基于大數據+人工智能的智慧圖書館建設研究

李菲菲

摘要：文章介紹了大數據、人工智能和智慧圖書館的基本概念，闡述了智慧圖書館的構成要素和特征，重點討論了基于大數據和人工智能技術的智慧圖書館四層體系結構和建設內容，建設內容包括智慧圖書館智慧感知系統、智慧管理系統、智慧檢索系統、智慧咨詢系統、智慧服務系統、智慧云安全系統，并對智慧圖書館的未來發展進行了展望。

關鍵詞：大數據；人工智能；智慧圖書館

中圖分類號：G250文獻標識碼：A文章編號：1003-1588（2024）03-0088-03

1大數據、人工智能與智慧圖書館

智慧圖書館是在物聯網環境下，以實體圖書館和線上圖書館為載體，以大數據、人工智能、云計算等技術為基礎，以智能可感知設備為支撐，以智能管理平臺為核心，借助各級圖書館資源共享的特點，實現人、書、物之間的互聯互通，同時對圖書館信息資源進行全方位管理，服務讀者，為讀者推薦信息資源，讓讀者隨時隨地享受個性化、精準化、智慧化的知識定制服務和數字閱讀體驗的新型現代化圖書館。大數據技術的快速發展為圖書館的智慧化建設提供了強大的技術支持[1]。圖書館擁有豐富的文獻資源和大量的讀者行為記錄，這些寶貴的數據構成了智慧圖書館建設的基礎，圖書館利用大數據技術對這些數據進行管理和分析，能夠為業務發展提供有效指導，提高自身的智慧化管理和服務水平，滿足讀者的智慧化閱讀需求。人工智能誕生于20世紀50年代，是一種跨學科的交叉技術，涉及語言識別、定位、自動控制等多個領域，核心理念是使機器具備類似人類的思維和行動能力[2]。在大數據的基礎上，智慧圖書館引入深度學習、智能檢索、智能推薦、圖像識別、語音識別、知識發現等人工智能技術，能夠極大提升圖書館的智慧服務能力，使讀者更加精準、全面、個性化地檢索和獲得信息，對于圖書館的發展具有深遠意義。

2智慧圖書館的構成要素和特征

2.1智慧圖書館的構成要素

智慧圖書館的構成要素主要是人員、資源、環境、技術、服務等。人員包括館員、讀者、運維人員、監管人員等，是開展信息服務的主體，人員的知識儲備、專業素質、業務水平決定了智慧圖書館發展的上限；資源包括圖書館文獻資源和讀者信息資源，圖書館的文獻信息資源包括紙質資源和數字資源，讀者信息資源則包括讀者的個人基本信息、閱讀信息、借閱信息、瀏覽記錄、下載記錄、收藏記錄、評價記錄等；環境包括智能建筑、智能設備、網絡環境等；技術包括大數據、人工智能、RFID、云計算、物聯網、區塊鏈、云計算等技術，是實現圖書館智能化的保障；服務主要包括借閱服務、參考咨詢服務、閱讀推薦服務等，是智慧圖書館發展的不竭動力。

2.2智慧圖書館的特征

智慧圖書館具有以下特征：一是互聯互通。智慧圖書館利用先進的網絡信息技術，將海量信息匯集、整合并進行跨區域、跨資源、跨平臺的大規模交互，突破時空限制，為讀者提供個性化、全方位、全天候的服務[3]。二是信息資源共享。信息資源共享是智慧圖書館的核心特征，通過將信息上傳到開放的信息傳播平臺方式實現信息資源共享。三是服務高效。智慧圖書館通過智能技術能夠拓展服務范圍，提升服務效率，在知識服務、個性化推薦服務、特色資源服務、科研支持服務等方面為讀者帶來更好的體驗。四是以人為本。當前，讀者的信息需求呈現差異性和多元化特征，智慧圖書館通過智能技術將知識信息與服務深度融合，全面跟蹤、獲取讀者需求，精準識別讀者需求變化，為讀者提供全方位、立體化、智慧化服務。

