基于大数据+人工智能的智慧图书馆建设研究

李菲菲

摘要：文章介绍了大数据、人工智能和智慧图书馆的基本概念，阐述了智慧图书馆的构成要素和特征，重点讨论了基于大数据和人工智能技术的智慧图书馆四层体系结构和建设内容，建设内容包括智慧图书馆智慧感知系统、智慧管理系统、智慧检索系统、智慧咨询系统、智慧服务系统、智慧云安全系统，并对智慧图书馆的未来发展进行了展望。

关键词：大数据；人工智能；智慧图书馆

中图分类号：G250文献标识码：A文章编号：1003-1588（2024）03-0088-03

1大数据、人工智能与智慧图书馆

智慧图书馆是在物联网环境下，以实体图书馆和线上图书馆为载体，以大数据、人工智能、云计算等技术为基础，以智能可感知设备为支撑，以智能管理平台为核心，借助各级图书馆资源共享的特点，实现人、书、物之间的互联互通，同时对图书馆信息资源进行全方位管理，服务读者，为读者推荐信息资源，让读者随时随地享受个性化、精准化、智慧化的知识定制服务和数字阅读体验的新型现代化图书馆。大数据技术的快速发展为图书馆的智慧化建设提供了强大的技术支持[1]。图书馆拥有丰富的文献资源和大量的读者行为记录，这些宝贵的数据构成了智慧图书馆建设的基础，图书馆利用大数据技术对这些数据进行管理和分析，能够为业务发展提供有效指导，提高自身的智慧化管理和服务水平，满足读者的智慧化阅读需求。人工智能诞生于20世纪50年代，是一种跨学科的交叉技术，涉及语言识别、定位、自动控制等多个领域，核心理念是使机器具备类似人类的思维和行动能力[2]。在大数据的基础上，智慧图书馆引入深度学习、智能检索、智能推荐、图像识别、语音识别、知识发现等人工智能技术，能够极大提升图书馆的智慧服务能力，使读者更加精准、全面、个性化地检索和获得信息，对于图书馆的发展具有深远意义。

2智慧图书馆的构成要素和特征

2.1智慧图书馆的构成要素

智慧图书馆的构成要素主要是人员、资源、环境、技术、服务等。人员包括馆员、读者、运维人员、监管人员等，是开展信息服务的主体，人员的知识储备、专业素质、业务水平决定了智慧图书馆发展的上限；资源包括图书馆文献资源和读者信息资源，图书馆的文献信息资源包括纸质资源和数字资源，读者信息资源则包括读者的个人基本信息、阅读信息、借阅信息、浏览记录、下载记录、收藏记录、评价记录等；环境包括智能建筑、智能设备、网络环境等；技术包括大数据、人工智能、RFID、云计算、物联网、区块链、云计算等技术，是实现图书馆智能化的保障；服务主要包括借阅服务、参考咨询服务、阅读推荐服务等，是智慧图书馆发展的不竭动力。

2.2智慧图书馆的特征

智慧图书馆具有以下特征：一是互联互通。智慧图书馆利用先进的网络信息技术，将海量信息汇集、整合并进行跨区域、跨资源、跨平台的大规模交互，突破时空限制，为读者提供个性化、全方位、全天候的服务[3]。二是信息资源共享。信息资源共享是智慧图书馆的核心特征，通过将信息上传到开放的信息传播平台方式实现信息资源共享。三是服务高效。智慧图书馆通过智能技术能够拓展服务范围，提升服务效率，在知识服务、个性化推荐服务、特色资源服务、科研支持服务等方面为读者带来更好的体验。四是以人为本。当前，读者的信息需求呈现差异性和多元化特征，智慧图书馆通过智能技术将知识信息与服务深度融合，全面跟踪、获取读者需求，精准识别读者需求变化，为读者提供全方位、立体化、智慧化服务。

3基于大数据+人工智能的智慧图书馆建设思路

3.1智慧图书馆建设体系架构

智慧图书馆要在新发展理念指导下统筹规划，建设成为技术设备先进、文献资源丰富、信息资源共享的信息中枢和学术殿堂，为读者提供个性化、精准化、全面化的优质服务，其整体建设架构包括基础设施层、数据资源层、系统支撑层、应用服务层。

