大数据与物联网在高校图书馆的应用前景分析与适应性比较研究

高 荣

大数据和物联网是互联网发展进入Web 2.0、云计算和移动互联三个时代后出现的两大热点研究领域。本质来讲，大数据是一种技术过程，而物联网是一种联接模式，两者差异很大，但是作为互联网未来的两大发展趋势，大数据和物联网对社会生活和思维方式的影响将是广泛和深刻的。

由于大数据和物联网与人类的信息行为和知识管理关系紧密，在其广受关注的初期，图书馆界就对这两大趋势与未来图书馆之间的结合开展了多方面的研究。相比较而言，由于大数据概念出现较早，与图书馆知识服务间结合的方向较为清晰，相关的研究较多；而物联网概念直到2003年才正式确定，因此相关研究较少，但仍有不少学者持物联网技术将引领图书馆事业实现新的飞跃[1]的观点。在以往的研究中，学者们普遍认为，大数据技术和物联网技术都能够帮助图书馆实现信息服务的个性化、智能化、交互化、便利化[2-3]，但对于两条不同路径实现的信息服务之间的异同和路径本身需要解决的关键性问题却较少有学者关注。

图书馆信息服务的个性化、智能化、交互化和便利化作为未来智能或者智慧图书馆的重要标志是必然的发展趋势，现阶段是选择大数据还是物联网来实现这一目标，则需要对二者的资金投入、阶段性产出及对图书馆理念的影响等多个层面进行比较，才能选出最佳方案，帮助图书馆在智能化的道路上迈出关键性的步伐。因此，本文试图通过对大数据和物联网两大技术趋势应用前景的分析和适用性的比较研究，分析高校图书馆实现智能化的路径选择和可行性方案，并据此对两大技术在高校图书馆中的应用阶段进行探讨。

1 大数据技术与物联网技术概述

1.1 大数据概念的提出与影响

大数据（Big Data）这一概念早在上世纪80年代就在美国被提出[3]，随着美国政府斥巨资推出的“大数据研究和发展计划”[4]这一国家战略而受到全世界的广泛关注，人们对信息爆炸过程中所产生的海量信息的价值开始改观，正如麦肯锡公司（Mckinsey and Company）发布的《大数据：创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》中所描述的那样，“人们对于海量数据的运用将预示着新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来”。挖掘海量非结构化数据中所蕴藏的巨大价值激发了如甲骨文、IBM、Google、微软等一批IT和网络公司的浓厚兴趣[5]，也使沃尔玛等实体公司在“啤酒与尿布”这一经典案例中赚的钵满盆余[6]，更重要的是大数据给人们的思维方式带来了深刻的影响与变革。

1.1.1 个体需求和行为的趋势预测成为可能

大数据的数据挖掘和分析并非基于传统的因果关系的思维模式，更多关注的是数据间的关联关系，因此具备实时预测个体、群体需求和行为趋势的能力，使个体的需求和行为可以通过参照他人的数据集合来实现有效预测。

1.1.2 对信息的价值的理解发生改变

以往，以信息管理为代表的学科对于信息爆炸带来的数据量激增往往持“一分为二”的观点，认为信息量的激增一方面有利于人类社会的发展，但是大量“无用”信息也给数据存储和处理带来了困扰，消耗了社会资源。而大数据时代的到来，使学者们发现大量以往认为价值较小、时效性较低的非结构化数据，经过数据挖掘与处理可发现其关联关系，这就使所有的数据和信息都具备了无法估量的价值，能够产生巨大的经济和社会效益，使传统意义上的“冗余信息”“无用信息”的概念产生了动摇。

1.1.3 样本即总体理念的逐步推广

大数据的特征无论是归纳为“3V”“4V”抑或“4V+1C”，其必备的特点之一是海量（Volume），而海量数据的处理就意味着人们具备了处理总体信息的能力，传统统计学中的抽样环节成为可以省略的步骤，样本及总体的理念开始得到学界的认可。

1.2 大数据的关键性技术

大数据技术是在数据库技术和云计算技术的基础上发展而来的，可以简单分为数据库技术、大数据分析技术和大数据安全技术三类。从大数据的关键性技术来看，无论是由语言层到抽象层，还是由存储层到检索层，基本上都有相对成熟的技术支撑，虽然这些技术还需要不断研究优化，但总体而言，实现大数据的挖掘、处理、应用已经具备相当的基础；大数据的安全问题虽然会长期存在，但是随着安全技术的不断发展，并不会对大数据的应用造成过大影响。

