智慧圖書館建設理論與實踐探索

劉宇田

摘要：智慧圖書館是以云計算、物聯網與大數據分析等技術為基礎，以智能服務與自動化管理為目標的現代公共文化服務體系不可或缺的重要一環，也是數字文化云發展的有機組成部分之一。本文以長沙縣圖書館的實踐探索，從云計算技術在公共圖書館應用的角度初步探索了智慧圖書館的建設。

關鍵詞：云計算，智慧圖書館，公共圖書館，長沙縣

分類號：G250

《中共中央辦公廳國務院辦公廳印發〈關于加快構建現代公共文化服務體系的意見〉的通知》（中辦發〔2015〕2號）、《文化部新聞出版廣電總局體育總局國家發展改革委財政部關于印發〈關于推進縣級文化館圖書館總分館制建設的指導意見〉的通知》（文公共發〔2016〕38號）和《湖南省文化廳湖南省新聞出版廣電局湖南省體育局湖南省發展和改革委員會湖南省財政廳〈關于推進縣級文化館圖書館總分館制建設的實施意見〉》（湘文公共發〔2017〕63號）等文件明確要求：分步構建上下聯通的一站式服務平臺，配備公共數字文化服務設備和資源并實現互聯互通。以上文件均從政策層面指導了圖書館與文化云融合建設的趨勢，體現了云平臺建設在未來智慧圖書館建設中的重要地位。“悅讀星沙”長沙縣智慧圖書館的建設正是以長沙縣數字文化云公共服務平臺建設為依托，將云計算技術貫穿建設其中，構建面向市民提供智慧公共文化服務、面向企業提供智能科技查新服務、面向讀者提供智慧個性化服務的平臺，最終成為“五悅星沙”數字文化云建設的有機組成部分。

一、智慧圖書館建設概述

智慧圖書館（Smart Library）是利用新一代信息技術來改變用戶和圖書館系統信息資源相互交互的方式，以便提高交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現智慧化服務和管理的圖書館模式[1]。此概念最早是在2003年的人機交互移動設備國際研討會上由芬蘭奧盧大學圖書館的M·艾托拉教授提出，智慧圖書館是基于位置感知、不受空間限制的移動圖書館[2]。直至IBM于2008年首創“智慧地球”概念，以及其后隨之而來對“智慧城市”的研究熱潮將“智慧圖書館”作為“智慧城市”的有機組成部分，引起了學界對“智慧圖書館”的高度關注[3]。當前，學術界對智慧圖書館的研究主要集中在以物聯網技術為基礎的智慧感知系統研究、以數據挖掘技術為基礎的檢索與發現系統研究、以RFID技術為基礎的智慧管理系統研究等方面[4]。

現有的智慧圖書館系統架構相對比較簡單，一般均采用B/S架構。前端主要采用Java Applet、普通網頁技術或移動客戶端向用戶提供訪問環境。服務器端使用單一服務器作為后臺支撐，個別平臺系統利用了網格技術，但是其應用目的也僅限于與負載均衡相關的連接或者網絡訪問的任務分配。隨著我國公共文化事業的飛速發展與讀者需求的日益多元化，智慧圖書館面臨的應用復雜度與支撐用戶數均將呈現指數級增長，現有的智慧圖書館體系結構以及服務模式將無法滿足各種需求增長[5]。具體表現為：

① 對于數字資源訪問與培訓報名的需求，目前還沒有相應的智慧圖書館能夠提供可定制的訪問界面;

② 現有的單服務器模式無法滿足讀者日益增長的流媒體服務所帶來的大規模并發訪問請求;

③ 基礎服務項目功能簡單，難以為用戶提供適合異構類型數據的操作環境。

與此同時，采用云計算技術構建的智慧圖書館系統具備以下優勢：

① 開放性：云計算平臺與服務構建于互聯網之上，圖書館管理員和讀者可在任何時間通過手機、PC、移動設備等多種形式進行訪問，十分適合于構建開放性的遠程服務與個性化內容服務環境;

② 創新性：采用云計算計算管理的數據內容均由線下資源數字化而成，不同文化資源針對不同目標讀者、具備獨特風格，其傳播和使用不存在損耗與并發數限制，讀者可不受約束的利用網絡自由訪問;

③ 可擴展性：由于軟件的復用性，圖書館管理員可根據資源與讀者的變化相應擴展管理內容。

因此，云計算技術以其支持多類型流媒體數據、大規模并發訪問需求并能滿足用戶沉浸感的特點必將成為今后智慧圖書館研究的一個重要方向，可以為廣大讀者提供精準高效的公共文化服務[6]。

二、云計算技術與智慧圖書館建設的結合

云計算融合并發展了分布式、互聯網+、大規模資源管理等多種計算機技術，同時涵蓋資源虛擬化、海量數據處理、數據中心管理、計算機安全等問題。考慮到讀者訪問的不確定性（開館時間或閉館時間）、讀者身份、訪問形式的多樣性（線下或線上）以及總分館的聯合服務等實際情況，云計算技術與智慧圖書館建設的結合應包括：

