陳臣

〔摘 要〕 [目的/意義]為從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)潛在規(guī)律和提取有用的知識，并有效解決圖書館在個性化智慧服務(wù)中存在的問題。[方法/過程]面對讀者的智慧閱讀需求，本文研究了圖書館在個性化智慧服務(wù)中應注意的問題，構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)的圖書館智慧服務(wù)體系，并論述了智慧圖書館各服務(wù)層的功能。[結(jié)果/結(jié)論]該體系可實現(xiàn)資源和服務(wù)的高度融合，顯著減少系統(tǒng)資源的占用，能夠依據(jù)讀者需求智慧化地定制服務(wù)，并為讀者提供個性化智慧閱讀服務(wù)。

〔關(guān)鍵詞〕大數(shù)據(jù)挖掘；知識發(fā)現(xiàn)；智慧圖書館

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2017.08.012

〔中圖分類號〕 G250.76 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕1008-0821（2017）08-0085-08

〔Abstract〕Purpose/significance] In order to discover underlying rules and extract useful knowledge from big data，and effectively solve the problems in the library personalized smart service. [Method/process] In the face of readerswisdom reading demand，in this paper，the matters needing attention were studied for personalized smart service in library，and the smart library service system was constructed based on the big data mining and knowledge discovery， the functions of each service layer of smart library were described. [Result/conclusion] The system could make its resources and services highly integrated，significantly reduce the use of system resources，according to the requirements of readers to intelligently customize the service content，and provide personalized smart reading services for readers.

〔Key words〕big data mining；knowledge discovery；smart library

2008年11月，IBM總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛（Samuel J.Palmisano）首次提出了“智慧地球”這一概念[1]?！爸腔鄣厍颉笔侨祟悮v史上第一次實現(xiàn)了幾乎可將所有東西進行數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并通過低成本的高新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在未來所有的物品上安裝并應用智能技術(shù)，對物體進行更透徹的感應和度量、更全面的互聯(lián)互通、更深入的智能洞察，來向整個社會提供更加智能化的服務(wù)，最終為社會的發(fā)展和經(jīng)濟進步提出了一條全新的發(fā)展思路?！爸腔蹐D書館”作為“智慧地球”的重要組成部分，也引起了世界學者們的廣泛關(guān)注。從圖書館的服務(wù)角度看，智慧圖書館就是圖書館、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和智能化設(shè)備等技術(shù)的結(jié)合，是一個具有智慧化管理、個性化服務(wù)、高效知識共享和讀者需求智慧感知的自動化圖書館。從數(shù)字圖書館服務(wù)的角度看，智慧圖書館就是利用ICT （Information Communications Technology，信息通信技術(shù)） ，實現(xiàn)圖書館知識資源的智慧化搜索、個性化定制和智慧化推送。從服務(wù)感知的角度看，智慧圖書館就是要實現(xiàn)讀者閱讀需求、圖書館服務(wù)環(huán)境、讀者閱讀收益和服務(wù)滿意度等的智慧感知與預測。基于對智慧圖書館認知角度的不同，智慧圖書館通常借助云計算、認知計算、傳感器、高速無線傳輸、射頻技術(shù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)來構(gòu)建，其管理與應用平臺的建設(shè)也可劃分為信息的收集、協(xié)同感知以及泛在聚合這3個階段，以實現(xiàn)讀者與讀者、讀者與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備的互通。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)的發(fā)展，圖書館的數(shù)據(jù)采集、傳輸、計算、分析與決策能力快速增長，大數(shù)據(jù)海量（Volume）、多樣（Variety）、高價值（Value）、處理快速（Velocity）的4“V”特點已不再是阻礙圖書館大數(shù)據(jù)應用的主要問題，而大數(shù)據(jù)本身所特有的高價值、真實性、快速增長和動態(tài)變化等優(yōu)勢，已成為當今智慧圖書館構(gòu)建和讀者智慧服務(wù)質(zhì)量保障的重要決策依據(jù)。

世界領(lǐng)先的全球管理咨詢公司麥肯錫最早預測大數(shù)據(jù)時代的到來，指出：“數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運用，預示著新一波生產(chǎn)率增長和消費者盈余浪潮的到來?！?IDC的研究表明，包含結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的大數(shù)據(jù)正在以每年60% 的增長率持續(xù)增長，到了 2020 年全球數(shù)據(jù)總量將增長 44 倍，達到 35.2ZB[2]。目前，伴隨大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術(shù)的提升，圖書館大數(shù)據(jù)的價值總量、價值密度、可用性和可控性也呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，大數(shù)據(jù)已成為圖書館智慧服務(wù)體系構(gòu)建、智慧服務(wù)管理、讀者服務(wù)需求感知、智慧服務(wù)定制與推送、CRM（客戶關(guān)系管理）、個性化智慧閱讀QOS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）保證的重要決策依據(jù)。因此，圖書館必須以讀者閱讀需求和圖書館服務(wù)模式變革為中心，將大數(shù)據(jù)的預測、感知、分析和決策優(yōu)勢運用到圖書館的建設(shè)與讀者服務(wù)中，才能增強圖書館的物聯(lián)化、互連化和智能化水平，才能構(gòu)建真正意義上的智慧圖書館，實現(xiàn)圖書館的構(gòu)建、管理和服務(wù)從“管理員經(jīng)驗治理”向 “大數(shù)據(jù)智慧決策”的轉(zhuǎn)變。

