大数据时代下的智慧图书馆建设分析

郭建宏

（山西大学图书馆 山西 太原 030006）

0 引言

自从进入大数据时代后，信息技术、大数据技术以及人工智能技术在各个领域开始逐渐渗透，并且出现了一些新鲜事物，如智能机器人、智能家居等。传统图书馆在时代环境的影响下，为了便捷管理，以及为读者提供个性化服务，开始探索智慧化的运营模式，随即出现了“智慧图书馆”这一概念。智慧图书馆由智能建筑、高度自动化智慧图书馆组成，旨在面向读者提供智慧服务。基于目前我国智慧图书馆建设情况，实际上仍然存在理论指导缺失、图书馆统筹规划不到位等问题，这也使智慧图书馆建设面临一定难度。基于此，本文主要围绕大数据时代下的智慧图书馆建设展开分析，探讨智慧图书馆建设的可行举措。

1 智慧图书馆建设概述

智慧图书馆建设离不开互联网、大数据、云计算以及物联网等诸多技术的智慧，实现智慧管理的同时，也可以为读者提供智慧服务［1］。建设智慧图书馆的关键在于数字化、信息化以及智能化，馆内人、物实现互联互通。根据智慧图书馆建设经验，总结其优势如下：

（1）馆藏资源共享。智慧图书馆内所有资源，如书籍、电子书等，主要通过数字化处理技术进行数字形式的存储，从而使所有馆藏资源在线上共享，真正优化了读者在智慧图书馆中的阅读体验。智慧图书馆全面构建线上系统，新增了在线检索图书资源的功能，为读者检索以及获取文献信息提供了方便。

（2）支持读者自助服务。智慧图书馆在大数据时代下，为了适应时代环境变化，开始全面引入自助设备，例如自动借还书机、智能书柜等，使智慧图书馆服务质量得到提升，读者也可以享受到24 h 自主阅读服务。

（3）个性化文献资料推荐。智慧图书馆在为读者提供便捷且全面文献资料检索服务的同时，按照读者平时在系统中形成的搜索记录，还能够从中筛选出阅读习惯、阅读兴趣等数据，推出更具个性化特征的智能服务［2］。

（4）智能阅读互动。读者在智慧图书馆中，可以享受许多不同的阅读服务，如在线电子阅读，或者可以通过阅读器下载书籍资料阅读。另外，读者在图书馆内，还可以与虚拟馆员和智能机器人对话，快速确定馆藏资源的位置，实现图书馆与读者的智能化互动。

2 大数据时代下的智慧图书馆的建设侧重点

2.1 图书馆智慧资源

智慧图书馆中的智慧资源，直接关系到读者收获的体验。要想真正体现出智慧图书馆建设在当前时代下的优势，智慧资源尤为重要。作为管理人员，应在智慧资源建设中，以纸质资源占用过多空间这一问题为重点，使用数据技术将其转化成多种资源形式的组合，使读者能够在智慧图书馆中享受到更多的信息。

智慧资源还需关注到不同读者的实际要求，建议应用数据挖掘技术以及数据分析技术，深挖读者阅读需求相关的数据资源，并通过大数据技术，对读者的数字阅读行为、互动行为等做出自动化分析，从中可以获得读者阅读相关的有价值信息。后续在选择读者资源时，结合具体需求，明确图书馆、有关机构、读者的主体地位，并为其构建协同资源体系，将所有智慧资源加以整合，实现智慧资源的推送。

比如引入数字展示墙，此项目需要应用大数据，直接展示读者可能会喜欢的图书，读者也可以通过智慧图书馆提供的智能资源，享受到更加高质量的体验。

2.2 智慧图书馆信息安全

智慧图书馆在大数据时代下，实现互联互通，是其建设和运营的必要前提。近年来信息技术在智慧图书馆建设中得到广泛应用，也随之拓宽了图书馆建设规模。对比图书馆传统运营以及管理模式，智慧图书馆在建设中，需要重点解决网络信息安全方面的问题，提高文化服务质量。所以，基于大数据时代的智慧图书馆建设，相关管理部门需要重视信息安全建设，对图书馆中运行的网络信息系统、软硬件设备等进行优化。

