基于5G边缘计算的图书馆智慧服务探究

摘 要：在互联网发展环境下，智慧图书馆建设面临海量的数据处理要求，传统云计算模型很难适应这一处理工作。而5G环境下边缘计算 的出现提供了有效的技术方法，提升了图书馆的智慧服务响应能力。智慧图书馆在建设期间融入全新的智能技术，而边缘计算则是智能技 术在应用过程中的典型代表。目前，随着5G技术的研发与引申应用，将其与智慧图书馆建设融合在一起能够为读者提供全新的体验服务， 从而确保大数据和人工智能技术与图书馆相结合。同时，5G技术主要采用的是新技术与新标准，在5G技术的影响下将会对信息组织与传递 带来巨大影响。对此文章基于5G环境下边缘计算的图书馆智慧服务优势与服务需求做了分析，并结合边缘计算的基本架构，提出优化图书

馆智慧服务响应能力的有效策略。

关键词：5G环境；边缘计算；智慧图书馆；服务需求；响应能力

随着5G技术、人工智能技术以及物联网技术的飞速发展，数据信息的处理压力也变得越来越大，导致以往集中式的云计算模型无法满足大数据处理安全性与低能耗要求。而图书馆作为智慧城市建设中广泛收集与开发信息资源的行业，将边缘技术应用在图书馆智慧服务 中，可以有效提升图书馆的智慧服务能力，进而创设更 加智慧的新型图书馆形态。因此，相关工作人员应当深入探索边缘计算对图书馆智慧服务的影响，通过构建智慧服务体系框架，推动智慧图书馆高质量发展。

一、5G技术的相关概述

现代化5G技术是互联网环境与行业发展标准，能够为用户提供更大规模与更高速率的传输网络，服务质量可以得到显著提升。但此类技术在发展过程中对公共用户与个人用户需求也会发生相应的变化，具体表现在以下几方面：一是5G技术具备更加理想的峰值速率，在数据连接密度与流量密度方面更加理想，可以保证用户与云平台服务商的顺利对接；二是在5G环境下的各类媒体设备也会发生相应的变化，终端更新换代可以为用户提供更加全面且精准的服务。另外，在5G时代背景下，物权与使用权也会发生分离，能够促使图书馆等公共领域呈现全新发展的面貌。也就是说，5G时代在通信速度方面改变人们的日常生活与工作方式。因此，现代图书馆管理人员应当 认识到5G技术在新时代背景下的发展价值，制定针对性的 发展策略，不断优化图书馆智慧服务能力。

二、基于5G环境下边缘计算的图书馆智慧服务优势

1.延时低

边缘计算主要是在邻近终端设备与数据源的网络边缘执行符合本地实际情况的计算任务，数据不需要经过核心网络就可以上传云端平台集中处理，并且，网络边缘可以对数据过滤分析。此时的终端设备可以就近获取实时反馈，具备良好的近端决策控制力，避免延时高的问题，可以满足终端用户对服务敏捷性的具体要求。

2.能耗低

边缘计算不仅可以充分发挥当地Wi-Fi、移动网络基站等网络资源优势，还可以通过边缘设备闲置的储存与计算资源过滤筛选处于边缘节点位置的部分数据信息，经过深入分析计算之后，结合具体安全方法调节云端数据力量，进而减少数据传输与网络带宽占用问题，合理控制数据处理成本与能耗损失。同时，应用边缘计算的主要理念就是凭借边缘设备本身的计算优势，将智能终端中的应用程序部分全部下放在边缘节点设备中，有效缓解网络带宽和数据处理计算压力，最大限度地控制能耗损失。

3.可靠性强

边缘计算可以在互联网边缘设置计算与储存节点， 即使在广域网出现故障问题后，也可以在局域范围内处理数据，在短时间内弱化云服务器出现的计算故障问 题，进而确保当地业务能够稳定、可靠地运行。另外， 采用边缘计算分布式架构还可以将终端计算任务受单点 故障影响的概率降至最低，通过对计算资源的合理调度 与均衡计算，保证用户能够享受全天候的服务。

