算法時代智慧圖書館協同治理的智能技術融合機制研究

王 靜 宋迎法 李新春

（1.中國礦業大學圖書館 江蘇徐州 221116；2.中國礦業大學管理學院 江蘇徐州 221116）

1 引言

眾所周知，算法是思維方式的技術基礎，其以嚴謹分析和周密設計為原則、以數據驅動的解決方式彌補人類判斷力的缺陷。隨著大數據、物聯網、區塊鏈等技術發展，作為人類通用的智慧工具，算法開創了人類歷史的新時代。圖書館必須緊跟現代科技發展趨勢，積極推動高新技術算法在文化領域的應用。而智能技術是建設智慧圖書館的基礎技術支撐。當前，大數據、云計算、人工智能等智能技術正在改變人們的生活，并對人們的思維產生深刻影響。與此同時，智能技術也改變了政府、圖書館行業協會、大學、用戶及其與智慧圖書館間的協同治理模式。如何通過智能技術實現智慧圖書館協同治理多方主體相互信任、交互數據安全、業務高效協同，是智慧圖書館建設的關鍵，也是研究智慧圖書館建設的重要議題。

1 算法時代圖書館智能技術的發展現狀與思考

通過文獻分析，我們發現國內外關于圖書館智能技術的研究主要有：①機器學習研究方面，主要包括：Rashid M R 等介紹圖書館尋書機器人自動導航算法[1]；Tsuji K 等介紹圖書館使用機器學習方法推薦圖書[2]；沈敏、楊新涯等針對高校圖書館用戶偏好檢索機器學習研究[3]；郭利敏等分析圖書館機器學習的應用[4]；李靜提出自適應個性化數字圖書館模型研究[5]。②大數據挖掘研究方面，主要包括：Simovic A 提出智能圖書館大數據系統設計方法[6]；Xu B J等介紹數字圖書館用戶數據聚類分析[7]；何勝等針對用戶行為建模和大數據挖掘，開展圖書館個性化服務研究[8]；陳臣提出基于云計算的圖書館大數據分析和決策支持平臺構建[9]；柳益君等介紹高校圖書館個性化服務大數據挖掘研究[10]；王亞民等介紹基于Hadoop 平臺的數字圖書館研究[11]。③云計算研究方面，主要包括：Shivalingaiah D等介紹高校圖書館資源共享中云計算的應用[12]；Balram等介紹圖書館服務中云計算的應用[13]；董雪迪等提出基于云計算構建國家數字學術資源多元保存模型[14]；溫釗健提出OCLC Worldcat 云計算數字圖書館模型[15]；薛燕介紹基于改進加密算法的云計算用戶隱私保護研究[16]。④物聯網方面，包括：Aguilar-Moreno E 等提出射頻識別（RFID）技術算法[17]；Castano B 等提出圖書館用戶智能檢測與引導系統[18]；沈奎林等基于超高頻RFID 的智慧圖書館的研究與實踐[19]；馬棟萍等基于RFID 和WiFi 技術的圖書智能定位系統設計[20]；張海營基于物聯網的圖書館館藏推薦服務平臺構建[21]；牛悅等面向QoE 基于物聯網研究云圖書館服務[22]。⑤區塊鏈研究，主要包括：Nicholson 等介紹圖書館運用比特幣和區塊鏈技術幫助發展中國家[23]；陳小平基于區塊鏈理念進行圖書館移動用戶行為大數據挖掘和智慧服務研究[24]；黃敏聰介紹區塊鏈技術對圖書館發展的影響[25]；房永壯等提出基于大數據共享環境下圖書館“區塊鏈”技術的應用研究[26]；楊新涯認為區塊鏈是完善數字內容產業鏈的最關鍵技術[27]。

通過對不同智能技術的分析與比較，我們發現：大數據需要應對海量化和快增長的存儲，這要求底層硬件架構和文件系統在性價比上要遠高于傳統技術。當前，圖書館智能技術中大數據管理多采用傳統集中式架構，其物聯網應用算法中的設備仍然在向中央服務器（一個或多個）發送數據和接收數據。而區塊鏈技術具有分布式數據庫系統架構，它沒有集中式的數據地址，作為一種持續增長的、按序整理成區塊的鏈式數據結構，通過網絡中多個節點共同參與數據的計算和記錄。與此同時，算法時代大數據、物聯網等智能技術也帶動了區塊鏈技術的發展，區塊鏈技術的出現也促進了大數據等智能技術的全面開放。當前，部分圖書館運用算法推送讀者感興趣的文獻資源，為讀者精準畫像，滿足讀者個性化需求。筆者認為在算法時代智慧圖書館建設中如果將區塊鏈技術與大數據技術等智能技術相融合，可以突破協同治理過程中智慧圖書館大數據收集的現實困境，建立協同治理共識機制，保障智慧圖書館數據獲取的安全性和權益歸屬，形成一個開放的數據推薦與共享生態系統，這也是未來智慧圖書館建設過程中協同治理成敗的關鍵因素之一。

