基于微服務(wù)架構(gòu)的院校智慧圖書(shū)館建設(shè)

張先鋒

（航天工程大學(xué)士官學(xué)校，北京 102200）

0 引言

圖書(shū)館是院校提升教學(xué)與發(fā)展科研的重要支柱，圖書(shū)館軟硬件的建設(shè)水平直接影響到院校人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此搞好圖書(shū)館建設(shè)對(duì)院校教育發(fā)展具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、微服務(wù)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，重新規(guī)劃和塑造以智慧服務(wù)、智慧管理和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以滿足讀者的各種需求為目標(biāo)的開(kāi)放型、可生長(zhǎng)的服務(wù)平臺(tái)，逐步實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)圖書(shū)館、數(shù)字圖書(shū)館向智慧圖書(shū)館的轉(zhuǎn)型，成為各級(jí)圖書(shū)館單位面臨的新的挑戰(zhàn)。

1 智慧圖書(shū)館的概念

智慧圖書(shū)館是一個(gè)全新的綜合性的服務(wù)體系，可以從多個(gè)維度對(duì)其意義進(jìn)行理解：

（1）從服務(wù)讀者的角度看，智慧圖書(shū)館顛覆了傳統(tǒng)圖書(shū)館的概念，是將數(shù)字圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)、前沿科技和現(xiàn)代化硬件設(shè)備融為一體，具備智慧化的功能管理、便捷高效的知識(shí)共享、個(gè)性化服務(wù)的定制體系和智慧感知讀者需求的智能圖書(shū)館。

（2）從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，智慧圖書(shū)館是運(yùn)現(xiàn)代化信息通信技術(shù)結(jié)合圖書(shū)館專(zhuān)屬門(mén)戶(hù)，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館文獻(xiàn)資源的智能檢索、個(gè)性定制和智慧推送。智慧圖書(shū)館最具革命性的四個(gè)標(biāo)志：深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值、科學(xué)定義定理規(guī)律、全面發(fā)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)涵和實(shí)時(shí)生成決策規(guī)劃。

（3）從智慧化服務(wù)的角度看，智慧圖書(shū)館是要不斷的滿足讀者需求、提高圖書(shū)館智能服務(wù)水平、實(shí)現(xiàn)閱讀收益最大化和提升館員的服務(wù)滿意度。

2 院校智慧圖書(shū)館系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

智慧圖書(shū)館系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)智慧化管理和提供智慧化服務(wù)為目標(biāo)，基于微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，充分利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代通信和信息處理技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代化的智能設(shè)備，以整合線上線下資源為重點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)圖書(shū)館的升級(jí)、優(yōu)化和改造，同時(shí)對(duì)圖書(shū)館原有的紙質(zhì)資源和數(shù)字資源進(jìn)行有機(jī)整合，使圖書(shū)館具備感知外部服務(wù)環(huán)境、統(tǒng)計(jì)讀者需求和改變館員服務(wù)模式，構(gòu)建創(chuàng)新、融合和可持續(xù)發(fā)展的新型圖書(shū)館。

2.2 設(shè)計(jì)原則

2.2.1 開(kāi)放型

智慧圖書(shū)館系統(tǒng)提供各種標(biāo)準(zhǔn)接口，可實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用（系統(tǒng)）間的數(shù)據(jù)共享。此外，第三方應(yīng)用軟件可根據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)規(guī)范和開(kāi)發(fā)方式，接入此平臺(tái)，或在此平臺(tái)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新應(yīng)用。

2.2.2 可生長(zhǎng)

智慧圖書(shū)館系統(tǒng)可根據(jù)建設(shè)單位的新需求，快速接入新應(yīng)用，增加新功能，實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于在手機(jī)終端安裝APP等應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)即插即用型擴(kuò)展。

2.2.3 自主性

（1）用戶(hù)管理：可對(duì)本單位的組織架構(gòu)、用戶(hù)屬性進(jìn)行設(shè)置，且平臺(tái)上的所有應(yīng)用都能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的身份認(rèn)證，無(wú)須重復(fù)注冊(cè)和登錄。

（2）應(yīng)用管理：可從應(yīng)用市場(chǎng)添加應(yīng)用，自建應(yīng)用，可以設(shè)置每個(gè)應(yīng)用的分類(lèi)、可見(jiàn)范圍和二級(jí)管理員。

（3）界面管理：可以管理圖書(shū)館的多終端門(mén)戶(hù)。

（4）數(shù)據(jù)管理：可以查看應(yīng)用的使用數(shù)據(jù)，應(yīng)用間符合一定的權(quán)限也可互相調(diào)取，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

2.3 技術(shù)架構(gòu)

