山西省图书馆建设智慧图书馆信息系统架构的实践与探索

李 静

(山西省图书馆,山西 太原 030021)

随着现代科技的快速发展,图书馆信息系统的架构经历了三个阶段的发展和变迁。计算机技术的应用奠定了第一代图书馆管理系统的起步;“互联网+”的深度发展使B/S、C/S模式的图书馆信息系统的架构成为了可能;大数据、云计算、物流管理、5G带宽、VR、AR等全新科技的爆发时代的到来,让图书馆从传统向智慧型快速过渡发展,智慧图书馆不再是概念,而逐步成为了目前和今后图书馆发展的总趋势。山西省图书馆作为有110年发展历史的百年老馆,随着公共图书馆功能定位的改变,正在逐步向智慧图书馆迈进。

1 山西省图书馆三代图书馆信息系统架构概述

自上世纪九十年代初,图书馆引入信息管理系统管理图书馆业务工作以来,至今已有近三十年的发展过程,大致经历了三个发展阶段。第一阶段是以书目数据为基础架构的图书馆1.0信息系统;第二阶段是以用户信息为基础,用户需求为重点图书馆2.0总分馆模式的信息管理架构,其中用户的需求包括对馆藏书目数据和数字资源的检索;第三阶段是以图书馆整合服务为基础架构的图书馆3.0信息系统,成为智慧图书馆信息系统架构的基本要素。

1.1 以书目数据为基础架构体系的图书馆1.0信息系统

图书馆1.0信息系统的重点工作是将书目数据由传统的纸质书目信息录入计算机管理系统中,形成书目数据,进而对书目数据进行借阅、查询、统计等业务工作。图书馆1.0信息系统是服务于图书馆管理员的专业系统,图书馆管理员借助计算机的管理可以方便地进行一系列的业务工作,比如图书期刊的记到、分类,书目数据的查询、统计,图书期刊的借阅管理等传统图书馆的核心工作。

山西省图书馆1992年开始信息化建设,采购了图书馆自动化集成系统ILAS。ILAS是文化部于1988年作为国家重点科技项目下达、由深圳图书馆承担并组织开发出来的一套能适应国内外不同层次、多种规模、各种类型图书馆使用的图书馆自动化集成系统。这套系统在山西省图书馆稳定运行了16年,其间进行了数次系统升级。

1.2 总分馆模式架构下的图书馆2.0信息系统

图书馆2.0信息系统是以用户信息为基础,用户需求为重点的系统架构模式,是在互联网技术飞速发展,用户需求不断加大,同时用户对数字资源需求规模增长的背景下产生的。随着2002年文化信息资源共享工程的启动、2011年数字图书馆推广工程等一系列文化惠民工程的开展,基层群众对图书及数字资源的需求量不断增长,建立总分馆模式的图书馆信息管理系统,统一书目信息、统一用户管理、统一数字资源服务是势在必行的趋势。

山西省图书馆2008年开始着手升级更换总分馆模式架构下的图书馆2.0信息系统,采购了图书馆集群管理系统Interlib。Interlib作为资源共建共享的新的实现形式,打破了各图书馆单位所有,条块分割的局面,将城市图书馆群或高校多个校区的图书馆作为一个整体进行管理,从而能达到资源共建共享、合理配置和图书馆之间互相合作的目的。目前山西全省纳入业务总分馆系统的成员馆已达226个,包括1个总馆,10个中心馆,118个县级以上分馆,58个乡镇图书馆,39个其他行业分馆,实现了统一分编、统一检索和图书通借通还、数字资源共享。

1.3 以图书馆整合服务为基础架构的图书馆3.0信息系统

近年来,科技创新驱动的力量引领着各个行业的大发展,图书馆作为社会主义公共文化事业的主要阵地,服务范围不断扩大,服务内容持续增加,服务功能扩展延伸。图书馆不仅仅是借书还书,查阅数字资源的场所,群众对图书馆的需求更多是提供各类综合服务,希望更方便快捷、更科技创新、更开放开源、更个性化、更系统性……

在这样的需求下,以图书馆整合服务为基础架构的图书馆3.0信息系统——智慧图书馆系统的概念产生出现了。互联网+、大数据技术、云计算技术、人工智能等技术的发展,结合读者对图书馆新的需求,要求我们按照智慧图书馆的方式重新架构图书馆的信息系统。

