基于5G邊緣計算的圖書館智慧服務探究

摘 要：在互聯網發展環境下，智慧圖書館建設面臨海量的數據處理要求，傳統云計算模型很難適應這一處理工作。而5G環境下邊緣計算 的出現提供了有效的技術方法，提升了圖書館的智慧服務響應能力。智慧圖書館在建設期間融入全新的智能技術，而邊緣計算則是智能技 術在應用過程中的典型代表。目前，隨著5G技術的研發與引申應用，將其與智慧圖書館建設融合在一起能夠為讀者提供全新的體驗服務， 從而確保大數據和人工智能技術與圖書館相結合。同時，5G技術主要采用的是新技術與新標準，在5G技術的影響下將會對信息組織與傳遞 帶來巨大影響。對此文章基于5G環境下邊緣計算的圖書館智慧服務優勢與服務需求做了分析，并結合邊緣計算的基本架構，提出優化圖書

館智慧服務響應能力的有效策略。

關鍵詞：5G環境；邊緣計算；智慧圖書館；服務需求；響應能力

隨著5G技術、人工智能技術以及物聯網技術的飛速發展，數據信息的處理壓力也變得越來越大，導致以往集中式的云計算模型無法滿足大數據處理安全性與低能耗要求。而圖書館作為智慧城市建設中廣泛收集與開發信息資源的行業，將邊緣技術應用在圖書館智慧服務 中，可以有效提升圖書館的智慧服務能力，進而創設更 加智慧的新型圖書館形態。因此，相關工作人員應當深入探索邊緣計算對圖書館智慧服務的影響，通過構建智慧服務體系框架，推動智慧圖書館高質量發展。

一、5G技術的相關概述

現代化5G技術是互聯網環境與行業發展標準，能夠為用戶提供更大規模與更高速率的傳輸網絡，服務質量可以得到顯著提升。但此類技術在發展過程中對公共用戶與個人用戶需求也會發生相應的變化，具體表現在以下幾方面：一是5G技術具備更加理想的峰值速率，在數據連接密度與流量密度方面更加理想，可以保證用戶與云平臺服務商的順利對接；二是在5G環境下的各類媒體設備也會發生相應的變化，終端更新換代可以為用戶提供更加全面且精準的服務。另外，在5G時代背景下，物權與使用權也會發生分離，能夠促使圖書館等公共領域呈現全新發展的面貌。也就是說，5G時代在通信速度方面改變人們的日常生活與工作方式。因此，現代圖書館管理人員應當 認識到5G技術在新時代背景下的發展價值，制定針對性的 發展策略，不斷優化圖書館智慧服務能力。

二、基于5G環境下邊緣計算的圖書館智慧服務優勢

1.延時低

邊緣計算主要是在鄰近終端設備與數據源的網絡邊緣執行符合本地實際情況的計算任務，數據不需要經過核心網絡就可以上傳云端平臺集中處理，并且，網絡邊緣可以對數據過濾分析。此時的終端設備可以就近獲取實時反饋，具備良好的近端決策控制力，避免延時高的問題，可以滿足終端用戶對服務敏捷性的具體要求。

2.能耗低

邊緣計算不僅可以充分發揮當地Wi-Fi、移動網絡基站等網絡資源優勢，還可以通過邊緣設備閑置的儲存與計算資源過濾篩選處于邊緣節點位置的部分數據信息，經過深入分析計算之后，結合具體安全方法調節云端數據力量，進而減少數據傳輸與網絡帶寬占用問題，合理控制數據處理成本與能耗損失。同時，應用邊緣計算的主要理念就是憑借邊緣設備本身的計算優勢，將智能終端中的應用程序部分全部下放在邊緣節點設備中，有效緩解網絡帶寬和數據處理計算壓力，最大限度地控制能耗損失。

3.可靠性強

邊緣計算可以在互聯網邊緣設置計算與儲存節點， 即使在廣域網出現故障問題后，也可以在局域范圍內處理數據，在短時間內弱化云服務器出現的計算故障問 題，進而確保當地業務能夠穩定、可靠地運行。另外， 采用邊緣計算分布式架構還可以將終端計算任務受單點 故障影響的概率降至最低，通過對計算資源的合理調度 與均衡計算，保證用戶能夠享受全天候的服務。

