算法时代智慧图书馆协同治理的智能技术融合机制研究

王 静 宋迎法 李新春

（1.中国矿业大学图书馆 江苏徐州 221116；2.中国矿业大学管理学院 江苏徐州 221116）

1 引言

众所周知，算法是思维方式的技术基础，其以严谨分析和周密设计为原则、以数据驱动的解决方式弥补人类判断力的缺陷。随着大数据、物联网、区块链等技术发展，作为人类通用的智慧工具，算法开创了人类历史的新时代。图书馆必须紧跟现代科技发展趋势，积极推动高新技术算法在文化领域的应用。而智能技术是建设智慧图书馆的基础技术支撑。当前，大数据、云计算、人工智能等智能技术正在改变人们的生活，并对人们的思维产生深刻影响。与此同时，智能技术也改变了政府、图书馆行业协会、大学、用户及其与智慧图书馆间的协同治理模式。如何通过智能技术实现智慧图书馆协同治理多方主体相互信任、交互数据安全、业务高效协同，是智慧图书馆建设的关键，也是研究智慧图书馆建设的重要议题。

1 算法时代图书馆智能技术的发展现状与思考

通过文献分析，我们发现国内外关于图书馆智能技术的研究主要有：①机器学习研究方面，主要包括：Rashid M R 等介绍图书馆寻书机器人自动导航算法[1]；Tsuji K 等介绍图书馆使用机器学习方法推荐图书[2]；沈敏、杨新涯等针对高校图书馆用户偏好检索机器学习研究[3]；郭利敏等分析图书馆机器学习的应用[4]；李静提出自适应个性化数字图书馆模型研究[5]。②大数据挖掘研究方面，主要包括：Simovic A 提出智能图书馆大数据系统设计方法[6]；Xu B J等介绍数字图书馆用户数据聚类分析[7]；何胜等针对用户行为建模和大数据挖掘，开展图书馆个性化服务研究[8]；陈臣提出基于云计算的图书馆大数据分析和决策支持平台构建[9]；柳益君等介绍高校图书馆个性化服务大数据挖掘研究[10]；王亚民等介绍基于Hadoop 平台的数字图书馆研究[11]。③云计算研究方面，主要包括：Shivalingaiah D等介绍高校图书馆资源共享中云计算的应用[12]；Balram等介绍图书馆服务中云计算的应用[13]；董雪迪等提出基于云计算构建国家数字学术资源多元保存模型[14]；温钊健提出OCLC Worldcat 云计算数字图书馆模型[15]；薛燕介绍基于改进加密算法的云计算用户隐私保护研究[16]。④物联网方面，包括：Aguilar-Moreno E 等提出射频识别（RFID）技术算法[17]；Castano B 等提出图书馆用户智能检测与引导系统[18]；沈奎林等基于超高频RFID 的智慧图书馆的研究与实践[19]；马栋萍等基于RFID 和WiFi 技术的图书智能定位系统设计[20]；张海营基于物联网的图书馆馆藏推荐服务平台构建[21]；牛悦等面向QoE 基于物联网研究云图书馆服务[22]。⑤区块链研究，主要包括：Nicholson 等介绍图书馆运用比特币和区块链技术帮助发展中国家[23]；陈小平基于区块链理念进行图书馆移动用户行为大数据挖掘和智慧服务研究[24]；黄敏聪介绍区块链技术对图书馆发展的影响[25]；房永壮等提出基于大数据共享环境下图书馆“区块链”技术的应用研究[26]；杨新涯认为区块链是完善数字内容产业链的最关键技术[27]。

通过对不同智能技术的分析与比较，我们发现：大数据需要应对海量化和快增长的存储，这要求底层硬件架构和文件系统在性价比上要远高于传统技术。当前，图书馆智能技术中大数据管理多采用传统集中式架构，其物联网应用算法中的设备仍然在向中央服务器（一个或多个）发送数据和接收数据。而区块链技术具有分布式数据库系统架构，它没有集中式的数据地址，作为一种持续增长的、按序整理成区块的链式数据结构，通过网络中多个节点共同参与数据的计算和记录。与此同时，算法时代大数据、物联网等智能技术也带动了区块链技术的发展，区块链技术的出现也促进了大数据等智能技术的全面开放。当前，部分图书馆运用算法推送读者感兴趣的文献资源，为读者精准画像，满足读者个性化需求。笔者认为在算法时代智慧图书馆建设中如果将区块链技术与大数据技术等智能技术相融合，可以突破协同治理过程中智慧图书馆大数据收集的现实困境，建立协同治理共识机制，保障智慧图书馆数据获取的安全性和权益归属，形成一个开放的数据推荐与共享生态系统，这也是未来智慧图书馆建设过程中协同治理成败的关键因素之一。