3基于大數據+人工智能的智慧圖書館建設思路

3.1智慧圖書館建設體系架構

智慧圖書館要在新發展理念指導下統籌規劃，建設成為技術設備先進、文獻資源豐富、信息資源共享的信息中樞和學術殿堂，為讀者提供個性化、精準化、全面化的優質服務，其整體建設架構包括基礎設施層、數據資源層、系統支撐層、應用服務層。

3.1.1基礎設施層?；A設施層為智慧圖書館提供基礎網絡環境和軟硬件支持，包括互聯網、通信網、服務器、計算設備、存儲設備、通信鏈路、操作系統、智能終端設備等，是為系統軟件和應用服務平臺提供數據和運行環境的載體，也是支撐智慧圖書館高效運作的基礎保障[4]。

3.1.2數據資源層。數據資源層是接收外部數據、存儲數據、分析數據及應用數據的流轉交互層，也是系統管理平臺和應用服務系統的數據提供層，采用結構型、半結構型和非結構型數據庫存儲文獻數據、讀者數據以及系統運行產生的數據等。數據資源層綜合運用磁盤陣列、分布式文件系統、開源分布式服務框架等實現圖書館各項業務的數據處理，如數據資源遷移、整合、聚類、重組、計算、標引等，最終實現數據資源的綜合化、一體化管理，以及多元化數據融合的統一檢索和知識服務。

3.1.3系統支撐層。該層包括數據管理平臺、業務管理平臺、安全管理平臺、門戶管理平臺、讀者管理平臺，其中，數據管理平臺通過建立接口實現各應用系統模塊間的內容管理、數據互通、數據交換、系統集成、信息共享等；業務管理平臺通過規范的業務流程促使各子業務平臺執行各自工作，形成有效的集成和協同；安全管理平臺通過讀者統一認證和安全日志信息，保障各應用系統之間的數據流轉及業務流的安全穩定運行。系統支撐層為各類應用服務平臺提供業務協同管理和技術支撐，使各應用服務平臺無縫銜接。

3.1.4應用服務層。應用服務層是智慧圖書館根據業務需要、讀者需求建設的支撐業務全面運轉以及提供服務的應用服務系統，主要包括智慧感知系統、智慧管理系統、智慧檢索系統、智慧咨詢系統、智慧服務系統、智慧云安全系統等。

3.2智慧圖書館建設內容

3.2.1建設智慧感知系統。智慧感知系統是智慧圖書館建設的重要一環，以大數據、物聯網、人工智能等技術為依托，通過智能感知設備和智能終端設備對圖書館的人員、資源、環境進行動態監測，實時獲取數據并應用到實際業務，從而實現對人與物的全面感知和智慧管理[5]。智慧感知系統對館內流通人數、座位空置數、圖書借還情況、圖書在架情況、文獻資源閱讀下載情況等進行實時監測，能夠對讀者進行分流管理，合理劃分讀者群體，從而更加科學高效地服務不同類型的讀者；對館內環境進行感知和監控，智能調節溫度、濕度、光線、噪音等，為讀者營造更好的閱讀環境；門禁、安全預警、災害防護、智能監控等智能設備能夠實時感知館內外變化并做出智能分析和判斷，全面掌握圖書館情況，提升圖書館的安保水平。

3.2.2建設智慧管理系統。智慧管理系統是圖書館的智慧大腦，通過綜合運用大數據、人工智能、RFID、云計算等技術和智慧化管理手段，將資源、人員、設備等緊密聯系在一起，實現館際協同、人館協同、人人協同的一體化、專業化、智慧化管理，為高質量服務供給打下良好基礎。智慧管理系統的資源管理主要體現為對多元化文獻資源的加工和利用，即通過對資源的多層次分類、對知識單元的細粒度抽取、對元數據規范的統一制定等措施，實現資源的深度挖掘與利用；人員管理主要是針對館員以及個人讀者、機構讀者等多類型讀者的管理和服務，通過用戶類型區分達到為不同讀者提供個性化知識服務的目的；設備管理是指對服務器、網絡設備、智能書架、機器人、自助借還機、AR設備等進行管理與交互。