4.智能化

在科学技术不断发展的背景下，人工智能芯片与边 缘计算相结合，在一定程度上推动边缘计算朝着更加智能 化的方向发展。二者相互结合主要是前置智能算法利用前端边缘设备的计算能力对数据信息预处理，从而减轻信息传输系统的计算负载，确保计算中心分析效率得到显著提升。另外，结合人工智能芯片后的边缘计算设备还可以更好地感知周围环境，可以为用户提供更加便捷的智能化服务。

三、基于5G环境下的智慧图书馆服务需求分析

1.数据自动化

基于5G环境下的智慧图书馆，最主要的发展需求就是数据自动化。图书馆需要收集与汇总的信息量十分庞大。而传统手工录入与登记方法，会使工作人员的业务量明显增加。因此，在大数据技术不断完善过程中，数据自动化优势可以为图书馆数据整理工作创造便捷条件，通过计算机学习可以对相关数据展开自动化处理，能够提高整体工作效率和数据汇总效果。在数据特征学习过程中，通常都是针对数据发散性与目标关联性展开训练，整个过程需要对自动化技术不断开发与应用，以确保图书馆内部各项数据能够实现全自动，精准实现各类图书典藏的区别。

2.服务多样化

当具备多样化智慧服务后，图书馆建设发展才会体 现生机与灵魂。同时，多元化的智慧服务还可以促使读 者与工作人员之间相互成就，彼此获得更加良好的服务 体验。在5G时代发展背景下，智慧图书馆提供服务的首 要条件是要满足读者需求，丰富馆藏书籍与相关资料的 服务多样性。同时，大部分读者希望在最短时间内找 到自己想要的书籍，并且读者可以结合自身喜好需求选 择对应的书籍。目前，基于边缘计算技术应用下的智慧 图书馆，可以结合读者兴趣爱好推送书籍，在对读者图 书借阅归还管理的同时，还可以维护与更新书籍相关信 息，可以将图书馆转变为巨大的数据系统，为工作人员 创造更加理想的条件，精准实现图书管理与阅读服务。

四、边缘计算基本架构

1.終端层

通常情况下，终端层一般都靠近用户终端或物理环境，主要是由不同的物联网设备与传感器构成。作为上层数据输送端，终端层对复杂数据具有十分敏锐的感知能力，一般是负责原始数据采集与上传。

2.云中心

云中心在图书馆智慧服务体系中处于协同网络结构 中的中心位置，是一个集中式的大型数据计算中心，可 以存储海量信息数据。整个云中心层一般是由多台高性 能服务器组成，具有十分广阔的存储空间与较强的计算 能力，一般是负责大规模数据的永久存储，或者是对边 缘节点提供的数据展开深入分析，之后再向边缘层反馈 相关策略， 进而对边缘测算法不断优化，使边缘智能服 务可以满足图书馆发展需求。

3.边缘层

边缘层一般是由部署在终端设备与云中心之间的边缘节点所构成，这些边缘节点具体包括手机、路由器以及网关等基础设施。边缘层本身就具备一定的计算能力与存储功能，可以对当地采集数据展开分析和处理，最终将相关结果临时缓存。并且，在边缘管理器与云层之间建立相关联系，可以将处理后的相关数据上传云端平台，进而方便开展全方位分析，确保用户移动设备高流量与低延时需求得到满足。

五、基于5G环境下边缘计算的图书馆智慧服务响应 能力发展路径

1.实时推荐相关服务

实时推荐指的是用户在图书馆内存在检索、查阅与 下载等相关需求，图书馆后台系统会在短时间内通过某信公众号、掌上App等线上交互途径，提供需求关联性较强的信息产品与相关服务。因为用户自身需求存在动态性与时效性特征，如果图书馆推送的信息服务不符合用户当前需求，用户就无法获得良好的智慧服务体验。所以，需要合理利用边缘计算技术对用户信息行为做正确处理，以更高的灵敏度获取用户需求，进而满足用户对图书馆推送个性化信息服务的需求。例如，用户在图书馆数据平台或系统中检索与下载文献时，可以结合终端页面上的浏览轨迹和相关文献，实时分析用户可能感兴趣的信息服务，也可以依靠LBS应用服务获取用户的实时运动轨迹，当用户途经书架的时候，可以向用户展开实时推荐。

