曾王平，彭如強(qiáng)

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州，510630

0 引言

《中華人民共和國(guó)2021年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示：2021年，全國(guó)共有公共圖書(shū)館3217個(gè)，在眾多圖書(shū)館中，數(shù)字化建設(shè)較為薄弱，大部分圖書(shū)館僅針對(duì)借閱服務(wù)進(jìn)行信息化建設(shè)，書(shū)籍的出入庫(kù)管理則仍使用人工力量，這導(dǎo)致圖書(shū)管理效率較低。隨著社會(huì)的發(fā)展，紙質(zhì)書(shū)籍如何在數(shù)字世界中發(fā)揮更大的活力是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題?！笆奈濉币?guī)劃中已明確要求積極發(fā)展智慧圖書(shū)館。對(duì)智慧圖書(shū)館的探索已成為城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新風(fēng)口。

1 建設(shè)內(nèi)容

本文從數(shù)字資源系統(tǒng)、分析和推薦系統(tǒng)、書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)、虛擬圖書(shū)館四個(gè)方面進(jìn)行論述。數(shù)字資源系統(tǒng)旨在紙質(zhì)資源數(shù)字化，在數(shù)字空間中構(gòu)建書(shū)籍之間的聯(lián)系，并推動(dòng)館際互動(dòng)，打破地域限制，構(gòu)建書(shū)籍知識(shí)大空間，為借閱者提供溝通渠道。分析與推薦系統(tǒng)旨在運(yùn)用算法進(jìn)行用戶畫(huà)像，根據(jù)用戶畫(huà)像和館藏資源進(jìn)行精準(zhǔn)推薦，將用戶畫(huà)像和圖書(shū)采購(gòu)結(jié)合起來(lái)，提升圖書(shū)采購(gòu)對(duì)借閱者的需求滿足。書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)系統(tǒng)旨在打造覆蓋全館書(shū)架和倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)化書(shū)籍運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)書(shū)籍全生命周期的自動(dòng)化運(yùn)輸，提升圖書(shū)管理效率。虛擬圖書(shū)館旨在實(shí)現(xiàn)虛擬空間和物理現(xiàn)實(shí)空間的交流[1]。智慧圖書(shū)館整體架構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.1 數(shù)字資源系統(tǒng)

1.1.1 紙質(zhì)資源數(shù)字化

將紙質(zhì)的書(shū)籍制作成為數(shù)字資源是智慧圖書(shū)館的重要基礎(chǔ)功能之一。紙質(zhì)書(shū)籍是圖書(shū)館最重要的資源，也是借閱者最需要的內(nèi)容，但紙質(zhì)書(shū)籍的不易傳遞、不便攜帶等特性限制了書(shū)籍資源的有效利用。通過(guò)資源數(shù)字化，對(duì)紙質(zhì)書(shū)籍建立電子書(shū)，將其不利的特性剪除，不僅可以在數(shù)字空間進(jìn)行傳遞、閱讀，更為后續(xù)的數(shù)字化應(yīng)用創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。當(dāng)前，紙質(zhì)資源數(shù)字化主要是通過(guò)掃描—識(shí)別—校對(duì)—編輯的方式實(shí)現(xiàn)，在此過(guò)程中，需要完善高速掃描機(jī)、復(fù)印機(jī)、信息掃描系統(tǒng)、資源存儲(chǔ)系統(tǒng)等。

1.1.2 構(gòu)建書(shū)籍思維導(dǎo)圖

在將紙質(zhì)資源數(shù)字化后，通過(guò)AI技術(shù)對(duì)數(shù)字圖書(shū)進(jìn)行閱讀，閱讀完成后生成該書(shū)的思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖包含如下內(nèi)容。

（1）本書(shū)主要內(nèi)容及各章節(jié)主要內(nèi)容。對(duì)該書(shū)主要敘述內(nèi)容進(jìn)行精煉概括，說(shuō)明該書(shū)主要描述了什么、目的是什么。

（2）全書(shū)時(shí)間線?？蓪?duì)該書(shū)從開(kāi)始到結(jié)束涉及的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)序排列，也可針對(duì)某一具體事件或人物出現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)序排列。