4.智能化

在科學技術不斷發展的背景下，人工智能芯片與邊 緣計算相結合，在一定程度上推動邊緣計算朝著更加智能 化的方向發展。二者相互結合主要是前置智能算法利用前端邊緣設備的計算能力對數據信息預處理，從而減輕信息傳輸系統的計算負載，確保計算中心分析效率得到顯著提升。另外，結合人工智能芯片后的邊緣計算設備還可以更好地感知周圍環境，可以為用戶提供更加便捷的智能化服務。

三、基于5G環境下的智慧圖書館服務需求分析

1.數據自動化

基于5G環境下的智慧圖書館，最主要的發展需求就是數據自動化。圖書館需要收集與匯總的信息量十分龐大。而傳統手工錄入與登記方法，會使工作人員的業務量明顯增加。因此，在大數據技術不斷完善過程中，數據自動化優勢可以為圖書館數據整理工作創造便捷條件，通過計算機學習可以對相關數據展開自動化處理，能夠提高整體工作效率和數據匯總效果。在數據特征學習過程中，通常都是針對數據發散性與目標關聯性展開訓練，整個過程需要對自動化技術不斷開發與應用，以確保圖書館內部各項數據能夠實現全自動，精準實現各類圖書典藏的區別。

2.服務多樣化

當具備多樣化智慧服務后，圖書館建設發展才會體 現生機與靈魂。同時，多元化的智慧服務還可以促使讀 者與工作人員之間相互成就，彼此獲得更加良好的服務 體驗。在5G時代發展背景下，智慧圖書館提供服務的首 要條件是要滿足讀者需求，豐富館藏書籍與相關資料的 服務多樣性。同時，大部分讀者希望在最短時間內找 到自己想要的書籍，并且讀者可以結合自身喜好需求選 擇對應的書籍。目前，基于邊緣計算技術應用下的智慧 圖書館，可以結合讀者興趣愛好推送書籍，在對讀者圖 書借閱歸還管理的同時，還可以維護與更新書籍相關信 息，可以將圖書館轉變為巨大的數據系統，為工作人員 創造更加理想的條件，精準實現圖書管理與閱讀服務。

四、邊緣計算基本架構

1.終端層

通常情況下，終端層一般都靠近用戶終端或物理環境，主要是由不同的物聯網設備與傳感器構成。作為上層數據輸送端，終端層對復雜數據具有十分敏銳的感知能力，一般是負責原始數據采集與上傳。

2.云中心

云中心在圖書館智慧服務體系中處于協同網絡結構 中的中心位置，是一個集中式的大型數據計算中心，可 以存儲海量信息數據。整個云中心層一般是由多臺高性 能服務器組成，具有十分廣闊的存儲空間與較強的計算 能力，一般是負責大規模數據的永久存儲，或者是對邊 緣節點提供的數據展開深入分析，之后再向邊緣層反饋 相關策略， 進而對邊緣測算法不斷優化，使邊緣智能服 務可以滿足圖書館發展需求。

3.邊緣層

邊緣層一般是由部署在終端設備與云中心之間的邊緣節點所構成，這些邊緣節點具體包括手機、路由器以及網關等基礎設施。邊緣層本身就具備一定的計算能力與存儲功能，可以對當地采集數據展開分析和處理，最終將相關結果臨時緩存。并且，在邊緣管理器與云層之間建立相關聯系，可以將處理后的相關數據上傳云端平臺，進而方便開展全方位分析，確保用戶移動設備高流量與低延時需求得到滿足。

五、基于5G環境下邊緣計算的圖書館智慧服務響應 能力發展路徑

1.實時推薦相關服務

實時推薦指的是用戶在圖書館內存在檢索、查閱與 下載等相關需求，圖書館后臺系統會在短時間內通過某信公眾號、掌上App等線上交互途徑，提供需求關聯性較強的信息產品與相關服務。因為用戶自身需求存在動態性與時效性特征，如果圖書館推送的信息服務不符合用戶當前需求，用戶就無法獲得良好的智慧服務體驗。所以，需要合理利用邊緣計算技術對用戶信息行為做正確處理，以更高的靈敏度獲取用戶需求，進而滿足用戶對圖書館推送個性化信息服務的需求。例如，用戶在圖書館數據平臺或系統中檢索與下載文獻時，可以結合終端頁面上的瀏覽軌跡和相關文獻，實時分析用戶可能感興趣的信息服務，也可以依靠LBS應用服務獲取用戶的實時運動軌跡，當用戶途經書架的時候，可以向用戶展開實時推薦。