智慧圖書(shū)館系統(tǒng)是基于數(shù)字圖書(shū)館的基礎(chǔ)之上，結(jié)合智慧圖書(shū)館的智慧感知服務(wù)、職能識(shí)別功能，進(jìn)行相對(duì)統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能規(guī)劃。基于微服務(wù)架構(gòu)的智慧圖書(shū)館完整體系設(shè)計(jì)如下圖所示：

圖書(shū)館融入智慧的理念之后整體架構(gòu)被細(xì)分為3個(gè)機(jī)制和5個(gè)層級(jí)，分別是管理機(jī)制包括基礎(chǔ)層和數(shù)據(jù)層；安全機(jī)制包括管理層；建設(shè)機(jī)制包括感知層和服務(wù)層，位于管理層的微服務(wù)平臺(tái)是整個(gè)體系的建設(shè)核心。

（1）基礎(chǔ)層：涵蓋的內(nèi)容包括服務(wù)器、操作系統(tǒng)、有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、無(wú)線網(wǎng)設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)、采集終端、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、局域網(wǎng)設(shè)備、通信系統(tǒng)、UPS不間斷動(dòng)力設(shè)備、辦公終端、移動(dòng)終端等，基礎(chǔ)層作為智慧圖書(shū)館的最底層，其主要功能是組建基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過(guò)將公有云和私有云進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，為整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐。

（2）數(shù)據(jù)層：主要包括本館館藏的紙本資源，本館原生自建資源庫(kù)，外購(gòu)資源數(shù)據(jù)庫(kù)以及與其他院校圖書(shū)館的合作或共享資源庫(kù)等，數(shù)據(jù)層為智慧圖書(shū)館的運(yùn)行提供各種數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)資源的支撐，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)資源的使用數(shù)據(jù)。

（3）管理層：主要管理好用戶(hù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用及界面的各種功能，其中微服務(wù)平臺(tái)是智慧圖書(shū)館建設(shè)的核心，它為智慧圖書(shū)館后續(xù)功能的開(kāi)發(fā)與持續(xù)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。管理層的建設(shè)內(nèi)容包含兩個(gè)層次：

1）微服務(wù)平臺(tái)：智慧圖書(shū)館的數(shù)據(jù)中樞，包括用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用管理和界面管理等功能模塊。

2）應(yīng)用管理模塊：資源服務(wù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)管理、借閱服務(wù)管理、交互服務(wù)管理。

（4）感知層：主要包括無(wú)線射頻系統(tǒng)、電子二維碼、現(xiàn)代版智能書(shū)架、電子掃描設(shè)備、溫度感知設(shè)備、濕度感知設(shè)備、紅外感知設(shè)備、光線感知設(shè)備、噪聲感知設(shè)備、煙霧感知設(shè)備和智能識(shí)別系統(tǒng)等建設(shè)內(nèi)容（通過(guò)對(duì)接圖書(shū)館其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)），感知層為智慧圖書(shū)館提供原始數(shù)據(jù)的采集加工工作和運(yùn)行環(huán)境動(dòng)態(tài)感知服務(wù)。

（5）服務(wù)層：通過(guò)實(shí)體圖書(shū)館、Internet、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等途徑，借助圖書(shū)館門(mén)戶(hù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)大屏、手機(jī)客戶(hù)端、閱讀體驗(yàn)區(qū)、虛擬分館、微信公眾號(hào)、館員客戶(hù)終端、圖書(shū)館聯(lián)盟平臺(tái)等渠道，面向到館讀者、網(wǎng)絡(luò)讀者、本館館員和合作單位等提供各類(lèi)定制化、專(zhuān)業(yè)化服務(wù)，滿足不同讀者對(duì)象的需要。

圖1 智慧圖書(shū)館技術(shù)架構(gòu)圖

3 院校智慧圖書(shū)館系統(tǒng)主要功能模塊

3.1 圖書(shū)館智慧門(mén)戶(hù)

圖書(shū)館門(mén)戶(hù)網(wǎng)站順應(yīng)了數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展，并成為全校師生瀏覽和使用圖書(shū)館資源與服務(wù)的主要平臺(tái)，成為展示本院校圖書(shū)館形象的一個(gè)重要窗口，門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的建設(shè)水平對(duì)智慧圖書(shū)館建設(shè)具有舉足輕重的意義。通過(guò)智慧圖書(shū)館門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)讀者、資源、服務(wù)與數(shù)據(jù)之間的交互，通過(guò)大數(shù)據(jù)的分析，能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)用戶(hù)行為和需求，綜合讀者需求、資源類(lèi)型和服務(wù)方式等多方面收集起來(lái)的各種數(shù)據(jù)，充分運(yùn)用數(shù)據(jù)深層挖掘技術(shù)，全方位掌握讀者切實(shí)需求，從而更加科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的界面，提供更加友善，更加便捷、更加智慧的服務(wù)體驗(yàn)，全面提高讀者滿意度。