（3）全書(shū)人物關(guān)系。對(duì)該書(shū)出現(xiàn)的人物關(guān)系進(jìn)行梳理，生成人物關(guān)系圖譜，可視化地展示各人物之間的關(guān)系。

（4）其他內(nèi)容。如名詞或概念匯總、全書(shū)統(tǒng)計(jì)信息等內(nèi)容。

通過(guò)AI技術(shù)的歸納匯總后，借閱者可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)一本書(shū)完成了解，大幅度提升閱讀速度。

1.1.3 構(gòu)建圖書(shū)譜系

思維導(dǎo)圖是針對(duì)單本書(shū)籍建立的，而圖書(shū)譜系旨在建立書(shū)籍之間的關(guān)系?；贏I技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)不同關(guān)系的書(shū)籍進(jìn)行圖書(shū)譜系的構(gòu)建[2]。

（1）具有時(shí)序關(guān)系的圖書(shū)。斷代史系列圖書(shū)，從中華遠(yuǎn)古史到清史，共13卷16冊(cè)，近1000萬(wàn)字，針對(duì)該類(lèi)圖書(shū)，在建立了各冊(cè)圖書(shū)的思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)時(shí)序順序，將各冊(cè)圖書(shū)思維導(dǎo)圖進(jìn)行匯總，構(gòu)建出完整系統(tǒng)，縱論歷朝歷代盛衰演進(jìn)史的時(shí)間線索、事件線索。對(duì)時(shí)序關(guān)系的圖書(shū)，可以根據(jù)時(shí)序?qū)?nèi)容進(jìn)行排版，并將不同冊(cè)書(shū)里提到的相同事件或人物貫穿起來(lái)。

（2）具有內(nèi)容關(guān)系的圖書(shū)。如研究同一對(duì)象的書(shū)籍或同一書(shū)籍的不同版本，對(duì)不同書(shū)籍的時(shí)間線進(jìn)行對(duì)比，標(biāo)注出異同點(diǎn)，生成對(duì)比譜系，提升研究效率。

（3）具有系列關(guān)系和類(lèi)似研究的圖書(shū)。對(duì)該類(lèi)書(shū)籍主要是列明有哪些書(shū)籍與該書(shū)籍存在聯(lián)系，并簡(jiǎn)述內(nèi)容的對(duì)比，為同類(lèi)研究提供便利。

1.1.4 館際資源互通

由于經(jīng)費(fèi)及其他原因的限制，任何一個(gè)圖書(shū)館無(wú)法完全滿足借閱者對(duì)書(shū)籍的需求，通過(guò)圖書(shū)館之間的互借制度，則可實(shí)現(xiàn)互通有無(wú)，一方面滿足借閱者需求，另一方面提高館藏書(shū)籍利用效率。目前，圖書(shū)館互借多采取快遞的方式進(jìn)行，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，成本高。在紙質(zhì)資源數(shù)字化后，可通過(guò)線上方式直接實(shí)現(xiàn)館際資源互通，極大提高借閱效率。在此基礎(chǔ)上，各圖書(shū)館將各自的資料存儲(chǔ)系統(tǒng)作為一部分與其他圖書(shū)館相連，實(shí)現(xiàn)邏輯上分布式存儲(chǔ)，構(gòu)建超大圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館全數(shù)入網(wǎng)，資源全部共享。

1.2 分析、推薦系統(tǒng)

1.2.1 用戶分析系統(tǒng)

對(duì)每個(gè)借閱者建立用戶畫(huà)像模型，通過(guò)對(duì)其借閱的書(shū)籍進(jìn)行分析，主要分析借閱書(shū)籍的分類(lèi)、篇幅、作者國(guó)別、概要內(nèi)容等，據(jù)此進(jìn)行標(biāo)簽分類(lèi)，對(duì)基于標(biāo)簽的用戶畫(huà)像模型建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成借閱者譜系，并建立專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)可視化完成結(jié)果的可視化呈現(xiàn)。通過(guò)用戶畫(huà)像模型的建立，深入分析借閱者的資源需求；依據(jù)借閱者出現(xiàn)的新的特征不斷完善用戶畫(huà)像模型；挖掘借閱者的行為記錄信息，提高智慧圖書(shū)館服務(wù)的效率和質(zhì)量。