1.3 物联网概念的提出与影响

物联网的概念最早起源于比尔·盖茨在《未来之路》中的构想，这种基于无线射频识别技术（RFID）将物体通过网络连接起来的理念引起了麻省理工大学的兴趣，并于1999年提出了物联网（Internet of Things）的概念。此后，美国、以色列、韩国等国家先后推出的智慧地球、虚拟边境、智慧农业系统、智能互联建筑、洲际安全网等项目引起了各界的广泛关注。

我国对物联网技术的关注起源于上世纪90年代，2009年温家宝总理视察了位于无锡的微纳传感网项目，并于第二年的《政府工作报告中》明确指出“加快物联网的研发应用”，标志着物联网被纳入国家重点振兴产业之一[3]，引发了全社会对于物联网的热议。

在图书馆领域，物联网技术中的RFID技术在世界各地图书馆得到较为广泛的应用，如新加坡、澳大利亚、印度、荷兰和马来西亚等10余个国家的近100家机构都在图书馆自动管理系统中采用这项技术[4]，我国的深圳图书馆新馆、武汉图书馆、上海图书馆、湖北宜昌图书馆、南京图书馆及陕西省图书馆等机构也全部或部分应用了这一系统，通过图书的自动分拣、整序排架、自助清点、智能书车、防盗报警等功能，大大提高了图书馆的工作效率[5]，改变了传统的图书管理模式。但是RFID技术更多的还是在公共图书馆中的应用，在高校图书馆、专业图书馆等机构应用较少，并且物联网技术中RFID以外的技术在图书馆中的应用还较为鲜见，技术应用的普及度和深度均不足。

1.4 物联网的关键性技术

物联网作为各种信息传感设备结合起来所组成的巨大网络，实现了人与物、物与物之间的沟通，其本质是物体的感知化与网络化，即通过物联网实现了物体间、人与物体间点对点的互通，实现了人类社会与物质实体间的有机整合。因此，物联网涉及的学科领域十分广泛，如光学传感、通讯技术、信息技术、无线互联技术等领域的先进技术都是物联网的关键性技术，如图1所示。

图1 物联网系统中部分关键性技术

物联网的系统技术可分为感知层、网络层和应用层三个层次，每个层次中又包含若干技术群，在图书馆中应用较为普遍的RFID技术仅仅是物联网技术中感知层的一个较为成熟的方面，真正实现智慧图书馆还有很多关键性技术难题没有解决，尤其是物联网界公认的感知层方面的技术瓶颈、物联网标准体系构建方面的技术困境和物联网的安全性问题，都给物联网的推广应用制造了一定障碍。

2 大数据与物联网在高校图书馆的可行性应用

2.1 大数据技术在高校图书馆中的应用方向

2.1.1 基于数据关联性的推荐服务

以往图书馆提供的推荐服务一般是基于书籍自身的相似度来实现的，如将同学科、同主题、同著者、同出版物的文献集中在一起提供族检索服务，这种依据文献特征的标引著录工作，为用户节省了大量的时间。从多年的实践来看，对文献内容，尤其是细节性内容的著录一直是文献编目过程中的一个难题，而大数据则能够通过记录其他相同检索行为用户的行为，来为读者提供更为准确的推荐性服务，通过他人的“选择”来发现文献之前的关联性，实现用户纬度和文献纬度的双协同过滤，从而使推荐服务更为精确，同时也节约了学科馆员等专业人员的时间成本，为图书馆服务向纵深化发展提供了条件。

2.1.2 基于人工智能的机构知识库服务

知识库（Knowledge Base）是传统数据库技术与人工智能技术碰撞下提出的概念，其中机构知识库（Institutional Repository）的构建被认为是未来高校图书馆核心竞争力的组成部分[6]，但目前仅香港科技大学、中国科学院等机构的图书馆开展了相关服务[7]，这主要是囿于机构知识库单纯强调资源的实时更新（Live Update）和开放存取（Open Access），而传统数据库技术在大数据存储、知识产权保护、资源推介等方面均存在一定缺陷，造成用户激励不足，用户习惯无法养成，只能依靠自存储与强制存储相结合的方式[8]，效果并不理想。随着大数据技术的日趋成熟，个人知识库能够提供的服务将更为多元化，通过对用户信息行为的全记录，实现对用户信息需求的智能化推介服务，甚至实现对用户需求的预测，使知识库与用户实际生活智能化结合，全面管理用户信息行为，从而使用户与知识库的需求联系更加紧密。同时，基于大数据的海量存储功能，还能及时准确地记录用户的原创信息，为知识产权保护提供依据。

