圖書館大數據智慧墻系統建設實施路徑的思考*

吳玉靈

(江西省圖書館，江西 南昌 330046)

1 引言

隨著5G、物聯網、大數據和云計算等先進技術的快速發展，智慧墻系統作為智慧圖書館的重要智慧場景，已經在各大公共圖書館和高校圖書館中頻繁亮相。許多公共圖書館在智慧墻系統項目建設上做了有益的嘗試，其中也存在質量參差不齊的現象：有的內容充實，具有超高動態科技感；有的則生搬硬套，只是簡單的圖像展示和數據堆疊。

筆者以“TI='智慧墻'or TI='可視化'and KY='圖書館'and KY='大數據'”為關鍵詞，在知網專業檢索工具中檢索篇名中包含智慧墻或可視化，并且關鍵詞包含圖書館和大數據的相關文獻，共檢索到14條結果。其中，馬曉婷學者就大數據可視化分析系統的需求、能力、構建做了闡述，提出圖書館大數據可視化分析應當依據大數據結構來確定的方法［1］；張宸、吳廷照等學者通過研究北美高校圖書館可視化系統，發現其主要應用于數字人文、服務數據挖掘和圖書館評估項目中，并以此對國內高校圖書館可視化應用提出建議策略［2］；鄭良光學者對圖書館大數據智慧墻系統建設作了較為整體的研究，他從系統架構和技術路線兩個維度闡述如何實現圖書館大數據信息統一發布管理，提升圖書館科技應用水平［3］。通過研究不難發現，現有研究成果中，關于圖書館大數據智慧墻可視化系統建設的實施路徑的研究成果并不多，對整個智慧墻系統建設過程的研究欠缺。筆者在前人關于圖書館智慧墻系統建設研究的基礎上，結合個人在圖書館新館建設中大數據智慧墻系統建設的實踐經驗，提出建設流程，完善圖書館大數據智慧墻系統的建設路徑，為其他正在建設智慧墻系統的圖書館提供參考借鑒。

2 智慧墻系統的概念及建設目的

2.1 智慧墻系統的概念

圖書館大數據智慧墻系統是智慧圖書館的產物。它是指通過實時或離線的方式獲取圖書館各業務系統的服務數據，并按照預置的展示規則，將其轉化為可視化動態圖表，可以直觀、有效地反映圖書館為讀者提供各類服務的數據可視化系統。

智慧墻系統展示的內容應具有功能實用性、界面美觀友好性、創新性和互動性。（1）功能實用性特征主要表現為讀者能夠快捷便利地獲取自身需要的信息。例如，通過展示場館讀者熱力分布，讀者可以清晰地看到不同區域、不同時間段的讀者流密集程度，由此選擇在合適的時間、地點閱覽圖書；（2）界面美觀友好性是影響讀者使用的重要因素。即使數據內容做得再豐富，缺乏友好精美的視覺展示效果，將很難吸引讀者的注意；（3）對創新性特征的理解，可以是讀者獲取有價值信息的表達方式。如借閱書籍量很大，這種具體的數值可以定性等價轉換為抽象的表述，從而激發讀者的興趣；（4）智慧墻系統展示的內容還應當具有一定的互動性。例如，設定登錄讀者證號的微信用戶掃描二維碼后生成讀者個人圖書推薦、閱讀分析報告等一對一服務，使圖書館讀者服務向更加個性化方向轉變，有效提高讀者深入閱讀的積極性［4］。

2.2 智慧墻系統建設的目的

從圖書館發展的角度考慮，建設大數據智慧墻系統能夠激發讀者的閱讀興趣，營造全民閱讀的良好氛圍，一定程度上能夠提升本館，乃至本省域圖書館的服務效能。

從讀者受益的角度考慮，圖書館智慧墻系統建設的目的在于通過技術手段改善資源與服務對象這一對不可調和矛盾體之間的關系，在最大程度滿足讀者需求的同時，充分構建一種具備創新激發力的智慧服務場景，有效吸引更多讀者參與其中［5］。

