智慧图书馆建设理论与实践探索

刘宇田

摘要：智慧图书馆是以云计算、物联网与大数据分析等技术为基础，以智能服务与自动化管理为目标的现代公共文化服务体系不可或缺的重要一环，也是数字文化云发展的有机组成部分之一。本文以长沙县图书馆的实践探索，从云计算技术在公共图书馆应用的角度初步探索了智慧图书馆的建设。

关键词：云计算，智慧图书馆，公共图书馆，长沙县

分类号：G250

《中共中央办公厅国务院办公厅印发〈关于加快构建现代公共文化服务体系的意见〉的通知》（中办发〔2015〕2号）、《文化部新闻出版广电总局体育总局国家发展改革委财政部关于印发〈关于推进县级文化馆图书馆总分馆制建设的指导意见〉的通知》（文公共发〔2016〕38号）和《湖南省文化厅湖南省新闻出版广电局湖南省体育局湖南省发展和改革委员会湖南省财政厅〈关于推进县级文化馆图书馆总分馆制建设的实施意见〉》（湘文公共发〔2017〕63号）等文件明确要求：分步构建上下联通的一站式服务平台，配备公共数字文化服务设备和资源并实现互联互通。以上文件均从政策层面指导了图书馆与文化云融合建设的趋势，体现了云平台建设在未来智慧图书馆建设中的重要地位。“悦读星沙”长沙县智慧图书馆的建设正是以长沙县数字文化云公共服务平台建设为依托，将云计算技术贯穿建设其中，构建面向市民提供智慧公共文化服务、面向企业提供智能科技查新服务、面向读者提供智慧个性化服务的平台，最终成为“五悦星沙”数字文化云建设的有机组成部分。

一、智慧图书馆建设概述

智慧图书馆（Smart Library）是利用新一代信息技术来改变用户和图书馆系统信息资源相互交互的方式，以便提高交互的明確性、灵活性和响应速度，从而实现智慧化服务和管理的图书馆模式[1]。此概念最早是在2003年的人机交互移动设备国际研讨会上由芬兰奥卢大学图书馆的M·艾托拉教授提出，智慧图书馆是基于位置感知、不受空间限制的移动图书馆[2]。直至IBM于2008年首创“智慧地球”概念，以及其后随之而来对“智慧城市”的研究热潮将“智慧图书馆”作为“智慧城市”的有机组成部分，引起了学界对“智慧图书馆”的高度关注[3]。当前，学术界对智慧图书馆的研究主要集中在以物联网技术为基础的智慧感知系统研究、以数据挖掘技术为基础的检索与发现系统研究、以RFID技术为基础的智慧管理系统研究等方面[4]。

现有的智慧图书馆系统架构相对比较简单，一般均采用B/S架构。前端主要采用Java Applet、普通网页技术或移动客户端向用户提供访问环境。服务器端使用单一服务器作为后台支撑，个别平台系统利用了网格技术，但是其应用目的也仅限于与负载均衡相关的连接或者网络访问的任务分配。随着我国公共文化事业的飞速发展与读者需求的日益多元化，智慧图书馆面临的应用复杂度与支撑用户数均将呈现指数级增长，现有的智慧图书馆体系结构以及服务模式将无法满足各种需求增长[5]。具体表现为：

① 对于数字资源访问与培训报名的需求，目前还没有相应的智慧图书馆能够提供可定制的访问界面;

② 现有的单服务器模式无法满足读者日益增长的流媒体服务所带来的大规模并发访问请求;

③ 基础服务项目功能简单，难以为用户提供适合异构类型数据的操作环境。

与此同时，采用云计算技术构建的智慧图书馆系统具备以下优势：

① 开放性：云计算平台与服务构建于互联网之上，图书馆管理员和读者可在任何时间通过手机、PC、移动设备等多种形式进行访问，十分适合于构建开放性的远程服务与个性化内容服务环境;

② 创新性：采用云计算计算管理的数据内容均由线下资源数字化而成，不同文化资源针对不同目标读者、具备独特风格，其传播和使用不存在损耗与并发数限制，读者可不受约束的利用网络自由访问;

③ 可扩展性：由于软件的复用性，图书馆管理员可根据资源与读者的变化相应扩展管理内容。

因此，云计算技术以其支持多类型流媒体数据、大规模并发访问需求并能满足用户沉浸感的特点必将成为今后智慧图书馆研究的一个重要方向，可以为广大读者提供精准高效的公共文化服务[6]。

二、云计算技术与智慧图书馆建设的结合

云计算融合并发展了分布式、互联网+、大规模资源管理等多种计算机技术，同时涵盖资源虚拟化、海量数据处理、数据中心管理、计算机安全等问题。考虑到读者访问的不确定性（开馆时间或闭馆时间）、读者身份、访问形式的多样性（线下或线上）以及总分馆的联合服务等实际情况，云计算技术与智慧图书馆建设的结合应包括：

