低碳目標下的智慧圖書館綠色發(fā)展策略

摘要：低碳是智慧圖書館的建設目標之一，作為國家公共機構的重要組成部分，圖書館肩負著促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的責任。本文利用環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)、綠色云計算與大數(shù)據(jù)技術構建支撐智慧圖書館綠色發(fā)展的數(shù)據(jù)中臺，并對其具體應用展開詳細論述。最后提出合理選擇技術，防止隱私泄露；按需利用技術，拒絕資源浪費；引入新興技術，探尋“開源”之路三點展望，旨在為智慧圖書館實現(xiàn)低碳目標提供參考。

關鍵詞：智慧圖書館低碳數(shù)據(jù)中臺物聯(lián)網(wǎng)云計算大數(shù)據(jù)

GreenDevelopmentStrategyofSmartLibraryundertheGoalofLowCarbon

LIJiaxin

ShanghaiUniversity，Shanghai，200444China

Abstract：Lowcarbonisoneoftheconstructiongoalsofsmartlibraries.Asanimportantcomponentofnationalpublicinstitutions，，librarieshave?FUVLFgAqqO+8F+ngN77JcQ==;theresponsibilityofpromotingenvironmentalsustainabledevelopment.Inthisarticle，environmentalInternetofThings，GreenCloudComputingandBigDatatechnologyareusedtobuildadatacentersupportingthegreendevelopmentofsmartlibrary，anditsspecificapplicationisdiscussedindetail.Finally，threeprospectsareputforward：choosetechnologywiselytopreventprivacydisclosure，usetechnologyondemandandrefusetowasteresources，introduceemergingtechnologiesandexploretheroadto"opensource"，aimingatprovidingreferenceforsmartlibrarytoachievethegoaloflowcarbon.

KeyWords：Smartlibrary;Lowcarbon;Datacenter;InternetofThings;CloudComputing;Bigdata

為應對氣候變化給人類社會的生存和發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上首次宣布：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和[1]。公共機構在推進我國實現(xiàn)“雙碳”目標中扮演著重要角色，而圖書館作為公共機構的組成部分，需要走綠色圖書館道路，踐行低碳環(huán)保理念，為實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻力量。

隨著全球第三次信息浪潮的出現(xiàn)，圖書館也從自動化、數(shù)字化逐步過渡至智慧化發(fā)展階段，智慧圖書館這一新形態(tài)應運而生。智慧圖書館以第三次信息浪潮中涌現(xiàn)的新興技術為基礎，在5G、人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、大數(shù)據(jù)的基礎上為用戶提供個性化智慧服務[2]。然而在智慧圖書館繁榮發(fā)展的趨勢背后，圖書館員需意識到新興技術在賦能圖書館提供高水平服務的同時，也使圖書館的能耗不斷升級。因此，本文試圖從智慧圖書館的技術特點出發(fā)，尋求圖書館在技術應用與綠色發(fā)展之間的平衡點，探索一條智慧的綠色發(fā)展道路。構建促進實現(xiàn)低碳目標的數(shù)據(jù)中臺，梳理其中可用于降低能耗、改善環(huán)境的信息技術，并對未來智慧圖書館的綠色發(fā)展提出展望。

1文獻回顧

在國內(nèi)，2011年王世偉[3]首次提出智慧圖書館具有綠色特征，表明綠色發(fā)展是智慧圖書館的本質追求，圖書館可從自然、環(huán)保和安全等角度實施綠色發(fā)展。隨后不斷有學者強調(diào)智慧圖書館的綠色屬性，劉麗斌[4]將可持續(xù)發(fā)展作為智慧圖書館的指導思想，提倡低消耗、無污染，合理利用自然資源，保護生態(tài)環(huán)境，追求人文、自然、健康與和諧。秦殿啟等人[5]提出智慧圖書館須建構生態(tài)文化，堅持綠色發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。對于智慧圖書館開展綠色發(fā)展的具體措施，現(xiàn)有文獻主要從技術應用、空間建設、環(huán)境素養(yǎng)教育3個角度展開論述。技術應用方面，張秀華[6]利用物聯(lián)網(wǎng)技術構建包括燈控系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、新風系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的智能節(jié)能系統(tǒng)，以增強圖書館的感知化和智能化程度。湯尚等人[7]提出圖書館可基于5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能感知技術，對圖書館空間進行智能動態(tài)調(diào)節(jié)，促進讀者綠色閱讀和圖書館節(jié)能減排綠色管理。任萍萍[8]構建智能傳感與測試計量系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對圖書館整體能耗水平的可視化精細管理，提升其運行效能。空間建設方面，秦殿啟[9]指出智慧圖書館需秉承節(jié)約、綠色、開放、共享的理念設計圖書空間布局，建造生態(tài)型建筑。陳麗冰[10]從可持續(xù)發(fā)展的角度提出智慧圖書館需建設智慧場所，采用廢物管理、減少污染等措施對可持續(xù)發(fā)展和生物多樣性做出貢獻。環(huán)境素養(yǎng)教育方面，馮昌揚[11]提倡圖書館通過提供智慧服務喚醒人們的生態(tài)環(huán)保意識，使鄉(xiāng)村居民學習、接受、踐行生態(tài)文化，從而推動鄉(xiāng)村生態(tài)振興。

