断引进和开发，实现了搜索引擎、参考咨询系统及文献传递系统的无缝对接，提升了用户使用图书馆资源的互动性、实时性，催生了网络参考咨询服务系统和数字资源共建共享联盟平台。数字图书馆建设的标准化和规范化，促进了图书馆数字资源的整合和服务系统的集成，实现了图书馆自身资源、网络资源和人力资源的共建共享和开放获取。(5)移动图书馆与智能发现服务时期(2013～2015年)。随着数字图书馆信息资源和应用系统的不断完善,及手机终端系统功能的提升,为了打破用户使用图书馆信息资源的时空限制，多家图书馆开始开发图书馆手机应用系统，为用户提供随时随地、泛在化的信息服务模式。移动图书馆的开发应用带给图书馆一场新的技术革命。同时，微博、微信等技术也开始在图书馆广泛应用[6]，进一步提升了图书馆数据资源库的建设，元数据、云计算、物联网等技术已经在图书馆得到了更为成熟的应用。虚拟现实技术也开始在图书馆尝试开发应用，从最初的服务器虚拟化[7]，到各种应用技术的开发，虚拟现实技术的成熟应用，启动了图书馆智慧服务的新历程。(6)“互联网+”图书馆时期(2014～2017年)，物联网、云计算、大数据、移动互联网、地理信息技术、各种公众平台的迅速崛起和快速融合，使传统行业的边界逐渐模糊，跨界融汇、创新驱动成为一种新常态。在新的时代背景下，各种信息技术和信息资源的整合和开发，图书馆同样面临着各种网络开放信息资源及用户差异化信息行为的冲击，当图书馆信息服务中心的位置被边缘化之后，同样要顺应时代和技术发展的潮流，走出一条“互联网+”图书馆的转型变革之路。

2 构建图书馆数据服务生态圈是信息技术发展的必然趋势

纵观图书馆的技术发展历程，每一次新技术的崛起都会引起图书馆服务内容和服务模式的空前变革。计算机技术的应用，改写了图书馆藏书楼的历史使命，带来信息数字化存储和网络化传输的重大变革；因特网的接入，为图书馆接受和传送信息资源打开了广阔的流通渠道，图书馆可以借力互联网实现信息资源和信息技术的共建共享，各种联盟服务系统顺势而起；多元化的信息技术经过实验后，在图书馆得到成熟应用，推动图书馆信息服务走向多元化、多维度的发展模式；移动图书馆的建设，使图书馆的服务打破时空限制，改变了图书馆用户对物理图书馆的依赖，用户随时随地可以享受图书馆的服务资源。图书馆多年的技术应用历程，为图书馆积累了丰富的信息整合经验和技术融合能力，为图书馆跨界服务提供了强大的技术支撑，在“互联网+”浪潮推动下，图书馆要想转型突破、持续发展，必须走跨界融合的服务道路，构建数据服务生态环境是图书馆未来发展的必然选择[8]，也是信息技术在图书馆应用的必然趋势。

3 图书馆数据服务生态圈技术支撑体系结构

图1 图书馆数据服务生态圈技术支撑体系结构图

图书馆数据服务生态圈的技术支撑体系结构由下到上分为跨界平台层、数据融合层及应用服务层。其中数据融合层又分为数据管理层和中心数据资源库，数据服务层又分为支撑服务层、应用服务层及个性化服务层(如图1所示)。

3.1 跨界平台层

跨界平台层由多个区域平台资源整合融汇而成的一个闭环，其主要作用是以图书馆数据平台为主导，实现多个区域平台资源的跨界融汇、共建共享，为数据服务生态圈提供多元化、基础性的数据支撑。跨界平台层除设备技术、网络技术、移动通信等基础技术之外，主要包括标准协议、虚拟化技术、信息安全技术、大数据、云计算、传感器、RFID等关键技术，主要功能是实现多个区域平台资源的识别、兼容及整合，并进行简单的数据处理。

3.2 数据融合层

数据融合层起到连接数据平台层和应用服务层的作用，主要是将平台层传输过来的数据进行处理和重组，为跨界服务提供统一的数据资源。数据融合层又分为：(1)数据管理层。数据管理层就是将平台层传输过来的数据进行甄别、清洗等数据标准化处理，并进行简单的数据融汇和结构重组，还兼有数据挖掘、数据安全控制和数据存储等功能。除无线宽带网、大数据技术之外，还有物联网、WSN技术、IPV6通信技术、云计算等新兴技术。(2)中心数据资源库。中心数据资源库是数据服务生态圈的中心，主要作用是将经过标准化处理的数据整合为一个整体，优化关联和建模重组，突破各平台间数据应用的局限性，为数据应用和服务提供最佳的数据搭配，挖掘数据价值的最大利用[8]，主要包括数据挖掘、数据建模等数据处理和数据整合技术，还包括数据存储、云计算等大数据技术。