1.2.2 書(shū)籍借閱分析系統(tǒng)

通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，從出版社、書(shū)籍類(lèi)型、借閱時(shí)長(zhǎng)等多個(gè)維度實(shí)現(xiàn)對(duì)借閱書(shū)籍的分析，建立每本書(shū)籍的借閱檔案，包含流通率、借閱人數(shù)、借閱時(shí)間等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)單本書(shū)籍的借閱記錄分析，對(duì)同人、同次借閱的書(shū)籍展開(kāi)聯(lián)合分析。分析結(jié)果包含超時(shí)借閱行為及個(gè)例、書(shū)籍借閱情況、個(gè)人借閱情況等，可根據(jù)需要配置字段進(jìn)行分析，所有分析結(jié)果均可以可視化成果呈現(xiàn)。根據(jù)分析結(jié)果完善圖書(shū)譜系，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)等級(jí)分類(lèi)，并據(jù)此對(duì)圖書(shū)館書(shū)籍進(jìn)行調(diào)整，對(duì)書(shū)籍進(jìn)行剔舊處理。同時(shí)，在借閱書(shū)籍時(shí)間分析的結(jié)果支持下，靈活調(diào)整不同類(lèi)書(shū)籍的借閱時(shí)間。

1.2.3 推薦系統(tǒng)

譚志勇等[2]通過(guò)調(diào)整接枝聚合投料比例獲得不同含膠量的接枝聚合物，并分析了接枝率，發(fā)現(xiàn)隨著橡膠含量的增加，接枝率逐漸下降。將接枝聚合物與SAN共混后，發(fā)現(xiàn)在相同橡膠含量條件下，沖擊強(qiáng)度隨接枝率增加先升高后下降，如圖1所示。

“全民閱讀標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工程”旨在通過(guò)建設(shè)中文分級(jí)閱讀標(biāo)準(zhǔn)等措施，為所有的中文閱讀者提供科學(xué)性、系統(tǒng)性、差異性、個(gè)性化的閱讀指導(dǎo)。在用戶分析系統(tǒng)和書(shū)籍借閱分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)借閱者具體情況，根據(jù)相應(yīng)分級(jí)閱讀標(biāo)準(zhǔn)以及館藏資源，進(jìn)行針對(duì)化書(shū)籍推薦。此外，根據(jù)借閱者的用戶畫(huà)像、根據(jù)其借閱偏好書(shū)籍的圖書(shū)譜系進(jìn)行書(shū)籍推薦。

1.3 書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)

書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)入庫(kù)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、出庫(kù)系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)書(shū)籍借閱全流程自動(dòng)化實(shí)施，一方面提高借閱效率，借閱者無(wú)需到書(shū)架進(jìn)行查找，通過(guò)自助終端可直接完成選書(shū)、取書(shū)、還書(shū)過(guò)程。另一方面，圖書(shū)館無(wú)需使用人力將借閱者歸還的書(shū)籍?dāng)[放到原書(shū)架位置，通過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)直接實(shí)現(xiàn)從借閱者到書(shū)架，大幅度提高書(shū)籍管理效率。

1.3.1 入庫(kù)系統(tǒng)

入庫(kù)系統(tǒng)分為首次入庫(kù)系統(tǒng)和借閱歸還入庫(kù)系統(tǒng)。

（1）首次入庫(kù)系統(tǒng)用于新采購(gòu)或接收的圖書(shū)，包含貼碼、掃碼、入庫(kù)模塊。貼碼和掃碼采用RIFD技術(shù)，為書(shū)籍貼入RIFD標(biāo)簽，將書(shū)籍RIFD標(biāo)簽掃入系統(tǒng)后進(jìn)行屬性編輯，對(duì)其書(shū)籍名稱(chēng)、分類(lèi)、編號(hào)、書(shū)架號(hào)等信息進(jìn)行錄入，將RFID唯一識(shí)別號(hào)與圖書(shū)唯一編碼綁定，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽轉(zhuǎn)換。完成標(biāo)簽轉(zhuǎn)換的書(shū)籍通過(guò)入庫(kù)模塊進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)。

