智慧圖書館理論與方法探索

1、G2013225502 曾向昀 2014.9.27智慧圖書館理論與方法探索摘要：智慧圖書館目前正處于初始發(fā)展階段。通過探討物聯(lián)網(wǎng)的定義、特點(diǎn)，提出智慧圖書館的概念、特征，以及智慧圖書館的基本要求、發(fā)展階段，并闡述了智慧圖書館構(gòu)建過程中的關(guān)鍵問題。并提出RFID系統(tǒng)在智慧圖書館中的應(yīng)用架構(gòu)和廣泛前景。可見，智慧圖書館是未來圖書館發(fā)展的新模式。一、概述隨著近年來“智慧城市”、“智慧地球”等相關(guān)“智慧”概念的提出及在學(xué)術(shù)研究及實(shí)踐建設(shè)中的蓬勃發(fā)展，“智慧”一詞己吸引了人們的眼球，如何將智慧IT技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等運(yùn)用到所在行業(yè)的事業(yè)發(fā)展和建設(shè)之中也成為了人們思考的問題。在這種背景下，“智慧圖書館”

2、應(yīng)運(yùn)而出，并在被賦予了豐富內(nèi)涵的同時(shí)，其也真正進(jìn)入到了研究視野之中。如何看待“智慧圖書館”,“智慧圖書館”與“智能圖書館”又有著的怎樣的區(qū)別？作為以服務(wù)為其存在和核心價(jià)值體現(xiàn)的圖書館來說如何構(gòu)建“智慧圖書館”的服務(wù)實(shí)現(xiàn)途徑等等。本文擬通過在對(duì)“智慧圖書館”的概念、發(fā)展、內(nèi)涵、意義認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上去嘗試解決上述問題。1.1智慧圖書館1.1.1智慧圖書館的背景通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算機(jī)，將物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。這也就意味著，經(jīng)濟(jì)可行的智能技術(shù)將被應(yīng)用到幾乎所有的行業(yè)、用于各種產(chǎn)品，催生過去無法實(shí)現(xiàn)的服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，無論自然體系，還是行業(yè)系統(tǒng)，甚至人類本身，都將更緊密地相互關(guān)聯(lián)整合

3、，形成各種各樣的智慧系統(tǒng)。2009年初，IBM提出了“智慧地球”(Smarter Planet)的概念，此概念一經(jīng)提出，即得到美國各界的高度關(guān)注，甚至有分析認(rèn)為IBM公司的這一構(gòu)想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略。2009年8月，溫家寶總理在無錫考察時(shí)指示“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感知中國中心”?；谶@種“智慧”的理念，圖書館作為信息服務(wù)機(jī)構(gòu)的前沿，應(yīng)該抓住機(jī)遇，通過物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)化發(fā)展與應(yīng)用，推動(dòng)現(xiàn)代圖書館向智慧圖書館演進(jìn)。1.1.2智慧圖書館的概念智慧圖書館(Smarter Library)就是以一種更智慧的方法，通過利用新一代信息技術(shù)來改變用戶和圖書館系統(tǒng)信息資源相互交互的方式，以便

4、提高交互的明確性、靈活性和響應(yīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)智慧化服務(wù)和管理的圖書館模式。智慧圖書館=圖書館+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算+智慧化設(shè)備，它通過物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)智慧化的服務(wù)和管理。智慧圖書館通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶間的通信、用戶與圖書館的通信、圖書館間的通信、用戶與信息資源的通信以及信息資源間的通信。它的最高階段就是各部分都由圖書館智慧化地完成，無需人工干預(yù)，達(dá)到“智慧”狀態(tài)。1.1.3智慧圖書館的特點(diǎn)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館，是全方位開放式的圖書館、綜合的學(xué)術(shù)資源信息服務(wù)中心、配套齊全的活動(dòng)中心、高效便捷和節(jié)能的智慧中心。它具備以下3個(gè)主要特征:1.1.3.1溝通智慧化利用物聯(lián)網(wǎng)多種內(nèi)部及外部信息交換手段，以及先進(jìn)的物