3.3 应用服务层

应用服务层主要作用是将中心资源库的数据用于支撑和应用服务，实现不同行业、不同应用系统之间数据的共享、互通、协同等，以及为不同行业发展提供数据支撑和策划服务。按照服务功能的不同又分为：(1)支撑服务层。主要为数据服务提供技术支撑，如知识库、区域数据平台搭建、科学数据管理、数据托管等，包括云平台、SOA、虚拟现实等多种先进技术。(2)应用服务层。主要提供各种应用服务。如开放教育、数据监测、项目策划等主要是通过搭建各种应用系统来实现其相应功能。(3)个性化服务层。主要是根据不同区域及个人的应用需求提供针对性的数据应用服务，如个人数据定制、数据租借、学科数据服务、个性化图书馆搭建等。

4 图书馆数据服务生态圈关键技术分析

4.1 互联网技术

互联网的出现是人类通信技术的一次革命，随着接入主机数量的增加及TCP/IP数据传输协议的应用，越来越多人把互联网作为通信和交流的工具。随着互联网的商业化，其在通信、社交、信息检索、客户服务、云端化服务、资源共享等方面的巨大潜力被挖掘出来，使互联网有了质的飞跃，并通过网络融合，互联网一直走在发展的信息高速公路上。互联网的最大成功不在技术层面，而在交流服务，在于构建了一个相互交流沟通、相互参与的互动传媒平台[9]。

互联网高效、互动的信息交换改变了图书馆信息服务的时空限制，推动了数字图书馆信息资源建设和服务模式的创新。在图书馆数字服务生态圈的构建中，互联网作为基础网络设施，通过网络融合主导着生态圈结构体系的架构和数据资源的管理与服务。

4.2 物联网技术

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。物联网是通过智能感知、识别与普适计算广泛应用于网络融合中，因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。应用创新是物联网的核心和灵魂，传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术是物联网应用中的三项关键技术[10]。

物联网技术在图书馆数据服务生态圈的架构体系中起到举足轻重的作用，其技术应用贯穿于生态圈的平台层、数据层、应用层的各个环节，将数据服务生态圈整合为一个协同网络，网中数据充满活力、自动识别、跨界共享，并按统一标准彼此“交流”。按其在生态圈架构中的关键应用分为三个方面：一是利用其感知识别技术、网络和通信技术、数据分析和处理技术等对各平台资源数据进行跨界融合、实时采集和传输，并进行适当的远程和安全数据控制处理；二是应用物联网的数据分析和处理、普适计算等技术将平台层传输来的数据进行分析、处理及智能化控制；三是在应用服务层，一方面利用物联网实现数据应用设备及网络的集成，另一方面利用RFID标签、M2M、嵌入式技术、传感技术实现终端系统智能化的数据服务。

4.3 云计算技术

云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物，是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算是为满足互联网发展所带来的海量数据存储、传输与计算的需要而发展起来的新技术架构，它能以高扩展性、高可靠性、高廉价性且虚拟化的模式支持海量数据的增长[11]。

云计算在图书馆数据服务生态圈的架构中具有强大的技术支撑作用。这是因为图书馆数据服务生态圈的主要功能是实现图书馆对更多数据的管理和支配，而云计算强大的数据计算、存储和管理能力可以满足图书馆生态圈架构中对海量数据处理的需求。因此，在图书馆数据服务生态圈各个层面的构建中，引入云计算技术不仅提高数据中心资源库对数据的存储能力，而且降低了数据应用的技术门槛和运营成本，提升其扩展性和可靠性。

4.4 大数据技术

大数据指的是无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产，具有5V特点：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。大数据需要特殊的技术以有效地处理大量非结构化、半结构化的数据。适用于大数据的技术包括大规模并行处理(MPP)数据库、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统[12]。

构建图书馆数据服务生态圈的关键就是充分发挥图书馆在数据处理中的资源优势，构建数据联盟，实现多个区域数据平台资源的跨界整合、创新利用，以此提升数据资源的利用率。大数据技术在图书馆数据服务生态圈构建的各个流程中都具有举足轻重的作用，如分布式数据挖掘、云存储、虚拟化等在平台层的应用，可以实现各平台资源的精细采集和系统整合及并行处理；分布式数据处理、分布式数据云存储、虚拟化技术的应用，构建了生态圈数据层统一标准的数据生态环境，为数据服务层智慧化、可定制化数据服务提供高质量、可行性、共享性、决策化的数据储备和技术支持。