從圖書館評估的角度出發，建設大數據智慧墻系統能夠便利地在各種媒介（如網站、屏幕、微信、微博）上發布圖書館服務數據，有利于提高圖書館數據資源揭示的程度。例如，在2017年全國各省級公共圖書館評估標準中第一部分“服務效能”下的“服務管理與創新”A1029條目，該條目明確提出圖書館應當具備服務數據顯示度，指出圖書館要以多種方式將服務數據向社會公示，其中，基本項分值為：（1）定期宣傳發布圖書館服務數據，3分；（2）利用圖書館網站定期發布服務數據，2分。加分項分值為：（1）圖書館館入口處服務數據實時顯示，加5分；（2）手機等移動客戶端實時發布數據，加5分。具體參見《省級(副省級）圖書館等級必備條件和評估標準》［6］。

3 智慧墻系統建設中存在的問題及原因分析

目前，國內有部分公共圖書館和高校圖書館已經搭建了大數據智慧墻系統，但是這些系統存在許多問題：（1）智慧墻系統設計頁面布局效果千篇一律，缺乏創新。智慧墻系統建設的一時風靡，使得許多軟件系統廠家爭相介入，許多圖書館僅僅是讓廠家自由發揮，導致建設完成后的圖書館智慧系統千篇一律，均未模板化設計，缺乏本館特色；（2）數據調用穩定性堪憂。智慧墻系統在建設完成后缺乏對系統數據的穩定性測試，導致后期數據崩潰，運維乏力；（3）前期規劃采購的LED顯示屏尺寸與后期實際的LED屏安裝環境不符。許多圖書館往往以新館建設為契機，利用資金完善相關的軟硬件設備，然而在新館建設過程中，新館的場館建設功能和場地面積往往會發生變化，這就必然導致前期設計與后期實際的安裝環境不一致；（4）智慧墻系統頁面的兼容性問題。如，存在不能滿足智慧墻系統頁面兼容各類主流瀏覽器，在不同分辨率的終端展示上也存在兼容性的問題。這主要是由于前期頁面布局設計代碼未采用自適應設計方法，導致投放到不同分辨率終端上頁面布局紊亂。諸如此類問題導致已完成的智慧墻系統與預期規劃理想化的智慧墻系統存在較大差異。為避免問題的出現，研究圖書館大數據智慧墻系統建設實施路徑將能夠提高系統的建設效能，為還未建設智慧墻系統的圖書館提供參考借鑒。

4 智慧墻系統建設的實施路徑

圖書館大數據智慧墻系統建設的實施路徑主要由以下幾個環節組成：一是構建圖書館的大數據平臺；二是確定智慧墻系統展示的服務數據內容需求；三是設計智慧墻系統的前端布局；四是實現智慧墻系統前端編碼與后端數據調用；五是測試可視化系統展示的頁面數據穩定；六是智慧墻系統終端屏幕的確定和安裝；七是實現圖書館大數據智慧墻系統項目的投屏上線。

4.1 構建圖書館大數據平臺

在建設智慧墻業務系統之前，需要建立基于圖書館的數據集成平臺。該平臺是建立于多節點的分布式服務器集群上，它將圖書館各類業務系統（主要包含圖書館圖書自動化管理系統、出入館及讀者客流統計系統、活動管理系統、電子閱覽室管理系統、數字資源訪問系統、無線網絡管理系統等）中的數據采集到平臺中，經過數據清洗、分析計算、存儲在分布式集群中，最終形成圖書館各類業務系統的數據融合，并通過API接口的方式，被智慧墻系統所調用。

4.2 可視化展示的服務數據需求

數據是支撐圖書館智慧墻系統的基石，圖書館智慧墻系統數據按照類別劃分，主要包含讀者辦證數據、讀者流量數據、圖書流通數據、資源利用數據、讀者分析數據、空間利用數據、館藏資源數據、分屏顯示的各類服務信息數據以及多媒體視頻數據，詳見表1所示。