在國外，目前與智慧圖書館綠色發(fā)展相關的文獻大多從技術應用角度入手展開研究。JAYALAKSHMIC等人[12]提出利用智能技術打造綠色圖書館，通過智慧手段節(jié)約館內(nèi)能源，實現(xiàn)綠色發(fā)展。HOYMB[13]認為智慧圖書館需應用智能建筑技術如通過使用新型節(jié)能LED燈、安裝傳感器、構建建筑儀表板等，節(jié)省運行能耗。ZHANGP等人[14]為智慧圖書館的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計基于運行時模型的無線傳感器網(wǎng)絡管理方法，實現(xiàn)對館內(nèi)設施的有效管理，并且比傳統(tǒng)管理方法節(jié)能10.57%。除了針對技術應用的研究，國外部分文獻討論智慧圖書館綠色發(fā)展中的空間建設。SCHOEPFELJ[15]提出智慧圖書館需結合綠色圖書館和第三空間理念建設智慧空間，促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

2智慧圖書館的綠色發(fā)展策略

通過文獻分析發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)外學界較少專題探討智慧圖書館的綠色發(fā)展問題，已有研究中部分涉及技術應用，但大多僅專注于一種技術，尚未形成較為完整的技術體系。用戶、資源、空間仍然是智慧圖書館的基本要素，三要素通過物聯(lián)網(wǎng)相連。智慧圖書館的運行伴隨著海量用戶、資源和空間數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，為高效管理圖書館，做出合理決策，云計算是計算和存儲數(shù)據(jù)的必要工具。大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)是智慧圖書館實現(xiàn)各項功能的基礎支撐技術，與用戶、資源、空間三要素密切相關。因此，本文選取物聯(lián)網(wǎng)、云計算與大數(shù)據(jù)3種基礎技術用于解決智慧圖書館的綠色發(fā)展問題。由于中臺具有節(jié)約成本、靈活易管的特點[16]，與圖書館的綠色發(fā)展理念相符，筆者借鑒中臺概念整合以上三類技術，構建與智慧圖書館綠色發(fā)展相關的數(shù)據(jù)中臺，旨在為智慧圖書館實現(xiàn)低碳目標提供參考。

2.1構建智慧圖書館綠色數(shù)據(jù)中臺

中臺概念最初由芬蘭赫爾辛基的游戲公司Supercell提出，早期被運用于阿里巴巴、騰訊、百度等互聯(lián)網(wǎng)公司。中臺采集海量數(shù)據(jù)形成大數(shù)據(jù)資產(chǎn)層，在簡化后臺的同時，增強前臺的敏捷性，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和廣泛共享，其節(jié)約成本且靈活易管，與圖書館的綠色發(fā)展理念相符[16]。因此，智慧圖書館可借鑒中臺概念，收集館內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，搭建與綠色發(fā)展密切相關的數(shù)據(jù)交換平臺。平臺以綠色云計算等基礎技術為支撐，用以實現(xiàn)環(huán)境條件的智能調(diào)節(jié)，館藏資源的智慧推薦，以及館內(nèi)能耗的實時監(jiān)測。其整體框架由數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)處理、實際應用三層結構組成。

