数字化图书馆管理系统设计

李 琳

（湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005）

1 数字化图书管理系统的设计初衷

目前，国内图书馆的数字化管理系统依然处于初级尝试阶段，很多图书馆的管理系统就是设计了一系列的查找与相关文献资料的电子版就对外统称为数字化管理系统，该操作既显得不专业又并非真正意义上的数字化图书管理系统，数字化图书管理系统（如图1 所示）应该是一款集精确查找、文献联想、相关查询、模糊查询、资料统计、大数据分析、同步文献上传以及分布式存储等多种功能于一体的管理系统，并不是简简单单的查询系统就可以代表数字化图书馆管理系统[1]。

图1 数字化图书馆的技术应用

该文研究的数字化图书管理系统结合大数据与云存储的相关技术，实现了6 个优势功能，包括智能查询功能、文献联想功能、资料统计功能、大数据用户分析、文献同步上传以及云端进度功能等多种系统架构，完成了对数字化图书管理系统的一次革新。同时该系统将主要解决目前图书馆管理中存在的诸多问题，例如馆藏管理混乱、图书遗失补充、馆藏追索困难、馆藏图书分类、孤本善本管理保存以及电子版出借等多种疑难问题。

数字化图书管理系统研究设计的系统架构可以利用大数据进行整理与分类归纳，实现主动上传图书馆馆藏扫描结果的功能，并可以同步并网吸纳相关数据文献；同时嵌入云计算相应的甄别与计算功能，完善图书馆分类与联想推送功能，为用户提供定制的阅读管理时间表与阅读相关推荐。此外，外部展示页面由双端口组成，管理端口直接对接数字化图书管理系统管理员及相关负责人，而用户端口则对接图书馆相应会籍人员。

2 数字化图书管理系统设计

该文研究的数字化图书管理系统总共分为以下5 个模块：图书馆藏管理模块、基于区块链的会籍管理模块、云端文献资料存储模块、大数据分析模块以及智能查询模块；这5 个模块的一体化应用整体构建成了数字化图书管理系统，下面将一一列举数字化图书管理系统的5 个模块。

2.1 图书馆藏管理模块

数字化图书馆管理系统最重要的模块就是馆藏管理模块，但是在建设系统之初，很多数字化图书馆都容易走入误区，片面地强调馆藏管理或者单一打造数字化馆藏管理是不正确的，但是不可否认，该模块是数字化图书馆管理系统的核心组成模块，该模块的馆藏管理分为2 个方面，一方面是针对馆藏实体书籍的管理，包括了馆藏书籍的位置摆放、书籍的精准定位、书籍的出借等级、书籍的价格、书籍遗失或损坏后的新增以及修复等各个方面。另一方面是馆藏图书的数据化环节，主要包括书籍资料的电子化、其他类型文献的数据化，特别是针对孤本、善本以及具有纪念价值或者收藏价值的书籍，馆藏管理模块在保存电子文献资料的同时，还会生成实体书籍的特别保管方式，根据环境和周边气候的变化，例如过于干燥、潮湿以及南方梅雨季节等都需要及时对书籍的保存管理方式作出更改[2]。

例如该模块建立的天气抓取技术，主要依托在线信息模块在Linux（Linux，全称GNU/Linux，是一种免费使用和自由传播的类UNIX 操作系统）系统下，利用Wireshark（Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件）抓包工具抓取天气信息并对数据进行解析处理，得到真正有用的关键信息并显示出来。该模块下的天气组件主要分为3 个小模块：1）实时天气信息。对时下天气进行整理整合。2）未来天气信息预警。针对南方梅雨季节以及北方暴雨季等问题进行防范。3）历史天气信息。综合考量时间段内的天气预防措施，前端屏幕显示部分主要生成的是相关解决方案并直接由代码推送到前端显示。以未来天气信息预判抓取为例，首先，创建一个用来通信的套接字文件描述符；其次，可以发送三次握手链接请求（TCP 协议）；最终，发送请求报文，先在Linux 系统下打开抓包工具，等待抓取，再用火狐打开要查找信息的网址，找到相应报文并复制，一般发送6 种信息，利用sprintf（sprintf 指的是字符串格式化命令）将其拼接起来再发送，并从接收端获取相应的数据，因为后面还需要对数据进行处理，所以将数据存放到申请的堆区空间里。