山西省图书馆自2013年搬迁新馆至今已有6年,近年来在信息系统架构上有了一个质的飞跃,具体体现在以下几个方面。一是增加了保障智慧图书馆运行所必需的设备、服务器、数据系统以及网络等软硬件,包括各类自动设备、存储系统、管理系统、互联网、移动通信网等。二是增加图书定位数据采集的RFID、智能书架、二维码等。三是增加了大数据保障,包括各类结构化、非结构化的馆藏大数据,采购了以资源目录为主的大型数据。此外还有用户数据的管理大数据,也就是在上面提到的总分馆模式用户数据。四是增加了为智慧图书馆各类应用提供支撑的保障系统,包括统一用户认证、统一权限管理、统一安全管理等基础服务平台;还有进行信息共享、数据交换和应用管理的交换共享平台;数据中心管理、内容管理和门户管理的支撑管理平台等。五是增加了通过互联网门户网站、移动APP以及大屏显示终端等设备,面向读者、馆员以及合作伙伴等提供各类专业服务,满足各类型用户对象的需求。这些设备设施、网络环境、数据平台、数据应用、管理平台的增加为山西省图书馆逐步实现智慧图书馆信息系统架构提供了基础和保障。

2 智慧图书馆信息系统架构的三要素

2.1 全网域资源发现的资源整合模式[1]

图书馆的资源建设是其核心的业务建设内容,资源包括纸质资源和数字资源,数字资源又包括自建的数字资源和外购的数字资源。在进行信息系统架构时要整合各类资源,建立全网域资源发现的统一入口,以便于用户进行一站式检索发现,同时提供云数据服务。

2.2 全流程业务管理的业务组织模式[1]

图书馆的基础业务管理发展至今,经历了图书馆1.0、2.0的阶段,除本馆基础业务外还包括总分馆、联盟馆服务体系,涉及资源、用户、馆员、系统等多个角色分工。在业务组织管理时应该考虑全流程的业务管理,同时考虑与第三方管理平台的数据传输与对接。

2.3 全平台综合服务的读者服务模式[1]

图书馆为读者提供的服务质量直接关系到图书馆的服务效能。为读者提供全平台的综合服务包括统一资源门户、开放数据服务、信息发布服务、移动服务、自动服务、特殊人群服务、情景服务门户等多个层面、多个角度的内容。

3 智慧图书馆系统架构的典型案例

在信息化浪潮席卷全球的今天,数据是知识发现的基础,以数据为中心和驱动,基于对数据的处理和分析去发现新知识是各信息系统架构的基本特征。图书馆作为文献信息的存储中心,作为各类数据高速交流的公共场所,更应该注重对数据的加工、管理、交换、存储,以及对数据的安全保障。智慧图书馆的数据主要分为四个类型[2]。如表1所示。

表1 智慧图书馆数据类型Table 1 Data types of Smart Library

3.1 智慧图书馆系统架构模式一:基于数据驱动的智慧图书馆信息系统架构

智慧图书馆时代的到来,让图书馆的功能进一步扩大,读者不再局限于对文献的需求,更多的是对图书馆的空间、深度资源、高新技术的体验、综合服务等多方位、多层次的需求,读者对数据的需求越来越精细化,这就需要在海量的实体与虚拟资源的基础上进行深度的挖掘与揭示。例如:应用读者用户数据和环境数据为读者提供空间预约;应用读者检索信息和行为信息为读者进行资源推送;应用业务数据和数字资源数据为读者进行智能挖掘服务;应用环境物流数据制定出可控、绿色、经济和高效的管学管理策略,做出更准确的决策。基于数据驱动的智慧图书馆信息系统架构可参见图1。

如图1所示,智慧图书馆系统架构的核心层在于数据层,每个数据库都由多个表单组成,而这些表单在定义时是根据数据服务的用途或检索统计的需求,而进行设置和定义的。同时多个表单之间存在逻辑关系,这样就形成了复杂的关系表单网。而我们在实际工作中,如果想按照需求进行数据库的修改时,往往需要先搞清楚原数据表单的结构定义,同时还需要厘清各表单的逻辑关系,这样的操作相当复杂,可以说是牵一发而动全身,工作量巨大,所以说基于数据驱动的智慧图书馆系统架构在实际操作层面存在缺陷。

3.2 智慧图书馆系统架构模式二:基于微服务的智慧图书馆系统架构

智慧图书馆是伴随着“智慧地球”“智慧城市”“智慧社区”等概念应运而生的[3],作为一种全新的管理服务模式,它的核心内容必然是提供全方位服务(service)。服务这个概念边界很大,我们不妨从微服务谈起。

随着智慧图书馆这个概念的提出,智慧图书馆服务平台很快在商业产品中产生,它将智慧图书馆定义为:基于新技术为图书馆(Library)的馆员、读者和关联机构提供全面服务(Service)的开放平台(Platform)。在这个定义中,服务是核心,这里指的服务是多方面、多层次的,每一类型的服务我们不妨称之为微服务。