表1 圖書館智慧墻系統展示的數據需求

續表

4.3 可視化界面風格設計

美貌與靈魂并重，一個優秀的圖書館大數據智慧墻系統，除了要有內在的數據支撐能力，外在的視覺效果也顯得尤為重要。圖書館在智慧墻系統的建設上，一般都會有配套的建設資金，這些資金被用于智慧墻系統前端頁面設計外包工作。圖書館可與設計公司溝通好數據可視化展示內容頁面的布局，并根據實際工作重點要求，對展示頁面的風格提出定制化需求。影響圖書館智慧墻系統可視化界面風格的因素主要有以下幾個方面：

一是館方提出的整體風格基調。圖書館可以要求智慧墻系統展示界面的風格與新館建筑的設計風格和館情特色相協調。例如，若圖書館建筑風格方方正正，給人一種簡潔大方的感覺，可以采用清晰化布局方式和亮色系色調。若圖書館建筑風格彎曲且錯落有致，呈現出不規則圖形時，可以考慮采用不規則布局方式和具有科技感的藍白色調。

二是投屏的尺寸參數。在智慧墻系統界面設計工作開始之前，圖書館工作人員需要告知設計人員投屏的參數信息。設計圖的投屏效果與待投屏硬件參數的分辨率、尺寸和顆粒度大小有直接的關系。

三是展示數據內容的豐富度。智慧墻系統可視化展示效果一定程度上受到被展示數據內容多少的制約。數據內容越多，則頁面排版布局越緊湊，數據內容少，則會使整體效果顯得空洞突兀，因此，把握數據內容豐富的“度”也是影響智慧墻系統頁面展示效果的關鍵因素。

四是可視化展示的方式。可視化展示方式指的是設計好的可視化系統投屏到大屏幕上是采用單屏幕展示，還是多屏幕輪詢展示。當圖書館需要展示的數據內容較多時，可以考慮多屏輪詢展示。該模式下，不同類型的讀者服務數據內容被設計在多個屏幕上，數據內容可以得到合理化布局。例如，讀者在館客流量熱力統計3D建模圖就可以考慮在一塊完整的屏幕上單獨展示，它能夠清晰地識別到每個樓層中閱覽室區域讀者人流的密集程度。但這也一定程度上會影響其他板塊數據內容的展示，正所謂“魚與熊掌不可兼得”，把握好多屏輪詢展示的時間間隔顯得尤為重要。

五是設計師與工程師的專業水平。設計師與工程師負責將圖書館的可視化需求實現，擁有專業的技術水平是保障智慧服務系統可視化效果的必要條件。在可視化頁面設計階段，開發參與人員各有分工。UI設計師負責將3D立體、二維平面、動態化、實時化、交互式等多種可視化呈現方式整合并形成設計稿；建模工程師負責通過放大縮小、交互等技術方法處理大規模數據體系架構并進行3D建模；動畫工程師則考慮表面材質、動畫渲染方法等；交互設計師也會介入，主要負責用戶交互行為模式的設計。

4.4 前端編碼與后端數據調用

前端編碼是指可視化頁面前端設計師通過搭建數據可視化框架或類庫，把UI設計師設計好的PSD圖片文件用網頁代碼編碼實現，并在需要接入動態數據的地方暫時用靜態數據顯示，待后期由后端工程師替換動態數據。后端數據調用是指網頁后端架構師負責把圖書館后端數據平臺提供的實時動態數據接入到前端頁面，替換前端頁面上的靜態數據。在數據調用的過程中，終端設備向可視化服務組件發送數據請求接口調用，并通過大數據平臺的任務調度接口管理方式或者第三方API應用程序接口工廠實現數據調用，最后利用數據可視化第三方機構提供的數據可視化插件，實現數據動態、實時顯示。具體參見圖1后端數據調用示意圖。