3.1.1基础设施层。基础设施层为智慧图书馆提供基础网络环境和软硬件支持，包括互联网、通信网、服务器、计算设备、存储设备、通信链路、操作系统、智能终端设备等，是为系统软件和应用服务平台提供数据和运行环境的载体，也是支撑智慧图书馆高效运作的基础保障[4]。

3.1.2数据资源层。数据资源层是接收外部数据、存储数据、分析数据及应用数据的流转交互层，也是系统管理平台和应用服务系统的数据提供层，采用结构型、半结构型和非结构型数据库存储文献数据、读者数据以及系统运行产生的数据等。数据资源层综合运用磁盘阵列、分布式文件系统、开源分布式服务框架等实现图书馆各项业务的数据处理，如数据资源迁移、整合、聚类、重组、计算、标引等，最终实现数据资源的综合化、一体化管理，以及多元化数据融合的统一检索和知识服务。

3.1.3系统支撑层。该层包括数据管理平台、业务管理平台、安全管理平台、门户管理平台、读者管理平台，其中，数据管理平台通过建立接口实现各应用系统模塊间的内容管理、数据互通、数据交换、系统集成、信息共享等；业务管理平台通过规范的业务流程促使各子业务平台执行各自工作，形成有效的集成和协同；安全管理平台通过读者统一认证和安全日志信息，保障各应用系统之间的数据流转及业务流的安全稳定运行。系统支撑层为各类应用服务平台提供业务协同管理和技术支撑，使各应用服务平台无缝衔接。

3.1.4应用服务层。应用服务层是智慧图书馆根据业务需要、读者需求建设的支撑业务全面运转以及提供服务的应用服务系统，主要包括智慧感知系统、智慧管理系统、智慧检索系统、智慧咨询系统、智慧服务系统、智慧云安全系统等。

3.2智慧图书馆建设内容

3.2.1建设智慧感知系统。智慧感知系统是智慧图书馆建设的重要一环，以大数据、物联网、人工智能等技术为依托，通过智能感知设备和智能终端设备对图书馆的人员、资源、环境进行动态监测，实时获取数据并应用到实际业务，从而实现对人与物的全面感知和智慧管理[5]。智慧感知系统对馆内流通人数、座位空置数、图书借还情况、图书在架情况、文献资源阅读下载情况等进行实时监测，能够对读者进行分流管理，合理划分读者群体，从而更加科学高效地服务不同类型的读者；对馆内环境进行感知和监控，智能调节温度、湿度、光线、噪音等，为读者营造更好的阅读环境；门禁、安全预警、灾害防护、智能监控等智能设备能够实时感知馆内外变化并做出智能分析和判断，全面掌握图书馆情况，提升图书馆的安保水平。

3.2.2建设智慧管理系统。智慧管理系统是图书馆的智慧大脑，通过综合运用大数据、人工智能、RFID、云计算等技术和智慧化管理手段，将资源、人员、设备等紧密联系在一起，实现馆际协同、人馆协同、人人协同的一体化、专业化、智慧化管理，为高质量服务供给打下良好基础。智慧管理系统的资源管理主要体现为对多元化文献资源的加工和利用，即通过对资源的多层次分类、对知识单元的细粒度抽取、对元数据规范的统一制定等措施，实现资源的深度挖掘与利用；人员管理主要是针对馆员以及个人读者、机构读者等多类型读者的管理和服务，通过用户类型区分达到为不同读者提供个性化知识服务的目的；设备管理是指对服务器、网络设备、智能书架、机器人、自助借还机、AR设备等进行管理与交互。

3.2.3建设智慧检索系统。读者通过检索系统能够从图书馆海量的信息资源中获得想要的信息，因此，能否为读者提供精细、准确、多元化、类型丰富的检索信息成为衡量智慧图书馆服务能力的重要标准。智慧检索系统既要能够检索文本数据，又要能够检索图片、视频、音频等。智慧检索系统整合图书馆的各类文献资源，在文本、图片、视频、音频等多模态数据间建立细粒度关联，对读者输入的关键词进行智能语义识别，生成符合相关语法和语义规则的文本、图片、视频、音频等多类型结果，实现跨模态混合的一站式资源检索，提升读者检索效率。

