智慧化网络体系在公共图书馆的建设思路研究

蒙海光　路龙惠　梁爱梅

摘要：在公共图书馆经历智慧化转型发展时期，文章结合公共图书馆网络建设现状进行问题分析，提出建设智慧化互联网络、智慧化网络管理平台以及统一的网络参数标准为公共图书馆智慧化网络体系建设的思路。

关键词：公共图书馆；智慧化；网络体系

中图分类号：TP393.2文献标志码：A

0 引言

随着互联网的快速发展和云计算的广泛应用，物联网技术（Internet of Things）的出现更加改变了人们日常生活和工作的方式［1］，将联网的对象从电脑、移动终端扩展到了家用电器、摄像头等更多过去未接入互联网的设备。第52次《中国互联网络发展状况统计报告》［2］显示，截至2023年6月，我国网民规模为10.79亿人，拥有的IPv4地址达到了39207万个，累计建成开通5G基站293.7万个，蜂窝物联网终端用户21.23亿户，数字网络基础设施服务能力不断提升。目前，公共图书馆正在经历智慧化发展转型，读者对图书馆资源、网络访问的需求也不断加深，网络体系的建设是图书馆智慧化转型中的重要基础。建设公共图书馆智慧化网络体系，有助于实现各公共图书馆之间的系统互联、资源共享、业务整合，成为连接新媒体终端的基础设施，有效地保障城乡居民享受更加均等化、更加多样化的公共数字文化服务。

1 各地公共图书馆网络体系建设现状

深圳、东莞等市的图书馆网络体系以各市已有、在建及将建的图书馆网点和数字网为基础，联合各图书情报系统，建立覆盖全城、服务全民的文献信息资源共享网络，实现图书馆间的互通互联及资源共享，为市民提供功能完善、方便快捷的图书馆服务［3］；佛山市联合图书馆构建了市、区、街镇和乡村四级图书馆网络，该网络主要通过文化共享工程、数字图书馆、电视图书馆、手机图书馆和流动服务体系等途径开展远程服务［4］；宁波市将公共数字文化服务网络覆盖到城乡，建设完成了市级虚拟网络，与省级、国家级节点联通［5］；南京地区图书馆提出了不同于国内常见的总分馆模式的南京模式，以金陵图书馆为中心馆，区（县） 图书馆为骨干馆，遍布全市的镇（街道、社区）村、分馆为服务网点，实现通借通还和一卡通服务的四级图书馆服务系统，通过虚拟网VPN技术实现“两层四级”中第二层图书馆之间的互联互通［6］；郑州市图书馆采用构建“全民图书馆”网络服务的思路，开设了河南省方便读者24小时还书的首家夜间还书处、全省首个引导未成年人正确上网的“绿色网络通道”， 让网络成为青少年了解世界的窗口和学习知识的第二课堂［7］。

2 问题分析

2.1 区域发展不平衡问题

我国幅员辽阔，受多种因素的影响和受经济发展水平影响，各公共图书馆在网络体系建设方面区域性差距较为明显，如东部地区大多数实现了省内的网络体系互联互通，而在西部地区，很多图书馆还处于未互联状态，网络基础设施的不均衡成为制约图书馆智慧化网络体系一体化发展建设的关键性问题。

2.2 经费的持续性投入问题

数字图书馆推广工程曾在2013年通过虚拟网、专网、县级图书馆互联互通项目打造了基本覆盖全国图书馆的国家-省-市-县四级网络体系，但由于经费无法持续性投入，数字图书馆专网已经于2020年底停止服务，省际读者远程资源访问服务调整为通过互联网结合VPN的方式开展。经费的持续性投入是智慧化服务网络体系良好、可持续发展的基本保证。

2.3 人员技术力量的差距问题

各图书馆之间存在人员技术力量差异化的问题，如国家图书馆从事信息技术、数字资源建设等信息化工作人员多达200余人，大多是相关专业硕士以上学历，具有较强的技术能力。而某些地方图书馆从事信息化工作的人员数量只有几个人，人员力量较为薄弱，导致在开展网络技术服务时存在一定的技术差异。

