信息时代以数据为载体的高校图书馆智慧化转型研究

朱 艳，赵来娟，何国莲

（甘肃农业大学图书馆，甘肃 兰州 730000）

关键字：智慧图书馆；大数据技术；云服务；人工智能

1 图书馆的发展趋势

随着科技的发展，信息获取变得更加便捷和多样化，传统图书馆面临着前所未有的挑战[1]。一些人甚至质疑图书馆是否需要在信息时代继续存在？对此，Ellen Metter[2]认为，图书馆能够免费提供高质量的在线数据库、拥有大量古籍、有利于加强多方合作、可以满足短期借阅、图书馆员可以提供更多人性化的服务等12 个特点，使图书馆成为社会不容缺失的机构。据原文化部统计，2012-2018 年，公共图书馆由3076 家增加到3173 家，呈现逐年稳步增长的态势[3]。同时高校对图书馆的需求是硬性不可缺少的，每个高校都有自己的图书馆，并且资源需求逐年增加。这说明，引导、传播、保存知识和文化使命的图书馆仍然是文化生活的中心和社会不可或缺的机构。2005 年，Michael Casey 提出并探索了Web2.0 在图书馆中的应用[4]。同年，塔利斯白皮书“Is it important for libraries? The rise of Library 2.0”提出了图书馆2.0 的四个基准[5]。随后，智慧图书馆的概念被广泛提及，阎东（2010）将其定义为：智慧图书馆=图书馆+物联网+云计算+智能设备，通过物联网实现智能化服务和管理[6]。王茜提出了基于云平台的智慧图书馆系统构想[7]，在学术界引起广泛讨论。面对技术变革，图书馆积极求变，积极探索多元化发展，把自身发展与社会现实紧密联系起来，以求突围。

1.1 图书馆服务对象由“对象”转向“人”

图书馆传统上注重馆藏资源，以丰富的馆藏资源吸引读者，尤其高校图书馆更是以多样化的纸本资源，面对着不同专业师生的不同阅读需求。然而随着搜索引擎和移动设备的出现，图书馆的传统用户数量已经流失。全世界的大学图书馆都面临着纸质图书使用量急剧下降、吸引不了读者进馆等问题，据统计耶鲁大学图书馆的借阅量在过去十年里下降了64%[8]。最新发布的《2019 年（第16 次）全国阅读调查报告》 指出，2018 年中国成人印刷图书平均阅读量为4.67 本，与2017 年的4.66 本基本持平[9]。在资源获取技术手段多样化、快捷化的时代，面对不太丰富的馆藏资源，用户对图书馆的忠诚度和依赖性不断下降，图书馆空间对用户的吸引力也日渐减弱。因此，图书馆开始以“读者”为核心，主动出击，拓展边界，转型升级。“读者”不仅限于进入物理空间的读者，还包括未进入图书馆而使用图书馆资源的群体[10]。随着社会的发展，图书馆正在慢慢从“实物”向“数字化”向“读者”转变，转变过程如图1 所示。

图1 信息技术主导图书馆数字化转型

1.2 图书馆服务形式顺应社会发展新趋势

图书馆是提供信息和资源的服务性组织。信息时代，用户不再是传统意义上的“读者”，而是利用碎片化时间最大限度地进行无纸化阅读的群体。信息时代，数字化资源逐渐占据主导地位，地理、历史、技术、医学、文化、哲学、史诗等相关书籍数字化，并以电子书的方式为研究学者、普通读者免费提供逐渐成为一种趋势。同时有声读物、智慧化学习相继出现，有声阅读APP、广播平台、直播、AI 学习等传统视觉阅读之外的新的阅读方式悄然兴起[11]，越来越多的读者倾向于在碎片化的时间里不连续地“听读”数字化的信息。根据iiMedia 研究，2019 年中国有声读物用户数量增至4.78 亿人[12]。以中国国家数字图书馆2015 年推出的“听书”栏目为代表，用户总数超过2 万人，它是一种全新的纯公共使用模式，是知识付费时代图书馆作为公共文化服务供给的最重要表现之一。