（2）借閱歸還入庫(kù)系統(tǒng)用于借閱書(shū)籍歸還入庫(kù)，包含自助終端、入庫(kù)模塊。借閱者通過(guò)自助終端完成書(shū)籍歸還，自助終端完成書(shū)籍歸還程序后更新書(shū)籍狀態(tài)信息，并將書(shū)籍通過(guò)入庫(kù)模塊進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)。

1.3.2 運(yùn)輸系統(tǒng)

運(yùn)輸系統(tǒng)覆蓋從書(shū)架到庫(kù)房以及出入庫(kù)點(diǎn)，全系統(tǒng)采用掛頂方式，包含通道模塊、運(yùn)輸模塊、撿取/放置模塊。

（1）通道模塊采用較少幾條縱向通道和較多的橫向通道構(gòu)成，形成主-支通路體系，使得從出入庫(kù)點(diǎn)可以通過(guò)該通路到達(dá)任意書(shū)架上方位置。

（3）撿取/放置模塊用于將書(shū)籍從運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)移到書(shū)架或出庫(kù)。

各模塊均采用UWB系統(tǒng)進(jìn)行定位。通道模塊建立與存放書(shū)架一一對(duì)應(yīng)的位置信息系統(tǒng)，運(yùn)輸模塊通過(guò)對(duì)通道模塊的識(shí)別即可判定目的位置。運(yùn)輸模塊根據(jù)通道模塊所組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，按照先縱向后橫向的路由選擇方式到達(dá)具體書(shū)架。撿取/放置模塊通過(guò)對(duì)書(shū)架定位信息的識(shí)別，判定具體書(shū)架具體列，同時(shí)，撿取/放置模塊通過(guò)RIFD技術(shù)對(duì)書(shū)架已有書(shū)籍進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)已有書(shū)籍的信息到達(dá)正確的位置并將書(shū)籍放入或取出。撿取/放置模塊可與運(yùn)輸模塊進(jìn)行集成。

1.3.3 出庫(kù)系統(tǒng)

出庫(kù)系統(tǒng)用于借閱書(shū)籍出庫(kù)，包含自助終端、出庫(kù)模塊。借閱者通過(guò)自助終端選取借閱書(shū)籍后，運(yùn)輸系統(tǒng)找到相應(yīng)書(shū)籍并運(yùn)輸交予出庫(kù)模塊，借閱者通過(guò)出庫(kù)模塊拿到書(shū)籍。

1.4 虛擬圖書(shū)館

基于數(shù)字孿生技術(shù)打造全要素復(fù)現(xiàn)的虛擬圖書(shū)館，通過(guò)虛擬圖書(shū)館的建設(shè)，構(gòu)建與圖書(shū)館實(shí)體完全對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生空間，實(shí)現(xiàn)孿生空間和物理實(shí)體的實(shí)時(shí)雙向映射[3]，通過(guò)對(duì)孿生大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和深度挖掘，為圖書(shū)館的管理與服務(wù)提供決策依據(jù)[4]。

1.4.1 圖書(shū)管理系統(tǒng)

在虛擬圖書(shū)館中實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)全生命流程的管理，圖書(shū)管理系統(tǒng)發(fā)布指令，書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)按指令運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)孿生空間和物理實(shí)體的互動(dòng)[5]。

（1）書(shū)籍出入庫(kù)管理。書(shū)籍出入庫(kù)主要是通過(guò)自助終端提交指令，管理系統(tǒng)接收指令后進(jìn)行查詢，獲得精確位置信息后向書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)布指令，書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)完成出入庫(kù)的具體操作。