2.1.3 基于趋势预测的学科建设咨询服务

科教资源的有限性决定了高校学科建设阶段性的投入必须是有重点、分阶段的，而选择哪些学科作为重点发展对象，则往往根据决策层的主观判断，准确性往往难以量化评估，给高校的学科建设和未来发展带来极大不确定性。而基于大数据的趋势预测分析，尤其是在用户信息行为和知识库的海量数据支撑下，高校未来的学科发展趋势往往能够清晰预见，图书馆如果能够为高校决策层提供这一重要参考数据，其将会逐步成为高校发展规划的智库机构，使学科建设的趋势预测数据支持高校发展的顶层设计，推动高校学科布局和发展的科学化和特色化。

2.2 物联网技术在高校图书馆的可能性应用方向

2.2.1 智能“云图书馆”的实现

自从“云计算”的概念出现后，图书馆界就一直在关注“云图书馆”的实现方式，传统意义上的“云图书馆”是指依靠互联网实现全面的图书馆服务，但是由于互联网出现之前的大量纸质文献无法在短期内实现数字化，且资金投入、知识产权等众多问题的解决都存在障碍，因此进入流通领域的纸质载体的图书依然脱离图书馆的控制[19]。在信息膨胀的今天，所有纸质文献的数据量可能都不如互联网上一周所产生的数据量多，但由于这部分纸质文献内容指向的明确性，事实上被更多人需要，要解决这一矛盾就必须借助物联网技术，将未能全部数字化的纸质文献纳入图书馆信息服务的资源库内，构筑开放型的图书馆管理服务模式，通过区域联盟、地区联盟、国内联盟、国际联盟层层扩展的模式，实现智能化的“云图书馆”服务，不仅方便用户使用，也能够节省图书馆的经费，真正实现资源的集约有效利用。

2.2.2 移动图书馆

随着移动互联时代的到来，移动终端的便捷性开始彰显，图书馆借助移动终端设备和相关服务系统，就可以通过短信、WAP（Wireless Application Protocol，无线应用协议）或Web等形式[10]，开展身份认证、账户维护、续借预借、视频播放、参考咨询、移动阅览，信息互动等服务[11]。移动图书馆为图书馆服务提供了拓展的空间，也会在一定程度上增加用户量，对培养用户习惯也大有裨益，在技术层面也是目前最容易实现的。

2.2.3 智慧图书馆

物联网技术在图书馆应用的最高层级，应该是智慧图书馆的实现。建设智慧图书馆，要从建筑物、基础设施、硬件配套、馆藏、信息资源、服务终端等层面构筑全互联的管理服务体系，是一项系统性工程，需要做好顶层设计。利用物联网技术构建的图书馆系统管理与服务，可以实现全天候的安全监控和智能服务，图书馆的照明可以随时间和用户偏好而改变，图书馆的图书可以通过自动分拣完成，甚至智能终端可以向用户发布可能需要的书籍清单，并在用户到达图书馆之前就为其准备好选定的图书。

基于网络的人与实物间的链接需要解决的技术难题还有很多，目前已有深圳图书馆等机构积极实践，初步通过RFID技术实现了图书与人之间的网络链接，借助自动化设备节约了人力成本、延长了服务时间，取得很好的反响，为智慧图书馆的实现进行了有益尝试。

3 基于高校图书馆的大数据与物联网应用比较研究

资金相对短缺一直是高校图书馆不得不面对的问题，如何在这种限制条件下获得用户的满意，关系着图书馆未来能否得到更多的资源持续发展这一关键性命题。因此，通过多维度比较，选取更为合适的发展路径就显得必要而紧迫。

3.1 比较维度的选择与确定

比较大数据和物联网技术这两大技术体系在高校图书馆中的应用可行性，首先要解决的就是采取哪些维度进行综合比较。

大数据和物联网均属于技术范畴，从应用角度讲，可以比较技术的作用对象范围、关键技术成熟度、技术风险和实现难度等；从投入角度讲，可以比较基础设备建设投入、系统研发投入、设备和系统维护投入以及升级换代投入等；从需求角度来讲，可以比较用户需求的迫切程度、管理部门需求的迫切程度以及高校图书馆自身建设和发展需求的迫切程度。