5、聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備，構(gòu)成一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的通信智慧系統(tǒng)。在智慧圖書館，不僅可以利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)開展文獻(xiàn)信息服務(wù)，更重要的是還可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大范圍的信息資源共享。1.1.3.2建筑智慧化對(duì)圖書館建筑內(nèi)的各種機(jī)器設(shè)備進(jìn)行智慧化程序控制及綜合管理，構(gòu)成一個(gè)建筑物智慧系統(tǒng)。它的消防與保衛(wèi)系統(tǒng)具備智慧化，空調(diào)系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)出空氣中的有害污染物含量，能自動(dòng)通風(fēng)和消毒，從而確保館內(nèi)人員的安全和健康。它還能對(duì)溫度、濕度、照明度加以智慧調(diào)節(jié)，控制背景噪音，為讀者提供一個(gè)相當(dāng)舒適的環(huán)境。同時(shí)，智慧系統(tǒng)能使圖書館各種機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行、保養(yǎng)、維護(hù)更趨智慧化，從而優(yōu)化人力和物質(zhì)資源的配置，達(dá)到降低成本、節(jié)能減排的目的。1.

6、1.3.3服務(wù)智慧化在智慧圖書館中，通過物聯(lián)網(wǎng)把各項(xiàng)獨(dú)立的事務(wù)處理通過信息交換和資源共享聯(lián)系起來，構(gòu)建一個(gè)具有事務(wù)處理、管理和決策機(jī)能的服務(wù)智慧系統(tǒng)。工作人員通過利用它，可以以科學(xué)、全新、高速的方式學(xué)習(xí)和接受各種知識(shí)技能，提高對(duì)各種信息的分析、比較、提煉的能力，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)智慧化。1.2智慧圖書館對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本要求1.2.1更透徹的感知這是超越傳統(tǒng)傳感器、數(shù)碼相機(jī)和RFID的更為廣泛的一個(gè)概念。具體來說，它是指智慧圖書館采用了可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的新設(shè)備、新系統(tǒng)或新流程。通過應(yīng)用這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從文獻(xiàn)資料、數(shù)據(jù)資源到圖書館運(yùn)行狀態(tài)或用戶需求等任何信息，都可以被快速獲取并進(jìn)

7、行分析，便于立即采取應(yīng)對(duì)措施。1.2.2更全面的互聯(lián)互通互聯(lián)互通是指通過各種形式的高速且高帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)工具，將用戶電子設(shè)備、圖書館資源和其他信息服務(wù)機(jī)構(gòu)中收集、儲(chǔ)存的分散信息及數(shù)據(jù)連接起來，進(jìn)行交互和多方共享。從全局的角度分析數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)解決問題，使得學(xué)習(xí)、工作和任務(wù)可以通過多方協(xié)作得以遠(yuǎn)程完成，從而更好地為各類用戶進(jìn)行智慧化服務(wù)，徹底地改變了整個(gè)圖書館的運(yùn)作方式。1.2.3更深入的智慧化這是指智慧圖書館系統(tǒng)深入分析收集到的數(shù)據(jù)，更加新穎、系統(tǒng)且全面地解決特定問題。這要求使用先進(jìn)技術(shù)(如數(shù)據(jù)挖掘和分析工具、科學(xué)模型和功能強(qiáng)大的運(yùn)算系統(tǒng))來進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計(jì)算，以便智慧地整合與分析海量

8、的跨地域、跨學(xué)科領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和信息，并將特定的知識(shí)更加智慧化地應(yīng)用到特定的行業(yè)、特定的場(chǎng)景、特定的問題中，以滿足人們更加深入和多樣化的需求。二 相關(guān)概念及其基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)的概念1999年，在美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議提出了依托于射頻識(shí)別(RFID)的物聯(lián)網(wǎng)概念雛形。2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of thing是指通過射頻識(shí)別(<RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通