3.2.1 智慧图书馆微服务的基本要素

基于微服务的智慧图书馆包括以下几个要素:一是中央知识库,它是提供云数据服务的核心,也是整个微服务的基础;二是资源管理的一体化,统一管理各类资源,并提供资源服务;三是云服务管理模式,基于云部署的SaaS (Software as a Service)服务,即开即用;四是服务一体化,管理总分馆,联盟馆服务体系;五是多终端应用,同时提供PC、移动端、大屏端应用;六是大数据分析决策,基于服务大数据大仓储的大数据分析;七是开放平台,基于微服务架构的开放的API数据接口服务。基于微服务的智慧图书馆信息系统架构可参见图2。

Fig.2 Information system architecture of Smart Library based on microservice图2 基于微服务的智慧图书馆信息系统架构

3.2.2 存在的问题

从图2可以看出,与基于数据驱动的智慧图书馆系统架构相比,基于微服务的智慧图书馆系统架构在实际工作中也同样存在一定的问题。主要表现以下两点:一是微服务虽然避免了重新整合数据,造成数据处理工作量巨大的缺陷,但在实际工作中,微服务是以服务为主要目的,数据的调用是核心问题,在调用数据时,与其他微服务都属于闭环操作,需要进行复杂数据转换,同样也给实际工作中带来了麻烦。二是微服务必然造成接口程序的增加,在实际操作时也存在一定的缺陷。

4 山西省图书馆建设智慧图书馆信息系统架构的探索路径

4.1 山西省图书馆建设智慧图书馆的基础准备

山西省图书馆自1992年开始信息自动化管理,历经了27年的发展历程,经历了三个发展阶段。从以书目数据为基础架构体系的图书馆1.0信息系统(ILAS)到总分馆模式架构下的图书馆2.0信息系统(Interlib) 持续发展了16年,在这个阶段管理系统进行了两次升级整合。从总分馆模式架构下的图书馆2.0信息系统到目前的以图书馆整合服务为基础架构的图书馆3.0信息系统仅仅发展了11年,而这个阶段已进行了三次升级整合。近6年,随着新馆信息系统的几次升级,各类智能化设备的引入,以及机房虚拟化云管理系统的搭建,使山西省图书馆的信息系统架构向智慧图书馆的模式逐步迈进。

4.2 山西省图书馆建设智慧图书馆的信息系统架构分析

从以上提到的智慧图书馆信息系统构架的典型模式分析,目前山西省图书馆比较适于基于微服务的架构模式。有三点理由:一是从数据层的建设分析,相比较基于数据驱动的架构需要进行大数据的整体规划,难度较大,而基于微服务的架构模式仅需要在应用层增加新的服务项目,虽然也不可避免要调用数据层的大数据,但相比较工作量而言,会减轻很多;二是从技术层分析,目前VR、AR、人脸识别、物联网、传感技术等在逐步引入,但未大规模应用,还不能为数据驱动提供有效的数据支撑,采用微服务架构模式相当于一边建服务一边应用创新技术,服务与技术同步改进,而采用数据驱动的架构模式需要在技术支撑成熟稳定的基础上进行,两者互相牵制,互为影响;三是从应用层面分析,我省有成熟稳定的总分馆建设基础,有一定的优势,采用微服务的架构模式,增加服务类型方便可行,但从整体来看,为读者提供的各项服务还不能融会贯通,数据的应用率还比较低,如果采用数据驱动模式,还需要一个长期的整合数据的过程。基于以上三点原因,山西省图书馆目前可从工作实际出发,尝试采用基层微服务的系统架构进行改造与实践。

4.3 山西省图书馆建设智慧图书馆的信息系统架构的设想与展望

建设智慧图书馆是一项长期的复杂的系统工程,信息系统架构是核心与基础,在未来的几年甚至十几年中,感知系统建设、数据信息整合,大数据分析等工作都需深入研究与实践。

4.3.1 感知系统建设

通过各类传感技术,获取环境信息,并根据不同参数进行智能干预;通过安防系统实时检测馆藏布局和业务需求数据;通过超大LED屏、门户网站、移动APP、微信平台等发布显示实时数据。

4.3.2 跨域数据采集

通过智慧系统可以在不同的文献信息机构及各种文献之间建立起跨系统应用集成、跨部门信息共享、跨库网转换互通、跨媒体深度融合、跨馆际物流速递服务与管理模式[4]。

4.3.3 大数据统计分析

综合采用电子信息技术、计算机技术和现代通信技术对图书馆设备、业务流程、资源、服务效能、用户、楼宇等进行自动监控和调度。

5 结束语

山西省图书馆建设智慧图书馆系统架构是一个长期的工作,体系复杂,项目多样,任重而道远。但随着科技与信息化的高速发展,智慧图书馆必将迎来广阔的发展空间,也必将推动山西省图书馆事业实现新的飞跃。