3 算法時代智慧圖書館協同治理中智能技術融合模式構建

由于智慧圖書館數據生產方式、種類的多樣性與復雜性以及數據的動態多變，智能技術不是一項單一的技術，而是大數據技術、云計算技術、人工智能技術等融合運用，形成智慧圖書館的技術集合。算法時代智慧圖書館建設協同治理是指在網絡技術與信息技術等智能技術的支持下，政府、大學、智慧圖書館、行業協會、用戶等社會多元要素相互協同，合作治理智慧圖書館建設，最終達到最大限度地維護和增進公共利益的目的[28]。智能技術更多地運用數據思維驅動智慧圖書館與協同治理各方之間的生態交互。當前，智慧圖書館主要是依托云計算、物聯網、大數據等新一代信息技術作為基礎設施支撐，對非結構化大數據進行深度分析和挖掘處理。而區塊鏈是結構定義嚴謹的塊，通過指針組成的鏈，屬于結構化數據，是一種不可篡改的分布式數據庫存儲技術。在這里，筆者將融合理念引入智慧圖書館建設智能技術協同治理過程。針對智慧圖書館建設過程的協同治理，這里的融合理念是指將大數據、物聯網、云計算、區塊鏈等智能技術作為智慧圖書館建設的實施基礎，通過智慧圖書館大數據異構整合機制對用戶需求進行挖掘與重構，全面感知與獲取用戶行為、特征、運行日志等數據[29]。與此同時，構建智慧圖書館協同治理中智能技術融合模型，如圖1 所示。

圖1 算法時代智慧圖書館協同治理智能技術融合管理模型

從圖1，我們可以看出：在算法時代智慧圖書館為了有效適應新的社會環境，需要推動協同治理智能技術的融合升級。我們可以考慮建立智慧圖書館區塊鏈，構成去中心化數據接入層；以政府、行業協會、大學和用戶等協同治理各方和智慧圖書館構建分布式數據庫系統，結合大數據技術、物聯網技術等智能技術構成弱中心化數據處理層；同時，授權智慧圖書館訪問控制、安全防護機制，構建智慧圖書館協同治理智能技術融合數據應用層規范。與此同時，從協同治理的角度分析，算法時代智慧圖書館智能技術融合管理過程的關鍵因素包括：技術平臺融合、文化融合、管理融合和公共利益融合。

4 算法時代面向多樣化服務協同治理模式的智慧圖書館智能技術融合愿景——以中國礦業大學圖書館為例

中國礦業大學圖書館經過百余年的發展，已形成了以礦業為特色，以理工為重點，文、管、經、法協調發展的文獻信息資源保障體系。隨著算法時代物聯網、云計算及大數據智能技術的應用，智能技術減少了圖書館業務環節中的手工操作環節，改革了圖書館的工作程序和技術方法，引起了圖書館內部結構的變化。當前中國礦業大學圖書館基于云平臺技術正在形成多層次、多樣化的智慧服務體系，在加強數據安全訪問管理的同時，對資源的采集、分類、數據庫建設、資源整合、推送、信息檢索與挖掘、個性化服務、圖書館應用系統設計與分析、跨平臺檢索系統等方面進行深入研究，為讀者提供全方位的閱讀和學習體驗。面向未來多樣化服務協同治理需求，筆者結合中國礦業大學圖書館智能技術融合愿景案例，對算法時代智慧圖書館智能技術融合管理過程的關鍵因素融合進行了分析。

4.1 智慧圖書館協同治理智能技術平臺融合

智能技術平臺融合就是梳理智慧圖書館協同治理各方的技術平臺，使其相互協同，最終達到智能技術融合，形成更高層級的技術平臺。這個過程包括三個方面：將智慧圖書館協同治理各方的智能技術平臺標準化，即相似的智能技術采取同樣的標準；進行智慧圖書館智能技術整合，對協同治理各方的智能技術進行分類、歸納；形成級別更高的智慧圖書館協同治理智能技術平臺。對于中國礦業大學圖書館而言，依據用戶需求，對智慧圖書館各個相對獨立系統中的數據對象、功能結構及其互動關系進行融合和重組，形成一個新的有機智慧服務資源體系，力爭把分散的資源集中起來，把無序的資源變為有序，使之更方便用戶查找信息，從而全方位地為學科服務決策提供信息保障。中國礦業大學圖書館協同治理智能技術平臺融合模式如圖2 所示。

