圖書館數據服務生態圈的技術支撐體系及關鍵技術應用研究*

解金蘭，趙配影

(天津農學院圖書館，天津 300384)

1 圖書館技術發展與演進歷程

為更好地厘清信息技術在圖書館的演進歷程，筆者以“圖書館”并含“技術”為篇名檢索詞，于2017年6月在中國知網檢索到(1953～2017年)相關文獻7 002篇，除去一些偏離信息技術的文獻，筆者按對圖書館產生空前變革的重大技術的崛起時間為依據，將圖書館信息技術的發展分為以下幾個階段：(1)圖書館計算機技術起步期(1983～1991年)。1983年張曉林兩篇“計算機技術在圖書館的應用”[1-2]文章開啟了國內圖書館計算機技術應用研究的熱潮，業界人士為信息存儲的需要，研究和嘗試了縮微技術、光存儲、資料庫等數據存儲技術，個別圖書館成功創建了圖書外借計算機管理系統[3]，并采用光筆條形碼，用于圖書采購、編目期刊和流通管理及文獻檢索等，為圖書館自動化系統的開發和應用作了前期的準備。(2)圖書館自動化集成管理系統建設時期(1992～1994年)。隨著計算機應用系統的不斷引進、開發，圖書館集成管理系統的功能逐漸完備，局域網、機讀目錄數據庫、光盤檢索系統等技術不斷完善和成熟，實現了地區性的聯合編目和資源共享。1994年圖書館自動化管理系統在中山圖書館率先建成,對我國圖書館自動化建設具有突破性的意義，將我國圖書館自動化水平提高到國際先進水平[4]。(3)數字圖書館時期(1994～2003年)。1994年4月我國通過美國Sprint公司連入Internetde 64K國際專線的開通，實現了與因特網的全功能連接，因特網高效的連接性和共享性，對圖書館信息技術的發展具有空前的推動作用，聯機編目與檢索、多元化的服務功能、網格化的數據傳輸[5]推進了圖書館信息資源的建設，多媒體資源庫、數據庫、電子閱覽室在圖書館不斷建成開放，極大豐富了圖書館的網絡信息資源。1996年“試驗型數字圖書館”的建設，通過多館聯合、整體研發，實現了在廣域網環境下數字圖書館的共建共享，改變了傳統圖書館借閱的時空、副本限制，實現了圖書借閱的全天候服務。隨著圖書館集成管理系統、圖書館中文數字資源庫、網上參考咨詢服務中心的引進和建設，在統一標準的元數據互操作等技術推動下，圖書館跨庫檢索系統逐步完善并開放，實現了大規模數字信息資源的整合、跨庫檢索、遠程訪問和網上參考咨詢服務等。數字圖書館的建設，標志著圖書館信息服務逐步走向數字化和網絡化。(4)網上參考咨詢與開放共享時期(2004～2012年)。RFID電子標簽的應用，提升了圖書館自動化服務進程；RSS、移動短信、二維碼、Web2.0、流媒體、虛擬化技術、VPN等各種應用軟件的不斷引進和開發，實現了搜索引擎、參考咨詢系統及文獻傳遞系統的無縫對接，提升了用戶使用圖書館資源的互動性、實時性，催生了網絡參考咨詢服務系統和數字資源共建共享聯盟平臺。數字圖書館建設的標準化和規范化，促進了圖書館數字資源的整合和服務系統的集成，實現了圖書館自身資源、網絡資源和人力資源的共建共享和開放獲取。(5)移動圖書館與智能發現服務時期(2013～2015年)。隨著數字圖書館信息資源和應用系統的不斷完善,及手機終端系統功能的提升,為了打破用戶使用圖書館信息資源的時空限制，多家圖書館開始開發圖書館手機應用系統，為用戶提供隨時隨地、泛在化的信息服務模式。移動圖書館的開發應用帶給圖書館一場新的技術革命。同時，微博、微信等技術也開始在圖書館廣泛應用[6]，進一步提升了圖書館數據資源庫的建設，元數據、云計算、物聯網等技術已經在圖書館得到了更為成熟的應用。虛擬現實技術也開始在圖書館嘗試開發應用，從最初的服務器虛擬化[7]，到各種應用技術的開發，虛擬現實技術的成熟應用，啟動了圖書館智慧服務的新歷程。(6)“互聯網+”圖書館時期(2014～2017年)，物聯網、云計算、大數據、移動互聯網、地理信息技術、各種公眾平臺的迅速崛起和快速融合，使傳統行業的邊界逐漸模糊，跨界融匯、創新驅動成為一種新常態。在新的時代背景下，各種信息技術和信息資源的整合和開發，圖書館同樣面臨著各種網絡開放信息資源及用戶差異化信息行為的沖擊，當圖書館信息服務中心的位置被邊緣化之后，同樣要順應時代和技術發展的潮流，走出一條“互聯網+”圖書館的轉型變革之路。