① 采用分布式計算和虛擬化技術將圖書館館藏數據資源化，通過云服務平臺提供云服務;

② 建設統一管理平臺，將分散、異構計算資源和存儲系統進行統一調度管理;

③ 提供唯一的標準化接入，對空間資源進行動態分配;

④ 提供統一的數據安全防護，重要數據采取容災備份機制處理。

因此，采用云計算技術的智慧圖書館體系架構可以劃分為核心服務、服務管理和用戶訪問三個層次。其核心服務層可進一步劃分為基礎設施服務IaaS層（infrastructure as a services）、平臺服務PaaS層（Platform as a services）、軟件服務SaaS層（Services as a services）共三個子層。其中，基礎設施服務層是智慧圖書館的基礎。通過建立大規模數據中心，該層為上層云計算服務提供海量數據資源，重點解決建設低成本、高能效的圖書館數據中心與拓展虛擬化技術，實現彈性、可靠的基礎設施服務兩大核心問題。平臺服務層專門針對圖書館數據資源進行信息調度作業、管理數據，使圖書館管理員能夠專注于解決圖書館海量信息數據存儲與處理及資源的管理與調度，常使用分布式存儲系統[7]與基于P2P結構的Dynamo存儲系統[8]。軟件服務層面向的是讀者，提供基于互聯網應用環境下的各類型軟件應用。目前常用的HTML5、Web、Ajax、Mashup等技術均已成熟和標準化，軟件服務層的應用也隨之迅速發展。采用云計算技術的智慧圖書館體系架構如下圖所示：

三、云計算技術在長沙縣圖書館的應用實踐

基于以上分析，我們可以看出云計算的相關技術可以為解決智慧圖書館發展所遇到的問題提供良好的解決方案。利用云計算的虛擬化技術可以為多用戶訪問所需要的智慧圖書館可定制訪問界面的實現提供支持;利用平臺層的資源管理與調度技術則可以為解決讀者數增長所帶來的大并發訪問所面臨的虛擬資源的部署與調度問題;利用云計算軟件層的Web技術則可以為建立體驗感更強的移動設備訪問環境提供支持從而更好的捕獲用戶需求和實現實驗數據的準確有效傳遞。因此，以現有云計算技術研究為基礎，結合智慧圖書館發展所帶來的新需求，建立一個集中式的高效、高可靠、高智能化的數字文化云平臺并解決其關鍵問題可以為現代公共文化服務體系的建設與發展提供有力的技術支持，不斷滿足人民群眾日益增長的精神文化需求，也可以為云計算技術的應用及數字文化云發展提供可以借鑒的理論和技術支持。我館今年在此方面作出了一些探索和實踐，具體的讀者服務數據統計如下：

四、結束語

經過近十年的探索發展，我館先后獲得長沙市群眾文化工作先進單位、長沙縣文明單位、縣級先進單位等多項榮譽，多次被評為國家一級館。同時，我館作為長沙縣公共文化服務體系建設的重要一環，在進一步鞏固和發展“首批國家公共文化服務示范區”、 “國家現代公共文化服務標準化試點”、“首批國家文化消費試點城市”等重大文化建設項目中發揮了應有的作用。當然，我們也已經清醒的認識到，云計算、物聯網與大數據分析等技術本身日新月異的發展決定了“悅讀星沙”長沙縣智慧圖書館乃至數字文化云建設任重道遠。以上也只是筆者作出的初步實踐，希望能為探索智慧圖書館的發展模式提供一些借鑒。

參考文獻

[1] 嚴棟. 基于物聯網的智慧圖書館[J].圖書館學刊，2010（7）：8-10.

[2] AITTOLA M， RYHANEN T， OJALAT. Smart library： location-aware mobile library service [C] //International Symposium on Human Computer Interaction with Mobile Devices and Services. 2003（5）：411-415.

[3] 劉煦贊. 我國智慧圖書館研究述評與思考[J]. 圖書館理論與實踐，2015，（5）：32-36.doi：10.3969/j.issn.1005-8214.2015.05.009.

[4] 姚國章， 余星等. 智慧圖書館的總體設計與應有系統建設研究[J]. 南京郵電大學學報（自然科學版），2016，（36）：18-28.

[5] 陳熒. 移動互聯網環境下公共圖書館的服務對策[J]. 圖書館學刊，2014，（4）：91-93.doi：10.3969/j.issn.1002-1884.2014.04.031.

[6] 雷素芳. 試論信息時代城市圖書館的服務拓展[J].圖書館，2011（1）：134-135.

[7] CHANG F， DEAN J， GHEMAWAT S， et al. Bigtable： a distributed storage system for structured data[J]. ACM Trans Comput Syst， 2008，26（2）： 1-26.

[8] DECANDIA G， HASTORUN D， JAMPANI M， et al. Dynamo： amazon's highly available key-value store[A]. SOSP'07[C]. Stevenson，Washington， USA： ACM， 2007.205