9、訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它有兩重含義:第一是要把物連接到互聯(lián)網(wǎng)上，第二是要把和物相關(guān)的信息傳到互聯(lián)網(wǎng)上。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是泛在網(wǎng)絡(luò)要融合協(xié)同的一種網(wǎng)絡(luò)工作模式，是泛在網(wǎng)絡(luò)及信息化在行業(yè)應(yīng)用角度的一個(gè)重要體現(xiàn);它物理上涵蓋泛在周邊的延伸網(wǎng)，也涵蓋了泛在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，但其更多強(qiáng)調(diào)的是物與物(thing)能夠在網(wǎng)絡(luò)下提供自身信息以方便識(shí)別和處理的這種工作交互模式。物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)由傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，具有全面感知、可靠傳遞、智能處理3個(gè)重要特征。全面感知利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息，實(shí)現(xiàn)物體的識(shí)別，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的前提。可靠

10、傳遞通過現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去，是實(shí)現(xiàn)異地感知的基礎(chǔ)。智能處理利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制和管理。三、智慧圖書館的設(shè)計(jì)3.1基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館發(fā)展階段3.1.1摸索階段目前物聯(lián)網(wǎng)在圖書館的應(yīng)用，主要是以RFID為關(guān)鍵技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。從文獻(xiàn)的采訪、分編、加工到流通、典藏和讀者證卡，RFID標(biāo)簽和閱讀器完全取代了原有的條碼、磁條等傳統(tǒng)設(shè)備。圖書館應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)后，簡(jiǎn)化了借還書刊的操作程序，提高了清點(diǎn)館藏書刊的速度以及書刊整架歸位和流通的效率，并為讀者提供了一系列的自助服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了圖書館的高

11、效運(yùn)轉(zhuǎn)。然而這只是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館的初步探索，距離真正意義上的智慧圖書館還尚遠(yuǎn)。3.1.2初級(jí)階段信息匯聚將分布于圖書館多領(lǐng)域、不同類型傳感網(wǎng)絡(luò)所采集的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚，即傳感網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)初步結(jié)合，將感知數(shù)據(jù)匯聚至某一集中平臺(tái)進(jìn)行信息的處理與共享，提供較為簡(jiǎn)單的應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)圖書館各物體、各信息載體的互聯(lián)互通。3.1.3發(fā)展階段協(xié)同感知以事件、任務(wù)和目標(biāo)為驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用各個(gè)層面的協(xié)同工作，對(duì)環(huán)境、目標(biāo)等進(jìn)行智慧獲取和處理，提供更為智慧、更為精確、多元化感知的信息服務(wù)，使圖書館進(jìn)入半智慧化狀態(tài)。3.1.4目標(biāo)階段泛在聚合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于圖書館各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了任何人、任何物

12、、任何信息載體、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)互通，海量信息在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的聚合而產(chǎn)生新的信息，并引發(fā)全新的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在圖書館應(yīng)用的最高目標(biāo)智慧圖書館。3.2現(xiàn)代數(shù)字化圖書館未來發(fā)展趨向物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代泛在智能將導(dǎo)致社會(huì)信息環(huán)境的重大變革。圖書館也將隨著信息環(huán)境的變化而加快自身的變革和發(fā)展，努力成為未來知識(shí)社區(qū)的中心，為用戶提供更好的服務(wù)。3.2.1“海量”的信息資源數(shù)字化數(shù)字化圖書館中，數(shù)字化資源可以是文本、圖形、圖像、音頻、視頻信息，信息載體可以是移動(dòng)硬盤、u盤、光盤等，所有資源均以數(shù)字形式存放在物理介質(zhì)上，通過網(wǎng)絡(luò)將世界各國的圖書館和成千上萬臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)為一體，“館藏”資源己不再是“私有