1 智慧圖書館的研究與應用現(xiàn)狀

歐美等國家的圖書館研究學者最早提出“智慧圖書館”一詞，如 M.Aittola等認為，“智慧圖書館是一個不受空間限制的、可被感知的移動圖書館，它可以幫助用戶找到所需圖書和相關(guān)資料” [3]。2001年起，在加拿大首都渥太華率先建立了一個名為“Smart Library”的圖書館聯(lián)盟，包括公共圖書館、高校圖書館、專業(yè)圖書館、博物館等在內(nèi)的12所相關(guān)機構(gòu)加入了該聯(lián)盟，利用同一個搜索引擎為聯(lián)盟圖書館的讀者提供一站式服務(wù)，這是國外關(guān)于智慧圖書館的最早實踐[4]。在2003年的人機交互移動設(shè)備國際研討會上，來自芬蘭奧盧大學圖書館的艾托拉發(fā)表了名為《智慧圖書館： 基于位置感知的移動圖書館服務(wù)》的研究論文，指出“智慧圖書館”（Smart Library）是一個不局限于圖書館內(nèi)終端、可隨時隨地訪問圖書館資源并能實現(xiàn)移動終端到資源位置的定位和指引[5]。從2003年開始，芬蘭奧盧大學圖書館開始嘗試為讀者提供“智慧圖書館”這種新型服務(wù)方式。2004 年，米勒等學者在國際會議上發(fā)表了題為《智慧圖書館：強調(diào)科學計算的圖書館的SQE最佳實踐》研究報告，認為智慧圖書館是指運用大量軟件質(zhì)量工程的實踐，力圖使用戶和開發(fā)人員避免犯各類錯誤，包括使用、配置、安裝中的錯誤，以及因應用程度的變化而導致的績效下降或死鎖等方面的錯誤[6]。自2005年起，我國上海圖書館開展了基于手機圖書館的讀者移動服務(wù)，臺北市立圖書館也運用無線射頻技術(shù)建成了無人值守的智慧圖書館。直到2008年11月，IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念，引起了美國各行業(yè)的巨大反響[7]。2009年8月，IBM又發(fā)布了《智慧地球贏在中國》計劃書，正式揭開 IBM“智慧地球”中國戰(zhàn)略的序幕。從此，“智慧圖書館”作為“智慧地球”的重要組成部分，引起了世界各國學者更加廣泛、深入的研究[8]。

芬蘭奧盧大學圖書館的Aittola M等學者認為，在智慧圖書館中讀者可通過手持PDA設(shè)備獲取位置感知服務(wù)，并在移動設(shè)備上得到有關(guān)書籍的地圖向?qū)?，繼而幫助讀者迅速找到所需的圖書等[9]。英國學者伊安·約翰遜指出，任何“智慧圖書館”都需要“智慧的圖書館員”的存在，智慧館員不但應具備高水平的技能素養(yǎng)和職業(yè)信念，還必須幫助讀者充分認識到圖書館確實發(fā)揮出了與眾不同的積極作用[10]。近年來，隨著云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建智慧圖書館和為讀者提供智慧閱讀服務(wù)已成為當今圖書館學研究的一個重點。祝森生對大數(shù)據(jù)時代關(guān)于智慧圖書館的幾個研究問題進行了探討，認為大數(shù)據(jù)時代的來臨，將為智慧圖書館的實踐建設(shè)提出了挑戰(zhàn)，但也為智慧圖書館的學術(shù)研究提供了增長點，如何在大數(shù)據(jù)時代滿足用戶與社會發(fā)展需求、保證智慧圖書館的互聯(lián)、高效與便利三大特點，將會是大數(shù)據(jù)時代智慧圖書館研究的主要問題[11]。馬曉亭對大數(shù)據(jù)時代圖書館的個性化智慧服務(wù)QOS保障進行了研究，認為如何從海量、不完全、高噪聲、模糊和隨機的大數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的價值和相互關(guān)聯(lián)，是科學構(gòu)建智慧圖書館和為讀者提供個性化智慧閱讀服務(wù)的關(guān)鍵[12]。黃輝對基于物聯(lián)網(wǎng)標識體系的智慧圖書館建設(shè)進行了研究，文章從物聯(lián)網(wǎng)標識的完整概念與核心技術(shù)出發(fā)，論述了智慧圖書館的建設(shè)現(xiàn)狀，分析了物聯(lián)網(wǎng)標識技術(shù)在智慧圖書館應用中存在的問題，探討了基于物聯(lián)網(wǎng)標識技術(shù)的智慧圖書館建設(shè)對策[13]。劉喜球?qū)诳纱┐骷夹g(shù)構(gòu)建智慧圖書館進行了研究，認為可穿戴技術(shù)作為具有強烈“人類感知”能力的新技術(shù)，有助于移動圖書館轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔蹐D書館[14]。儲節(jié)旺對智慧圖書館的建設(shè)及其對技術(shù)和館員的要求進行了研究，認為智慧圖書館的建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，其最核心的要素就是智慧科技和智慧館員。因此，未來智慧圖書館科技體系的建設(shè)和館員隊伍的培養(yǎng)更應結(jié)合圖書館實際情況[15]。

2 大數(shù)據(jù)在智慧圖書館構(gòu)建中的決策優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

