趙 楠

[遼寧省圖書館（遼寧省古籍保護中心），遼寧 沈陽 110167]

隨著電子信息技術和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，利用計算機進行大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘可以發(fā)現(xiàn)從前未知且具有潛在應用價值的規(guī)則，大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代城市發(fā)展和建設中正發(fā)揮著越來越大的作用，這預示著大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨。圖書館作為城市文化建設的重要組成部分，完全可以將互聯(lián)網(wǎng)思維運用到其資源建設和服務工作中，這樣讀者在傳統(tǒng)意義的圖書館中可以避免需求感知差的問題，這是一種以讀者需求為驅動的文獻資源構建與服務的新模式。

1 大數(shù)據(jù)與智慧圖書館概述

1.1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)技術主要是通過大量數(shù)據(jù)的對比，對相同類型、不同方面的數(shù)據(jù)進行分析計算，歸集數(shù)據(jù)的相關點，發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性，從而實現(xiàn)對事物發(fā)展的科學預測，可為事物或社會的發(fā)展決策提供參考方向。大數(shù)據(jù)技術有以下優(yōu)點：具有數(shù)據(jù)收集能力，并保證相關推算的準確性。由于數(shù)據(jù)有種類多、大而全的特點，能夠實現(xiàn)對多個不同方面事物的科學推理運算；具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，與普通算法相比，大數(shù)據(jù)可大幅度提升相關推算工作的效率；大數(shù)據(jù)推算結果準確度高，錯誤問題較少出現(xiàn)。

1.2 智慧圖書館

智慧圖書館是圖書館發(fā)展的高級階層，它集物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能設備的應用于一體，并且不受時間和空間的限制，能讓讀者感到更加貼心、便捷的服務。智慧圖書館有以下特點：①具有知識共享性，智慧圖書館具有網(wǎng)絡化、數(shù)字化的特征，可以為讀者提供共享的知識服務；②具有服務高效性，智慧圖書館運用了智能技術，可將圖書館的軟件與硬件、前臺與服務后臺、書與人都緊密相連，可以更加快捷地處理各類事物，因此在管理和服務上更加靈活高效；③具有使用便利性，智慧圖書館的數(shù)據(jù)在全面立體感知的基礎上形成，任何方式獲取的信息都能做到互通，利用智能設備使圖書館的服務成為隨時、隨地、隨意的服務。

智慧圖書館的共享性、高效性和便利性是相互聯(lián)系的。共享性是基礎，高效性是核心，便利性是智慧圖書館的宗旨，是共享性和高效性的落腳點。

1.3 大數(shù)據(jù)與智慧圖書館

2017 年5 月互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）的《數(shù)據(jù)時代2025》報告指出，2025 年全球數(shù)據(jù)總量將達163ZB[1]，這預示著數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來。大數(shù)據(jù)的應用遍地開花，而圖書館作為社會中文化的載體，也必然離不開大數(shù)據(jù)的應用。圖書館數(shù)字資源總量本身就是一個超級龐大的數(shù)據(jù)庫，國內很多省級圖書館都實行了24 小時網(wǎng)絡服務，讀者的服務信息每時每刻都在遞增，對這些數(shù)據(jù)的分析和挖掘都需要基于大數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)。

在智慧圖書館建設中，可運用大數(shù)據(jù)對圖書館相關數(shù)據(jù)信息進行智能化處理。通過對大數(shù)據(jù)的應用，能夠為相關領域的決策提供充足的支撐。因此，在確保數(shù)據(jù)真實性的基礎上，收集大量數(shù)據(jù)，建立完備的大數(shù)據(jù)庫，并保證大數(shù)據(jù)分析結果的準確性，不僅可為圖書館文獻采購提供有針對性、即時性的決策參考，還可以全面提升圖書館采購資金的使用效率。同時，在推進圖書館管理服務變革、文獻資源評價、讀者的借閱預測、個性化推送等方面都能提供決策支持。