（2）書(shū)架管理。書(shū)籍與在書(shū)架中的存放位置構(gòu)成單一映射關(guān)系，某一位置即代表某一書(shū)籍。書(shū)架管理通過(guò)可視化展示書(shū)架上存放的不同類(lèi)別書(shū)籍，對(duì)書(shū)架使用數(shù)量、閑置數(shù)量、各類(lèi)書(shū)籍各使用多少書(shū)架等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。管理員可以通過(guò)在虛擬圖書(shū)館中對(duì)書(shū)架分類(lèi)區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，如將原用于存放經(jīng)濟(jì)類(lèi)書(shū)籍的書(shū)架調(diào)整為政治法律類(lèi)書(shū)籍，管理員在虛擬圖書(shū)館中直接拖動(dòng)調(diào)整后由書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行具體操作。

（3）糾錯(cuò)管理。當(dāng)書(shū)籍被放置在非映射關(guān)系位置時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并反饋到糾錯(cuò)管理系統(tǒng)，糾錯(cuò)管理系統(tǒng)收到糾錯(cuò)信息后根據(jù)書(shū)籍信息查詢映射位置，通過(guò)書(shū)籍入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)將書(shū)籍放到映射位置，全流程無(wú)需人為參與。

（4）書(shū)籍剔除。使用書(shū)籍借閱分析系統(tǒng)分析書(shū)籍，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)借閱、老舊的書(shū)籍進(jìn)行剔除。由入庫(kù)/出庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)將書(shū)籍運(yùn)送到指定位置，然后在管理系統(tǒng)中修改書(shū)籍狀態(tài)為剔除。

（5）書(shū)籍分類(lèi)管理。在書(shū)籍入庫(kù)之后，根據(jù)書(shū)籍思維導(dǎo)圖和圖書(shū)譜系對(duì)書(shū)籍映射位置進(jìn)行調(diào)整，將同類(lèi)且內(nèi)容相近或相關(guān)的書(shū)籍進(jìn)行相近存放。對(duì)初次入庫(kù)的書(shū)籍給出分類(lèi)建議，對(duì)已在庫(kù)書(shū)籍分類(lèi)進(jìn)行核查，若不合適則提出調(diào)整建議。

1.4.2 知識(shí)共享

打造知識(shí)共享社區(qū)，為借閱者提供交流渠道，更好地發(fā)揮圖書(shū)館社會(huì)知識(shí)、信息、文化的擴(kuò)散作用。在虛擬圖書(shū)館中，借閱者可隱藏真實(shí)身份，采用虛擬身份進(jìn)行知識(shí)分享和溝通交流。借閱者在借閱某書(shū)籍時(shí)，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)可查看該書(shū)之前借閱信息，并可與之前的借閱者進(jìn)行聯(lián)系，就該書(shū)進(jìn)行交流。借閱者也可在社區(qū)中發(fā)布自己對(duì)于某書(shū)籍的讀后感或評(píng)價(jià)、看法，相互交流。

1.4.3 知識(shí)體系建設(shè)

借閱者在虛擬圖書(shū)館中可以根據(jù)已借閱書(shū)籍的思維導(dǎo)圖搭建屬于自己的知識(shí)體系。將多本書(shū)籍的思維導(dǎo)圖作為素材，補(bǔ)充自己的理解，建立書(shū)籍之間新的圖書(shū)譜系。數(shù)字資源系統(tǒng)又可通過(guò)借閱者構(gòu)建的圖書(shū)譜系進(jìn)行完善和更新。

2 結(jié)論

本文通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、倉(cāng)儲(chǔ)物流技術(shù)在圖書(shū)館的應(yīng)用，描述了四大類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，以圖書(shū)館的本質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，以減少人工干預(yù)、提高管理效率為路徑，從管理和用戶體驗(yàn)兩個(gè)角度切入，構(gòu)建虛實(shí)互動(dòng)的智慧圖書(shū)館體系，切實(shí)發(fā)揮圖書(shū)館社會(huì)教育的職能。將現(xiàn)有的在其他領(lǐng)域應(yīng)用成熟的技術(shù)運(yùn)用在圖書(shū)館的相關(guān)領(lǐng)域，不僅能推動(dòng)智慧圖書(shū)館的建設(shè)，在技術(shù)上也具備可行性，且實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)較低。