2 構建圖書館數據服務生態圈是信息技術發展的必然趨勢

縱觀圖書館的技術發展歷程，每一次新技術的崛起都會引起圖書館服務內容和服務模式的空前變革。計算機技術的應用，改寫了圖書館藏書樓的歷史使命，帶來信息數字化存儲和網絡化傳輸的重大變革；因特網的接入，為圖書館接受和傳送信息資源打開了廣闊的流通渠道，圖書館可以借力互聯網實現信息資源和信息技術的共建共享，各種聯盟服務系統順勢而起；多元化的信息技術經過實驗后，在圖書館得到成熟應用，推動圖書館信息服務走向多元化、多維度的發展模式；移動圖書館的建設，使圖書館的服務打破時空限制，改變了圖書館用戶對物理圖書館的依賴，用戶隨時隨地可以享受圖書館的服務資源。圖書館多年的技術應用歷程，為圖書館積累了豐富的信息整合經驗和技術融合能力，為圖書館跨界服務提供了強大的技術支撐，在“互聯網+”浪潮推動下，圖書館要想轉型突破、持續發展，必須走跨界融合的服務道路，構建數據服務生態環境是圖書館未來發展的必然選擇[8]，也是信息技術在圖書館應用的必然趨勢。

3 圖書館數據服務生態圈技術支撐體系結構

圖1 圖書館數據服務生態圈技術支撐體系結構圖

圖書館數據服務生態圈的技術支撐體系結構由下到上分為跨界平臺層、數據融合層及應用服務層。其中數據融合層又分為數據管理層和中心數據資源庫，數據服務層又分為支撐服務層、應用服務層及個性化服務層(如圖1所示)。

3.1 跨界平臺層

跨界平臺層由多個區域平臺資源整合融匯而成的一個閉環，其主要作用是以圖書館數據平臺為主導，實現多個區域平臺資源的跨界融匯、共建共享，為數據服務生態圈提供多元化、基礎性的數據支撐。跨界平臺層除設備技術、網絡技術、移動通信等基礎技術之外，主要包括標準協議、虛擬化技術、信息安全技術、大數據、云計算、傳感器、RFID等關鍵技術，主要功能是實現多個區域平臺資源的識別、兼容及整合，并進行簡單的數據處理。

3.2 數據融合層

數據融合層起到連接數據平臺層和應用服務層的作用，主要是將平臺層傳輸過來的數據進行處理和重組，為跨界服務提供統一的數據資源。數據融合層又分為：(1)數據管理層。數據管理層就是將平臺層傳輸過來的數據進行甄別、清洗等數據標準化處理，并進行簡單的數據融匯和結構重組，還兼有數據挖掘、數據安全控制和數據存儲等功能。除無線寬帶網、大數據技術之外，還有物聯網、WSN技術、IPV6通信技術、云計算等新興技術。(2)中心數據資源庫。中心數據資源庫是數據服務生態圈的中心，主要作用是將經過標準化處理的數據整合為一個整體，優化關聯和建模重組，突破各平臺間數據應用的局限性，為數據應用和服務提供最佳的數據搭配，挖掘數據價值的最大利用[8]，主要包括數據挖掘、數據建模等數據處理和數據整合技術，還包括數據存儲、云計算等大數據技術。