2.1 智慧圖書館的定義

智慧圖書館是指以讀者需求和QOS（服務(wù)質(zhì)量）保證為中心，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算和其它相關(guān)智慧化的設(shè)備，通過對傳統(tǒng)圖書館進行升級、優(yōu)化和改造，以及對圖書館所有知識的科學發(fā)現(xiàn)和有機地整合，使圖書館能夠深刻感知外部服務(wù)環(huán)境、讀者需求和服務(wù)模式的變化趨勢，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)智慧管理和智慧服務(wù)的圖書館。從智慧圖書館的形成過程看，智慧圖書館的形成可劃分為兩個階段：第一個階段是圖書館信息的數(shù)字化，包括圖書館相關(guān)的管理與服務(wù)信息的采集、傳輸、存儲、處理、計算、控制和數(shù)字化處理；第二個階段是通過對圖書館數(shù)據(jù)的收集、挖掘、分析和知識發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)中蘊藏的數(shù)據(jù)價值和智慧，為圖書館的構(gòu)建、管理和用戶服務(wù)提供智慧的決策支持。數(shù)字化圖書館向智慧圖書館變革主要有4個標志性的區(qū)別，分別是智慧圖書館可實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的深度挖掘、知識的全面發(fā)現(xiàn)、定律的科學定義和決策的實時生成。從智慧圖書館的系統(tǒng)功能劃分，智慧圖書館可劃分為智慧環(huán)境、智慧讀者、智慧管理、智慧服務(wù)、智慧閱讀、智慧移動和智慧交流7個部分，同時，智慧圖書館的構(gòu)建應實現(xiàn)對外部環(huán)境的全面感知、內(nèi)部服務(wù)要素與讀者的廣泛互聯(lián)、高新技術(shù)與圖書館業(yè)務(wù)的深度融合、服務(wù)開放和多模式的原則。

2.2 大數(shù)據(jù)的決策優(yōu)勢

大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)體量巨大（Volume）、類型繁多 （Variety）、低價值密度 （Value）、 處理快速 （Velocity）和復雜（Complexity）的“4V+1C”特點[16]。大數(shù)據(jù)權(quán)威研究專家維克托·邁爾-舍恩伯格在其名著《大數(shù)據(jù)時代》中認為，大據(jù)時代有三個重大轉(zhuǎn)變：“第一是我們可以分析更多海量的數(shù)據(jù)，甚至可以處理和某個特別現(xiàn)象相關(guān)的全體數(shù)據(jù)，而不是依賴于對數(shù)據(jù)的隨機采樣，更多精確的數(shù)據(jù)可以使我們發(fā)現(xiàn)更多的細節(jié)。第二是我們研究數(shù)據(jù)的總體量巨大，使我們放棄了傳統(tǒng)追求數(shù)據(jù)精確度的做法，轉(zhuǎn)而從對海量大數(shù)據(jù)的分析中獲得洞察力。第三是我們不再熱衷于尋找事物的因果關(guān)系，而是熱衷于探索事物之間的相關(guān)性” [17]。因此，基于大數(shù)據(jù)自身特有的價值屬性和決策優(yōu)勢，以及智慧圖書館的運營與服務(wù)數(shù)據(jù)指數(shù)級快速遞增、高價值總量、讀者強相關(guān)性和高可用性的特點，使大數(shù)據(jù)在智慧圖書館的系統(tǒng)構(gòu)建、運營管理、用戶服務(wù)和服務(wù)風險規(guī)避中具有較強的科學決策優(yōu)勢。

首先，圖書館可利用服務(wù)器監(jiān)控設(shè)備、視頻監(jiān)控器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、可穿戴閱讀設(shè)備和第三方運營商共享的數(shù)據(jù)，對圖書館相關(guān)的系統(tǒng)運營、用戶服務(wù)和讀者閱讀行為等，進行全方位、不間斷的采集、處理、挖掘、融合、分析和價值提取。此外，通過對大數(shù)據(jù)相關(guān)性的發(fā)現(xiàn)，可以科學構(gòu)建與圖書館服務(wù)和用戶閱讀活動相關(guān)的動態(tài)感知與監(jiān)控模型，實現(xiàn)對圖書館系統(tǒng)運營有效性、讀者閱讀需求、服務(wù)外部環(huán)境變化和服務(wù)競爭市場的智慧感知，可保證圖書館發(fā)展宏觀策略的定制、管理與運營制度、讀者個性化服務(wù)內(nèi)容的定制與推送、服務(wù)的安全性與可信度保證等，能夠依據(jù)圖書館大數(shù)據(jù)新價值的發(fā)現(xiàn)而動態(tài)調(diào)控、優(yōu)化和完善。其次，圖書館通過對服務(wù)系統(tǒng)的配置參數(shù)、運營和維護大數(shù)據(jù)的采集，科學構(gòu)建圖書館客戶管理、服務(wù)系統(tǒng)運行效率、運營風險的實時評估系統(tǒng)模型，實現(xiàn)對圖書館客戶管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心運營效率和服務(wù)安全風險的感知、預測、評估、預警和智能化管理。第三，大數(shù)據(jù)具有海量、多樣、高價值、處理快速的4“V”特點，大幅增加了大數(shù)據(jù)采集、處理、存儲和決策的復雜性與難度。圖書館可通過對大數(shù)據(jù)在采集、清洗、過濾、存儲、分析和決策過程的數(shù)據(jù)生命周期質(zhì)量管理，以及將位于不同系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)存儲模式和不同所屬對象的大數(shù)據(jù)進行融合與共享，可增強大數(shù)據(jù)決策的價值量、可用性和可控性。