2.2 基于区块链的会籍管理模块

在出借文献资料时，通过会籍人员的加入与共同参与，将建立图书馆区块链社区，届时建立的社区将会使用通行的通证模式，在会籍人员享受包括出借、文献保管、电子文献注释、文献捐赠以及时归还等多种服务后，该服务将产生运算，获取通证（或积分）可以为会籍获取更高权限等级和身份识别，并在社区内为高等级会籍开放更稀有书籍的阅览权限或者学识分享权限，同时社区内页将直接引入网上书城的模式，部分书籍可以在网上商城出售，灵活地为图书馆产生部分利润。

每一次的会籍贡献就是一次区块链的运算，运算后产生的积分就会成为会籍在图书馆区块链社区内的“现金”，可以实现购买书籍、积分租用会议室、开设讲座以及积分换取课时等多种功能和应用场景，让图书馆会籍在图书馆中除了有更好的阅读环境之外，还可以获得更加丰富的应用。

2.3 云端文献资料存储模块

该文的数字化图书馆管理系统提出构建或者引入云端文献资料库的存储模块，该模块并不仅是某一个图书馆所独有的，而应该是加入云端文献资料库的所有图书馆都共同享有它的使用权利，引入该模块可以更加全面地丰富馆藏，同时该模块在使用端支持上传多种模式的文献资料，包括书籍扫描、书籍电子版、有声书籍、视频文献资料以及纪录片等多种形式，在通过线上人工智能的审核后，还要通过人工筛选，确保无有毒害性质的资料上载融入云端数据库[3]。

此外，由于云端文献库存在运营、维护以及扩容增量的成本，使用该资料库应该有2 种收费模式，一种是图书馆的使用费，一种是并入区块链会籍管理模式时，书籍作者或者出版社的广告费用。存储模块的最大优势就是吸引读者，将读者直接转化为图书馆会籍，并成为图书馆的忠实用户，借此提升图书馆会籍的用户黏性。数字化图书馆手机登录界面如图2 所示。

图2 数字化图书馆手机登录界面

2.4 大数据分析模块

大数据分析模块是数字化图书管理系统五大模块中最具有图书馆馆藏特色的模块组成，它就是通过用户阅读数据来为用户解决阅读困境，使用电子文献借阅时，大数据系统会自动为用户提供生僻字解释、冷门事件回顾以及特殊历史事件诠释等，用户在阅读时候，不用刻意查询资料，所有的问题都可以使用用户界面端口圈定后直接给予相应的“联想型”解释，如果用户还希望通过进一步文献查询解决当下疑问，大数据会根据过往同类型阅读疑问、阅读用户后续相关阅读以及阅读用户的点评进行综合分析、评定，快速提供相应电子文献资料快速借阅通道、实体文献馆藏位置以及相关简介。

另外，大数据在累积用户的相关资料以及阅读习惯后，会在固定时间段提醒用户阅读，保持阅读是非常优秀的生活习惯，例如在世界读书日等具有纪念意义的日期，系统会根据史实资料推荐相关阅读书籍，同时用户使用界面也会通过筛选给予例如“历史上的今天”等多种方式的阅读引导推荐[4]。根据网络统计数据显示，通过关键词引导人类自我阅读行为的发生概率是没有关键词引导阅读的1.3 倍。同时系统在用户自行阅读时也会将用户的阅读习惯、阅读速度等数据上传至云端，系统会根据每个人不同的阅读方式，为用户量身定制阅读方案和阅读推荐。基于该功能的需求，笔者将尝试使用Lambda（Lambda 架构是由Storm 的作者Nathan Marz 提出的一个实时大数据处理框架）架构作为该模块的基本数据架构模型，该架构是大数据系统里面非常重要的架构,大多数的架构都是基于Lambda 架构或者基于它的变种架构。它通过批量 MapReduce（MapReduce 是一种编程模型，用于大规模数据集（大于1TB）的并行运算）作业提供了虽然有些延迟但是结果准确的计算，同时通过Storm 初步展示最新数据的计算结果。主要将数据分析分成了2 个分支：实时流和离线,实时地依照了流式架构，保障了时效性。而批量处理则对数据进行全量运算，保证其最终的一致性。该架构相比于其他传统架构不仅具有实时功能，而且还具有实现离线的功能，对于数据分析下各种应用场景的涵盖将做到非常全面，而由于该系统在设计应用之初就是为了实现规模化，因此将大大降低实施构建的成本，也增加了整体系统的实用性。

2.5 智能查询模块

数字化图书馆最重要的功能就是查询功能，现有的书名搜索已经不能满足用户对文献资料搜索的需求，智能查询才是图书馆未来的发展前景，智能查询包括以下4 个方面。

2.5.1 关键词句搜索

不知道书名，却因为某一段话或某一个词语，想要查看文献资料的人非常多，面对茫茫的数据汪洋，仅使用书名查找已经完全不能满足目前用户对图书搜索的需求，通过关键词句搜索就能满足用户查询文献资料的需求。