3.3 應用服務層

應用服務層主要作用是將中心資源庫的數據用于支撐和應用服務，實現不同行業、不同應用系統之間數據的共享、互通、協同等，以及為不同行業發展提供數據支撐和策劃服務。按照服務功能的不同又分為：(1)支撐服務層。主要為數據服務提供技術支撐，如知識庫、區域數據平臺搭建、科學數據管理、數據托管等，包括云平臺、SOA、虛擬現實等多種先進技術。(2)應用服務層。主要提供各種應用服務。如開放教育、數據監測、項目策劃等主要是通過搭建各種應用系統來實現其相應功能。(3)個性化服務層。主要是根據不同區域及個人的應用需求提供針對性的數據應用服務，如個人數據定制、數據租借、學科數據服務、個性化圖書館搭建等。

4 圖書館數據服務生態圈關鍵技術分析

4.1 互聯網技術

互聯網的出現是人類通信技術的一次革命，隨著接入主機數量的增加及TCP/IP數據傳輸協議的應用，越來越多人把互聯網作為通信和交流的工具。隨著互聯網的商業化，其在通信、社交、信息檢索、客戶服務、云端化服務、資源共享等方面的巨大潛力被挖掘出來，使互聯網有了質的飛躍，并通過網絡融合，互聯網一直走在發展的信息高速公路上。互聯網的最大成功不在技術層面，而在交流服務，在于構建了一個相互交流溝通、相互參與的互動傳媒平臺[9]。

互聯網高效、互動的信息交換改變了圖書館信息服務的時空限制，推動了數字圖書館信息資源建設和服務模式的創新。在圖書館數字服務生態圈的構建中，互聯網作為基礎網絡設施，通過網絡融合主導著生態圈結構體系的架構和數據資源的管理與服務。

4.2 物聯網技術

物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。物聯網是通過智能感知、識別與普適計算廣泛應用于網絡融合中，因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。應用創新是物聯網的核心和靈魂，傳感器技術、RFID標簽、嵌入式系統技術是物聯網應用中的三項關鍵技術[10]。

物聯網技術在圖書館數據服務生態圈的架構體系中起到舉足輕重的作用，其技術應用貫穿于生態圈的平臺層、數據層、應用層的各個環節，將數據服務生態圈整合為一個協同網絡，網中數據充滿活力、自動識別、跨界共享，并按統一標準彼此“交流”。按其在生態圈架構中的關鍵應用分為三個方面：一是利用其感知識別技術、網絡和通信技術、數據分析和處理技術等對各平臺資源數據進行跨界融合、實時采集和傳輸，并進行適當的遠程和安全數據控制處理；二是應用物聯網的數據分析和處理、普適計算等技術將平臺層傳輸來的數據進行分析、處理及智能化控制；三是在應用服務層，一方面利用物聯網實現數據應用設備及網絡的集成，另一方面利用RFID標簽、M2M、嵌入式技術、傳感技術實現終端系統智能化的數據服務。

4.3 云計算技術

云計算是分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備份冗余等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物，是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。云計算是為滿足互聯網發展所帶來的海量數據存儲、傳輸與計算的需要而發展起來的新技術架構，它能以高擴展性、高可靠性、高廉價性且虛擬化的模式支持海量數據的增長[11]。

云計算在圖書館數據服務生態圈的架構中具有強大的技術支撐作用。這是因為圖書館數據服務生態圈的主要功能是實現圖書館對更多數據的管理和支配，而云計算強大的數據計算、存儲和管理能力可以滿足圖書館生態圈架構中對海量數據處理的需求。因此，在圖書館數據服務生態圈各個層面的構建中，引入云計算技術不僅提高數據中心資源庫對數據的存儲能力，而且降低了數據應用的技術門檻和運營成本，提升其擴展性和可靠性。

4.4 大數據技術

大數據指的是無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產，具有5V特點：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(低價值密度)、Veracity(真實性)。大數據技術的戰略意義不在于掌握龐大的數據信息，而在于對這些含有意義的數據進行專業化處理。換言之，如果把大數據比作一種產業，那么這種產業實現盈利的關鍵，在于提高對數據的“加工能力”，通過“加工”實現數據的“增值”。大數據需要特殊的技術以有效地處理大量非結構化、半結構化的數據。適用于大數據的技術包括大規模并行處理(MPP)數據庫、數據挖掘、分布式文件系統、分布式數據庫、云計算平臺、互聯網和可擴展的存儲系統[12]。