2.3 ICT技術(shù)增加了圖書館大數(shù)據(jù)采集的復雜度

近年來，隨著ICT技術(shù)和云計算技術(shù)的快速發(fā)展，以及相關(guān)技術(shù)在圖書館服務(wù)中的廣泛應用，圖書館的移動網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出高帶寬、低誤碼率、低延時和傳輸成本經(jīng)濟的優(yōu)點，讀者可以在任何時間、任何地點和任何距離享受圖書館的個性化定制服務(wù)。此外，集成電路制造與新材料技術(shù)的發(fā)展，也使用戶閱讀終端設(shè)計與制造過程遵循摩爾定律的規(guī)則，每隔18-24個月其性能將翻1倍以上，而制造成本則下降為原來的一半，導致圖書館服務(wù)模式向多樣化、個性化定制、經(jīng)濟性和實時推送方向轉(zhuǎn)變，在大幅提升圖書館服務(wù)科學性、安全性、時效性和經(jīng)濟性的同時，也使圖書館數(shù)據(jù)中心服務(wù)系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和閱讀終端的數(shù)據(jù)總量快速遞增，其數(shù)據(jù)環(huán)境呈現(xiàn)海量、多樣化、高價值和處理快速的大數(shù)據(jù)4“V”特點，使圖書館服務(wù)模式從“業(yè)務(wù)驅(qū)動型”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動型”轉(zhuǎn)變[18]。其次，ICT技術(shù)在保證圖書館服務(wù)模式、對象和內(nèi)容多樣性的同時，也使其數(shù)據(jù)具有海量、指數(shù)遞增、多類型和復雜的特點，大幅增加了圖書館大數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、分析、決策的難度和成本。此外，大數(shù)據(jù)無規(guī)則地分布存儲于圖書館的子信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點和用戶終端，圖書館難以實時、全面地對位于不同業(yè)務(wù)部門和信息節(jié)點的大數(shù)據(jù)進行采集、標準化處理、整合、分析和推送。第三，大數(shù)據(jù)應用的投資收益率是關(guān)系智慧圖書館建設(shè)有效性和智慧服務(wù)經(jīng)濟性的關(guān)鍵問題，因此，圖書館在保證服務(wù)系統(tǒng)智能需求和大數(shù)據(jù)決策科學性的前提下，如何利用ICT技術(shù)有效提升大數(shù)據(jù)采集、存儲、融合、管理、處理、分析和決策的科學性與標準化水平，也是關(guān)系圖書館大數(shù)據(jù)決策有效性的關(guān)鍵。

2.4 可穿戴設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)增加了大數(shù)據(jù)價值提取的難度

對服務(wù)器運行參數(shù)、服務(wù)環(huán)境、讀者閱讀行為、閱讀社會關(guān)系、閱讀終端設(shè)備等大數(shù)據(jù)的全面、準確和實時采集，是圖書館科學、準確、實時、快速地從大數(shù)據(jù)分析中獲取知識，全面、精準地描述圖書館的服務(wù)效率、讀者閱讀需求、服務(wù)環(huán)境變化和讀者閱讀模式變化趨勢的前提。因此，科學、規(guī)范地從數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、RFID設(shè)備、無線傳感器、移動閱讀終端、讀者可穿戴設(shè)備上采集數(shù)據(jù)，是確保圖書館大數(shù)據(jù)決策的科學性和可用性的前提[19]。

當前，高新技術(shù)的發(fā)展正推動著圖書館服務(wù)模式和讀者閱讀方式快速變革，從可穿戴設(shè)備中全面、動態(tài)和不間斷地采集讀者的閱讀行為、生理特征、心理變化等數(shù)據(jù)，已成為圖書館獲取讀者相關(guān)大數(shù)據(jù)的主要方式?？纱┐髟O(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有海量、快速遞增、多類型、實時性和保密性的特點，因此，要求圖書館大數(shù)據(jù)平臺安全、可靠和經(jīng)濟，以及具備大數(shù)據(jù)處理性能高和系統(tǒng)兼容性強的優(yōu)點，可為讀者個體閱讀活動的精準數(shù)字畫像提供科學的大數(shù)據(jù)決策支持。其次，圖書館從數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、RFID、無線傳感器、移動閱讀終端、可穿戴設(shè)備上采集的數(shù)據(jù)，具有海量、多樣、高價值和處理快速的大數(shù)據(jù)4“V”特點，而云計算技術(shù)恰恰是科學、高效地傳輸、存儲、處理、融合、查詢、檢索、分析和挖掘這些大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。因此，圖書館如何依據(jù)自身業(yè)務(wù)特點和讀者閱讀需求構(gòu)建云服務(wù)平臺，是圖書館實現(xiàn)基于云計算技術(shù)的超大規(guī)模計算和海量存儲的前提。第三，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應用，圖書館可通過GPS（全球定位系統(tǒng)）、射頻識別、紅外感應器、激光掃描儀、氣體感應器等信息傳感設(shè)備采集相關(guān)大數(shù)據(jù)，并按照約定的通信協(xié)議利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將圖書館的感應器、服務(wù)設(shè)備、控制器、閱讀終端等設(shè)備與讀者連接起來，實現(xiàn)了對讀者、設(shè)備、服務(wù)的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采集的大數(shù)據(jù)具有海量、高價值、持續(xù)和動態(tài)的特點，因此，如何依據(jù)圖書館的業(yè)務(wù)流程與讀者個性化服務(wù)需求的動態(tài)變化，有效降低大數(shù)據(jù)中的噪聲信號和增強大數(shù)據(jù)的決策相關(guān)性，是圖書館大數(shù)據(jù)分析面臨的又一個難題[20]。