3 算法时代智慧图书馆协同治理中智能技术融合模式构建

由于智慧图书馆数据生产方式、种类的多样性与复杂性以及数据的动态多变，智能技术不是一项单一的技术，而是大数据技术、云计算技术、人工智能技术等融合运用，形成智慧图书馆的技术集合。算法时代智慧图书馆建设协同治理是指在网络技术与信息技术等智能技术的支持下，政府、大学、智慧图书馆、行业协会、用户等社会多元要素相互协同，合作治理智慧图书馆建设，最终达到最大限度地维护和增进公共利益的目的[28]。智能技术更多地运用数据思维驱动智慧图书馆与协同治理各方之间的生态交互。当前，智慧图书馆主要是依托云计算、物联网、大数据等新一代信息技术作为基础设施支撑，对非结构化大数据进行深度分析和挖掘处理。而区块链是结构定义严谨的块，通过指针组成的链，属于结构化数据，是一种不可篡改的分布式数据库存储技术。在这里，笔者将融合理念引入智慧图书馆建设智能技术协同治理过程。针对智慧图书馆建设过程的协同治理，这里的融合理念是指将大数据、物联网、云计算、区块链等智能技术作为智慧图书馆建设的实施基础，通过智慧图书馆大数据异构整合机制对用户需求进行挖掘与重构，全面感知与获取用户行为、特征、运行日志等数据[29]。与此同时，构建智慧图书馆协同治理中智能技术融合模型，如图1 所示。

图1 算法时代智慧图书馆协同治理智能技术融合管理模型

从图1，我们可以看出：在算法时代智慧图书馆为了有效适应新的社会环境，需要推动协同治理智能技术的融合升级。我们可以考虑建立智慧图书馆区块链，构成去中心化数据接入层；以政府、行业协会、大学和用户等协同治理各方和智慧图书馆构建分布式数据库系统，结合大数据技术、物联网技术等智能技术构成弱中心化数据处理层；同时，授权智慧图书馆访问控制、安全防护机制，构建智慧图书馆协同治理智能技术融合数据应用层规范。与此同时，从协同治理的角度分析，算法时代智慧图书馆智能技术融合管理过程的关键因素包括：技术平台融合、文化融合、管理融合和公共利益融合。

4 算法时代面向多样化服务协同治理模式的智慧图书馆智能技术融合愿景——以中国矿业大学图书馆为例

中国矿业大学图书馆经过百余年的发展，已形成了以矿业为特色，以理工为重点，文、管、经、法协调发展的文献信息资源保障体系。随着算法时代物联网、云计算及大数据智能技术的应用，智能技术减少了图书馆业务环节中的手工操作环节，改革了图书馆的工作程序和技术方法，引起了图书馆内部结构的变化。当前中国矿业大学图书馆基于云平台技术正在形成多层次、多样化的智慧服务体系，在加强数据安全访问管理的同时，对资源的采集、分类、数据库建设、资源整合、推送、信息检索与挖掘、个性化服务、图书馆应用系统设计与分析、跨平台检索系统等方面进行深入研究，为读者提供全方位的阅读和学习体验。面向未来多样化服务协同治理需求，笔者结合中国矿业大学图书馆智能技术融合愿景案例，对算法时代智慧图书馆智能技术融合管理过程的关键因素融合进行了分析。

4.1 智慧图书馆协同治理智能技术平台融合

智能技术平台融合就是梳理智慧图书馆协同治理各方的技术平台，使其相互协同，最终达到智能技术融合，形成更高层级的技术平台。这个过程包括三个方面：将智慧图书馆协同治理各方的智能技术平台标准化，即相似的智能技术采取同样的标准；进行智慧图书馆智能技术整合，对协同治理各方的智能技术进行分类、归纳；形成级别更高的智慧图书馆协同治理智能技术平台。对于中国矿业大学图书馆而言，依据用户需求，对智慧图书馆各个相对独立系统中的数据对象、功能结构及其互动关系进行融合和重组，形成一个新的有机智慧服务资源体系，力争把分散的资源集中起来，把无序的资源变为有序，使之更方便用户查找信息，从而全方位地为学科服务决策提供信息保障。中国矿业大学图书馆协同治理智能技术平台融合模式如图2 所示。