13、”物，而是面向世界，任何人都可以享用，原先的信息圍墻將被拆除。3.2.2“無所不在”的服務(wù)泛在化新的信息環(huán)境中，無時(shí)無刻不在產(chǎn)生大量的信息和數(shù)據(jù)。使用戶能夠不受實(shí)體圖書館所提供的服務(wù)的限制無論何時(shí)何地，用戶采取何種方法，都可以獲取他們所需要的信息和服務(wù)，甚至不需要訪問圖書館的網(wǎng)站。3.2.3“智慧”的管理智能化文獻(xiàn)定位導(dǎo)航、精確典藏、信息檢索等都需要智能化管理。不僅要求可以通過頁面導(dǎo)航，直觀、自助地查找到文獻(xiàn)的物理存放信息，而不受排架方式和專業(yè)索書號(hào)的局限，還要求可以對(duì)文獻(xiàn)清點(diǎn)、新書入藏、地點(diǎn)變更等實(shí)現(xiàn)典藏精確化、實(shí)時(shí)化處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息檢索智能化，既可以對(duì)圖書信息進(jìn)行單個(gè)詞檢索，也可以對(duì)多個(gè)

14、檢索詞進(jìn)行組配檢索。以上不難看出，智慧圖書館未來發(fā)展趨向?yàn)镽FID在圖書館系統(tǒng)中的發(fā)展和應(yīng)用提供了廣闊的空間。3.3現(xiàn)階段構(gòu)建智慧圖書館的關(guān)鍵問題3.3.1成本是首要關(guān)注的因素物聯(lián)網(wǎng)要全面應(yīng)用于智慧圖書館，就要解決其經(jīng)濟(jì)問題。用戶與物、物與物相連，即使是局部的物聯(lián)網(wǎng)，圖書館都需較大投入。目前RFID電子標(biāo)簽的價(jià)格較貴，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)降到更低水平，而圖書館擁有數(shù)以百萬計(jì)的文獻(xiàn)資源，再加上要組建龐大網(wǎng)絡(luò)需要的系統(tǒng)和設(shè)備等，其中的成本投入將相當(dāng)巨大。3.3.2標(biāo)準(zhǔn)是發(fā)展的核心問題當(dāng)前發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的困境源于無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品創(chuàng)新慢、業(yè)務(wù)成本高、服務(wù)質(zhì)量差等突出問題。此外，RFID系統(tǒng)和現(xiàn)有圖書館自動(dòng)化

15、集成系統(tǒng)(CILAS)的整合難度大。CILAS在設(shè)計(jì)時(shí)是以條碼技術(shù)和磁條技術(shù)為基礎(chǔ)的，RFID系統(tǒng)則是以RFID標(biāo)簽技術(shù)為基礎(chǔ)，二者需要在通信協(xié)議、接口、數(shù)據(jù)格式等方面進(jìn)行整合，如果沒有成熟的平臺(tái)和技術(shù)是很難完成的。最后，還必須解決不同異構(gòu)系統(tǒng)之間的信息互通與信息交換問題。3.3.3關(guān)鍵技術(shù)是發(fā)展的瓶頸無處不在的無線傳感網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，安置在實(shí)物上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)可隨時(shí)隨地通過它傳送出去。因此，建立一個(gè)完整的物聯(lián)網(wǎng)，將短距離至長距離無線網(wǎng)絡(luò)全部囊括其中，是我們面臨的首要課題。RFID作為關(guān)鍵技術(shù)，其核心領(lǐng)域還未全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。目前國內(nèi)RFID以低頻為主，而超高頻RF