2.5 大數(shù)據(jù)的質(zhì)量及其開放程度是智慧圖書館構(gòu)建的關(guān)鍵

隨著圖書館服務(wù)模式與讀者閱讀方式多樣化的發(fā)展，圖書館大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總量與數(shù)據(jù)環(huán)境的復雜度也快速增長。因此，如何有效過濾數(shù)據(jù)噪聲與完全提取大數(shù)據(jù)中的價值，增強大數(shù)據(jù)分析、決策的相關(guān)性與可用性，已成為全面挖掘大數(shù)據(jù)中蘊藏的知識和科學構(gòu)建智慧圖書館的關(guān)鍵。

首先，圖書館通常依靠視頻監(jiān)控設(shè)備、讀者管理信息系統(tǒng)、服務(wù)監(jiān)控設(shè)備、傳感器網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、可穿戴設(shè)備和閱讀終端等采集相關(guān)大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的采集過程具有多數(shù)據(jù)源、多模式、持續(xù)和多噪聲干擾的特點，部分大數(shù)據(jù)不能滿足數(shù)據(jù)量化、處理和分析的質(zhì)量需求，這些高噪聲數(shù)據(jù)和假數(shù)據(jù)的存在，會大幅降低大數(shù)據(jù)在智慧圖書館構(gòu)建中的決策科學性和可用性。其次，圖書館各部門的業(yè)務(wù)具有一定的獨立性和不相關(guān)性，會導致各部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存在信息孤島的現(xiàn)象。因此，如何在圖書館內(nèi)部以及與第三方之間實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的公開、共享、融合和二次挖掘，全面消除圖書館不同業(yè)務(wù)部門之間的數(shù)據(jù)壁壘，是圖書館實現(xiàn)以大數(shù)據(jù)決策為依據(jù)的智慧圖書館頂層設(shè)計，增強圖書館不同業(yè)務(wù)部門與系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)聯(lián)動和智慧管理能力的關(guān)鍵。此外，如何確保所采集大數(shù)據(jù)完整、精確和高價值密度，以及對多類型大數(shù)據(jù)進行標準化處理的科學性，也是關(guān)系圖書館大數(shù)據(jù)開放性的重要問題。第三，圖書館在大數(shù)據(jù)采集、傳輸、共享、處理、分析和決策中，具有監(jiān)控數(shù)據(jù)節(jié)點多、管理成本高、安全技術(shù)復雜和業(yè)務(wù)持續(xù)性的特點。因此，如何依據(jù)大數(shù)據(jù)應用和安全性的需求，對大數(shù)據(jù)管理員、普通圖書館員、設(shè)備供應商、第三方共享人員設(shè)定不同的大數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，并對各種非法訪問、惡意操作、誤操作和越權(quán)訪問行為進行跟蹤、定位和追溯，直接關(guān)系圖書館大數(shù)據(jù)價值發(fā)掘的有效性和數(shù)據(jù)開放過程的安全性。

3 智慧圖書館構(gòu)建與智慧服務(wù)的相關(guān)問題

3.1 圖書館智慧管理與服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建

當前，隨著圖書館服務(wù)模式與讀者閱讀方式的快速變革，圖書館大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總量、價值屬性、可用性和可靠性快速增長。此外，伴隨大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計算技術(shù)的快速發(fā)展，以及在圖書館管理與服務(wù)中的廣泛應用，圖書館大數(shù)據(jù)的海量、多類型、低價值密度和不相關(guān)性等特點，已不再是決定圖書館大數(shù)據(jù)決策科學性與應用有效性的關(guān)鍵因素，基于大數(shù)據(jù)決策的科學支持，圖書館的管理與服務(wù)正在從傳統(tǒng)的“館員經(jīng)驗治理”模式向大數(shù)據(jù)時代的“數(shù)據(jù)科學決策”模式轉(zhuǎn)變。