图2 中国矿业大学图书馆协同治理智能技术平台融合模式

在这里，图书馆协同治理智能技术平台与图书馆内部OPAC 书目管理系统等相关业务专网都具有一定安全等级。同时，协同治理智能技术平台实时推送的服务层数据是与业务办理紧密相关的数据。在整合层中，图书馆智能技术融合区块链技术的密钥算法保证协同治理过程中信息采集和数据加工的安全性。

4.2 智慧图书馆协同治理智能技术文化融合

图书馆的基本职能是收集、整理、储存、传播、交流文化的载体及其信息。而在一个特定的社会文化系统中，智慧图书馆文化的主要特征为开放性、科技性、智慧化和网络化。与此同时，各种智能技术的应用也充分体现了智慧图书馆文化的时代特征。智慧图书馆协同治理文化是指其协同治理过程中所创造的具有自身特色的物质财富和精神财富的总和。它运用价值观、行为方式等手段，把智慧图书馆建设过程中协同治理的各方凝聚在一起。对于中国矿业大学图书馆而言，这里的智能文化融合是指智慧图书馆协同治理各方能够相互认同对方的价值观，理解对方的协同治理行为方式。通过智能技术文化融合，智慧图书馆建设过程中的协同治理各方将凝聚起来，形成强大的文化合力。其智能技术文化融合具体特征可以按照图书馆管理者、空间位置、应急事件、感知设备、用户、协同方、服务主题和信息需求八个维度进行描述，如图3 所示。

图3 中国矿业大学图书馆协同治理智能技术文化融合模式

中国矿业大学图书馆目前主要的业务部门有：办公室、空间服务部、资源建设部、科研支持部、数据建设部、技术支持部和流通阅览部等。其协同治理智能技术文化融合突出体现在：对协同治理过程中八个文化融合维度所包含的海量实时感知信息的共享与整合。而如何让智慧图书馆协同治理智能技术文化融合运行的状态信息、事件信息和决策信息以最快的速度、最优的模式从信息源流向需求方，取决于图书馆协同治理管理层决策的效率，进而也直接影响智慧图书馆协同治理安全运行、公共服务和应急决策的水平。

4.3 智慧图书馆协同治理智能技术管理融合

智慧图书馆协同治理过程中的智能技术融合管理是一个复杂的系统。从协同治理角度分析，智慧图书馆建设具体过程包括内部协同和外部协同两方面。其中，内部协同有六大要素：技术、资源、空间、管理、馆员和服务。外部协同可概括为六大要素：政府、母体机构、协会、联盟、供应商和用户。智能技术管理融合是指智慧图书馆建设过程中治理各方认同对方的管理风格，其独特的行政系统相互协同，不会发生智能技术管理混乱。对于中国矿业大学图书馆而言，笔者认为其智慧图书馆建设协同治理过程中的智能技术管理融合是基于有控自组织的管理模式，即以自组织模式为主、他组织模式为辅的智能技术管理模式。其中，自组织技术主要运用区块链技术，把智慧图书馆协同治理过程中的智慧服务记录记载在按时间序列组成的数据区块中，并使用共识机制把数据存储到分布式数据库内，从而生成了永久保存、不可逆向篡改的唯一数据记录。与此同时，他组织负责对自组织的结果进行调整和引导，结合大数据技术、人工智能技术、物联网技术、云计算技术等智能技术使其沿着正确的轨道演化。而协同治理智能技术管理融合的技术模型包括：数据转换引擎、数据关联引擎、数据切分引擎、数据聚合引擎和信息服务引擎五个方面，如图4所示。

图4 中国矿业大学图书馆协同治理智能技术管理融合模式

中国矿业大学图书馆协同治理智能技术管理融合采用有控自组织管理模式，用户结合区块链技术自组织管理服务需求，图书馆结合大数据技术、物联网技术、云计算技术等智能技术他组织管理总体数据资源的合理分配。协同治理智能技术管理融合系统通过有控自组织形成自身有序以适应智慧图书馆协同治理环境，并将外部协同要素变化反馈到内部协同治理管理模块中，相关管理模块具体包括：协同治理配置终端管理、协同治理信息中心管理、协同治理节点服务管理、协同治理日志服务管理和协同治理业务应用管理等。