2.支持運營決策

圖書館在智慧服務策劃制定過程中，在一定程度上主要依賴運營數據的處理和加工，而邊緣計算憑借其低延時的數據處理特點，在提升運營決策精確性和實時性方面提供了全新的技術支持，具體表現在以下幾方面：一是針對日常運營數據實時統計。比如，邊緣計算平臺可以利用用戶與圖書館之間的線上交互途徑，實時采集并統計圖書館每日的業務運營數據。常見的交互途徑包括掌上圖書館、館藏借閱系統以及數據庫平臺等。這樣一來，用戶每日新增量、活躍程度、登錄次數以及在線時長都可以方便圖書館管理人員了解用戶的最新動向，為后續數據庫使用分流方案和館藏資源訂購方案的制定提供決策依據；二是邊緣計算節點要廣泛分布在靠近數據源的位置，進而可以從多角度出發采集各類智能終端與用戶館內行為的交互數據，為后續智慧服務與活動推送順序創造有利條件，確保圖書館智慧服務頁面布局設計，能夠獲得有利的參考條件。

3.開展對象視圖

對象視圖可以充分體現智慧圖書館“以人為本”的第一服務視角，并不只是停留在文獻服務層面，而是能夠充分展現圖書館管理人員、讀者及操作人員之間的關系。對此，對象視圖應當建立在整個平臺系統中，以此來明確具體的子系統價值與系統設計目標。為了確保系統結構能夠得到更好的完善，還需要明確對象視圖主體，從內容與價值目標等方面呈現主體與圖書館之間的關聯。另外，對象視圖從內容層面上可以對資源與相關服務展開剖析，內容始終是對象視圖設計的基礎條件，也是貫穿在圖書館智慧服務系統全過程中的核心組成部分，這也是未來智慧圖書館主要的建設和發展方向。

4.實現資源協同與數據協同

大部分邊緣計算都靠近物源數據端，邊緣計算可以在網絡、計算以及服務等方面發揮支撐作用，在獲取計算資源方面占據明顯的優勢。與云計算技術相比，邊緣計算資源體系有待擴展。如果邊緣計算可以通過龐大云端完成資源調度，就可以實現圖書館邊緣端智能設備管理與開放式平臺管理。雖然邊緣計算可以輕松獲取計算資源，在獲取數據信息方面更具備實時性，但云計算本身具有分析與數據優化等優勢，邊緣服務器的實際運算能力不如云計算技術。所以，可以將邊緣計算與云計算服務優勢結合在一起，在邊緣端收集數據做簡單處理后，可以上傳云端平臺，進而深入挖掘和分析相關數據。另外，云端還具備海量信息數據存儲能力，用戶可以利用圖書館具備的應用程序檢索信息，邊緣中心則可以對數據做進一步整理，繼而能夠不斷提升圖書館相關性的決策能力，有利于在館內建設多元化數據庫，智慧圖書館相關數據也會實現實時流動，進一步提升整體服務效率和服務優勢。

5.建立AI智慧圖書館

在5G發展大環境下，開始出現很多以5G技術為基礎的智能終端，其中，人工智能技術就是最主要的發展方向。隨著人工智能技術的研究成果不斷突破，人們的日常生活模式與工作模式也會發生改變，從而為人們創造了更加便利的條件。從新時代智慧圖書館建設角度來看，基于5G環境下邊緣計算的智慧圖書館建設也開始積極開展AI功能。一是智慧館舍的成立，在圖書館內部會部署不同類型的數據采集終端，可以采集溫濕度與亮度等相關信息，在人工智能分析技術的幫助下，采取科學、合理的控制措施，對相關參數合理調整，確保讀者能夠更好地享受閱讀服務；二是利用5G邊緣技術還可有效提升信息傳輸與反饋處理速度，憑借AI人臉識別與體溫監測等技術， 能夠使圖書館在短時間內獲取相關數據，保證讀者的安全與生命健康；三是通過邊緣計算技術還可以利用手機終端與電腦合理控制相對應的模式，結合不同場景的實際情況，順利完成數據調取與保存。

六、結束語

綜上所述，在5G環境下發展智慧圖書館已是必然的發展趨勢。在現代化技術推動作用下，智能終端發揮著 重要優勢。因此，圖書館管理人員應當充分發邊緣計算的價值，全面提升圖書館智慧服務響應能力，憑借邊緣計算實時性、分布性與聯結性優勢，為智慧圖書館資源優化與共享創造有利條件，為讀者提供更加周到的智慧化服務。

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（作者單位：泰州圖書館）

作者簡介：張曌（1989—），女，漢族，江蘇泰興人，本科，助理館員，研究方向：公共圖書館服務方向。