智慧圖書(shū)館門(mén)戶(hù)網(wǎng)站系統(tǒng)基于微服務(wù)架構(gòu)，采用前后端分離技術(shù)，具有可視化全功能后臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)模塊間耦合度低，提供開(kāi)放API接口，支持多模塊、多功能選擇同時(shí)支持新系統(tǒng)的增加，真正意義上實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)資源和智慧服務(wù)的深度融合與揭示。整個(gè)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站系統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)，技術(shù)管理員可以通過(guò)重構(gòu)布局或調(diào)整樣式等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，整體操作簡(jiǎn)便，包括用戶(hù)界面的色彩選擇與搭配、網(wǎng)站的版面設(shè)計(jì)、內(nèi)容組織等，極大的降低了開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本，也便于后續(xù)內(nèi)容拓展。

3.2 數(shù)字資源管理與分析系統(tǒng)

隨著科技的進(jìn)步以及讀者對(duì)文獻(xiàn)資源快速獲取的需求轉(zhuǎn)變，數(shù)字文獻(xiàn)資源將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙質(zhì)文獻(xiàn)資源，在圖書(shū)館的館藏資源配比中，數(shù)字資源的占例不斷增大，已經(jīng)超過(guò)了紙質(zhì)圖書(shū)。數(shù)字資源因其更新速度快，檢索、借閱和下載不受時(shí)空限制，資源獲取方式便捷，深受讀者歡迎，在閱讀、教學(xué)和科研活動(dòng)中發(fā)揮了重要作用。

數(shù)字資源管理與分析系統(tǒng)，可基于ERMI的電子資源生命周期理論，實(shí)現(xiàn)資源的試用、訂購(gòu)、激活、維護(hù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等全流程管理。其以中央知識(shí)庫(kù)為底層數(shù)據(jù)中心，形成中心輻射周邊的新型管理模式，以資源庫(kù)-資源包-刊種級(jí)資源清單-篇目級(jí)數(shù)據(jù)的層級(jí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行電子資源數(shù)據(jù)管理。

（1）通過(guò)對(duì)注冊(cè)的機(jī)構(gòu)以及授權(quán)的用戶(hù)進(jìn)行管理，為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)對(duì)機(jī)構(gòu)的權(quán)限和行為進(jìn)行管理，資源提供方可以發(fā)布資源信息，資源購(gòu)買(mǎi)方可以獲取資源信息進(jìn)行訂購(gòu)，軟件公司可以借助開(kāi)放平臺(tái)開(kāi)發(fā)智慧程序。

（2）建立機(jī)構(gòu)和資源的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)構(gòu)也作為系統(tǒng)的資源被管理和維護(hù)，同時(shí)和元數(shù)據(jù)之間建立復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以查詢(xún)機(jī)構(gòu)和資源之間的關(guān)系。方便查詢(xún)資源的訂購(gòu)關(guān)系，歸屬關(guān)系，使用狀態(tài)。通過(guò)學(xué)習(xí)不斷的完善和豐富這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終建立一個(gè)完善的生態(tài)圈。

（3）通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)快捷全面地了解本館的各種資源的利用情況及讀者在館的活動(dòng)情況，提供大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)資源的收錄情況，對(duì)資源科學(xué)評(píng)價(jià)評(píng)分、排名，解決圖書(shū)館各種應(yīng)用系統(tǒng)和智慧服務(wù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高效集成、統(tǒng)一管理和精準(zhǔn)決策。

（4）數(shù)字資源統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行全方位的科學(xué)分析。從而對(duì)平臺(tái)的利用率、學(xué)科的點(diǎn)擊量、科研方向等與讀者相關(guān)的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使圖書(shū)館的服務(wù)保障工作更具針對(duì)性。通過(guò)對(duì)各個(gè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)擊量、下載量等使用情況的統(tǒng)計(jì)，更加直觀的掌握讀者的需求點(diǎn)，對(duì)于以后需要采購(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)提供有價(jià)值的決策參考。

3.3 讀者智能推薦服務(wù)

圖書(shū)館不斷加大軟硬件的智能化建設(shè)力度，在長(zhǎng)期服務(wù)讀者過(guò)程中，積累了龐大的圖書(shū)借閱信息和讀者行為信息，這其中的大數(shù)據(jù)已成為開(kāi)展智慧服務(wù)所需要的重要信息資源。這些資源通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，可以開(kāi)展圖書(shū)館個(gè)性化服務(wù)研究，包括個(gè)性化推薦方法的研究、讀者借閱行為研究及科研方向定位研究等。