4.5 移动互联网技术

移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来成为一体，是互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。4G时代的开启及移动终端设备的凸显，为移动互联网的发展注入巨大的能量。移动互联网是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴技术，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑、电子书、MID等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等；应用层包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同应用与服务。随着LTE(长期演进，4G通信技术标准之一)、NFC(近场通信，移动支付的支撑技术)等网络传输层关键技术被纳入移动互联网范畴，移动互联网正逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域，如短信、移动音乐、手机游戏、视频应用、手机支付、位置服务等丰富多彩的移动互联网应用迅猛发展，正在深刻改变信息时代的社会生活[13]。

移动图书馆早已在图书馆领域有着成熟而广泛的应用体验，数据服务生态圈的构建，也离不开移动互联网的助力推动。IPv6移动技术协议的应用，实现了互联网和移动通信技术的融合，为数据服务生态圈网络融合的架构提供了无限可能。移动互联网技术应用于平台层和数据层，可进一步提升数据采集、存储和传输中数据的安全性和完整性，并支持自动配置和移动计算等业务。在应用层搭建移动数据应用平台，可提供全方位、标准化、一站式的移动数据服务，以此提供即时性的数据传播和应用解决方案。

5 结语

在深度信息时代，数据资源、网络资源和用户资源是构建图书馆数据服务生态圈的重要元素，数据服务生态圈服务效能的实现从根本上还是依赖于用户参与。图书馆数据生态环境的跨界整合，一方面是将数据服务资源整合到一个超大的中心资源库，实现不同区域数据资源最佳配置，另一方面也是实现不同区域用户资源的协同发展、创新驱动。从根本上看，图书馆数据服务生态圈就是充分利用现代信息技术，实现不同区域数据平台的合作运营，这种合作带来了图书馆服务生态链的延伸、保障了图书馆自身的发展和服务价值的提升。

[参考文献]

[1]张晓林.计算机技术在图书馆的应用(一)[J].图书馆杂志,1983(5):72-75.

[2]张晓林.计算机技术在图书馆的应用(二)[J].图书馆杂志,1983(6):69-73.

[3]何大墉.论我国图书馆现代化技术的应用[J].图书馆杂志,1992(10):35-39.

[4]莫少强.我国图书馆技术史上的先行者和探索者[J].图书馆论坛,2016(7):25-34.

[5]黄晓斌,邓爱贞.网格技术的发展与数字图书馆建设[J].情报资料工作,2003(9):32-34.

[6]付跃安.移动增强现实(AR)技术在图书馆中应用前景分析[J].中国图书馆学报,2013(5):35-38.

[7]董秋生,黄文.服务器虚拟化技术在数字图书馆服务器整合中的应用[J].情报理论与实践,2009(1):119-121.

[8]解金兰,冉从敬.图书馆数据服务生态圈的架构思路与功能研究[J].图书馆理论与实践,2017(5):97-100.

[9]互联网[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=tfexrxbDu5K44h1_D3O7DLa_ifBssAhnevUqs349d5jvxIeDotX9sgAcgSl5M6TfqGOcSsC4Z5oR8wSH52Jy0Y3vyQV6s1iteHV5N4sOgDRpryIo8HrDxgsuhFuodppx.

[10]物联网[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=WA6i5Kjyo45Px8ThiuWJ17tdpHAvJKPUheJp2VCgyfrjHd6nvQSBGOxCscf0NBHKdGvbb8MyTXiVDlLmVsc2F8ktHZ-830AOQDM2coy6CRa66pwqS19Qw8iCii_2IcHe.

[11]云计算[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=uq0UIJdkIMaSVKntQli7K865mK624pFhyueP_7PnIIYgcST6E42rCp72lkzCBpNi7Nqk5qbbLtsi3tbWVA2P6ylllpxgepaIPviM34RzaT_AeW5YqXykxgILHYgPFIWS.

[12]大数据[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=EljrGH4MyPN3u--5eWwtS_dnwjfFMWwx7LxT6pnaHB4onS46ttKMN168-2RifSK7lQOTQX3MHWTWaAYqv_z8U0jNeOq5Fzp2PEppItnKPZ1kf-7nFoZtlNL5RgAlt4O_.

[13]移动互联网[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=7efAtj7ThJ5ogFrlxxJLrBbvW_lA1Z2DcTvjBMZKdWoa9TDp_kekgPGWn547h7qPeATgjfwNi1r90M9t9YXpUF1DYz-oU4ycjYW9S34swDtLJmFwE8MKlzfvo2kKxBAe24TmxxijXi2fPtDcgKOb1_.