對智慧圖書館的構(gòu)建、功能、服務(wù)和管理等方面分析，智慧圖書館主要由智慧館員、智慧管理、智慧服務(wù)、智慧環(huán)境、智慧閱讀、智慧讀者等6個方面的組成內(nèi)容。對智慧圖書館的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)與大數(shù)據(jù)智慧決策的原理分析，智慧圖書館應依據(jù)大數(shù)據(jù)的生命周期發(fā)展規(guī)律，將圖書館采集的原始大數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)——信息——知識——智慧的過程有效轉(zhuǎn)變，并依據(jù)大數(shù)據(jù)在不同轉(zhuǎn)換階段的價值屬性與可用性特點，通過智慧決策結(jié)果來分層構(gòu)造和管理圖書館。此外，基于大數(shù)據(jù)的智慧圖書館決策系統(tǒng)的構(gòu)建，應重點加強系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)采集能力、數(shù)據(jù)的信息轉(zhuǎn)化能力、數(shù)據(jù)價值的感知能力、大數(shù)據(jù)知識庫的構(gòu)建能力、多類型數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析能力、智慧的解答與可視化展示能力的建設(shè)，才能保證圖書館智慧決策結(jié)果安全、科學、高效、經(jīng)濟和可用。本文設(shè)計的基于大數(shù)據(jù)的智慧圖書館系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)分析層、智慧服務(wù)層4個部分。數(shù)據(jù)感知層是智慧圖書館構(gòu)建的基礎(chǔ)設(shè)施層，由視頻監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備、閱讀終端、傳感器、移動閱讀終端、二維碼掃描設(shè)備、管理信息系統(tǒng)、可穿戴設(shè)備等組成，主要完成圖書館服務(wù)環(huán)境、讀者閱讀情境、服務(wù)器運行參數(shù)、服務(wù)系統(tǒng)效率、讀者閱讀收益等數(shù)據(jù)的采集，是圖書館采用統(tǒng)一的標準或協(xié)議，將讀者、服務(wù)設(shè)備和其它相關(guān)設(shè)施通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連接起來，以實現(xiàn)對圖書館服務(wù)環(huán)境、讀者、服務(wù)設(shè)備等要素的感知、識別、數(shù)據(jù)采集和量化，并將所采集的大數(shù)據(jù)進行存儲和預處理，是大數(shù)據(jù)處理、查詢和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖畹讓踊A(chǔ)平臺。數(shù)據(jù)傳輸層由光纖網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)絡(luò)、RFID網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、藍牙網(wǎng)絡(luò)、紅外線和網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備等組成，負責將數(shù)據(jù)感知層采集的大數(shù)據(jù)安全、快速、經(jīng)濟和實時地傳輸?shù)綀D書館數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)存儲庫，并將隱匿有高價值數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，能夠保證繁雜、多結(jié)構(gòu)和低價值密度的大數(shù)據(jù)可被圖書館業(yè)務(wù)部門高度共享、處理和挖掘。數(shù)據(jù)分析層由大數(shù)據(jù)質(zhì)量管理模塊、大數(shù)據(jù)挖掘模塊、語義引擎、數(shù)據(jù)噪聲過濾模塊、數(shù)據(jù)標準化處理模塊、大數(shù)據(jù)整合模塊、可視化分析模塊和數(shù)據(jù)挖掘算法等部分組成，主要對由數(shù)據(jù)傳輸層傳輸來的高噪聲、低價值密度和低相關(guān)性數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)噪聲過濾、標準化處理、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)價值可視化分析等操作，并將從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、挖掘的智慧與知識存儲在大數(shù)據(jù)庫中，為圖書館的系統(tǒng)管理、用戶服務(wù)和讀者滿意度保證等提供科學的大數(shù)據(jù)智慧決策服務(wù)。智慧服務(wù)層是智慧圖書館系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最高層，基于大數(shù)據(jù)分析層的智慧化分析支持，可為圖書館的管理與服務(wù)提供智能環(huán)境感知、服務(wù)智慧管理、智慧閱讀推送、服務(wù)安全管理、用戶需求預測、個性化服務(wù)智慧定制、智慧讀者、系統(tǒng)智慧評估與優(yōu)化等支持，并有效保障圖書館大數(shù)據(jù)決策的科學與讀者QOS（服務(wù)質(zhì)量）。

3.2 智慧圖書館構(gòu)建與智慧服務(wù)涉及的關(guān)鍵問題

3.2.1 必須增強圖書館大數(shù)據(jù)的開放性與標準化程度

圖書館服務(wù)系統(tǒng)對讀者、設(shè)備、環(huán)境、物品、信息的自動智慧感知、互聯(lián)、挖掘、分析、學習、決策和執(zhí)行，是圖書館從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)知識和將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為智慧的重要流程，而大數(shù)據(jù)的開放性與標準化程度，則是關(guān)系圖書館大數(shù)據(jù)決策有效性、科學性、智慧化和個性化水平的關(guān)鍵因素。因此，圖書館必須不斷提升大數(shù)據(jù)的開放性與標準化程度，來增強大數(shù)據(jù)的價值密度、可用性和數(shù)據(jù)融合后的價值增量。

為了增強大數(shù)據(jù)的開放性，圖書館必須統(tǒng)一各業(yè)務(wù)部門、系統(tǒng)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸接口、數(shù)據(jù)采集終端和安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標準，特別要嚴格規(guī)范大數(shù)據(jù)在采集、傳輸、處理、整合和應用等環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理，依據(jù)圖書館各業(yè)務(wù)部門在管理、運營和服務(wù)過程中對大數(shù)據(jù)的精確性、流通性、完整性的需求，對大數(shù)據(jù)的精確度、屬性、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性和層次關(guān)系等進行規(guī)范[21]。其次，圖書館大數(shù)據(jù)的海量、多類型特點是制約大數(shù)據(jù)開放性的主要因素。圖書館可利用云計算平臺的虛擬化存儲和智能數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，通過噪聲過濾、冗余數(shù)據(jù)刪除和數(shù)據(jù)二次重組，大幅度降低大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總量和提升大數(shù)據(jù)的價值密度、可控性，確保大數(shù)據(jù)開放過程科學、高效、經(jīng)濟、可用和可控。第三，大數(shù)據(jù)在圖書館多個管理與服務(wù)系統(tǒng)之間的交換、共享，以及將在不同終端感知設(shè)備中采集的強相關(guān)大數(shù)據(jù)進行整合與集成，是圖書館大數(shù)據(jù)價值挖掘和知識發(fā)現(xiàn)的前提。圖書館在加強內(nèi)部業(yè)務(wù)部門大數(shù)據(jù)開放、共享的前提下，還應將大數(shù)據(jù)應用和圖書館的真實業(yè)務(wù)場景相結(jié)合，將圖書館大數(shù)據(jù)和第三方共享大數(shù)據(jù)相融合，通過大數(shù)據(jù)的二次挖掘?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)的增值。