移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)的智能推薦應(yīng)用，根據(jù)用戶(hù)的身份、閱讀習(xí)慣等維度，為用戶(hù)提供感興趣和有意義的學(xué)習(xí)資源。同時(shí)圖書(shū)館工作人員可以借助智能推薦服務(wù)功能模塊，自動(dòng)準(zhǔn)確解答海量用戶(hù)疑問(wèn)，降低圖書(shū)館服務(wù)人員的電話咨詢(xún)與面談咨詢(xún)的數(shù)量，減輕業(yè)務(wù)部門(mén)老師的重復(fù)工作量，讓數(shù)據(jù)多走路，讓師生少走路，辦事人員少咨詢(xún)，不見(jiàn)面即可成功辦理校內(nèi)業(yè)務(wù)。

3.4 學(xué)科評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)

引進(jìn)學(xué)科評(píng)價(jià)分析平臺(tái)，能夠創(chuàng)新性地應(yīng)用以篇為分析單元將學(xué)術(shù)期刊論文與所有公開(kāi)發(fā)行的中文期刊（具有CN刊號(hào)）的全部論文、中國(guó)科研機(jī)構(gòu)發(fā)表的全部外文期刊論文為數(shù)據(jù)源，引文來(lái)自包括所有期刊論文的引文以及全部公開(kāi)出版的圖書(shū)（具有ISBN號(hào)）的引文，從而對(duì)全國(guó)高等院校和科研機(jī)構(gòu)的學(xué)科進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。使高校和科研機(jī)構(gòu)能夠全面把握本機(jī)構(gòu)的學(xué)科發(fā)展情況，掌握優(yōu)勢(shì)學(xué)科的學(xué)科競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)，發(fā)現(xiàn)更多的潛力學(xué)科，提升本院校的綜合實(shí)力，科學(xué)合理的進(jìn)行學(xué)科規(guī)劃、學(xué)科建設(shè)，以促進(jìn)高校和科研機(jī)構(gòu)在學(xué)科建設(shè)上有更大的發(fā)展。

4 院校智慧圖書(shū)館系統(tǒng)的建設(shè)意義

4.1 推動(dòng)或匹配智慧校園建設(shè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，我國(guó)的高校包括軍隊(duì)院校都已經(jīng)步入快速發(fā)展階段，院校建設(shè)的重點(diǎn)在于塑造校園的內(nèi)涵，高校發(fā)展的目標(biāo)在于培養(yǎng)優(yōu)秀的高素質(zhì)人才，為社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步提供支撐。硬件方面建設(shè)，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)各種先進(jìn)的教學(xué)儀器與設(shè)備，進(jìn)一步改善辦學(xué)條件；軟件方面建設(shè)，加強(qiáng)師資團(tuán)隊(duì)力量建設(shè)，營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍。智慧圖書(shū)館的建設(shè)既可以推動(dòng)高校硬件建設(shè)，也可以推動(dòng)軟件建設(shè)，對(duì)于已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)智慧校園的院校，智慧圖書(shū)館的建設(shè)可以為智慧校園建設(shè)增磚添瓦。

4.2 滿足人才培養(yǎng)的需求

高等教育的目的是為了培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。高校通過(guò)建設(shè)各種專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)室供學(xué)員進(jìn)行訓(xùn)練與練習(xí)，以提升學(xué)員的動(dòng)手操作能力和實(shí)訓(xùn)能力，這種教學(xué)方法不論在那個(gè)時(shí)代都具有不可替代性。在科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展的當(dāng)下，新思想、新設(shè)備、新技術(shù)、新需求層出不窮，院校實(shí)訓(xùn)室的硬件設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展的需求。學(xué)員除了利用實(shí)訓(xùn)室設(shè)備反復(fù)練習(xí)自己的動(dòng)手能力外，更要了解并適應(yīng)更新?lián)Q代后的設(shè)備。通過(guò)智慧圖書(shū)館的建設(shè)，在培養(yǎng)學(xué)員理論學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)之上，幫助學(xué)員緊跟時(shí)代發(fā)展，對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有前瞻性，避免出現(xiàn)院校所學(xué)內(nèi)容與市場(chǎng)需求脫節(jié)，與科技發(fā)展脫節(jié)的情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等科學(xué)技術(shù)已發(fā)展相對(duì)成熟，并應(yīng)用于圖書(shū)館各個(gè)領(lǐng)域。這些技術(shù)改變了傳統(tǒng)的教育模式和閱讀模式，也將促使院校圖書(shū)館的服務(wù)模式進(jìn)行前所未有的改革。從硬件設(shè)備到館員工作站，從紙媒文獻(xiàn)到數(shù)字資源，從傳統(tǒng)借還服務(wù)到現(xiàn)代化智能服務(wù)，智慧圖書(shū)館的建設(shè)始終圍繞讀者需求進(jìn)行，突破時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)需求在哪里圖書(shū)館服務(wù)就在哪里。智慧圖書(shū)館在感知讀者需求的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地為讀者提供所需要的文獻(xiàn)信息，構(gòu)建全方位、立體式覆蓋的智慧化服務(wù)模式。