數(shù)據(jù)匯集層聚集與圖書館綠色發(fā)展相關的所有環(huán)境數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)。其中，環(huán)境數(shù)據(jù)包括照明、溫度和空氣數(shù)據(jù)，均由設置在館內(nèi)各處的環(huán)境傳感器采集。用戶數(shù)據(jù)中，用戶在館內(nèi)的行動數(shù)據(jù)由紅外傳感器采集，其他數(shù)據(jù)如用戶進出館數(shù)據(jù)、借閱數(shù)據(jù)等，分別從圖書館門禁系統(tǒng)、圖書借閱系統(tǒng)等多種渠道抓取。數(shù)據(jù)處理層通過數(shù)據(jù)清洗、分層、計算、脫敏等步驟，對匯集層的館藏、用戶及行為數(shù)據(jù)進行規(guī)范化處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的標準統(tǒng)一。處理后的數(shù)據(jù)即可投入館內(nèi)實際應用，其中傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和用戶行動數(shù)據(jù)將用于環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)的構建，實現(xiàn)照明、溫度與空氣條件的智能調(diào)節(jié)。從各系統(tǒng)抓取的用戶數(shù)據(jù)將被用于構建用戶畫像，圖書館根據(jù)畫像為用戶提供個性化推薦服務。此外，環(huán)境數(shù)據(jù)也將被用于搭建實時監(jiān)測館內(nèi)能耗情況的大數(shù)據(jù)平臺，為館員的管理決策提供依據(jù)。

2.2數(shù)據(jù)中臺的支撐體系

2.2.1構建環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)匯集數(shù)據(jù)

物聯(lián)網(wǎng)技術在圖書館的應用形式主要包括射頻識別技術（RadioFrequencyIdenti?cation，RFID）和無線傳感器。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標并獲取相關數(shù)據(jù)，用于館藏管理、館藏流通、安全防盜，能夠節(jié)約人工，提升服務效率和質量[17]。無線傳感器收集館內(nèi)環(huán)境信息，對其進行存儲、分析和控制，從而在提供舒適環(huán)境同時節(jié)約能源。圖書館中需要監(jiān)測的環(huán)境信息主要有三類，分別是照明、溫度和空氣。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，圖書館可實現(xiàn)對館內(nèi)三類環(huán)境因素的實時監(jiān)控與調(diào)節(jié)，從而減少不必要的能耗，達到綠色節(jié)能的效果。對于照明，圖書館可根據(jù)空間功能的不同有針對性地設置感知設備。針對閱覽室不同功能的空間分區(qū)，采取不同的光照控制策略。對于人群短暫停留的書架區(qū)域設置紅外傳感器進行感應取電，對于室內(nèi)背景燈則采用光照傳感器和紅外傳感器，監(jiān)控不同區(qū)域的光照強度和人群密度，根據(jù)實際情況選擇開啟或關閉照明燈，從而達到節(jié)能的目的[18]。對于溫度，圖書館根據(jù)自身空間設計特點，在適當位置設置溫度傳感器，實時監(jiān)控各區(qū)域溫度，并根據(jù)監(jiān)控信息對空調(diào)進行智能調(diào)節(jié)。圖書館可設計溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，將傳感器設置于館內(nèi)，使其通過收集和處理信息，智能調(diào)節(jié)溫濕度環(huán)境，完成與環(huán)境間的定期交互[19]。對于空氣，在館內(nèi)設置空氣質量檢測管理系統(tǒng)，實時采集CO2、PM2.5、PM10、甲醛和有害氣體等氣體濃度信息，監(jiān)測空氣質量情況。當空氣質量異常時自動開啟圖書館新風系統(tǒng)，保證館內(nèi)空氣環(huán)境的清潔安全[20]。

2.2.2搭建云基礎設施提供支撐

云計算在硬件設備性能不斷提升而CPU計算資源嚴重浪費的背景下產(chǎn)生，其根據(jù)實際需求規(guī)劃計算資源，將閑散的計算資源集中起來利用，并且在需要時使用完全的計算能力，在不需要時使其進入休眠狀態(tài)，為用戶提供存儲和計算服務，能夠有效減少服務器、網(wǎng)絡、終端設備三者產(chǎn)生的能耗[21]。智慧圖書館可利用不同層次的云計算服務實現(xiàn)綠色發(fā)展。云計算為用戶提供三個層次的云服務。基礎設施即服務（InfrastructureasaService，IaaS）將底層計算資源提供給用戶，用戶可在不自行購買服務器、存儲設備等硬件設施的條件下使用其提供的基礎設施。平臺即服務（PlanformasaService，PaaS）將應用程序的應用環(huán)境以服務的形式提供給用戶，用戶可借助服務提供的平臺進行程序開發(fā)。軟件即服務（SoftwareasaService，SaaS）將軟件提供給用戶，用戶可直接使用軟件功能。其中，IaaS作為最基礎的服務在節(jié)省成本方面表現(xiàn)最佳，由于IaaS對硬件設施要求較低，圖書館可根據(jù)實際情況改造升級現(xiàn)有設備，對其充分利用，從而降低設備購入成本。圖書館在重新整合、虛擬化基礎設施后，對其進行集中管理，不僅降低運行、維護設施的成本，而且節(jié)省管理時所需的人力。目前國內(nèi)的中小型圖書館由于資金有限，無法購入基礎設備，通常選擇IaaS[22]。智慧圖書館的建設需要大量資金投入，在初始建設階段可借鑒中小型圖書館的建設思路，通過IaaS使用云內(nèi)基礎設施，在后期完善過程中探索IaaS、PaaS和SaaS的交叉應用，遵循循序漸進的建設原則，從而利用云計算實現(xiàn)更加可持續(xù)的綠色發(fā)展。