3 智慧化网络体系建设思路

区域的不平衡发展、经费的持续性投入以及人员技术力量的差距成为制约图书馆智慧化网络建设发展的关键问题。建设智慧化互联网络、智慧化网络管理平台以及统一的网络参数标准规范，可缩小区域不平衡、经费、人员等方面的差距，各区域图书馆可以根据实际情况灵活加入智慧化网络体系，集中资金及人员等优势力量，为读者提供有效的智慧化服务。

3.1 建设智慧化互联网络

建设智慧化互联网络需要全面考虑国家、省、市、县的网络架构，打通图书馆之间的局域网络壁垒，实现图书馆之间的数字资源共享、信息系统互联以及业务合作，打破数字图书馆服务的时空限制，为读者提供真正需要的信息资源，从而更好地为公众提供数字服务。建设智慧化互联网络离不开现有网络传输技术，可以采用虚拟专用网技术、专线技术、SD-WAN技术以及5G技术等实现各图书馆网络互联互通。

虚拟专用网（VPN）是指利用密码技术和访问控制技术在公共网络中建立的专用通信网络，将远程的分支机构、商业伙伴、移动办公人员等连接起来，并且提供安全的端到端的数据通信的一种技术［8］，在搭建智慧化互联网络的过程中需要建立站点到站点的虚拟专用网络。目前，支持该方式的主流技术有IPSEC技术、MPLS技术等。采用该方式进行组网，不需要新建或利用任何专有物理链路，仅需利用各节点自身互联网链路，通过隧道技术、加解密技术、密钥管理技术及认证技术等手段组成虚拟网。专线技术不同于常见的租用运营商互联网带宽而实现各站点之间资源的安全共享，而是选取基于电路交换技术的光传输网络，为服务站点提供独享信道级网络。专网实现的技术复杂多样，优缺点也各异，较为主流的专网实现技术有SDH、WDM、OTN、PTN等。软件定义广域网（SD-WAN）是近年来产生的一种解决方案，即将软件定义网络（SDN）概念和结构引入广域网（WAN），通过逻辑网络和物理网络的分离、硬件网络和物理网络的分离、硬件与软件分工、采用开放软件架构等机制和技术手段来简化广域网的运行、管理和调度全局设备及网络连接的实时性能，为不同业务或应用类型自动选择最合适的流量路由。这种技术采用更低成本和无处不在的互联网技术构建全新架构的广域网，用于连接广阔地理范围的分支网络、数据中心、互联网应用及云服务等。5G技术是第五代移动通信技术，可通过5G核心网，利用5G切片技术将终端接入5G专网中，实现与智慧化网络基础设施平台融合，5G专网为移动端接入智慧化互联网络提供了可能性。

根据以上4种技术的特点，在设计智慧化互联网络时，应充分考虑各方面因素进行技术选择。各级图书馆在网络规模、网络拓扑结构、网络带宽、设备部署、信息系统搭建等方面都存在一定差异。在这种情况下，开展智慧化网络互联网络建设需要具有针对性。在构建智慧化互联网络时，国家图书馆可作为中心节点，向下级联省级图书馆，在各省内由省级馆负责本省范围内的省、市、县级公共图书馆的网络连通。如果条件允许可实现不同省馆之间的、跨省份跨级别的馆点网络连通，在广度和深度上不断完善网络互联互通，整体架构如图1所示。

国家图书馆作为核心节点，与省级图书馆、网络建设领先的部分市级图书馆首先连通，搭建骨干网络，骨干网络采用专线技术组网，保证带宽充足、安全性高。处于分支节点的图书馆可采用投入小、建设快、扩充便捷的虚拟网技术加入智慧化互联网络。对于已建设好5G基础设施的图书馆，可通过5G专网加入智慧化互联网络，满足读者移动端访问资源的服务需求。智慧化互联网络的建立，可实现各图书馆间网络、资源与服务的优势互补，弥补区域、人员、经费带来的发展及建设不平衡问题。

3.2 建设智慧化网络管理平台

很多公共图书馆目前正参与全国智慧图书馆的建设中。如国家图书馆面向读者服务建设了智能问答系统、智能导览系统等，面向馆内业务建设了智慧财务系统、智慧停车系统以及智慧党建平台等，进一步提高了公共图书馆数字文化服务水平。但在这些系统、平台的网络配置、网络运维的智慧化建设方面仍存在一定的差距，可考虑建设统一的智慧化网络管理平台，以整合各个智慧化系统的网络资源，达成资源的优化配置（见图2）。