3.2.3建設智慧檢索系統。讀者通過檢索系統能夠從圖書館海量的信息資源中獲得想要的信息，因此，能否為讀者提供精細、準確、多元化、類型豐富的檢索信息成為衡量智慧圖書館服務能力的重要標準。智慧檢索系統既要能夠檢索文本數據，又要能夠檢索圖片、視頻、音頻等。智慧檢索系統整合圖書館的各類文獻資源，在文本、圖片、視頻、音頻等多模態數據間建立細粒度關聯，對讀者輸入的關鍵詞進行智能語義識別，生成符合相關語法和語義規則的文本、圖片、視頻、音頻等多類型結果，實現跨模態混合的一站式資源檢索，提升讀者檢索效率。

3.2.4建設智慧咨詢系統。人工智能的發展為圖書館帶來了“智慧館員”，即智慧咨詢系統。智慧咨詢系統通過強大的語言建模、語義分析和推理能力分析讀者提出的問題，獲取咨詢重點，抽取關鍵信息和主題，以類似人類思維和理解的方式與讀者互動交流，快速有效地解答讀者的各類問題?；谏疃葘W習模型，智慧咨詢系統通過不斷的訓練和學習，可以根據讀者的反饋進行調整和糾正，具有更強的泛化能力和適應性，從而適應更復雜的場景，處理更復雜的問題。

3.2.5建設智慧服務系統。智慧服務系統以讀者為中心收集、整合、分析館藏文獻資源，以提供精準化、場景化、智慧化的知識應用和知識創新服務；重視特色資源的開發和利用，依托館藏特色資源開發特色資源服務共享平臺、App、小程序等，打造云閱讀、云參觀、云講座、云培訓、云咨詢等線上特色服務；提供科研支持服務，如科技查新、文獻傳遞、寫作支持、研究工具支持、科研評價、期刊評價等，向科研人員推送最新的學術資料、前沿動態、研究報告，為科學研究提供支持和參考。個性化推薦服務是智慧圖書館建設之魂，智慧服務系統可以通過讀者的年齡、職業、歷史借閱記錄等數據分析其閱讀愛好和潛在需求，從而全面準確掌握讀者的興趣點，建立用戶興趣模型，使用智能推薦算法精準化、個性化、自動化地為其推送相應的資源[6]。

3.2.6建設智慧云安全系統。網絡安全是智慧圖書館建設的重中之重。云服務在文獻數字資源云存儲、智能云調度、智能安防等方面起到了重要作用，分布式云存儲可以有效滿足海量數據的存儲和訪問查詢需求，提高網絡的存儲效率和安全性[7]。構建智慧云服務安全系統可以實現云服務與網絡的互通互訪，保障系統安全穩定運行。智慧云安全系統包括DDoS安全防護系統、防火墻、IPS系統、網絡監控系統等，其中DDoS安全防護系統基于異常攻擊檢測機制和過濾機制能夠及時發現并攔截網絡層、應用層的異常服務攻擊，保證正常流量通過；防火墻主要是將外部網絡和內部網絡隔離開，確保內部網絡的安全；IPS系統主要用于阻斷SQL注入（數據侵入），抵御蠕蟲、木馬等病毒以及跨站腳本攻擊；網絡監控系統主要是對讀者的網絡行為進行監控，目的是保障讀者安全規范使用數字資源。

4結語

綜上所述，智慧圖書館建設需要科學系統的理論指導和統籌規劃，全局考慮、系統布局，借助大數據、人工智能等先進技術實現圖書館高質量發展，將圖書館建設成為科技化、現代化、全面智慧化的新型圖書館，為廣大讀者提供方便、快捷、精準的信息資源服務，使讀者的幸福感、獲得感得到持續提升。

參考文獻：

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[4]姚國章，余星，項惠惠.智慧圖書館的總體設計與應用系統建設研究[J].南京郵電大學學報（自然科學版），2016（2）：18-28.

[5]蘇瑞竹，張軻.基于情境感知的高校圖書館個性化服務模式研究[J].圖書館工作與研究，2022（7）：5-12.

[6]路龍惠，許蕗，任旭明.智慧圖書館私有云平臺網絡及網絡安全設計：以國家圖書館為例[J].網絡安全技術與應用，2023（6）：134-137.

[7]姚明，趙建國.我國圖書館地方立法實證研究：反思與超越：基于14部地方性法律規范的考察[J].圖書館建設，2020（5）：107-114.

（編校：徐黎娟）