3.2.2 對讀者閱讀行為進行全面、連續(xù)的感知

利用視頻監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備、閱讀終端、傳感器、移動閱讀終端、二維碼掃描設(shè)備、管理信息系統(tǒng)、可穿戴設(shè)備和GPS（全球定位系統(tǒng)）等，圖書館實現(xiàn)了對外部服務(wù)環(huán)境、讀者閱讀行為和用戶生理特征數(shù)據(jù)等，進行全面、自動、不間斷的感知與采集，完成了圖書館與讀者之間、讀者與讀者之間、服務(wù)內(nèi)容與讀者需求之間的大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。在圖書館采集的讀者相關(guān)數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)的多源性、完整性、價值總量和價值密度等是關(guān)系大數(shù)據(jù)決策科學性、可用性和可控性的關(guān)鍵因素，此外，為了增強讀者服務(wù)推送的實時性、精確度和個性化水平，圖書館在大數(shù)據(jù)的采集、處理、整合和分析過程中，必須融合讀者相關(guān)大數(shù)據(jù)的閱讀情境、用戶需求和閱讀方式等內(nèi)容[22]。

讀者閱讀情境數(shù)據(jù)可劃分為靜態(tài)情境數(shù)據(jù)和動態(tài)情境數(shù)據(jù)兩類。靜態(tài)情境數(shù)據(jù)主要由讀者的性別、年齡、專業(yè)、閱讀長期興趣等長期穩(wěn)定的數(shù)據(jù)組成，動態(tài)情境數(shù)據(jù)主要由閱讀環(huán)境、讀者地理位置、閱讀心情、閱讀時間、閱讀短期興趣等數(shù)據(jù)組成，易受外界環(huán)境及數(shù)據(jù)之間的相互作用而變化。在基于讀者閱讀情境數(shù)據(jù)的個性化服務(wù)決策與推送決策中，圖書館應重點關(guān)注情景大數(shù)據(jù)的噪聲過濾、數(shù)據(jù)標準化處理和情境建模過程，依據(jù)實時情境數(shù)據(jù)和歷史情景數(shù)據(jù)與讀者個性化服務(wù)的相關(guān)性，賦予每個情境數(shù)據(jù)不同的權(quán)重因子，并依據(jù)圖書館在讀者個性化服務(wù)過程中的總體服務(wù)收益和讀者閱讀滿意度的變化，對情境數(shù)據(jù)的權(quán)重因子進行動態(tài)調(diào)整，才能確保圖書館個性化服務(wù)定制內(nèi)容精準、實時、經(jīng)濟和可用。此外，圖書館大數(shù)據(jù)中心應實現(xiàn)對情境數(shù)據(jù)的實時處理、存儲、匹配、計算和分析，在情景數(shù)據(jù)的決策中融合讀者的文化水平、閱讀興趣、瀏覽記錄、閱讀關(guān)系和情景數(shù)據(jù)相關(guān)性等參數(shù)，實現(xiàn)情景數(shù)據(jù)分析平臺對讀者個性化服務(wù)系統(tǒng)的控制與反饋優(yōu)化，確保服務(wù)內(nèi)容具有較高的用戶個性化相關(guān)性與推送精準性。

3.2.3 對圖書館用戶服務(wù)系統(tǒng)的運維環(huán)境與風險進行動態(tài)監(jiān)控

通過對用戶服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息管理等系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的采集、分析與決策，圖書館可以預測、捕獲、監(jiān)控和評估服務(wù)環(huán)境與服務(wù)系統(tǒng)面臨的風險，并制定科學、高效、經(jīng)濟和動態(tài)安全管理策略，可有效降低圖書館系統(tǒng)的運行風險和提升服務(wù)的可信度。

圖書館在對相關(guān)服務(wù)系統(tǒng)、傳輸設(shè)備和信息管理系統(tǒng)進行大數(shù)據(jù)采集、處理、分析與決策活動時，應堅持實時、快速和動態(tài)的原則，并具備對安全事件精確、高效的響應和事后追溯能力。監(jiān)控系統(tǒng)應支持對所有主流文件類型與傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)的監(jiān)控，監(jiān)控對象應覆蓋主機服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全管理設(shè)備、數(shù)據(jù)庫和閱讀終端等，當有安全觸發(fā)事件發(fā)生時，圖書館安全管理與防御系統(tǒng)可依據(jù)大數(shù)據(jù)決策結(jié)果智能、自動地做出安全響應，并對結(jié)果進行評估、可視化展示和反饋優(yōu)化。其次，為了增強圖書館安全事件發(fā)現(xiàn)、分析、決策的靈敏度和時效性，應增強安全大數(shù)據(jù)采集的廣泛性和降低大數(shù)據(jù)的細粒度，將安全大數(shù)據(jù)實時決策結(jié)果，動態(tài)地運用到圖書館安全防御系統(tǒng)構(gòu)建、IT服務(wù)系統(tǒng)風險控制、安全對象掃描、安全性審計和安全結(jié)果的可視化展示中，確保當多個安全事件同時突發(fā)時，安全管理系統(tǒng)可依據(jù)圖書館服務(wù)系統(tǒng)運行和安全威脅的程度，按照安全事件的威脅級別、服務(wù)內(nèi)容等級和讀者優(yōu)先級，在滿足圖書館安全管理事件對系統(tǒng)資源需求的前提下，保證讀者具有較高的閱讀收益率和愉悅感[23]。第三，通過對安全大數(shù)據(jù)的分析與決策，圖書館可發(fā)現(xiàn)安全管理系統(tǒng)自身存在的弱口令、抗攻擊性、自身防御性、安全管理有效性、數(shù)據(jù)安全性等問題，有助于安全管理員利用大數(shù)據(jù)決策結(jié)果，科學提升安全管理系統(tǒng)的智慧管理水平和運維風險控制能力。

