基于AHP層次分析法的數字圖書館的檢索改進研究

王沈燕 吳鑫 景艷 邵雪晴

摘 要：隨著信息技術的快速發展，人們已經不再滿足于紙質類的圖書的閱讀；大規模電子產品的生產，使得數字圖書館的出現成為一種必然。使用AHP層次分析法對數字圖書館的檢索進行完善，將會使數字圖書館給國家和社會帶來更大的效益。本文主要闡述了基于AHP層次分析法的數字圖書館的現有研究成果，并對現有成果進行了評述，其次，介紹了AHP層次分析法在數字圖書館檢索系統中的具體步驟及具體運用過程，并且運用調查問卷法對數據進行了統計研究，最后，針對研究結果提出了改進建議。

關鍵詞：層次分析法 數字圖書館 檢索系統 改進建議

第一章 相關研究綜述

1.1研究意義

AHP層次分析法可以把數字圖書館看作是一個系統，按照一定的思維方式進行決策，利用AHP層次分析法對數字圖書館檢索系統進行評價，較為科學。

將AHP層次分析法應用于數字圖書館時，可以使得復雜的決策問題層次化，同時，層次分析法能夠指引決策者通過一系列成對比較的評判來得到某一準則下相對重要度的量度。同時，通過層次的遞階關系可以使這個過程繼續，直到各個供決策的方法或措施對最高目標的總排序計算出來才結束。

本次研究擬以數字圖書館為研究對象，采用層次分析法對數字圖書館的檢索方式進行完善。

1.2與數字圖書館改進有關的研究

1、學者連冠（2017）指出，數字圖書館屬于提供信息服務的ICP，并認為應該擴展法定許可來掃平數字圖書館的知識產權授權障礙[1]。

2、劉培明、駱新泉（2017）指出，通過計算數字圖書館中的關聯圖書書目的相似度標簽信息參量，以相似度便簽索引來進行圖書檢索的語義分析，在語義本體模型中，使用關聯規則的挖掘來實現對相似用戶和相似書目的信息融合和協同推薦，可以實現數字圖書館的檢索效能的提高。針對數字圖書館中書目資源規模的增大導致對關聯圖書書目檢索的時效性和準確性不好的問題，提出一種基于相似度標簽索引和關聯規則挖掘的數字圖書館中的關聯書目檢索推薦方法[2]。

3、學者劉晶（2010）指出，一種基于圖形處理器（Graphic Processing Unit，簡稱GPU）的AES加密算法，即利用GPU強大的浮點運算能力和高度并行的計算特性對算法進行求解可以解決數字圖書館中電子文檔加密時間過長的問題，提出。同時利用CUDA（Compute Unified Device Architecture）通用并行計算架構實現AES算法，對關鍵技術進行討論[3]。

4、研究人員鮑凌云（2014）指出，數字圖書館文本分類特征提取方法：互信息算法和χ2統計量算法這兩種算法存在的不足并提出相應的改進措施，這是通過對這兩種方法的研究得出的[4]。

1.3對現有成果的評述

現有的數字圖書館的研究有很多，除了單一的利用層次分析法對數字圖書館進行研究，還有通過結合其他方法來對數字圖書館進行研究以及用AHP層次分析法來實現對數字圖書館的信息系統安全、人力資源、績效等方面的研究。

這些研究雖然有一定的優點，但是，或多或少存在一些不足。基于AHP層次分析法的數字圖書館的研究還有很長的路要走。

第二章 運用AHP層次分析法對數字圖書館的研究

2.1具體步驟設計

1、對問題進行定義，確定要完成的目標。

2、對層次結構模型進行建立。

3、對一系列下層各因素與上一層準則的二二比較判斷矩陣進行構造。。

4、在第3步的基礎上，形成判斷矩陣所需要的n（n-1）/2個判斷。

5、完成該層次里的二二比較，然后，輸入數據，計算最大特征值、一致性指標等。

6、對其它各個層次完成第3、4、5步計算。

7、進行層次合成計算。

8、如整個層次的綜合一致性不通過，則需要對某些判斷做適當改善。

計算總的一致性比例：

C.R.（n）=C.I.（n）/R.I.（n）

當C.R.（n）<0.1時，認為判斷矩陣的整體一致性是可以接受的。

若一致性結果>0.1，則需要適當調整權重值，重新進行計算。

2.2 具體研究

2.2.1問卷的設計與發放

本次問卷設計的過程就是將所要研究的內容，即層次分析法的數字圖書館的改進研究逐步具體化的過程。根據研究內容先確定好樹干，然后再根據需要，每個樹干設計分支，每個問題是樹葉，最終構成為一棵樹。

此次問卷調查的內容為：層次分析法的數字圖書館的改進研究；此次調查的目的是采用問卷的方式來確定各層次各因素之間的權重；調查方式為送發問卷調查；問卷以線上及線下相結合的方式進行發放；最后，將問卷進行回收。此次共發放問卷600份，有效問卷567份。