第一，根据政府部门推出的相关政策，实现智慧图书馆的依法运行。第二，相关部门为网络系统安全防护网的构建出谋划策，对外网环境进行安全监督，提醒管理人员及时应对一些非法攻击和病毒等。技术人员在安全管理中，对于不同的管理人员可以设置差异化访问权限，对所有重要数据信息进行分享加密，保护图书馆中的数据资源安全。第三，智慧图书馆技术人员定期排查系统安全隐患，做到有问题及时解决。

2.3 智慧图书馆管理团队

大数据时代下建设智慧图书馆，既要有丰富的智慧资源与现代化技术，又要组建一支智慧图书馆管理团队，保证综合实力与人员综合素养满足智慧图书馆运营需求，针对发现的问题可以第一时间做出反应。管理人员需要灵活应用大数据技术，做出正确决策，加强各类信息分析能力与提取能力。智慧型管理团队是智慧型图书馆运营的关键，可以保证日常图书馆工作的稳定性。所以，智慧图书馆建设中需要将重点放在管理人员招聘、培训等方面，组建一支综合素质与技能高的智慧型管理团队，为读者提供更加现代化、智能化的服务。

2.4 智慧图书馆动态数据

智慧图书馆的建设中数据是不可或缺的资源，也是提高图书馆服务质量的关键手段。那么在数据利用方面，需要做到以下几点：①面向读者，搭建现代化、智能化的阅读环境。馆内所有设备，均要进行物理数据分析，达到图书馆空间智能化控制的效果。②面向管理人员，发挥大数据、射频识别技术（radio frequency identification， RFID）等多项技术的优势，对书目数据库储存的所有数据进行分析，这样一来可以实现书目流通程序的智能化控制。③管理人员必须充分发挥数据的真正价值，对馆内所有资源进行优化。馆藏资源的使用频率分析同样非常重要，分析所得结果可作为图书选购的参考依据。管理人员使用大数据深度分析数据库内部储存的文献内容，以文献内容完善数据库。④智慧图书馆的建设，离不开大数据技术的支持。管理人员可以应用大数据技术分析读者数据，例如阅读行为，分析结果作为购书的参考依据，以提高读者阅读水平。管理人员应用大数据技术，也可以分析读者群数据，选定读者群关键人，激活群体阅读行为，从而在群体内实现知识共享。

3 大数据时代下的智慧图书馆建设的方向与创新

大数据时代下建设智慧图书馆，如果按照图书馆功能和为读者提供服务为分类依据，智慧图书馆大致分为自动识别、自助借还、智能书架等几个部分。要想满足上述功能需求，需要应用到RFID、物联网等，在物和物之间建立联系，相互传递信息［3］。现阶段物联网技术在图书馆建设中应用已经相对成熟，RFID 技术作为智能系统的代表，正在逐渐应用于图书馆建设中，例如RFID 标签，使图书馆自动化更加深入，也为大数据时代下的智慧图书馆建设提供了技术支持。

这里提到的RFID 技术，属于非接触式自动识别技术，包括标签、阅读器、天线等。智慧图书馆建设中RFID占据基础位置，而且在图书馆诸多应用流程当中，RFID 标签也十分常见。例如管理人员使用阅读器，在其自动识别范围以内识别RFID 标签，并通过天线发射射频信号，使RFID 标签形成感应电流，将RFID 标签电路激活，开始运行，随后再利用卡内置天线完成特定频率信号的发送，当信号经过了天线调节器进行解调处理，便可再传回阅读器。RFID 运行原理见图1。下面分别从自动识别、自助借还、智能书架3 个维度，对智慧图书馆建设的要点进行分析。