1.3 图书馆服务空间呈现多元化

信息时代，图书馆会成为哪种类型的场所呢？看电影、唱歌、3D 打印、创意交流、舒适的工作场所、各类信息的交互地？甚至根据需要改造成咖啡厅、会议室、家庭影院？近年来，起源于美国的makerspace 成为国内外图书馆新的探索空间。高校，是一个创新性思想、灵魂碰撞交互的地方，越来越多的高校图书馆成为学子们的灵感空间、学习空间、沟通空间和表演空间，成为拥抱读者、给予读者更大自由的场所[13]，成为学子们的灵魂栖息地。图书馆正在紧跟社会发展的步伐，发掘用户需求，提供创新服务。

2 信息技术主导图书馆智慧化转型

目前，数字化图书馆已经基本实现。未来，数据将奠定一切智慧化的基础。Lenka 等人（2017）将数据功能分为三个维度：分析、连接和智能。高校图书馆服务的升级和转型也遵循数据功能维度：

分析—通过大数据分析技术，将智能产品和网络生成的海量数据数字化，并对数据提炼、分析、判断、改进和创新图书馆服务模式[14]。

连接—通过通信技术将数字产品连接到图书馆，促进图书馆场外空间的扩展。

智能—利用信息技术来感知图书馆用户的行为，动态资源分配，提供智慧化的服务。

三者之间的相互关系如图2 所示。

图2 信息技术主导图书馆智慧化转型

2.1 分析—大数据技术、云服务

大数据（Big data）：McKinsey 全球研究院将大数据定义为一组可以捕获、存储、管理和分析，具有海量数据规模，快速数据流和多样化的数据[15]。IBM提出大数据的5V 功能：容量，速度，多样性，价值，准确性[16]。高校图书馆中，随着自动化、人工智能化的不断推进，产生和交互的信息越来越多，越来越复杂。分类总结为以下几种：（1）用户传统数据：用户基本信息、用户借阅记录；（2）访问记录：OPAC 查询记录、本地网页访问日志、各数字资源访问记录、各类搜索记录；（3）第三方交互数据：移动图书馆、微信公众号、微博、电子邮件、用户评论、各类智能系统的交互记录等。其中传统数据为结构化数据，而其余均为可变结构和半结构化数据。图3 为读者个人数据化模型。

大数据技术：将实时和低密度的非结构化数据进行管理、分析与应用[17]。目前应用最广的是数据挖掘技术，主要分为数据关联分析、序列分析和聚类分析。

高校图书馆中，运用大数据技术，对收集到的师生结构与半结构化数据进行清洗、预处理，根据师生在目标、行为和意见上的差异，进行关联性分析(Apriori)、聚类分析(神经网络、K-Means、BIRCH)和分类分析（决策树算法、KNN、朴素贝叶斯NB、SVM、AdaBoost），构建个性化服务系统；利用MLP、多层感知器、深度学习的操作方法来预测师生读者行为意向和行为质量，有效分析图书馆潜在信息、指导图书馆合理配置资源、提高资源利用率、定位读者个人偏好，准确预测发展趋势，读者个人数据化模型如图3 所示。

图3 读者个人数据化模型

云计算（cloud computing）：是分布式计算的一种，现阶段云服务不单单是一种分布式计算，而是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果[18]。随着互联网产生的数据量继续增加，图书馆在数字化过程中面临着大量的数据资源存储和管理的问题，运用云计算可以构建WAP 或超大数据存储应用，并基于云服务建立超大数据仓库、与大数据技术结合向用户推送个性化信息，优化服务质量。图4 为基于云计算与大数据技术的图书馆个性化服务分析流程。

图4 基于云计算与大数据技术的图书馆个性化服务分析流程

2.2 连接-移动互联网技术有助于保持用户粘性

图书馆的服务体系包括信息获取、用户体验、信息流通和共享。其中主要包含三个相互之间的连接：读者和图书馆、读者与读者、图书馆与图书馆。

移动互联网技术解决了读者与图书馆之间的信息获取问题。

读者之间的联系和他们的需求即“客体-人”关系要素之间的转换，移动互联网技术将图书馆用户之间的联系提升到了一个多维度、社会化的层面。

图书馆与图书馆之间的联系更多地依赖于信息流通和服务共享，借助网络和物联网，完成馆藏资源开放交流、合作共享，扩大服务用户需求范围。

2.3 智能-人工智能有利于深度挖掘和拓展图书馆服务

人工智能技术将是未来的主流趋势。吴建中[19]认为，在人工智能技术的引领下，图书馆可以在三个方面取得成果：移植应用自然语言图形检索方法、提高信息智能分析能力、研究图形服务效率。