2 大數(shù)據(jù)在智慧圖書館中的作用

2.1 數(shù)據(jù)處理時效性得以提升

我國處于社會發(fā)展的快速變革期，人們的生活節(jié)奏不斷加快，所以在圖書館層面上，只有提高數(shù)據(jù)處理速度，才能滿足廣大讀者的需求。圖書館作為知識的集散中心，儲備著海量的文獻數(shù)據(jù)和借閱信息，傳統(tǒng)的處理方式內容繁雜，效率低下。如今大數(shù)據(jù)技術可以圓滿地解決這個難題，它可以對數(shù)據(jù)進行高速地分析處理，滿足各類讀者的需要，讓服務有一定的精準性，以私人訂制式的高品質服務滿足時代發(fā)展的需要。

2.2 融合異構數(shù)據(jù)

信息化社會必將發(fā)展到更高維度的社會形態(tài)，圖書館不應固步自封，而是要跟上時代發(fā)展的步伐，充分運用最新的技術手段，建成大數(shù)據(jù)知識共享體，將單一的、傳統(tǒng)的實體圖書館的服務，轉變成不受時間和空間限制的線上智慧圖書館為廣大讀者服務。

目前，圖書館中存貯的不僅有紙質圖書，還有音頻、視頻、圖片、文本甚至實物等多元化的文獻資料，這些數(shù)據(jù)間的相互關聯(lián)便形成了復雜的異構形態(tài)。為避免產生信息孤島，我們可以采用大數(shù)據(jù)管理的方式將異構數(shù)據(jù)進行融合，充分地整合信息資源，使圖書館數(shù)據(jù)資源形成一個有機體，并對其進行分析，挖掘出潛在的交叉價值，實現(xiàn)智能化管理，創(chuàng)新圖書服務模式，提升圖書館讀者用戶的閱讀體驗。

2.3 拓寬圖書館的功能

圖書館的服務對象是讀者，傳統(tǒng)的服務內容包括文獻借閱、閱讀推廣（展覽、報告會、講座）、參考咨詢等。隨著個性化、學科化等越來越專業(yè)的服務出現(xiàn)，讀者的服務需求也越來越高，圖書館必須根據(jù)讀者的服務需求做出相應的服務策略轉變。大數(shù)據(jù)可對讀者產生的數(shù)據(jù)進行深度挖掘與分析，分析的結果可滿足讀者之所想，供讀者之所需，因此對大量數(shù)據(jù)的分析與潛在價值的挖掘變得極為迫切。以大數(shù)據(jù)為驅動的智慧圖書館可提供層次更深、范圍更廣的服務。不僅能夠深化鞏固圖書館原有的傳統(tǒng)服務，還可以根據(jù)分析結果有針對性地為讀者定制、推送其感興趣的內容資源，逐步實現(xiàn)圖書館的知識咨詢、個性化推薦、閱讀推廣、信息檢索等全領域、全要素的全面智能化。因此，大數(shù)據(jù)在智慧圖書館中的應用大大拓寬了圖書館的服務功能，提升了讀者的服務體驗。

3 大數(shù)據(jù)下智慧圖書館的體系架構與實現(xiàn)

3.1 大數(shù)據(jù)下智慧圖書館的體系架構

為了滿足廣大讀者的服務需求，筆者從建設智慧圖書館的實際出發(fā)，設計了基于大數(shù)據(jù)的圖書館智能服務體系框架，如圖1所示。

圖1 大數(shù)據(jù)下智慧圖書館體系架構

該體系架構由4 部分組成，分別是物理層、處理層、分析層和應用層。

（1）物理層是由視頻與圖像采集設備、系統(tǒng)監(jiān)控設備、傳感器、RFID 設備等硬件設備、互聯(lián)網(wǎng)設備以及網(wǎng)絡監(jiān)控器等可以收集有關圖書館、圖書、讀者數(shù)據(jù)的設備組成。通過比較成熟的無線傳輸信道或者計算機通信網(wǎng)絡將物理層采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理層。