4.4 智慧图书馆协同治理智能技术公共利益融合

智慧图书馆协同治理智能技术公共利益是指协同治理过程中的每个治理方都可以获得的利益。比如：针对智慧图书馆的版权合理使用与利益平衡进行协同治理，构建算法时代智慧图书馆和用户之间公共利益融合平衡。与此同时，笔者建议将智能技术中区块链作为分布式存储数据结构和接口，融入到中国矿业大学图书馆协同服务大数据共享建设中，打破智慧图书馆建设中的数据孤岛并形成满足公共利益的协同治理多方信任的数据链条。中国矿业大学图书馆协同治理智能技术公共利益融合主要包括四个方面模式：自助模式、互助模式、混合模式和联盟模式。自助模式充分体现用户的主体地位和主体意识，将图书馆智慧服务系统与用户系统有机融合为一个整体，支持用户在资源利用过程中对信息数字对象的主动灵活处理、知识提炼和协作交流，并嵌入到智慧图书馆信息服务系统平台上自助进行。互助模式指用户之间以及用户与馆员之间建立联系，传递与交流信息与知识，用户在馆员的指导下做力所能及的自我服务工作。混合模式能积极主动地为读者和用户提供多种形式的服务。而联盟模式是以用户为中心，以图书馆员为联系纽带和分布式资源库组成的网络信息空间，是一个超地域和时空的信息收集、加工、传播和发布联合体。中国矿业大学图书馆通过协同治理智能技术公共利益融合模式（见图5），力争实现学术信息中心、学习共享空间和学者交流平台的建设目标。

图5 中国矿业大学图书馆协同治理智能技术公共利益融合模式

中国矿业大学图书馆馆员以智慧图书馆信息资源管理、信息产品开发以及服务平台的建设、维护和提供为任务，给用户提供解决问题的工具、策略、方法，有控自组织引导用户的信息活动。例如：研究算法时代用户的信息使用行为和需求特点，提供24 小时智能自助服务和智能座位预约等系统。同时运用语音识别、机器人运动控制、四元麦克风阵列等人工智能技术，设计与实现中国矿业大学图书馆智能服务机器人，为智慧图书馆协同治理各方提供信息咨询、播报、引导服务[30]。算法时代智能技术的运用有效推进了智慧图书馆协同治理过程中公共利益融合管理的步伐，拓宽了满足社会公共文化服务需求的渠道。

5 讨论

以中国矿业大学图书馆信息素养课程教学规划为例，针对算法时代高校用户信息素养需求的变化，图书馆可以从营造智慧教育文化、重构智慧教育环境、融合教育智能技术和优化教育评价方式等方面实现智能技术与信息素养教育教学的深度融合。目前每年读书节中国矿业大学图书馆都会联合校党委宣传部、团委等组织举办以普及和应用信息检索技术为主要内容的“检索挑战赛”活动，通过图书馆官方微博、微信、学生QQ 群、网站平台等线上宣传和线下多渠道宣传，营造了信息素养教学文化氛围。未来中国矿业大学图书馆将以信息素养教育智能技术融合管理云平台为依托，推进物理空间、资源空间、社交空间的深度融合，基于海量的数据收集与分析，实现实体课堂和虚拟课堂有控自组织的混合式教学支持环境。比如：针对学生学业平时成绩在信息素养课程总成绩中占比50%，我们可以基于大数据技术进行信息素养教学过程学习分析，强化智慧图书馆信息素养教育教学过程评价。

算法时代正推动着数字校园加速向智慧校园升级，高校图书馆应充分利用移动互联网、大数据、云计算、区块链等技术，为学习用户提供多层次的智能化信息素养教育服务。而针对信息素养教育过程中大数据非结构化、分布式、异构性等特点，我们可以考虑将区块链技术与大数据技术、云计算技术和物联网技术等智能技术融合管理，并运用到图书馆信息素养教育体系中。区块链技术可以通过直接在区块链备份中验证密钥和签名，用区块链节点的透明、分布式证明替代私钥的保密性，保证教学数据不被操控。在智慧图书馆信息素养教育协同治理过程中，区块链实际上是一种普适性的底层智能技术，可以为高校图书馆提供高容纳性的、可信任的基础设施。通过区块链连接信息素养教育过程中的不同域空间，与物联网、云计算等各智能技术主体互为融合，重构信息素养教育线上和线下开放式的教学体系。中国矿业大学图书馆信息素养教育智能技术融合管理包括横向和纵向两种模式，如图6 所示。