2.5.2 语音搜索

基于当下系统架构的呈现方式还是依靠手机App，通过语音搜索相关文献就是非常符合需求，也是非常必要的[5]。

2.5.3 多文献筛选

某一份文献资料很可能存在多种版本和多种解释，在未来大数据的应用方案中，用户在检索文献资料的时候，系统可以根据用户的需求或者关键因素，为用户提供多文献筛查，确保用户精准获取资料，避免出现重复查询以及反复核对验证等问题，如果用户在查询文献时产生重复推送多种同类型文献的现象，也会自动依据文献产生的时间以及相关作者生成注释、解析，为用户呈现关于多版本文献的精确的不同之处。

2.5.4 智能查询推介

用户在查询相关文献资料时，用户使用端口在为用户提供主文献资料的同时，还会同步推送其他相关文献，以历史书籍为例，用户在搜索《三国志》这本书籍时，那么将会同步在主书籍资料推送的下端同步推荐同为二十四史的其他相关书籍，名人注解的《易中天品三国》，历史类四大名著《三国演义》等，这样方便读者在探究和了解某一领域知识的同时，能够更轻易地获取其他相关知识，并制定接下来的阅读计划。

3 数字化图书馆管理系统的未来发展

数字化图书馆已经成为现有图书馆未来的发展趋势，这是不可更改的，数字化图书馆具有馆藏保有量大、永久保存等多种优势，但是不得不提的是现有的实体图书馆依然是不可以完全被数字化线上图书馆所替代的，阅读是一种技能也是一种生活方式，它从精神层面给人类带来享受和进步，在数字化图书馆未来的发展趋势中，主要需要优化的3 个方面即流量变现、馆藏追索以及社群管理[6]。

3.1 流量变现

流量变现其实不难理解，在数字化、互联网化以及物联网化瞬息万变的今天，纸质书籍虽然不至于消失，但是已经难以产生可观的经济效益，而图书馆的存续不可以一味的指望国家资金的扶持，如何将流量变现就成了一个非常值得探讨的问题，技术是流量变现的重要因素，合理地利用大数据算法留存、提升用户黏性，用户就会愿意为图书馆提供的各种便捷服务买单，例如一键上门送书或者归还；用户喜欢私密安静的阅读，图书馆提供绝对安静的个人阅读室；用户喜欢集中讨论，图书馆就可以提供大众型阅读室等。用户都可以提前在端口预约下单，图书馆依靠大数据计算合理安排用户与图书馆之间的互动。

3.2 馆藏追索

依靠大数据以及时下社会的征信系统建立图书借阅征信系统，一旦用户借阅不予归还、损坏不予赔偿都将产生比较严重的恶劣影响，图书馆依据用户信用等级出借相应书籍，同时系统也将自动推送通知给违反图书出借条例的用户给予提示和通知，如果出借资料比较重要或者出借的书籍价值非常高，还会定期为用户提示和核查。

3.3 社群管理

阅读是一种共同爱好，基于该爱好建立的社群是具有高效黏性的，特别是知识讲座的传播效率都非常高，时下“樊登读书会”的案例已经说明，做好社群管理就是一件非常明智的举措，甚至可以为图书馆带来完全不一样的变革，前文中曾提过，建立区块链会籍管理社区模块还应该设立用户之间的沟通窗口，用户可以使用积分产生积分交易或者书籍交换等行为，建立用户知识分享窗口。

4 结语

数字化图书馆可以使用户足不出户即可充分地获取所需的信息。从地域范围的角度来说，用户所查询或获取的信息并不仅仅局限于一个图书馆，而是没有地域界限的，可能是全地区或全国的，甚至是全世界的。在数字图书馆时代，信息资源能得到充分的共享；此外，以前许多不能被借阅的珍本、善本等较为珍贵的资料也能以数字信息的形态出现在用户面前。基于大数据分析模块下的数字化图书馆并不是日暮西山的行业，而是人类生活必不可缺的精神家园，已经很多人在尝试探索图书馆未来发展的新出路，例如行业领头的新华书店、结合咖啡会籍制度的西西弗书店等都是行业翘楚，学会有效地利用技术，特别是云计算、大数据分析以及区块链等技术会很容易将图书馆领向全新的领域，与此同时，技术的发展也是日新月异，AI 技术、生物识别技术也可以与数字化图书馆结合，未来数字化图书馆的发展应该是多样的，合理使用该数字化图书馆管理系统将为图书馆的数字化发展带来不可估量的动力。