16、ID剛進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的初期，如中間件、應(yīng)用解決方案等產(chǎn)業(yè)鏈條還需完善。此外，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館構(gòu)建還必須在通信支撐技術(shù)、信息加工、過濾、存儲(chǔ)、命令響應(yīng)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)接口與傳輸技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)全面協(xié)調(diào)。3.3.4隱私安全問題的困擾物聯(lián)網(wǎng)承載了比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)都龐大的數(shù)據(jù)信息，射頻識(shí)別系統(tǒng)中任意一個(gè)標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)或識(shí)別碼都能在遠(yuǎn)程被任意地掃描，且標(biāo)簽會(huì)自動(dòng)地不加區(qū)別地回應(yīng)閱讀器的指令，并將其所存儲(chǔ)的信息傳輸給閱讀器。特別是傳感器和智能標(biāo)簽?zāi)軌蚋櫽脩舻男袆?dòng)、習(xí)慣以及偏好等，這勢(shì)必會(huì)使個(gè)人的隱私問題受到侵犯，因此，信息資源及用戶隱私如何得到保護(hù)成為構(gòu)建智慧圖書館函待解決的問題。3.3.5智慧圖書館新模式的開發(fā)

17、和管理不同行業(yè)會(huì)有不同的應(yīng)用，也會(huì)有各自不同的要求。要成功構(gòu)建智慧圖書館，就必須結(jié)合智慧圖書館的特點(diǎn)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行深入的研究和有價(jià)值的開發(fā)。運(yùn)營商和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)企業(yè)要開發(fā)出能使智慧圖書館達(dá)到理想狀態(tài)的應(yīng)用系統(tǒng)，這是比較困難的一步，也需要一定的時(shí)間。它需要一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的體系基本形成，需要一些應(yīng)用形成示范。更困難的是圖書館為了利用這個(gè)系統(tǒng)必須進(jìn)行調(diào)整，也就是要改變圖書館原有的業(yè)務(wù)流程和工作形式，調(diào)整圖書館與外界和用戶的關(guān)系，甚至圖書館的文化和行為。這種不同于從前需要的管理方法，需要一個(gè)循序漸進(jìn)的、基于創(chuàng)新的日程表;培養(yǎng)一種歡迎和包容“智慧”的組織文化和流程;需要培養(yǎng)工作人員具備持續(xù)調(diào)整和不斷發(fā)展的新技

18、能。四、基于RFID系統(tǒng)的智慧圖書館項(xiàng)目實(shí)施RFID圖書管理系統(tǒng)硬件部分一股由圖書管理系統(tǒng)服務(wù)器、制作工作站、電子標(biāo)簽、電子偵測(cè)門、柜臺(tái)工作站、自助借還書機(jī)、自助還書箱、盤點(diǎn)工作站、智慧書架等幾部分組成，智能管理軟件應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)包括:手持設(shè)備查詢系統(tǒng)、館員工作站應(yīng)用功能集成系統(tǒng)、RFID標(biāo)簽初始化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、讀者自助借閱及借還系統(tǒng)、順架及盤點(diǎn)系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示。圖書管理系統(tǒng)服務(wù)器，主要功能是提供盤點(diǎn)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，書籍相關(guān)訊息查詢，設(shè)備狀況訊息查詢，管理者賬號(hào)管理，提供書目轉(zhuǎn)文件接口和數(shù)據(jù)庫支持服務(wù)。制作工作站，主要功能是設(shè)定相關(guān)制作人員權(quán)限管制，查閱相關(guān)書籍的制作信息，制作書籍電子標(biāo)簽。電子偵測(cè)門，支持單通道及雙通道，主要功能是實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)服務(wù)器將相關(guān)人員出入做統(tǒng)計(jì)，提供觸發(fā)接點(diǎn)，聯(lián)機(jī)門禁系統(tǒng)及監(jiān)視系統(tǒng)做安全提醒。柜臺(tái)工作站，支持目前業(yè)界相關(guān)圖書館自動(dòng)化系統(tǒng)，主要功能是設(shè)定及解除電子標(biāo)簽安全碼，支持離線作業(yè)。自助借還書機(jī)，可供長時(shí)間的開機(jī)操作，主要功能支持一次多本書