目前，人工智能在图书馆的应用主要集中在自动化设备管理、书架的自动分拣和管理等方面。针对图书馆的现场场景，将人工智能技术应用于图书馆识别（如智能人脸识别），简化了图书馆认证处理过程。在图书馆场景外，无需出门便可以使用虚拟现实或AR 技术享受图书馆服务，是图书馆空间的双向延伸。同时，基于人工智能技术深度学习平台，对信息的核心内容进行提炼、挖掘和可视化，增强用户体验和参与感。

人工智能使图书馆与用户形成了一种相互联系、相互支持的模式，从而催生了图书馆新的体验视野、协作思维模式和新的图书馆文化。例如，2014年，澳大利亚悉尼理工大学图书馆使用机器人管理员管理图书馆，清华大学图书馆激活了智能安卓系统“小图”，武汉大学则启动了“百度智能大脑程序”等。目前，人工智能技术虽然在图书馆得到了广泛应用，但仍处于起步阶段，这也促进了图书馆服务形式的多样化发展。用户行为数据还需要随着技术的进步而深入挖掘和完善。

3 信息时代高校图书馆发展新趋势

目前，智慧图书馆采用1+N 的发展理念，在数字化图书馆基本实现的基础上，结合人工智能、大数据、云计算技术不断扩展、创新，旨在形成更加智慧化、更符合时代发展要求的服务。以数据三维功能进行分析，随着技术的不断发展创新，可以考虑在：

连接层面：①更加深化智能产品、社会产品或监控设备，改善图书馆数字环境的衔接。注重信息流通和共享，设计社交应用和文化创意产品，借助移动互联网技术，将图书馆的历史沉淀与文化基因高度融合。②区块链技术的兴起，我们可以考虑将区块链技术的去中心化，高度共享的数据存储方式应用于图书馆数据存储中，让每位读者都能成为资源的拥有者与分享者。

智能层面：①将机器视觉技术和生物识别技术应用到图书馆借阅系统中，使图书馆系统从传统的RFID 电子卡注册变成完全人性化的形式。②在图书馆数字化进程的过程中，传统的精确度匹配搜索算法，虽然精确，但是涉及面太小，可以考虑将相似性搜索算法应用于图书馆资源搜索和管理分类，促进图书馆资源分类和存储方式的演变，优化图书馆资源的检索方式，帮助读者检索到相应的资源集或精确特征的资源个体。③通过神经网络技术，模拟人脑智能化活动，在短时间内有效地创建一个新的、真实的服务过程，并进行更新优化，促进图书馆的智能化演进。④将智慧城市、智慧校园的理念运用于图书馆，优化图书馆物理硬件系统，智慧化图书馆内外建筑空间、消防、安全、管理等硬件设施，将智慧生态系统的理念应用于高校图书馆。

其次，随着网络的发展，最需要关注的就是安全问题，目前各类信息资源基本都是高度共享的状态，各类信息资源基本都是开放的，用户也想当然的认为学术图书馆是可靠，值得信赖的，存储的应该是无污染的论文集。然而研究发现一些恶意程序通过这些共享的资源，攻击用户。目前一项研究发现，利用学术数字图书馆漏洞和恶意软件，使图书馆受到了大量（0.3%-2%）恶意PDF 文档的污染。在未来的发展中，我们可以考虑运用区块链的高透明性进行数据的共享化发展，保护用户的安全性。

4 总结

随着技术的发展，高校图书馆经历了从传统图书馆到数字化，再到智慧化的过程。图书馆的功能由单一向多元化转变，服务中心也完成了从物质到数字再到人的转变。目前数字化目标基本已经实现，我们目前正在做也满怀期望的是智慧化的进程。文章基于数据三个维度的功能，分析研究智慧化的发展历程及各项支撑技术，分析、连接、智能三维度独立但又相互联系，体现了“人、物、数据”的统一性。同时文章探索了信息时代高校图书馆进一步发展的新趋势，将图书馆的发展推向新的高度。