横向模式通过区块链技术贯穿智慧图书馆信息素养教育课程的物联网、云计算等智能技术的资源交换域、服务提供域以及运维管控域。其中运维管控域包括：新生自助学习平台、文献检索与利用课程、电子资源系列讲座、专题沙龙研讨会、信息检索挑战赛、机器人智慧导学、新媒体移动终端学习和AR/VR 体验学习等。中国矿业大学新生自助学习平台主要通过自助式游戏式学习来认知图书馆。该自助式学习系统具体融合情感认知、视觉感知、情景交融、模仿学习、虚拟场景、慕课课堂和问答测试等多维度，将新生入馆教育系统性地分解为八大任务。在运用常规数字化教学方法的同时，采用2.5D 技术将图书馆场景虚拟化以实现插件式的动画教学互动[31]。

图6 中国矿业大学图书馆信息素养教育智能技术融合管理

纵向模式通过区块链技术贯穿联网、云计算等智能技术的服务提供域和用户协同治理域。从横向来看，区块链技术可以打通智慧图书馆信息素养教育课程的整个教学过程，解决教学过程中信息不对称的问题，将信息素养教学期间物联网设备采集到的数据视为数字化资产，为学习用户提供多维、高质量的数据。通过智能技术融合应用，实现智慧图书馆信息素养教育数据的采集和共享，可有效促进各协作方的协同治理。与此同时，通过统一的分布式账本基础设施可以持续监控信息素养教育各个环节，汇聚学习用户的教学需求，实时传输至信息素养教育智能技术融合管理云平台。同时结合区块链技术根据图书馆智慧服务要求和自身规章制度进行智能合约设计，例如对用户的信息素养基本数据进行全面分析，通过智能合约自动触发服务条款，为用户提供适合其需求的图书馆信息素养教学服务，从而实现用户的自我学习和管理。

6 结论

算法时代区块链技术的出现为智慧图书馆协同治理智能技术的融合运行提供了有效运行环境。区块链技术最大特色是智能合约，去中心化的方式改变了信息传播的路径，确保了数据来源的真实性，同时保证了数据的不可篡改或伪造。因此基于区块链的技术会改变信息的传播路径，从根本上解决信息传播路径的安全问题。由于智慧图书馆建设过程中的协同治理处于竞争环境动态变化、智能技术不断跃迁的算法时代，智慧图书馆协同治理各方在资源、管理模式及组织文化等方面均存在差异性。当前中国矿业大学图书馆在智慧图书馆建设过程中协同治理用户、智能设备、服务平台、监管平台、第三方资源系统等各方之间的智能技术融合协作体系和信任体系均需进一步完善。由于区块链技术中区块之间通过哈希指针相连，其难以篡改的特性有效保护了整个网络，这些特点非常适合建立安全的分布式图书馆文献资源存储系统。笔者认为未来图书馆智能技术融合管理中的的区块链技术应该是集中化和去中心化二者之间的有控自组织平衡。

我们可以充分发挥智慧图书馆协同治理中智能技术融合管理作用，实现从单一智慧图书馆到多个智慧图书馆的联通。本文尝试构建算法时代智慧图书馆协同治理智能技术融合管理模型，将区块链技术与大数据技术等智能技术相融合，整合智慧图书馆协同治理各方资源。2018 年7 月中国矿业大学图书馆与美国科罗拉多矿业大学图书馆签署了两馆合作备忘录，开启了中国矿业大学图书馆国际化合作交流的新篇章。我们可以充分运用区块链技术这一大规模协作工具，在智慧图书馆协同治理方面可以建立全新的互信方式，通过区块链的分布式架构与大数据技术、云计算技术等智能技术融合机制，打造适应算法时代高校师生个性化应用需求的服务聚合和定制，实现国际文献资源共享和交流互动，为推动算法时代智慧图书馆协同治理建设提供了全新的可能性。

（来稿时间：2019 年9 月）