2.2.3開展大數(shù)據(jù)服務智慧降碳

互聯(lián)網(wǎng)能耗的主要來源是信息檢索和個人終端，云計算可以減少信息檢索系統(tǒng)的固化能，用戶檢索行為的改變對減少能耗也起著重要作用[23]。智慧圖書館利用大數(shù)據(jù)技術向用戶推薦可能感興趣的館藏資源，縮短用戶檢索信息所用時間，在提升圖書館服務水平的同時，也降低了檢索過程產(chǎn)生的能耗。此外，智慧圖書館需構建能耗監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺，通過對各類環(huán)境數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計與可視化，幫助圖書館員掌握館內(nèi)能源消耗情況，針對性地解決當前工作中不利于環(huán)境保護的問題，并以平臺數(shù)據(jù)為依據(jù)制定未來發(fā)展計劃。

3未來展望

3.1合理選擇技術，防止隱私泄露

信息技術在為生活帶來便利的同時，也增加了個人隱私泄露的風險。誠然，物聯(lián)網(wǎng)、云計算與大數(shù)據(jù)技術為智慧圖書館的綠色發(fā)展提供了可靠工具，但在利用過程中，仍然存在用戶隱私泄露的風險。為防止隱私泄露，需要智慧圖書館在利用技術時采取合理策略。物聯(lián)網(wǎng)設備通常無人值守，其芯片不具有抵抗網(wǎng)絡攻擊能力，這使用戶個人信息面臨被盜取的風險。針對該問題，圖書館須不斷升級物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和設備的安全等級，并加強對信息竊取等違法行為的監(jiān)測力度。未來相關研究須重視智慧圖書館綠色發(fā)展中的用戶隱私問題，一方面從技術角度探尋更加安全可靠，對外界攻擊抵御力更強的技術手段；另一方面注意用戶本身在隱私泄露問題中扮演的角色，從用戶角度出發(fā)，研究其對于隱私披露與保護等話題的觀點，從而構建更加安全可靠且人性化的隱私保護方案。

3.2按需利用技術，拒絕資源浪費

智慧圖書館應認清技術的工具角色，將綠色發(fā)展作為長期發(fā)展目標，考慮綠色發(fā)展如何通過技術手段實現(xiàn)，實現(xiàn)技術的按需利用。切忌單純地將技術多等同于發(fā)展好，誤入技術至上的陷阱，堆砌過多本不需要的技術，違背低碳發(fā)展的初衷。以智慧圖書館綠色發(fā)展中的環(huán)境素養(yǎng)教育為例，智慧圖書館可利用自身技術優(yōu)勢，開展VR/AR環(huán)境素養(yǎng)教育。利用VR/AR技術開展環(huán)境素養(yǎng)教育能夠提高圖書館用戶及館員的環(huán)境保護意識，從而促使他們在圖書館及其他場所中采取更綠色的行為方式，同時節(jié)約圖書館的人力資源。但不可否認的是，利用VR/AR技術開展環(huán)境素養(yǎng)教育成本高昂，未必是每個圖書館的最優(yōu)選擇。因此，智慧圖書館的綠色發(fā)展須謹慎考慮技術的利用，在充分調(diào)研、詳細計劃的前提下，按需購入相應設備。

3.3引入新興技術，探尋“開源”之路

本文討論的技術均從“節(jié)流”角度幫助智慧圖書館實現(xiàn)低碳目標，然而智慧圖書館的綠色化不僅需要“節(jié)流”，而且應當重視“開源”工作。“開源節(jié)流”是實現(xiàn)低碳目標的核心要義，在技術利用過程中，結合“開源”與“節(jié)流”理念，才能真正實現(xiàn)可持續(xù)的綠色發(fā)展。根據(jù)國內(nèi)外圖書館已取得的成功經(jīng)驗，未來的智慧圖書館的資源開發(fā)可從光伏發(fā)電、雨水回收和廢物循環(huán)利用等方面入手，助力智慧圖書館實現(xiàn)更符合低碳目標的自給自足。

4結語

綠色發(fā)展不僅是智慧圖書館的本質追求，也是智慧圖書館順應人類發(fā)展的應有責任。本文梳理促進智慧圖書館實現(xiàn)低碳目標的三類基礎技術，并利用其構建與圖書館發(fā)展相關的數(shù)據(jù)中臺，從理論上提出智慧圖書館綠色發(fā)展的解決方案。未來仍需結合各地圖書館的實際情況展開研究，在可行的條件下，將該理論方案應用于圖書館實際運行中，探究其節(jié)能效果，為美麗中國建設貢獻量。

參考文獻

[1]習近平.在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話[EB/OL].（2020-09-22）[2023-04-15].https：//www.gov.cn/gongbao/content/2020/content_5549875.htm.