（2）處理層的作用是將物理層所采集的數(shù)據(jù)轉變成有特定含義的、符合需求的數(shù)據(jù)。它不僅可以對讀者閱讀行為和服務所產生的有效性信息進行數(shù)字化處理，還可以對讀者個性化服務過程中產生的數(shù)據(jù)，如資料類別、閱讀偏好、閱讀周期、閱讀反饋等數(shù)據(jù)進行標準化處理。

（3）分析層由三部分組成，分別是數(shù)據(jù)中心基礎設施平臺、大數(shù)據(jù)管理與應用平臺以及讀者個性化智能服務平臺。它位于圖書館的數(shù)據(jù)中心，主要任務是根據(jù)讀者不同的需求完成大數(shù)據(jù)分析，預測讀者個性化服務需求并進行定制化數(shù)據(jù)推送服務，以滿足讀者的個性化需求。

（4）應用層以平臺層提供的數(shù)據(jù)為基礎來實現(xiàn)圖書館的大數(shù)據(jù)分析與決策、系統(tǒng)智能化管理、用戶關系管理和個性化需求以及讀者個性化智能服務等功能[2]。

3.2 大數(shù)據(jù)下智慧圖書館的實現(xiàn)

3.2.1 采用混合型協(xié)同過濾算法實現(xiàn)個性化推薦

傳統(tǒng)圖書館不是資源不夠豐富，而是大量資源處于閑置零散狀態(tài)，沒有進行整合分析，因而不能被有需求的讀者所發(fā)現(xiàn)。個性化推薦指的是挖掘出讀者需求，實現(xiàn)“為書找人”，從而提高圖書館資源的利用率。混合型協(xié)同過濾算法即基于讀者和項目的協(xié)同過濾算法來實現(xiàn)“為書找人”。

（1）基于讀者的協(xié)同過濾算法

該算法通過讀者之間的行為相似度找到匹配的資源推薦。例如讀者甲、乙都閱讀了《水滸傳》一書，說明兩位讀者的閱讀行為有相似性，那么智慧圖書館便會向讀者乙推薦讀者甲閱讀過的其他書籍，同理讀者甲也會收到類似的推薦。此種算法雖然可以幫助讀者發(fā)現(xiàn)新的感興趣的資源，但是通過讀者行為相似度來推薦具有不準確性和不確定性。

（2）基于項目的協(xié)同過濾算法

該算法和基于讀者的協(xié)同過濾算法比較相似，依靠資源相似度來進行推薦。例如，某位讀者閱讀了《水滸傳》一書，那么智慧圖書館便會向讀者推薦與《水滸傳》相關的資源。此種算法的缺點是無法挖掘讀者隱藏的興趣點，只能被動推薦。

因此，為了最大程度地滿足讀者閱讀需求，在個性化推薦模式中，我們采用兩種算法混合的形式，實現(xiàn)圖書館與讀者之間良性互動，提高個性化推薦的準確度。

3.2.2 采用數(shù)據(jù)挖掘方式實現(xiàn)采購決策

如何利用有效的資金滿足讀者多維度的需求是智慧圖書館重點研究的方向。在這方面，我們采用數(shù)據(jù)挖掘方式實現(xiàn)采購決策。

所謂數(shù)據(jù)挖掘，指的是從大量的數(shù)據(jù)中通過算法來搜索隱藏的信息。我們通過數(shù)據(jù)挖掘不但可以對過去數(shù)據(jù)進行遍歷，還能對未來趨勢進行預測，為圖書館提供高價值的參考依據(jù)，從而提高圖書館的決策效率。

如圖2所示，通過數(shù)據(jù)挖掘進行的圖書采購計劃分為原始數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)挖掘、結果分析、制定采購計劃幾個步驟。