圖2 中國礦業大學圖書館協同治理智能技術平臺融合模式

在這里，圖書館協同治理智能技術平臺與圖書館內部OPAC 書目管理系統等相關業務專網都具有一定安全等級。同時，協同治理智能技術平臺實時推送的服務層數據是與業務辦理緊密相關的數據。在整合層中，圖書館智能技術融合區塊鏈技術的密鑰算法保證協同治理過程中信息采集和數據加工的安全性。

4.2 智慧圖書館協同治理智能技術文化融合

圖書館的基本職能是收集、整理、儲存、傳播、交流文化的載體及其信息。而在一個特定的社會文化系統中，智慧圖書館文化的主要特征為開放性、科技性、智慧化和網絡化。與此同時，各種智能技術的應用也充分體現了智慧圖書館文化的時代特征。智慧圖書館協同治理文化是指其協同治理過程中所創造的具有自身特色的物質財富和精神財富的總和。它運用價值觀、行為方式等手段，把智慧圖書館建設過程中協同治理的各方凝聚在一起。對于中國礦業大學圖書館而言，這里的智能文化融合是指智慧圖書館協同治理各方能夠相互認同對方的價值觀，理解對方的協同治理行為方式。通過智能技術文化融合，智慧圖書館建設過程中的協同治理各方將凝聚起來，形成強大的文化合力。其智能技術文化融合具體特征可以按照圖書館管理者、空間位置、應急事件、感知設備、用戶、協同方、服務主題和信息需求八個維度進行描述，如圖3 所示。

圖3 中國礦業大學圖書館協同治理智能技術文化融合模式

中國礦業大學圖書館目前主要的業務部門有：辦公室、空間服務部、資源建設部、科研支持部、數據建設部、技術支持部和流通閱覽部等。其協同治理智能技術文化融合突出體現在：對協同治理過程中八個文化融合維度所包含的海量實時感知信息的共享與整合。而如何讓智慧圖書館協同治理智能技術文化融合運行的狀態信息、事件信息和決策信息以最快的速度、最優的模式從信息源流向需求方，取決于圖書館協同治理管理層決策的效率，進而也直接影響智慧圖書館協同治理安全運行、公共服務和應急決策的水平。

4.3 智慧圖書館協同治理智能技術管理融合

智慧圖書館協同治理過程中的智能技術融合管理是一個復雜的系統。從協同治理角度分析，智慧圖書館建設具體過程包括內部協同和外部協同兩方面。其中，內部協同有六大要素：技術、資源、空間、管理、館員和服務。外部協同可概括為六大要素：政府、母體機構、協會、聯盟、供應商和用戶。智能技術管理融合是指智慧圖書館建設過程中治理各方認同對方的管理風格，其獨特的行政系統相互協同，不會發生智能技術管理混亂。對于中國礦業大學圖書館而言，筆者認為其智慧圖書館建設協同治理過程中的智能技術管理融合是基于有控自組織的管理模式，即以自組織模式為主、他組織模式為輔的智能技術管理模式。其中，自組織技術主要運用區塊鏈技術，把智慧圖書館協同治理過程中的智慧服務記錄記載在按時間序列組成的數據區塊中，并使用共識機制把數據存儲到分布式數據庫內，從而生成了永久保存、不可逆向篡改的唯一數據記錄。與此同時，他組織負責對自組織的結果進行調整和引導，結合大數據技術、人工智能技術、物聯網技術、云計算技術等智能技術使其沿著正確的軌道演化。而協同治理智能技術管理融合的技術模型包括：數據轉換引擎、數據關聯引擎、數據切分引擎、數據聚合引擎和信息服務引擎五個方面，如圖4所示。

圖4 中國礦業大學圖書館協同治理智能技術管理融合模式

中國礦業大學圖書館協同治理智能技術管理融合采用有控自組織管理模式，用戶結合區塊鏈技術自組織管理服務需求，圖書館結合大數據技術、物聯網技術、云計算技術等智能技術他組織管理總體數據資源的合理分配。協同治理智能技術管理融合系統通過有控自組織形成自身有序以適應智慧圖書館協同治理環境，并將外部協同要素變化反饋到內部協同治理管理模塊中，相關管理模塊具體包括：協同治理配置終端管理、協同治理信息中心管理、協同治理節點服務管理、協同治理日志服務管理和協同治理業務應用管理等。