图1 RFID 运行原理

3.1 文献资料信息的自动识别

建设智慧图书馆应用RFID 技术，主要是在图书、期刊等文献上放置RFID 标签。RFID 标签的电子产品代码/用户身份证明（electronic product code/ user identification，EPC/UID）是其唯一标识，管理人员使用阅读器进行查询，可以一次性读取并且完成RFID 标签的识别，使识别效率得到显著提升。与传统的条形码识别技术相比，RFID 技术在接触、信息采集、防水性等多个方面均具有优势，具体见表1。

表1 RFID 技术优势

3.2 文献资料自助借还

智慧图书馆支持图书自助借还，此服务同样需要应用到条形码以及RFID 技术。以往图书馆多采用条形码技术，尽管该技术的标签价格低，而且也可以保证良好的抗干扰性，但整体来说工作效率不高。大数据时代下智慧图书馆建设推出的自助借还服务，主要应用到RFID 技术，不需要在图书上放置条形码，读者只需要将书籍放在借还机器，便可完成自助还书，而且自助借还机支持批量借还。在此方面，智慧图书馆需要建设自助借还服务系统，该系统由电脑终端、读卡设备和扫描设备等组成。自助借还服务流程见图2。

图2 自助借还服务流程

3.3 智能书架

智慧图书馆中的智能书架，可以满足读者以及管理人员快速确定图书所在位置的需求。要想实现该功能，需要在所有书架区安装阅读器天线，各书架以及藏书放置RFID 码，通过RFID 技术的空间定位这一功能，便可明确书架以及书籍资料所在位置。智慧图书馆中智能书架的应用，真正实现了书籍、文献资料定位自动化，帮助减少管理人员搜索工作量［4］。

在建设智能书架系统环节，明确该系统由数据采集模块、数据服务模块、用户服务模块组成。①数据采集模块。所有图书以及馆藏文献资料，均被放置了RFID 标签，其中储存了基本信息以及初始货架位置，书架处也安装了大量的阅读器天线，管理人员可以直接通过天线多路复用器，对阅读器天线、RFID 标签连接状态进行控制，保证阅读器在定位RFID 标签时可以保证精准性。②数据服务模块。此模块需要通过数据传输系统，传输阅读器采集的书籍以及书架信息，在数据库中储存、二次挖掘。③用户服务模块。此模块主要是向阅读器传输控制指令，并且对天线辐射的区域范围进行控制。智能书架模块框架见图3。

图3 智能书架模块框架

实际上在智慧图书馆中，智能书架可以提高书籍利用率，但是在定位环节存在诸多影响因素，例如馆内环境标签多、阅读器接收端存在热噪声、RFID 标签的相位偏转不一等［5］。对于以上影响因素问题，提出了多种不同的定位方法。其中比较常见的是相位差方法，此方法能够基本满足需求。实操环节管理人员利用若干个天线，采集相位值数据，针对采集的数据，可以绘制差分增强全息图，加强定位标签的精准性。若定位要求非常精确，管理人员还需要结合实际，将阅读器功率调整到合适的数值，利用电磁反向散射耦合，获得能量以及传输数据，并完成标签读取。一般标签最大可读距离，可以应用弗林斯传输方程进行计算。方程式如下：

式（1）中，R代表标签的最大可读距离，λ代表信号波长，PI代表阅读器天线的发射功率，GI代表的是阅读器发送天线获得的增益，Gr代表的是标签接收到的天线增益，Pr代表标签最低开启功率。

当Pr、Gr、GI不能改变时，管理人员便需要调整PI，以保证RFID 标签读取距离调整的精准性。现阶段智慧图书馆建设中，开始普遍应用Thing Magic RFID，其支持独立读取、控制写入功率，满足0.5dB 步进调节需求，这是智慧图书馆智慧书架准确定位功能得以实现的关键技术手段。

4 结语

综上所述，在大数据时代下，为了适应新环境需求，各大图书馆开始向智慧图书馆模式转型。其间大力应用大数据、物联网、人工智能等技术手段，对图书馆传统运营与管理模式进行创新。通过智慧图书馆的建设，切实提高图书馆运营效率，也为读者提供更加便捷、个性化的服务，从而实现在大数据时代下的高效运行，也为图书馆的数字化、智能化转型夯实基础。