圖2 圖書采購計劃過程

（1）原始數(shù)據(jù)收集的主要作用是為數(shù)據(jù)挖掘提供可靠的數(shù)據(jù)源。在圖書館的業(yè)務系統(tǒng)中原始數(shù)據(jù)包括：讀者基本信息數(shù)據(jù)、流通借閱數(shù)據(jù)、文件檢索數(shù)據(jù)、館藏數(shù)據(jù)以及采訪、編目等業(yè)務數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)預處理主要是對原始數(shù)據(jù)進行處理的過程。在數(shù)據(jù)預處理的過程中首先檢查數(shù)據(jù)完整性和一致性，對不規(guī)范的數(shù)據(jù)進行處理糾正，再根據(jù)屬性對數(shù)據(jù)進行泛化改造，例如將年齡屬性映射成老年、中年、青年。最后對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總構造新屬性。數(shù)據(jù)預處理為數(shù)據(jù)挖掘提供良好的數(shù)據(jù)基礎。

（3）數(shù)據(jù)挖掘是通過關聯(lián)分析、聚類分析等分析法找出大量數(shù)據(jù)內在的關系規(guī)則，例如發(fā)現(xiàn)圖書和某類讀者之間的關聯(lián)度等信息。

（4）結果分析是對數(shù)據(jù)挖掘形成的數(shù)據(jù)關聯(lián)關系進行再分析，最終得出讀者閱讀傾向性和缺書比例，為采購文獻提供科學合理的決策依據(jù)。

制定采購計劃的關鍵一環(huán)在于圖書館的館員，數(shù)據(jù)挖掘只是起到輔助作用，真正起到?jīng)Q策作用的是人，因此為了保證決策的正確性，高水平專業(yè)人才隊伍的培養(yǎng)必不可少。

4 大數(shù)據(jù)下智慧圖書館的服務模式

4.1 實現(xiàn)基礎設施互聯(lián)、融合和共享

智慧圖書館的一大特點便是智能、協(xié)同的服務，要實現(xiàn)這一目標，首先就要通過技術方法將館藏資料、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、實體圖書以及廣大讀者統(tǒng)一整合到一個大的智聯(lián)網(wǎng)中，在此基礎上進行有效的挖掘。打造互聯(lián)、融合和共享智慧信息交流平臺是智慧圖書館建設的基本內容之一。

大數(shù)據(jù)由大量的讀者數(shù)據(jù)、電子資源以及物聯(lián)網(wǎng)的傳感數(shù)據(jù)等組成。大數(shù)據(jù)分析使基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館增強感知化和智慧化，也可為圖書館業(yè)務重組、資源數(shù)據(jù)擴展、決策方式轉變提供新的發(fā)展機遇，對圖書館中迅猛增長的海量數(shù)據(jù)進行異構消除，加強學科數(shù)據(jù)關聯(lián)與共享以及數(shù)據(jù)質量分析，智能提煉出其規(guī)律。在數(shù)據(jù)挖掘中提升圖書館的服務品質，將推動圖書館進入一個數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務和數(shù)據(jù)創(chuàng)新的時代。

4.2 提供個性化智慧服務

大數(shù)據(jù)的核心就是預測，它把數(shù)學算法模型運用到海量的數(shù)據(jù)上，用來預測事情發(fā)生的可能性。此外，隨著系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)越來越多，它們可以自動搜索最好的信號和模式，并進行自我優(yōu)化[3]。大數(shù)據(jù)技術根據(jù)讀者在圖書館內留下的基本屬性信息，如行走路徑、檢索痕跡、借閱信息、下載內容等行為信息進行分析，預測讀者的需求，從而進行有針對性的服務。

大數(shù)據(jù)時代，計算機處理信息的速度越來越快，在智慧圖書館中，大數(shù)據(jù)讓檢索更加方便，通過瀏覽記憶功能為讀者的書籍選擇提供參考推薦。對于科研類圖書館讀者，大數(shù)據(jù)可為其提供高度相關的參考文獻、學術資源；對于手機、平板電腦等移動端讀者，通過大數(shù)據(jù)的介入處理，可根據(jù)讀者的喜好進行書籍推送，不斷優(yōu)化和完善服務功能，為讀者利用碎片化時間學習提供更便捷的服務。