4.4 智慧圖書館協同治理智能技術公共利益融合

智慧圖書館協同治理智能技術公共利益是指協同治理過程中的每個治理方都可以獲得的利益。比如：針對智慧圖書館的版權合理使用與利益平衡進行協同治理，構建算法時代智慧圖書館和用戶之間公共利益融合平衡。與此同時，筆者建議將智能技術中區塊鏈作為分布式存儲數據結構和接口，融入到中國礦業大學圖書館協同服務大數據共享建設中，打破智慧圖書館建設中的數據孤島并形成滿足公共利益的協同治理多方信任的數據鏈條。中國礦業大學圖書館協同治理智能技術公共利益融合主要包括四個方面模式：自助模式、互助模式、混合模式和聯盟模式。自助模式充分體現用戶的主體地位和主體意識，將圖書館智慧服務系統與用戶系統有機融合為一個整體，支持用戶在資源利用過程中對信息數字對象的主動靈活處理、知識提煉和協作交流，并嵌入到智慧圖書館信息服務系統平臺上自助進行。互助模式指用戶之間以及用戶與館員之間建立聯系，傳遞與交流信息與知識，用戶在館員的指導下做力所能及的自我服務工作。混合模式能積極主動地為讀者和用戶提供多種形式的服務。而聯盟模式是以用戶為中心，以圖書館員為聯系紐帶和分布式資源庫組成的網絡信息空間，是一個超地域和時空的信息收集、加工、傳播和發布聯合體。中國礦業大學圖書館通過協同治理智能技術公共利益融合模式（見圖5），力爭實現學術信息中心、學習共享空間和學者交流平臺的建設目標。

圖5 中國礦業大學圖書館協同治理智能技術公共利益融合模式

中國礦業大學圖書館館員以智慧圖書館信息資源管理、信息產品開發以及服務平臺的建設、維護和提供為任務，給用戶提供解決問題的工具、策略、方法，有控自組織引導用戶的信息活動。例如：研究算法時代用戶的信息使用行為和需求特點，提供24 小時智能自助服務和智能座位預約等系統。同時運用語音識別、機器人運動控制、四元麥克風陣列等人工智能技術，設計與實現中國礦業大學圖書館智能服務機器人，為智慧圖書館協同治理各方提供信息咨詢、播報、引導服務[30]。算法時代智能技術的運用有效推進了智慧圖書館協同治理過程中公共利益融合管理的步伐，拓寬了滿足社會公共文化服務需求的渠道。

5 討論

以中國礦業大學圖書館信息素養課程教學規劃為例，針對算法時代高校用戶信息素養需求的變化，圖書館可以從營造智慧教育文化、重構智慧教育環境、融合教育智能技術和優化教育評價方式等方面實現智能技術與信息素養教育教學的深度融合。目前每年讀書節中國礦業大學圖書館都會聯合校黨委宣傳部、團委等組織舉辦以普及和應用信息檢索技術為主要內容的“檢索挑戰賽”活動，通過圖書館官方微博、微信、學生QQ 群、網站平臺等線上宣傳和線下多渠道宣傳，營造了信息素養教學文化氛圍。未來中國礦業大學圖書館將以信息素養教育智能技術融合管理云平臺為依托，推進物理空間、資源空間、社交空間的深度融合，基于海量的數據收集與分析，實現實體課堂和虛擬課堂有控自組織的混合式教學支持環境。比如：針對學生學業平時成績在信息素養課程總成績中占比50%，我們可以基于大數據技術進行信息素養教學過程學習分析，強化智慧圖書館信息素養教育教學過程評價。

算法時代正推動著數字校園加速向智慧校園升級，高校圖書館應充分利用移動互聯網、大數據、云計算、區塊鏈等技術，為學習用戶提供多層次的智能化信息素養教育服務。而針對信息素養教育過程中大數據非結構化、分布式、異構性等特點，我們可以考慮將區塊鏈技術與大數據技術、云計算技術和物聯網技術等智能技術融合管理，并運用到圖書館信息素養教育體系中。區塊鏈技術可以通過直接在區塊鏈備份中驗證密鑰和簽名，用區塊鏈節點的透明、分布式證明替代私鑰的保密性，保證教學數據不被操控。在智慧圖書館信息素養教育協同治理過程中，區塊鏈實際上是一種普適性的底層智能技術，可以為高校圖書館提供高容納性的、可信任的基礎設施。通過區塊鏈連接信息素養教育過程中的不同域空間，與物聯網、云計算等各智能技術主體互為融合，重構信息素養教育線上和線下開放式的教學體系。中國礦業大學圖書館信息素養教育智能技術融合管理包括橫向和縱向兩種模式，如圖6 所示。