在回收的有效問卷中，采用這樣的方法對數據進行統計和整理：選項平均綜合得分=（Σ頻數×權值）/本題填寫人次

最后整理出的數據如下：

最后根據表格運算結果和問卷調查，粗略得出檢索系統中包含的資源，使用價值和系統平臺都是很重要的。

2.2.2AHP層次分析法具體運用過程

利用AHP層次分析法研究數字圖書館，可以先建立數字圖書館評價模型，這有助于更好的對數字圖書館進行改造、建設。

AHP層次分析法研究數字圖書館的具體步驟為：

1、對問題進行定義，確定要完成的目標：基于層次分析法對數字圖書館的檢索改進。

2、對層次結構模型進行建立：

3、對一系列下層各因素與上一層準則的二二比較判斷矩陣進行構造。

4、完成后續步驟的計算，結果如下：

5、對各層次完成第3、4、5步計算。

7、如整個層次綜合一致性不通過，則需要對某些判斷做適當改善。

整個層次綜合一致性：CI=0.0155262<0.1

層次的綜合一致性<0.1，無需進行改善。

第三章 結果分析與改進建議

3.1研究結果分析

最終的研究數據可以從整個層次的合成計算的表格中看出來，亦可用如上所示的圓形圖表直觀地顯示出來。

從研究數據中，即從本次運用AHP層次分析法對數字圖書館的檢索系統進行評價的過程和結果來說，我們可以看到運用AHP層次分析法對數字圖書館的檢索系統進行評價時，不要求評價人員對數字圖書館的檢索系統中的各個方面的子因素同時進行評價打分，而只需要對自己所熟悉的數字圖書館的檢索系統的某方面或者多個方面進行評價打分。這樣就可以避免對難以直接比較的非同類因素進行硬性的二二比較，加之一致性檢驗的分析處理，可以大大提高功能系數評分結果的準確度和置信度。就數字圖書館的檢索系統中的各個方面來說，所考慮的子因素越多，AHP層次分析法越有效，研究結果也越準確。

AHP 從本質上講是一種科學的思維方式。通過此次研究發現，AHP層次分析法除了有其優勢，還存在一些不足之處。

其優勢主要表現在：

（1）將對象視作系統，按照如下的思維方式：分解、比較、判斷、綜合進行決策——系統分析。對于具有層次結構的整體問題的綜合評價，采取逐層分解， 將一個整體問題變為多個單準則評價的問題，最后，以多個單準則評價為基礎，進行綜合；

（2）以定性因素的處理及可比性問題的解決為目的，把“重要性” （數學表現為權值）比較視作統一的處理格式，并且，把比較出來的結果按其重要程度進行量化標度。

（3）對比較鏈上的傳遞性進行檢驗與調整，即對一致性的可接受程度加以檢驗。

（4）對于匯集全部比較信息的矩陣集，使用線性代數方法與理論進行處理，挖掘出具有實質性、深層次的的綜合信息來作為決策支持。

（5） 采用定性與定量相結合的方式，能夠處理傳統的優化方法下所不能解決的問題。

（6）結果明確、簡潔，有利于決策者直接了解和掌握。

其不足之處主要體現在以下幾個方面：

（1） AHP 方法也有致命的缺點，它只能在給定的方案當中選擇最優的，卻不能給出新的方案；

（2） AHP 方法中需要有專家系統來作為所用的指標體系的支持，如果給出的指標不合理，那么得到的結果也就不

準確；

（3） AHP 方法中進行多層次比較的同時也需要給出一致性比較，如果不滿足一致性指標的要求，那么AHP方法就失去了作用；

（4） AHP 方法需求出矩陣的特征值，但是通常使用的是求平均值（幾何、算術、協調平均）的方法來求特征值，這種方式對于一些病態矩陣來說，是有系統誤差的。

3.2改進建議

就本次研究采用的研究方法——層次分析法來說，提出如下的改進建議：對于指標權重獲取繁瑣與主觀干擾共存的問題，可采用層次分析法與可拓理論相結合；對于要求判斷矩陣的元素必須要是精確數的問題，可以采用模糊集來取代判斷矩陣中的數。

就研究結果來看，運用AHP層次分析法對數字圖書館的檢索系統進行評價，發現在數字圖書館中，人們認為其包含的資源尤為重要，系統平臺次之，使用成本的重要性最低。

因此，從一方面來講，需要增加數字圖書館的資源儲量，這就需要1、采用信息技術將各個數據庫資源進行整合，以確保人們在使用數字圖書館的檢索系統時，可以最大限度地查找出所有所需要的資源；2、建立合適的訪問系統，來保護一些存在知識產權問題的資源；3、加大數字化資源的宣傳力度。從另一方面來講，應該降低其使用成本，將其資源采購更新成本、使用年限成本、系統購買成本降低，但與此同時，要保證其服務質量。

從數字圖書館檢索的各個方面的各個子因素來看，期刊的種類的多樣性，以及平臺的穩定性是尤為重要的，所以，增加數字圖書館的資源儲量的同時，需要在以下方面增強平臺的穩定性：首先，安排專門的人員對平臺進行定時維護，加強系統平臺的監控管理；其次，定時建立日記，保證外部環境如網絡狀態不穩定時，即使備份數據和數據包；再者，在平臺設計方面，采用手動備份和自動備份相結合的方式，進一步增強平臺的可靠性、穩定性。

總結

本文提出了運用AHP層次分析法對數字圖書館的檢索系統進行評價，在記述AHP層次分析法的具體步驟后，運用該方法對數字圖書館進行實際研究，根據研究結果，對數字圖書館的檢索系統提出一些改進建議。

參考文獻：

[1] 連冠.“數字圖書館”授權許可模式的改進[J].新西部，2017（28）：94-96.

[2] 劉培明，駱新泉.數字圖書館中的關聯書目檢索推薦方法改進與設計[J].現代電子技術，2017，40（14）：72-74.

[3] 劉晶. 基于改進AES算法對數字圖書館文檔加密的研究[A]. 河北省高等學校圖書情報工作委員會.華北地區高校圖協第二十四屆學術年會論文（文章）匯編[C].河北省高等學校圖書情報工作委員會，2010：10.

[4] 鮑凌云.數字圖書館文本分類特征提取方法研究與改進[J].農業圖書情報學刊，2014，26（07）：33-35.

作者簡介：吳鑫（1997-），男，漢族，籍貫：江蘇省南通市，學歷：本科，單位：南京郵電大學通達學院，研究方向：經濟學