智慧化网络管理平台通过探索和利用网络的智能化特性来实现对数据的有效管理，实现了数据处理的高效、平稳、可控，打破了传统网络管理方式中人为、被动、孤立的局限性，使网络管理变得更加智能、自动、协同。对于网络管理人员，网络管理不再是单纯地监测网络状态、处理网络故障，而是通过运用智慧化的管理平台，开展数据的采集、处理、分析、展示、交互，不仅对网络系统进行持续优化和提升，还为图书馆业务提供了更好的支持。智慧化网络管理平台基本框架可以分为5个主要组成部分：数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据展示模块和数据交互模块。

3.2.1 数据采集模块

负责将服务器日志、网络设备日志、智能终端数据、用户行为数据、数字资源数据以及来自互联网的公共数字文化相关数据等各类实时、非实时数据收集到智慧化网络管理平台中。数据采集可以通过各种方式进行，比如网络探针、软件代理、设备自身数据上传等。采集利用网络设备协议和接口获取，如通过SNMP、Netflow、FTP、Syslog等。数据采集的准确性对于平台后续操作具有十分重要的影响。可根据不同的需求，定制化数据采集策略，选择适当的采集源和采集颗粒度，以保证可以全面反映数据的状况，同时又不会给网络带来过大的压力。

3.2.2 数据处理模块

负责把收集到的原始数据进行初步加工，使数据质量达到要求，为后续的数据分析奠定基础，主要为数据清洗、数据集成、数据变换等。

数据清洗是将无效数据、错误数据和重复数据剔除，通过标记和分类等方式将提高数据质量。如对于收集的部分网络设备数据，可能由于设备故障、通信错误、配置错误等多种原因造成数据缺失或错误，可以通过历史数据来进行缺失数据的插补，或忽略一些极端的数据值。对于重复的数据，还需要进行去重处理。

数据集成将来自多个数据源的数据进行有效整合。如在智慧化网络管理平台中，网络设备数据可能来自各种不同的网络设备，包括路由器、交换机、服务器等。这些设备可能来自不同的厂商，使用不同的数据格式和协议。数据集成的目的就是要把这些不同的数据源集成到一个统一的数据平台上。这需要处理数据源之间可能存在的冲突，包括结构冲突、语义冲突等。

数据变换是通过标准化、规范化处理，将数据变得更加易于分析。如原始数据中可能包含大量连续的数值，而这对于某些数据挖掘算法来说不是很方便，可以用离散化来对这些连续值进行转化，使其转化为离散值。如由于不同设备或不同厂商可能采用不同的单位或格式来表示同一种数据（比如流量信息），因此需要把这些数据转换为统一的单位和格式。

3.2.3 数据分析模块

负责对处理后的数据进行智能分析，以提取有用信息和生成决策依据。采用的技术可以包括数据挖掘、机器学习、深度学习等。分析过程是首先确立数据分析的目标，选择使用数据分析方法，如预测性分析、优化分析等。其次，使用合适的算法对数据进行建模，以帮助用户从数据中理解过去的行为，预测未来的趋势。再次，评估模型的性能和准确性，通过调整模型参数，不断优化模型。最后，根据模型的输出结果，对后续工作提出决策建议。

3.2.4 数据展示模块

负责把数据分析模块的结果以图表、报表等形式直观地展示给用户，帮助用户快速理解和利用数据。该模块会建立一个用户友好的展示界面，能够让用户方便地找到需要的信息，也能够快速理解信息的含义，便于做出决策。利用数据可视化技术，将实时数据以图表、表格、图像的形式进行汇总展示，如网络流量的变化，让用户能够对网络带宽情况进行实时把握，发现网络带宽的变化趋势和异常，以实施相应的措施。