3.2.4 大數(shù)據(jù)決策應覆蓋智慧圖書館構(gòu)建、管理與服務(wù)全程

智慧圖書館的構(gòu)建是一個涉及服務(wù)環(huán)境的智慧感知、讀者與服務(wù)系統(tǒng)資源的智慧管理、讀者個性化服務(wù)的定制與推送、智慧館員與智慧讀者培育等內(nèi)容的復雜課題。因此，圖書館大數(shù)據(jù)決策應覆蓋智慧圖書館的構(gòu)建、管理與服務(wù)全程，才能確保智慧圖書館構(gòu)建和讀者服務(wù)保障過程科學、智慧和自動化。

服務(wù)環(huán)境的智慧感知主要體現(xiàn)在圖書館對讀者閱讀需求、服務(wù)系統(tǒng)資源和QOS（服務(wù)質(zhì)量）的智慧化感知、管理、分配和優(yōu)化上。管理員在分析傳感器采集到的讀者群體行為數(shù)據(jù)、服務(wù)請求負載總量、服務(wù)系統(tǒng)能耗、室內(nèi)環(huán)境溫度、系統(tǒng)運行效率、火災事故監(jiān)控等數(shù)據(jù)的前提下，結(jié)合圖書館實際的服務(wù)系統(tǒng)資源總量、讀者的閱讀需求、讀者閱讀模式、閱讀環(huán)境溫度與濕度變化趨勢等數(shù)據(jù)，制定科學、高效、經(jīng)濟和可控的智慧環(huán)境管理策略，可以實時、動態(tài)地對圖書館的服務(wù)系統(tǒng)資源、系統(tǒng)能耗、服務(wù)環(huán)境安全性、環(huán)境溫度與濕度等，進行智慧和自動化的監(jiān)控、調(diào)度、管理、控制與優(yōu)化。其次，多媒體閱讀已成為當前大數(shù)據(jù)環(huán)境下讀者閱讀的主要方式，多媒體閱讀方式在提升讀者知識收益率和愉悅感的同時，也導致圖書館的服務(wù)、管理大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)海量和指數(shù)遞增特點。因此，圖書館應通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，將圖書館、讀者、IT服務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)緊密聯(lián)為一體，將讀者閱讀需求、服務(wù)系統(tǒng)資源和海量多類型大數(shù)據(jù)等，進行協(xié)同預測、處理 、分析、調(diào)度、分配和優(yōu)化，才能實現(xiàn)圖書館系統(tǒng)管理與用戶服務(wù)投資收益的整體最優(yōu)化。第三，智慧的圖書館員是智慧圖書館組成的核心因素，在智慧館員的培養(yǎng)中，圖書館應注重對館員大數(shù)據(jù)素養(yǎng)和大數(shù)據(jù)應用能力的培養(yǎng)，特別應加強圖書館員自身的大數(shù)據(jù)價值發(fā)現(xiàn)、強相關(guān)數(shù)據(jù)的融合、大數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)知識的獲取等能力培養(yǎng)，才能提升圖書館員的智慧管理與智慧服務(wù)能力，真正實現(xiàn)圖書館員、大數(shù)據(jù)技術(shù)、圖書館業(yè)務(wù)三者的完美結(jié)合[24]。

4 結(jié)語

當前，隨著云計算技術(shù)、分布式處理技術(shù)、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和感知技術(shù)的快速發(fā)展，以及在圖書館管理與服務(wù)中的廣泛應用，圖書館的服務(wù)模式和讀者閱讀方式已發(fā)生深刻變革，圖書館數(shù)據(jù)環(huán)境日趨復雜并具有大數(shù)據(jù)的4個“V”特征，圖書館已進入大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)時代，圖書館對讀者閱讀行為、IT服務(wù)器運行、視頻監(jiān)控、閱讀終端等進行廣泛、持續(xù)的數(shù)據(jù)采集，使圖書館數(shù)據(jù)環(huán)境呈現(xiàn)出海量、復雜和異構(gòu)特點。因此，如何在復雜的大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊藏的價值和知識，并將大數(shù)據(jù)中的價值和知識轉(zhuǎn)換成智慧，是科學構(gòu)建智慧圖書館和智慧服務(wù)模式面臨的嚴峻挑戰(zhàn)[25]。

在智慧圖書館的構(gòu)建中，圖書館首先應加強大數(shù)據(jù)在采集、噪聲過濾、處理、存儲和分析等過程的質(zhì)量管理，努力提升大數(shù)據(jù)的價值總量、密度、可用性和可控性，確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息、信息轉(zhuǎn)化為知識、知識轉(zhuǎn)化為智慧的過程科學、高效、準確和可控，能夠為智慧圖書館構(gòu)建提供科學的大數(shù)據(jù)決策依據(jù)。其次，大數(shù)據(jù)決策應與圖書館的智慧服務(wù)能力建設(shè)和讀者的智慧閱讀需求相結(jié)合，將大數(shù)據(jù)決策結(jié)果廣泛運用到圖書館的智慧決策系統(tǒng)、智慧管理系統(tǒng)、智慧服務(wù)系統(tǒng)和智慧安全保障等子系統(tǒng)的建設(shè)中，才能提升服務(wù)子系統(tǒng)的綜合智慧服務(wù)能力。第三，圖書館還應基于大數(shù)據(jù)決策結(jié)果努力構(gòu)建智慧的服務(wù)環(huán)境、智慧的圖書館員、智慧的讀者，才能提升圖書館的智慧決策、智慧感知、智慧服務(wù)和智慧閱讀能力，才能為讀者提供真正意義上的智慧化閱讀服務(wù)。

參 考 文 獻

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（本文責任編輯：孫國雷）