構建圖書館數據服務生態圈的關鍵就是充分發揮圖書館在數據處理中的資源優勢，構建數據聯盟，實現多個區域數據平臺資源的跨界整合、創新利用，以此提升數據資源的利用率。大數據技術在圖書館數據服務生態圈構建的各個流程中都具有舉足輕重的作用，如分布式數據挖掘、云存儲、虛擬化等在平臺層的應用，可以實現各平臺資源的精細采集和系統整合及并行處理；分布式數據處理、分布式數據云存儲、虛擬化技術的應用，構建了生態圈數據層統一標準的數據生態環境，為數據服務層智慧化、可定制化數據服務提供高質量、可行性、共享性、決策化的數據儲備和技術支持。

4.5 移動互聯網技術

移動互聯網是將移動通信和互聯網二者結合起來成為一體，是互聯網的技術、平臺、商業模式和應用與移動通信技術結合并實踐的活動的總稱。4G時代的開啟及移動終端設備的凸顯，為移動互聯網的發展注入巨大的能量。移動互聯網是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業務和服務的新興技術，包含終端、軟件和應用三個層面。終端層包括智能手機、平板電腦、電子書、MID等；軟件包括操作系統、中間件、數據庫和安全軟件等；應用層包括休閑娛樂類、工具媒體類、商務財經類等不同應用與服務。隨著LTE(長期演進，4G通信技術標準之一)、NFC(近場通信，移動支付的支撐技術)等網絡傳輸層關鍵技術被納入移動互聯網范疇，移動互聯網正逐漸滲透到人們生活、工作的各個領域，如短信、移動音樂、手機游戲、視頻應用、手機支付、位置服務等豐富多彩的移動互聯網應用迅猛發展，正在深刻改變信息時代的社會生活[13]。

移動圖書館早已在圖書館領域有著成熟而廣泛的應用體驗，數據服務生態圈的構建，也離不開移動互聯網的助力推動。IPv6移動技術協議的應用，實現了互聯網和移動通信技術的融合，為數據服務生態圈網絡融合的架構提供了無限可能。移動互聯網技術應用于平臺層和數據層，可進一步提升數據采集、存儲和傳輸中數據的安全性和完整性，并支持自動配置和移動計算等業務。在應用層搭建移動數據應用平臺，可提供全方位、標準化、一站式的移動數據服務，以此提供即時性的數據傳播和應用解決方案。

5 結語

在深度信息時代，數據資源、網絡資源和用戶資源是構建圖書館數據服務生態圈的重要元素，數據服務生態圈服務效能的實現從根本上還是依賴于用戶參與。圖書館數據生態環境的跨界整合，一方面是將數據服務資源整合到一個超大的中心資源庫，實現不同區域數據資源最佳配置，另一方面也是實現不同區域用戶資源的協同發展、創新驅動。從根本上看，圖書館數據服務生態圈就是充分利用現代信息技術，實現不同區域數據平臺的合作運營，這種合作帶來了圖書館服務生態鏈的延伸、保障了圖書館自身的發展和服務價值的提升。

[參考文獻]

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[12]大數據[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=EljrGH4MyPN3u--5eWwtS_dnwjfFMWwx7LxT6pnaHB4onS46ttKMN168-2RifSK7lQOTQX3MHWTWaAYqv_z8U0jNeOq5Fzp2PEppItnKPZ1kf-7nFoZtlNL5RgAlt4O_.

[13]移動互聯網[EB/OL].[2017-6-20].http://baike.baidu.com/link?url=7efAtj7ThJ5ogFrlxxJLrBbvW_lA1Z2DcTvjBMZKdWoa9TDp_kekgPGWn547h7qPeATgjfwNi1r90M9t9YXpUF1DYz-oU4ycjYW9S34swDtLJmFwE8MKlzfvo2kKxBAe24TmxxijXi2fPtDcgKOb1_.