另外，智慧圖書館還可以提供前瞻性服務，例如利用大數(shù)據(jù)對讀者的科研創(chuàng)新合作過程及合作交互型知識服務過程進行分析預測等。

4.3 構建高效的智能管理體系

圖書館和企業(yè)有所不同，它有著自己的特殊需求和構建資源的方式，以大數(shù)據(jù)為驅動的智能圖書館管理體系要具有高度的可擴展性和靈活性，支持PB 級甚至更高規(guī)模數(shù)據(jù)的獲取、存儲、組織、分析以及決策。在存儲和計算能力上要以云計算為基礎，有效地解決結構化、半結構化和非結構化數(shù)據(jù)的需求[4]。在滿足以上條件的前提下，圖書館的智能管理體系首先可以實現(xiàn)各類知識服務及業(yè)務建設的風險模型的建立。利用分析、預測和智能輔助決策技術建立具有自身機構特色的、科學的、實用的風險模型，如數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)安全風險評估模型、出版的收益與風險模型、數(shù)據(jù)資源采購及應用評估風險模型、知識產權風險評估模型等。其次，可以通過分析圖書數(shù)據(jù)資源以及軟硬件的狀況來預測可能出現(xiàn)的故障，對于突然出現(xiàn)的波動可以主動、及時地制定相應的策略，如資源故障、網(wǎng)絡攻擊、服務需求障礙、垃圾資源過濾、資源波動等。最后，圖書館不僅要對所在館的數(shù)據(jù)資源進行整合和分析，而且要對產生的實時數(shù)據(jù)如微博、短信等大量數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)以及所產生的關聯(lián)數(shù)據(jù)等新型數(shù)據(jù)進行整合分析，及時發(fā)現(xiàn)有價值的知識和模式，洞察圖書館的讀者需求和發(fā)展環(huán)境，以智能管理助推圖書館的智慧服務。

4.4 實現(xiàn)館藏資源的優(yōu)化

圖書館的服務對象是讀者。在數(shù)字化時代，廣大讀者已習慣利用碎片時間進行網(wǎng)上閱讀，這表明讀者在資源獲取上已經(jīng)從物理空間走向不受時間和空間限制的開放的虛擬電子信息空間。因此，以大數(shù)據(jù)為依托的圖書館要對館藏資源體系進行變革，才能適應時代的要求。圖書館要加強數(shù)據(jù)分析員的培養(yǎng)，加深數(shù)據(jù)挖掘，根據(jù)大數(shù)據(jù)運算分析的結果來了解讀者的喜好需求并完善館藏資源，確定下一步圖書館工作的重點，在整體上重新規(guī)劃館藏資源建設，科學調整館藏資源構成，將有限的資金向讀者關注度高且需求旺盛的資源傾斜，提高館藏資源的使用率。以大數(shù)據(jù)為驅動的智慧圖書館可以做到館藏資源的科學管理，實現(xiàn)對資源的有效優(yōu)化整合，符合“以讀者為本”的服務理念。

5 大數(shù)據(jù)下智慧圖書館中存在的問題及解決方案

大數(shù)據(jù)時代的智慧圖書館是未來圖書館發(fā)展建設的一個大方向，它在節(jié)省資源的同時能夠高效率地滿足讀者需求，提高圖書館管理決策的科學性、準確性。但是任何新技術在從產生到發(fā)展成熟的過程中必然會有各種各樣的問題需要進一步的解決與完善，現(xiàn)階段存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