[2]吳政.智慧圖書館的本質、特征與實現(xiàn)路徑[J].國家圖書館學刊，2022，31（3）：12-21.

[3]王世偉.未來圖書館的新模式：智慧圖書館[J].圖書館建設，2011（12）：1-5.

[4]劉麗斌.智慧圖書館探析[J].圖書館建設，2013（3）：87-89，94.

[5]秦殿啟，張玉瑋.智慧圖書館文化圖式[J].圖書館論壇，2022，42（1）：80-90.

[6]張秀華.“智能+”時代圖書館智慧生態(tài)系統(tǒng)的研究與構建[J].圖書館學研究，2020（22）：7-12，33.

[7]湯尚，柳菁.“5G+”時代圖書館智慧閱讀服務新生態(tài)研究[J].圖書館工作與研究，2021（6）：17-23.

[8]任萍萍.“云數(shù)智”融合視域下孿生圖書館應用情境模型與生態(tài)體系構建[J].情報理論與實踐，2021，44（12）：41-47，9.

[9]秦殿啟.新發(fā)展理念下智慧圖書館生態(tài)的圖式建構[J/OL].圖書館論壇：1-12[2023-04-17].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/44.1306.G2.20221226.1137.004.html.

[10]陳麗冰.智慧圖書館：價值內(nèi)涵、主要困境與優(yōu)化路徑[J].圖書館，2023（2）：19-25.

[11]馮昌揚.鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下圖書館智慧服務：邏輯、模式與挑戰(zhàn)[J].圖書與情報，2022（1）：101-108.

[12]JAYALAKSHMIC，SARANGAPANIR.Greenlibrariesbyusingsmarttechnology[C]//Proceedingsofthe2017InternationalConferenceonSmartTechnologiesforSmartnation（Smarttechcon）.Bengaluru：IEEE，2017：1496-1499.

[13]HOYMB.Smartbuildings：anintroductiontothelibraryofthefuture[J].Medicalreferenceservicesquarterly，2016（3）：326-331.

[14]ZHANGP，WANGJZ.Managementofintelligentlibrarywirelesssensornetworksbasedonruntimemodel[C]//ChenY.Proceedingsofthe2015InternationalConferenceonMaterialsEngineeringandInformationTechnologyApplications.Paris：AtlantisPress，2015：605-613.

[15]SchopfelJ.Smartlibraries[J].Infrastructures，2018，3（4）：43.

[16]只瑩瑩.中臺在國家圖書館的應用思考[J].圖書館論壇，2021，41（10）：76-82.

[17]陸亞紅，李靖，施曉華.新技術環(huán)境下圖書館智能館藏管理系統(tǒng)設計與構建[J].圖書館雜志，2021，40（9）：48-53.

[18]常崢斌，鄭愛芳，張榮鑒，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的圖書館智能型一體化節(jié)能系統(tǒng)建設初探[J].圖書情報工作，2013，57（21）：91-94，118.

[19]GROSSMANNM，ILLIGS，MATEJKAC.EnvironmentalMonitoringofLibrarieswithMonTreAL[C]//KampsJ.ResearchandAdvancedTechnologyforDigitalLibraries（TPDL2017）.Berlin：Springer-VerlagBerlin，2017：599-602.

[20]毛文琪，瞿少成，趙亮，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的教室模糊AQI監(jiān)測管理系統(tǒng)[J].電子測量技術，2021，44（3）：160-164.

[21]馬麗萍.云計算環(huán)境下圖書館之機遇、挑戰(zhàn)與未來展望[J].圖書館工作與研究，2016（5）：29-33.

[22]謝偉琳，虞為，陳俊鵬.我國圖書館云計算服務應用實踐研究[J].數(shù)字圖書館論壇，2018（1）：61-67.

[23]洪霞.云計算環(huán)境下綠色信息檢索系統(tǒng)的研究初探[J].圖書館界，2014（1）：1-4.