3.2.4建设智慧咨询系统。人工智能的发展为图书馆带来了“智慧馆员”，即智慧咨询系统。智慧咨询系统通过强大的语言建模、语义分析和推理能力分析读者提出的问题，获取咨询重点，抽取关键信息和主题，以类似人类思维和理解的方式与读者互动交流，快速有效地解答读者的各类问题。基于深度学习模型，智慧咨询系统通过不断的训练和学习，可以根据读者的反馈进行调整和纠正，具有更强的泛化能力和适应性，从而适应更复杂的场景，处理更复杂的问题。

3.2.5建设智慧服务系统。智慧服务系统以读者为中心收集、整合、分析馆藏文献资源，以提供精准化、场景化、智慧化的知识应用和知识创新服务；重视特色资源的开发和利用，依托馆藏特色資源开发特色资源服务共享平台、App、小程序等，打造云阅读、云参观、云讲座、云培训、云咨询等线上特色服务；提供科研支持服务，如科技查新、文献传递、写作支持、研究工具支持、科研评价、期刊评价等，向科研人员推送最新的学术资料、前沿动态、研究报告，为科学研究提供支持和参考。个性化推荐服务是智慧图书馆建设之魂，智慧服务系统可以通过读者的年龄、职业、历史借阅记录等数据分析其阅读爱好和潜在需求，从而全面准确掌握读者的兴趣点，建立用户兴趣模型，使用智能推荐算法精准化、个性化、自动化地为其推送相应的资源[6]。

3.2.6建设智慧云安全系统。网络安全是智慧图书馆建设的重中之重。云服务在文献数字资源云存储、智能云调度、智能安防等方面起到了重要作用，分布式云存储可以有效满足海量数据的存储和访问查询需求，提高网络的存储效率和安全性[7]。构建智慧云服务安全系统可以实现云服务与网络的互通互访，保障系统安全稳定运行。智慧云安全系统包括DDoS安全防护系统、防火墙、IPS系统、网络监控系统等，其中DDoS安全防护系统基于异常攻击检测机制和过滤机制能够及时发现并拦截网络层、应用层的异常服务攻击，保证正常流量通过；防火墙主要是将外部网络和内部网络隔离开，确保内部网络的安全；IPS系统主要用于阻断SQL注入（数据侵入），抵御蠕虫、木马等病毒以及跨站脚本攻击；网络监控系统主要是对读者的网络行为进行监控，目的是保障读者安全规范使用数字资源。

4结语

综上所述，智慧图书馆建设需要科学系统的理论指导和统筹规划，全局考虑、系统布局，借助大数据、人工智能等先进技术实现图书馆高质量发展，将图书馆建设成为科技化、现代化、全面智慧化的新型图书馆，为广大读者提供方便、快捷、精准的信息资源服务，使读者的幸福感、获得感得到持续提升。

参考文献：

[1]邹鑫.大数据：图书馆服务发展前瞻[J].河南图书馆学刊，2016（9）：112-113.

[2]刘喜球，杨亚非.AIGC技术赋能智慧图书馆：应用、风险及其策略[J].图书馆研究，2023（6）：19-28.

[3]徐桂英.党校智慧图书馆建设研究[J].图书馆工作与研究，2021（S1）：102-107.

[4]姚国章，余星，项惠惠.智慧图书馆的总体设计与应用系统建设研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2016（2）：18-28.

[5]苏瑞竹，张轲.基于情境感知的高校图书馆个性化服务模式研究[J].图书馆工作与研究，2022（7）：5-12.

[6]路龙惠，许蕗，任旭明.智慧图书馆私有云平台网络及网络安全设计：以国家图书馆为例[J].网络安全技术与应用，2023（6）：134-137.

[7]姚明，赵建国.我国图书馆地方立法实证研究：反思与超越：基于14部地方性法律规范的考察[J].图书馆建设，2020（5）：107-114.

（编校：徐黎娟）