王越峰 沈陽工業(yè)大學(xué)圖書館 任國聞 鄭皓月 吳璦彤 沈陽工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院

1 引言

隨著移動網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即將進(jìn)入5G時代，5G移動網(wǎng)絡(luò)帶來的是更快的傳輸速率、更短的相應(yīng)時間、更大的共享網(wǎng)絡(luò)。在性能提升巨大的移動網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，對需要很好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，更大物聯(lián)網(wǎng)的智慧化圖書館來說是大機(jī)遇。智慧化圖書館是現(xiàn)階段圖書館發(fā)展的目標(biāo)，是數(shù)字化、自動化、智能化進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，有著數(shù)字化圖書館與物聯(lián)網(wǎng)的雙重特征，對于網(wǎng)絡(luò)的需求非常高。5G移動網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使智慧圖書館的建設(shè)進(jìn)入新的階段，所以結(jié)合5G移動網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢來優(yōu)化智慧圖書館的建設(shè)是時代的選擇。

2 5G移動網(wǎng)絡(luò)

第五代移動通信技術(shù)（5th generation mobile networks）簡稱5G是最新的蜂窩移動通信技術(shù)，是4G的延伸。5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸理論峰值比4G網(wǎng)絡(luò)快數(shù)百倍，理論上5G網(wǎng)絡(luò)的每秒傳輸速率可高達(dá)10Gbit/s。隨著移動數(shù)據(jù)量的日益增長5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展成為必然。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了3G、4G的優(yōu)點(diǎn)，將5G網(wǎng)絡(luò)自身的性能大大提高。5G網(wǎng)絡(luò)向著多元化、綜合化、智能化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與優(yōu)勢尤為明顯。

2.1 5G網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快

5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢就在于數(shù)據(jù)的傳輸速率，最高可達(dá)10Gbit/s，比4G移動網(wǎng)絡(luò)快100倍，比當(dāng)前使用的有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率更快。

2.2 接口延時低

5G移動網(wǎng)絡(luò)在傳輸速率快的同時擁有這接口間延時低的特點(diǎn)，也就是說使用5G移動網(wǎng)絡(luò)有更快的相應(yīng)時間，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸時的等待時間。

2.3 網(wǎng)絡(luò)容量大

在5G網(wǎng)絡(luò)中存在超密集異構(gòu)節(jié)點(diǎn)，減小單節(jié)點(diǎn)輻射半徑，增加低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)量。在節(jié)點(diǎn)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)間距離將保持在10米以內(nèi)，存在超大的網(wǎng)絡(luò)容量，可以提供千億的設(shè)備連入網(wǎng)內(nèi)，提高信息交互和通訊能力，提升物聯(lián)網(wǎng)性能。

2.4 網(wǎng)絡(luò)兼容性強(qiáng)

對于移動網(wǎng)絡(luò)用戶來說，兼容性是需要面對的重要問題，5G網(wǎng)絡(luò)通信的一個顯著的特點(diǎn)就是具有好的兼容性。

3 高校智慧圖書館

智慧圖書館是把現(xiàn)有的各種智能技術(shù)使用在傳統(tǒng)的圖書館建設(shè)中而出現(xiàn)的一種智能化、信息化、自動化、數(shù)字化建筑。智慧圖書館的發(fā)展可以分為三部分：首先是傳統(tǒng)圖書館，圖書館在高校中為教學(xué)科研提供支撐作用，紙質(zhì)館藏為高校師生所用。但是在信息化的今天，這種傳統(tǒng)的紙質(zhì)情報已經(jīng)不足以提供深度的支撐了。數(shù)字圖書館的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)圖書館的不足，使用數(shù)字處理技術(shù)和存儲各種文獻(xiàn)的電子圖書館。

數(shù)字圖書館是一種集成多媒體制作的分布式處理與存儲系統(tǒng)。數(shù)字圖書館通過不同的載體將不同地理位置的不同信息資源進(jìn)行數(shù)字化存儲，數(shù)字化后的信息可以跨地區(qū)、無限制的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)查詢和傳播 。但是僅僅使用數(shù)字圖書館將犧牲很多傳統(tǒng)圖書館的優(yōu)勢，同時數(shù)字圖書館缺少智能性。智慧圖書館是圖書館發(fā)展的必然選擇，智慧圖書館可以看成是圖書館、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能化設(shè)備的組合體，將圖書館建筑和各種智能化設(shè)備使用物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合起來，通過云計算分布式進(jìn)行處理和存儲海量數(shù)據(jù)。

4 5G環(huán)境下高校智慧圖書館建設(shè)優(yōu)化及發(fā)展策略

在高校中智慧圖書館主要是為師生提供各種服務(wù)而數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，無論是進(jìn)行查詢、分析、傳輸或處理都要使用網(wǎng)絡(luò)，而且隨著社會信息化數(shù)據(jù)量都特別大，網(wǎng)絡(luò)傳輸效率就成了必須要關(guān)注的重點(diǎn)。5G移動網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)可以很好的解決師生在使用智慧圖書館服務(wù)時的各種網(wǎng)絡(luò)問題。

4.1 共享館藏數(shù)據(jù)建設(shè)

在智慧圖書館的建設(shè)中最主要的就是館藏信息數(shù)據(jù)的存儲，用戶對信息的查詢、分析、下載等都要使用館藏數(shù)據(jù)。館藏數(shù)據(jù)的建設(shè)尤為重要，館藏數(shù)據(jù)的建設(shè)涉及到海量數(shù)據(jù)傳輸與海量數(shù)據(jù)存儲，網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率對數(shù)據(jù)建設(shè)影響極大，5G移動網(wǎng)絡(luò)可以很好的應(yīng)對海量數(shù)據(jù)傳輸速率的問題，5G網(wǎng)絡(luò)的理論傳輸峰值可達(dá)10Gbit/s要超過一些有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，使用5G網(wǎng)絡(luò)后可以提升原有的有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。