圖1 后端數據調用示意圖

4.5 智慧墻系統測試

在可視化系統前后端代碼編寫完成后，需要進行系統測試，測試內容主要包含：（1）頁面兼容性測試。通過不同內核的Web瀏覽器打開可視化系統頁面，查看是否存在頁面中字體、顏色、對齊方式異常等問題；（2）前后端數據調用完整性測試。頁面中涉及動態數據的，需要測試數據調用的完整性。檢測方法為校驗大數據平臺中的數據與可視化系統展示的數據是否一致；（3）數據調用的延時測試。可視化系統中顯示的參數數據分為月度更新、日更新和實時更新，針對每類數據進行延時時長的檢測。對于月度更新的數據，其調用和讀取后端數據的頻次不高，延時顯示的標準可以適當放低；對于諸如圖書館入館人次等具有實時顯示要求的數據，需要達到零延時的標準；（4）頁面冗余代碼優化測試。在頁面編碼完成后，可能會存在冗余代碼，即一段程度能夠執行相關的任務，但經過代碼優化后，執行任務的結果不變，執行的代碼行數減少，效率提升。繼續檢查代碼，優化合并不必要的冗余代碼以提升系統運行效率。

4.6 智慧墻系統終端投屏設備的準備與安裝

智慧墻系統展示的終端可以多樣，例如PC終端、移動終端、LED大屏終端等，本文主要介紹智慧墻系統在LED顯示屏終端上的展示。LED顯示屏的選擇要結合圖書館實際場地環境等諸多因素來確定。

4.6.1 LED顯示屏設備選型

在品牌選擇上，目前國內LED顯示屏一線品牌主要有利亞德、三思、洲明、聯建光電等。在參數選擇上，主要確定顯示屏的尺寸、分辨率和像素間距。可視化屏幕尺寸的大小主要由區域的面積和整體效果來決定，可視化屏幕LED顯示屏像素點的間距大小主要由經費狀況和對顯示的分辨率要求來決定。點間距越小，在單位面積內像素密度就越高，分辨率越高，畫面表現力豐富，色彩絢麗細膩，但其成本也越高。目前室內環境主要采用LED點間距在P2.5以下的小間距LED顯示屏，它主要包括P2.0、P1.875、p1.575、P1.25等LED顯示屏系列。

圖書館應當結合本館實際需求，在充分考慮場地、經費、清晰度要求等諸多因素后，制定適合本館屏幕選型方案。表2列出了江西省圖書館在新館建設中根據場館需求采購的LED顯示屏參數信息，僅供參考。

表2 江西省圖書館小間距LED屏參數信息

4.6.2 LED顯示屏的安裝

LED顯示屏可以考慮鋼架鑲嵌、壁掛和移動等多種固定方式，圖書館一般可考慮采用顯示屏鑲嵌的方式進行固定。

目前，小間距顯示屏的安裝主要采用磁鐵吸附結構的模式，這樣的安裝方式比起采用箱體安裝的成本要節省很多。小間距LED顯示屏工程安裝步驟主要有三個：一是要計算模組總功率，從而配置合適的LED開關電源（電源要以80%功率輸出配置），總功耗=模組數量×單只模組功耗；二是要固定模組。模組的固定方式又分為玻璃膠直接固定和塑膠殼底部螺絲固定兩種方式。尤其需要注意的是，采用玻璃膠直接固定的方式，在安裝前應將模組表面擦拭干凈或適當打磨，確保接觸面干凈；三是連接電源。待所有模組安裝完畢以后，可采用0.75mm或是18AWG電線接通電源，電源與模組的距離應在5米以內。

4.7 圖書館大數據智慧墻系統的發布上線

圖書館大數據智慧墻系統的發布可以通過接入連接HDMI高清線的工作站方式實現。通過配備一臺具有高配顯卡的工作站，在工作站中用瀏覽器打開智慧墻系統的訪問URL地址，再通過工作站的HDMI高清線路傳輸到LED顯示屏的控制機上，實現智慧墻全屏實時可視化展示。圖2為江西省圖書館智慧墻投屏效果圖。

圖2 江西省圖書館智慧墻投屏效果圖

5 結語

可視化分析(visual analytics)是融合了信息數據可視化、人機交互、認知科學、數據挖掘、決策理論等研究領域的全新研究方向［7］。不論是高校圖書館還是公共圖書館，在建設圖書館智慧墻系統項目上，應當從本館實際需求出發，按照圖書館智慧墻系統建設路徑，梳理圖書館服務數據的可視化對象，確保能夠把讀者服務數據真實、有效、精美地展示出來，實現從圖書館讀者服務數據空間到圖像空間的完美轉變，促進圖書館大數據價值的體現。