橫向模式通過區塊鏈技術貫穿智慧圖書館信息素養教育課程的物聯網、云計算等智能技術的資源交換域、服務提供域以及運維管控域。其中運維管控域包括：新生自助學習平臺、文獻檢索與利用課程、電子資源系列講座、專題沙龍研討會、信息檢索挑戰賽、機器人智慧導學、新媒體移動終端學習和AR/VR 體驗學習等。中國礦業大學新生自助學習平臺主要通過自助式游戲式學習來認知圖書館。該自助式學習系統具體融合情感認知、視覺感知、情景交融、模仿學習、虛擬場景、慕課課堂和問答測試等多維度，將新生入館教育系統性地分解為八大任務。在運用常規數字化教學方法的同時，采用2.5D 技術將圖書館場景虛擬化以實現插件式的動畫教學互動[31]。

圖6 中國礦業大學圖書館信息素養教育智能技術融合管理

縱向模式通過區塊鏈技術貫穿聯網、云計算等智能技術的服務提供域和用戶協同治理域。從橫向來看，區塊鏈技術可以打通智慧圖書館信息素養教育課程的整個教學過程，解決教學過程中信息不對稱的問題，將信息素養教學期間物聯網設備采集到的數據視為數字化資產，為學習用戶提供多維、高質量的數據。通過智能技術融合應用，實現智慧圖書館信息素養教育數據的采集和共享，可有效促進各協作方的協同治理。與此同時，通過統一的分布式賬本基礎設施可以持續監控信息素養教育各個環節，匯聚學習用戶的教學需求，實時傳輸至信息素養教育智能技術融合管理云平臺。同時結合區塊鏈技術根據圖書館智慧服務要求和自身規章制度進行智能合約設計，例如對用戶的信息素養基本數據進行全面分析，通過智能合約自動觸發服務條款，為用戶提供適合其需求的圖書館信息素養教學服務，從而實現用戶的自我學習和管理。

6 結論

算法時代區塊鏈技術的出現為智慧圖書館協同治理智能技術的融合運行提供了有效運行環境。區塊鏈技術最大特色是智能合約，去中心化的方式改變了信息傳播的路徑，確保了數據來源的真實性，同時保證了數據的不可篡改或偽造。因此基于區塊鏈的技術會改變信息的傳播路徑，從根本上解決信息傳播路徑的安全問題。由于智慧圖書館建設過程中的協同治理處于競爭環境動態變化、智能技術不斷躍遷的算法時代，智慧圖書館協同治理各方在資源、管理模式及組織文化等方面均存在差異性。當前中國礦業大學圖書館在智慧圖書館建設過程中協同治理用戶、智能設備、服務平臺、監管平臺、第三方資源系統等各方之間的智能技術融合協作體系和信任體系均需進一步完善。由于區塊鏈技術中區塊之間通過哈希指針相連，其難以篡改的特性有效保護了整個網絡，這些特點非常適合建立安全的分布式圖書館文獻資源存儲系統。筆者認為未來圖書館智能技術融合管理中的的區塊鏈技術應該是集中化和去中心化二者之間的有控自組織平衡。

我們可以充分發揮智慧圖書館協同治理中智能技術融合管理作用，實現從單一智慧圖書館到多個智慧圖書館的聯通。本文嘗試構建算法時代智慧圖書館協同治理智能技術融合管理模型，將區塊鏈技術與大數據技術等智能技術相融合，整合智慧圖書館協同治理各方資源。2018 年7 月中國礦業大學圖書館與美國科羅拉多礦業大學圖書館簽署了兩館合作備忘錄，開啟了中國礦業大學圖書館國際化合作交流的新篇章。我們可以充分運用區塊鏈技術這一大規模協作工具，在智慧圖書館協同治理方面可以建立全新的互信方式，通過區塊鏈的分布式架構與大數據技術、云計算技術等智能技術融合機制，打造適應算法時代高校師生個性化應用需求的服務聚合和定制，實現國際文獻資源共享和交流互動，為推動算法時代智慧圖書館協同治理建設提供了全新的可能性。

（來稿時間：2019 年9 月）