5.1 信息安全問題

隨著技術的快速進步，圖書館中的數(shù)據(jù)量級越來越大，讀者可以全天候地從各類終端設備訪問數(shù)據(jù)資源，但是由于行業(yè)間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準以及安全管理體系，致使信息容易泄露，因此保障廣大讀者的個人信息和數(shù)據(jù)安全尤為重要[5]。圖書館在應用大數(shù)據(jù)推進智慧圖書館建設的同時，必須制定一個通用的數(shù)據(jù)安全管理制度，對數(shù)據(jù)采集、分析、存儲等做出程序規(guī)定。采取先進的安全技術手段，加強大數(shù)據(jù)訪問控制機制，分層級、分權限管理，采用數(shù)據(jù)加密的方式確保數(shù)據(jù)信息的安全無虞。在網(wǎng)絡管理方面，規(guī)范讀者上網(wǎng)行為，對使用者進行審核并做好使用記錄。同時，配備技術管控軟件，如上網(wǎng)時間的自動限定、惡意訪問的自動退出、上網(wǎng)流量限定等[6]。

5.2 分析能力問題

在大數(shù)據(jù)時代，如何對圖書館里的信息進行有效地整合和分析，為圖書館提供更好的決策是未來發(fā)展的方向之一。因此在大數(shù)據(jù)領域數(shù)據(jù)分析能力成為了重中之重。在數(shù)據(jù)分析中，為了挖掘出所需要的信息，要準確提取各種結構的有效數(shù)據(jù)并進行深度分析，取得的結果供圖書館的館員進行決策。提高分析能力我們可以從數(shù)據(jù)分析工具和培養(yǎng)大數(shù)據(jù)人才兩方面入手。目前常見的大數(shù)據(jù)工具都基于成熟的分析結構、視覺化的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，迅速地改變著原有分析方式，使大數(shù)據(jù)分析變得更加準確與快捷。在人才培養(yǎng)方面，不僅要對館員進行有針對性的相關知識的培訓以使其具備獲取大數(shù)據(jù)的能力，還要培養(yǎng)其分析大數(shù)據(jù)的能力，對于經(jīng)過預處理的各類數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)具體的需求，進行選擇、轉換、加載，采用有效方法和模型對數(shù)據(jù)進行分析，并形成分析報告，為解決實際問題提供決策依據(jù)[7]。只有不斷地提高大數(shù)據(jù)分析能力，才能實現(xiàn)智慧圖書館的轉型和更好地發(fā)揮信息服務職能。

5.3 新舊管理方式磨合問題

大數(shù)據(jù)背景下的智慧圖書館的管理與工作方式與傳統(tǒng)圖書館是截然不同的。大數(shù)據(jù)的應用大大減輕了圖書館員的工作負擔，將他們從繁復的圖書信息存儲、篩選、編輯工作中解放出來，使他們有更多的時間與精力去解決讀者的問題，提升讀者服務體驗。

但是對于長期習慣于傳統(tǒng)圖書館管理方式的館員們來說，大數(shù)據(jù)是一項全新的技術，對他們的專業(yè)技能提出了更高的要求，因此要對館內現(xiàn)有館員進行系統(tǒng)、專業(yè)的培訓，使其盡快從思想意識、專業(yè)技術、服務方法上由傳統(tǒng)管理模式轉軌到大數(shù)據(jù)管理模式上來，新老模式的磨合需要一個過程。

6 結語

筆者梳理了以大數(shù)據(jù)為驅動的智慧圖書館構建與服務模式，它可以實現(xiàn)科學有效的信息處理，并通過數(shù)據(jù)挖掘生成決策信息，輔助支持圖書館館員做出及時科學準確的決策，實現(xiàn)從傳統(tǒng)意義下部門條塊分割管理到系統(tǒng)整合協(xié)作運行的智慧圖書館服務架構的跨越式發(fā)展。因此，在大數(shù)據(jù)驅動下智慧圖書館的宗旨是更好地提升圖書館的服務水平，想要實現(xiàn)這個目標，需要圖書館自身做出變革與努力的同時，還需要全社會給予資金、技術上的支持。