① 采用分布式计算和虚拟化技术将图书馆馆藏数据资源化，通过云服务平台提供云服务;

② 建设统一管理平台，将分散、异构计算资源和存储系统进行统一调度管理;

③ 提供唯一的标准化接入，对空间资源进行动态分配;

④ 提供统一的数据安全防护，重要数据采取容灾备份机制处理。

因此，采用云计算技术的智慧图书馆体系架构可以划分为核心服务、服务管理和用户访问三个层次。其核心服务层可进一步划分为基础设施服务IaaS层（infrastructure as a services）、平台服务PaaS层（Platform as a services）、软件服务SaaS层（Services as a services）共三个子层。其中，基础设施服务层是智慧图书馆的基础。通过建立大规模数据中心，该层为上层云计算服务提供海量数据资源，重点解决建设低成本、高能效的图书馆数据中心与拓展虚拟化技术，实现弹性、可靠的基础设施服务两大核心问题。平台服务层专门针对图书馆数据资源进行信息调度作业、管理数据，使图书馆管理员能够专注于解决图书馆海量信息数据存储与处理及资源的管理与调度，常使用分布式存储系统[7]与基于P2P结构的Dynamo存储系统[8]。软件服务层面向的是读者，提供基于互联网应用环境下的各类型软件应用。目前常用的HTML5、Web、Ajax、Mashup等技术均已成熟和标准化，软件服务层的应用也随之迅速发展。采用云计算技术的智慧图书馆体系架构如下图所示：

三、云计算技术在长沙县图书馆的应用实践

基于以上分析，我们可以看出云计算的相关技术可以为解决智慧图书馆发展所遇到的问题提供良好的解决方案。利用云计算的虚拟化技术可以为多用户访问所需要的智慧图书馆可定制访问界面的实现提供支持;利用平台层的资源管理与调度技术则可以为解决读者数增长所带来的大并发访问所面临的虚拟资源的部署与调度问题;利用云计算软件层的Web技术则可以为建立体验感更强的移动设备访问环境提供支持从而更好的捕获用户需求和实现实验数据的准确有效传递。因此，以现有云计算技术研究为基础，结合智慧图书馆发展所带来的新需求，建立一个集中式的高效、高可靠、高智能化的数字文化云平台并解决其关键问题可以为现代公共文化服务体系的建设与发展提供有力的技术支持，不断满足人民群众日益增长的精神文化需求，也可以为云计算技术的应用及数字文化云发展提供可以借鉴的理论和技术支持。我馆今年在此方面作出了一些探索和实践，具体的读者服务数据统计如下：

四、结束语

经過近十年的探索发展，我馆先后获得长沙市群众文化工作先进单位、长沙县文明单位、县级先进单位等多项荣誉，多次被评为国家一级馆。同时，我馆作为长沙县公共文化服务体系建设的重要一环，在进一步巩固和发展“首批国家公共文化服务示范区”、 “国家现代公共文化服务标准化试点”、“首批国家文化消费试点城市”等重大文化建设项目中发挥了应有的作用。当然，我们也已经清醒的认识到，云计算、物联网与大数据分析等技术本身日新月异的发展决定了“悦读星沙”长沙县智慧图书馆乃至数字文化云建设任重道远。以上也只是笔者作出的初步实践，希望能为探索智慧图书馆的发展模式提供一些借鉴。

参考文献

[1] 严栋. 基于物联网的智慧图书馆[J].图书馆学刊，2010（7）：8-10.

[2] AITTOLA M， RYHANEN T， OJALAT. Smart library： location-aware mobile library service [C] //International Symposium on Human Computer Interaction with Mobile Devices and Services. 2003（5）：411-415.

[3] 刘煦赞. 我国智慧图书馆研究述评与思考[J]. 图书馆理论与实践，2015，（5）：32-36.doi：10.3969/j.issn.1005-8214.2015.05.009.

[4] 姚国章， 余星等. 智慧图书馆的总体设计与应有系统建设研究[J]. 南京邮电大学学报（自然科学版），2016，（36）：18-28.

[5] 陈荧. 移动互联网环境下公共图书馆的服务对策[J]. 图书馆学刊，2014，（4）：91-93.doi：10.3969/j.issn.1002-1884.2014.04.031.

[6] 雷素芳. 试论信息时代城市图书馆的服务拓展[J].图书馆，2011（1）：134-135.

[7] CHANG F， DEAN J， GHEMAWAT S， et al. Bigtable： a distributed storage system for structured data[J]. ACM Trans Comput Syst， 2008，26（2）： 1-26.

[8] DECANDIA G， HASTORUN D， JAMPANI M， et al. Dynamo： amazon's highly available key-value store[A]. SOSP'07[C]. Stevenson，Washington， USA： ACM， 2007.205