一所高校圖書館的館藏資源是有限的，在短時間內(nèi)提升大量的信息資源是不現(xiàn)實(shí)的。從資源的獲取角度來看短時間內(nèi)部容易找到大量非館藏的數(shù)據(jù)資源，而且短時間內(nèi)的大量數(shù)據(jù)信息傳輸和更新都是不容易實(shí)現(xiàn)的。而在智慧圖書館的建設(shè)概念就是將圖書館建設(shè)成一個不受空間限制的圖書館，所以在建設(shè)智慧圖書館時可以將多個高校圖書館的館藏數(shù)據(jù)進(jìn)行云共享。如圖4-1所示。

圖4-1 高校圖書館館藏數(shù)據(jù)共享

4.2 館藏數(shù)據(jù)分析建設(shè)

智慧圖書館是通過各種技術(shù)條件實(shí)現(xiàn)最大程度的資源利用的圖書館，除了需要海量的信息資源外還需要為各種用戶服務(wù)，滿足各種用戶的多樣需求，對于用戶本身需要檢索的一定不是一套完整的信息，用戶一般都是使用關(guān)鍵字等信息進(jìn)行檢索。從信息本身來講檢索來的知識信息是以碎片的形式存在的，需要進(jìn)行一定的整合和調(diào)整后才能更好的為用戶服務(wù)，進(jìn)行分析處理后的數(shù)據(jù)才能使信息更容易被用戶接受。

數(shù)據(jù)信息檢索分析挖掘的過程是特別占用系統(tǒng)內(nèi)存的，當(dāng)多用戶同時訪問一個服務(wù)器時，會使內(nèi)存使用量過大導(dǎo)致系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量下降，尤其是數(shù)據(jù)以共享的方式存在，多條數(shù)據(jù)從不同的異構(gòu)節(jié)點(diǎn)中傳輸使得使用節(jié)點(diǎn)的性能會有所影響，所以可以使用云計算的方法解決這個問題。將共享館藏的多個異構(gòu)服務(wù)器進(jìn)行架構(gòu)，組成分布式計算節(jié)點(diǎn)。通過各個分布式計算節(jié)點(diǎn)組成分布式云計算系統(tǒng)，以多計算資源的方式解決單節(jié)點(diǎn)過載的問題。

在架構(gòu)后分布式計算框架后，使用一種本地性調(diào)度器，使每個檢索到的信息在該服務(wù)器中直接進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與整合，將整合后的數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞褂霉?jié)點(diǎn)內(nèi)，該節(jié)點(diǎn)服務(wù)器只需要接受各個服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)即可，減少了大量的計算資源。傳輸過程中使用5G網(wǎng)絡(luò)，利用5G網(wǎng)絡(luò)的超低延時相應(yīng)的特點(diǎn)，提高分布式處理實(shí)時性低的問題。

4.3 智慧化設(shè)備布置建設(shè)

智慧圖書館的是基于傳統(tǒng)圖書館、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智慧化設(shè)備建立的。使館員在智能化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高效率的管理，同時可以為用戶提供更方便的信息檢索和閱讀的服務(wù)，所以智慧化設(shè)備的使用是必要的。智慧圖書館的運(yùn)行需要許多智能感知設(shè)備，包括智能書架、二維碼、掃描設(shè)備、濕度感知、溫度感知、光線感知和智能識別等內(nèi)容，依靠著眾多智能感知設(shè)備來感知讀者的需求而后為讀者進(jìn)行更好的服務(wù)。

現(xiàn)階段的各種智能感知設(shè)備的連接主要依靠有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這樣就出現(xiàn)了很多局限性。智能感知設(shè)備在安裝之前就需要提前布置網(wǎng)絡(luò)，而設(shè)備安裝的位置很多時候都被網(wǎng)絡(luò)的布置所影響。當(dāng)安裝新的設(shè)備時更要考慮建筑的網(wǎng)絡(luò)布局，如果從新布置會造成更多的人力物力的浪費(fèi)，而且已經(jīng)布置的網(wǎng)線有可能因?yàn)橐恍┣闆r而損壞。

5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)可以很好的解決這些問題，為每個智能感知設(shè)備安裝5G移動網(wǎng)絡(luò)，這樣可以脫離網(wǎng)線的束縛將每個智能感知設(shè)備安裝在更適合的位置，避免了可能出現(xiàn)的網(wǎng)線問題而影響設(shè)備的使用，且更容易移動。5G移動網(wǎng)絡(luò)有網(wǎng)絡(luò)容量大的特點(diǎn)，在每個單位面積中可以使用更多的設(shè)備，非常適合智能感知設(shè)備的布置且5G網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)時間少可以實(shí)時的為讀者提供各種感知。

5 結(jié)束語

從傳統(tǒng)圖書館、數(shù)字圖書館、智慧圖書館的轉(zhuǎn)化是必然的，所以在當(dāng)前5G移動網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的環(huán)境下，進(jìn)行更加優(yōu)化的智慧型圖書館的建設(shè)是當(dāng)前迫切要處理的問題。本文對5G移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下共享館藏數(shù)據(jù)建設(shè)、館藏數(shù)據(jù)分析建設(shè)、智慧化設(shè)備布置建設(shè)進(jìn)行了簡要分析。但這才只是小小的一部分，5G移動網(wǎng)絡(luò)可以為智慧圖書館的建設(shè)提供更大的幫助，所以利用5G移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)處最好的智慧圖書館依然是日后需要研究的重點(diǎn)。