2.支持运营决策

图书馆在智慧服务策划制定过程中，在一定程度上主要依赖运营数据的处理和加工，而边缘计算凭借其低延时的数据处理特点，在提升运营决策精确性和实时性方面提供了全新的技术支持，具体表现在以下几方面：一是针对日常运营数据实时统计。比如，边缘计算平台可以利用用户与图书馆之间的线上交互途径，实时采集并统计图书馆每日的业务运营数据。常见的交互途径包括掌上图书馆、馆藏借阅系统以及数据库平台等。这样一来，用户每日新增量、活跃程度、登录次数以及在线时长都可以方便图书馆管理人员了解用户的最新动向，为后续数据库使用分流方案和馆藏资源订购方案的制定提供决策依据；二是边缘计算节点要广泛分布在靠近数据源的位置，进而可以从多角度出发采集各类智能终端与用户馆内行为的交互数据，为后续智慧服务与活动推送顺序创造有利条件，确保图书馆智慧服务页面布局设计，能够获得有利的参考条件。

3.开展对象视图

对象视图可以充分体现智慧图书馆“以人为本”的第一服务视角，并不只是停留在文献服务层面，而是能够充分展现图书馆管理人员、读者及操作人员之间的关系。对此，对象视图应当建立在整个平台系统中，以此来明确具体的子系统价值与系统设计目标。为了确保系统结构能够得到更好的完善，还需要明确对象视图主体，从内容与价值目标等方面呈现主体与图书馆之间的关联。另外，对象视图从内容层面上可以对资源与相关服务展开剖析，内容始终是对象视图设计的基础条件，也是贯穿在图书馆智慧服务系统全过程中的核心组成部分，这也是未来智慧图书馆主要的建设和发展方向。

4.实现资源协同与数据协同

大部分边缘计算都靠近物源数据端，边缘计算可以在网络、计算以及服务等方面发挥支撑作用，在获取计算资源方面占据明显的优势。与云计算技术相比，边缘计算资源体系有待扩展。如果边缘计算可以通过庞大云端完成资源调度，就可以实现图书馆边缘端智能设备管理与开放式平台管理。虽然边缘计算可以轻松获取计算资源，在获取数据信息方面更具备实时性，但云计算本身具有分析与数据优化等优势，边缘服务器的实际运算能力不如云计算技术。所以，可以将边缘计算与云计算服务优势结合在一起，在边缘端收集数据做简单处理后，可以上传云端平台，进而深入挖掘和分析相关数据。另外，云端还具备海量信息数据存储能力，用户可以利用图书馆具备的应用程序检索信息，边缘中心则可以对数据做进一步整理，继而能够不断提升图书馆相关性的决策能力，有利于在馆内建设多元化数据库，智慧图书馆相关数据也会实现实时流动，进一步提升整体服务效率和服务优势。

5.建立AI智慧图书馆

在5G发展大环境下，开始出现很多以5G技术为基础的智能终端，其中，人工智能技术就是最主要的发展方向。随着人工智能技术的研究成果不断突破，人们的日常生活模式与工作模式也会发生改变，从而为人们创造了更加便利的条件。从新时代智慧图书馆建设角度来看，基于5G环境下边缘计算的智慧图书馆建设也开始积极开展AI功能。一是智慧馆舍的成立，在图书馆内部会部署不同类型的数据采集终端，可以采集温湿度与亮度等相关信息，在人工智能分析技术的帮助下，采取科学、合理的控制措施，对相关参数合理调整，确保读者能够更好地享受阅读服务；二是利用5G边缘技术还可有效提升信息传输与反馈处理速度，凭借AI人脸识别与体温监测等技术， 能够使图书馆在短时间内获取相关数据，保证读者的安全与生命健康；三是通过边缘计算技术还可以利用手机终端与电脑合理控制相对应的模式，结合不同场景的实际情况，顺利完成数据调取与保存。

六、结束语

综上所述，在5G环境下发展智慧图书馆已是必然的发展趋势。在现代化技术推动作用下，智能终端发挥着 重要优势。因此，图書馆管理人员应当充分发边缘计算的价值，全面提升图书馆智慧服务响应能力，凭借边缘计算实时性、分布性与联结性优势，为智慧图书馆资源优化与共享创造有利条件，为读者提供更加周到的智慧化服务。

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（作者单位：泰州图书馆）

作者简介：张曌（1989—），女，汉族，江苏泰兴人，本科，助理馆员，研究方向：公共图书馆服务方向。