3.2.5 数据交互模块

负责通过系统界面或者API与各智慧化信息系统、用户终端进行交互，将系统和终端对智慧化网络管理平台的需求转化为平台的处理任务，把处理结果进行反馈。系统或终端向数据交互模块发出指令请求后，数据交互模块能够理解并接受各种格式的指令，包括文字、数字、语音和图像。数据交互模块在接收指令后，进行合法性、有效性验证，通过验证后进行相应的操作，如数据查询、数据分析、数据汇总等。为了满足各种使用场景和用户需求，数据交互模块可以提供多模式的交互方式。比如，除了传统的文字交互，还可以提供语音交互、触摸交互，甚至是基于AR/VR的交互模式。

3.3 建设统一的网络参数标准

公共图书馆的智慧化建设离不开人工智能、大数据、云计算、区块链等先进技术，需要依托于高速、稳定、安全的传输网络。在数字图书馆推广工程建设之初，对省级、市级图书馆下发了《“数字图书馆推广工程”省级、市级数字图书馆硬件配置标准》，对网络设备选型等有了一定的规范要求。在文化共享工程建设时，对县级图书馆、村级图书馆下发了《全国文化信息资源共享工程县级支中心软硬件配置标准》《全国文化信息资源共享工程村级基层服务点配置标准》；在公共电子阅览室建设时，下发了乡镇、街道、社区3级的《公共电子阅览室终端计算机配置标准》和《公共电子阅览室管理信息系统功能规范》。然而，若要统筹考虑国家、省、市、县级图书馆的智慧化网络体系，三者之间缺乏统一、有效的整合。同时，《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》的实施对网络要求、关键信息基础设施、信息系统安全等级保护、数据安全、个人信息处理等内容有了明确要求。公共图书馆在考虑建设智慧化网络体系时，需要在之前成果的基础上，按照法律法规建设统一的、可扩展的、适用性强的智慧化网络参数标准，完善各级图书馆的网络建设与网络安全建设，加快实现各级公共图书馆的互联互通，尽快使县级以上公共图书馆具备智慧图书馆服务能力。

4 结语

《文化和旅游部“十四五”公共文化服务体系建设规划》指出，到“十四五”末，公共文化服务体系要实现公共文化数字化网络化智能化发展取得新突破。根据“十四五”规划要求，公共图书馆应加强智慧化网络体系建设，利用技术手段，打造覆盖各级公共图书馆的网络及平台，提升服务效率，加强人才队伍的培养，更好地适应时代的发展，提升智慧图书馆的服务能力和水平。

参考文献

［1］ASHTON K. That‘Internet of Things thing［J］. RFID Journal， 2009：4986.

［2］中国互联网络信息中心（CNNIC）.第52次中国互联网络发展状况统计报告［EB/OL］.（2023-08-28）［2024-03-30］.https：//cnnic.cn/NMediaFile/2023/0908/MAIN1694151810549M3LV0UWOAV.pdf.

［3］蓝荣强.构建江门地区公共图书馆服务网络模式的思考［J］.河南图书馆学刊，2017（11）：21-22.

［4］屈义华，张妍妍.佛山市公共图书馆服务体系建设：以佛山市联合图书馆建设为例［J］.图书馆，2014（5）：116-118.

［5］华东杰，毛婕.打造“书香之城”：宁波市公共图书馆服务体系建设实践与探索［J］.图书馆研究与工作，2018（12）：19-22.

［6］王承冠.基于“两层四级”的市、区（县）公共图书馆服务网络建设：以南京模式为例［J］.图书馆界，2012（6）：67-70.

［7］王娟.城市公共图书馆服务网络模式拓展探究：以郑州市图书馆服务网络模式为例［J］.兰台世界，2007（20）：71-72.

［8］希赛教育软考学院.网络工程师考试冲刺指南［M］.北京：电子工业出版社，2012.

（编辑 姚 鑫编辑）

Research on intelligent network system construction of public library

MENG  Haiguang， LU  Longhui， LIANG  Aimei

（National Library of China， Beijing 100081， China）

Abstract：  During the period of intelligent transformation and development of public libraries， this paper analyzes the problems in combination with the current situation of public library network construction， and proposes that the construction of intelligent Internet， intelligent network management platform， and unified network parameter standards can be used as ideas for the construction of public library intelligent network system.

Key words： public library; intelligence; network system

作者简介：蒙海光（1984— ），男，馆员，硕士；研究方向：计算机网络，网络系统，网络安全。