分析两项技术在高校图书馆中的应用可行性，还需要考虑高校图书馆空间、资金的限制条件，以及技术应用对高校图书馆可能带来的负面影响。如图2所示。

图2 技术比较维度及限制性条件的确定

3.2 大数据与物联网的比较研究

根据上述比较维度的设置，我们可以对大数据技术和物联网技术展开分项细致的比较研究，为直观展现比较结果，笔者将比较分析内容汇总成表，如表1和表2所示。

3.3 高校图书馆发展路径的选择性分析

基于上文的比较分析，从技术体系比较来看，大数据技术的技术应用难度小、技术投入低，在技术需求基本与物联网持平的条件下，从管理部门的角度可能更为急迫，且替代性小，因此在高校图书馆应用的必要性和紧迫性就更高；而从限制条件体系比较来看，大数据技术受资金、空间的限制较低。因此，现阶段高校图书馆可能更应优先选择通过与大数据技术结合的方式来优化图书馆服务，推动图书馆的发展。

表1 大数据技术和物联网技术在技术比较体系中的比较分析

但是，这并不能说明，物联网技术不具备在高校图书馆中应用的可能性。事实上，西安理工大学、西安工业大学和西安交通大学的研究者们正在设计物联网解决方案，试图通过“智能书架”布局和分层应用程序框架来实现自动执行库存管理[12]，新公布的地平线报告中明确表示，未来4至5年，物联网技术将彻底变革人们的学习和研究方式，而实现这一变革的媒介就是图书馆。

表2 大数据技术和物联网技术在限制条件体系中的比较分析

笔者认为，在目前高校图书馆所拥有的资源条件下，优先发展大数据技术能够快速应用，快速见效，快速为高校的学科建设、未来发展提供咨询服务，从而使图书馆在高校中更好地发挥作用，为图书馆今后的发展奠定基础。未来，图书馆、博物馆、文化馆等机构推广物联网技术的可能性很大，但是在目前的技术环境下，由图书馆支撑整个物联网技术的研发试验显然是不现实的，不妨将物联网的应用划分模块，分步骤进行，从而减轻图书馆的资金投入压力，缓解因自动化带来的人员过剩矛盾。

大数据技术与物联网技术的应用从长远来看并不存在矛盾，只是阶段性的推广技术会有先后步骤之分，大数据技术与物联网技术网络层中的计算与服务技术、控制层的安全技术等存在共通性，我们甚至可以将大数据技术的应用作为图书馆全面应用物联网技术的准备阶段，为高校图书馆由云时代进入物联网时代起到过渡作用。

4 结语

高校图书馆服务的智能化、差异化、交互化是用户对图书馆的期待，也是图书馆界对图书馆未来发展目标的共识。通过大数据技术在高校图书馆中的率先应用，图书馆服务的智能化和个性化水平将得到很快提升，对高校发展决策的支撑作用也能够尽快得到彰显，从而使高校图书馆更好地为用户和学校的发展服务。另外，依靠大数据技术建立起的更为紧密的图书馆间的联盟和共享平台将会为高校图书馆的合作提供坚实的基础。随着关键技术的突破，相信物联网技术会继大数据技术之后与高校图书馆普遍结合，共建与整合将会推动图书馆进入新的发展阶段。

[1] 姚军，郭达.基于物联网的智慧图书馆服务与管理[J].移动通讯，2012（11）：48-51.

[2]祝森生.大数据时代关于智慧图书馆几个研究问题探讨[J].图书与情报，2013（5）：126-128.

[3] 董晓霞，龚向阳，张若林，等.基于物联网的智能图书馆设计与实现[J].图书馆杂志，2011（3）：65-68.

[4] 于晓梅，关绍伟.图书馆的物联网时代[J].图书馆学刊，2012（3）：134-135.

[5]郭立新.面向物联网应用的高校图书馆个性化服务初探[J].兰台世界，2011（11）：73-74.

[6]吴有梅.基于机构知识库的高校图书馆核心竞争力研究[J].图书馆工作研究，2011（8）：1-4.

[7] 魏彬.高校图书馆中的机构知识库研究[D].南京:东南大学，2007.

[8] 孟祥业.我国机构知识库建设研究综述[J].情报探索，2010（7）：27-29.

[9] 王红.基于物联网的智能“云图书馆”架构与思考[J].情报理论与实践，2011（11）：87-90.

[10] 孙翌，李鲍，高春玲.微信在图书馆移动服务中的应用研究与实践[J]，图书情报工作，2014（5）：35-40.

[11] 于晓梅，关绍伟.图书馆的物联网时代[J].图书馆学刊，2012（3）：134-135.

[12] 张铁道，吴亚婕，王俊颖，等.编译.新媒体联盟地平线报告（2014图书馆版）[EB/OL].[2014-12-11].http：//mp.weixin.qq.com/s?sn=08a8d1b85d623e8d9a7624c 07c80c658&mid=201970029&idx=1&plg_auth=1&__biz=MjM5MTI3OTAzNg%3D%3D#rd.