随着云计算、大数据、物联网和新一代移动互联网技术的进一步发展,智慧地球、智慧国家、智慧城市、智慧校园、智慧图书馆正逐步地变成现实.就智慧图书馆而言,近年来,国内外图书馆界的许多同仁进行了初步的实践探索和理论研究."作为未来图书馆的新模式,智慧图书馆将成为图书馆创新发展、转型发展和可持续发展的新理念和新实践."[1]本文就高校智慧图书馆的概念与特征、功能与应用、技术与构建等方面做一简要论述,旨在为未来各高校部署智慧图书馆提供一些参考.
1 智慧图书馆的概念.
1. 1 智慧.
百度百科上[2],认为智慧 ( wisdom,wit) 是高等生物所具有的基于神经器官 ( 物质基础) 的一种高级的综合能力,包含感知、记忆、理解、联想、情感、逻辑、辨别、计算、分析、判断、决定等多种能力.现代汉语词典中的解释是辨析判断、发明创造的能力; 新华字典的解释是智慧是对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力.笔者认为这些解释和定义是狭义的,是对人或其他生物而言的.而广义的智慧指的是系统 "智慧",所谓系统智慧,是指由物质组成的系统所具有的智慧,是系统对其组成的物质具有的感知、记忆、理解、辨别、分析、判断和处理的能力.
例如,电脑就是有 "智慧"的,智能手机也是有 "智慧"的,机器人更不用说了."系统智慧的高低取决于其物质组织结构的合理性、运行程序的优良以及产生的功耗和功效的大小等.结构越合理,内耗越小,功效越大,系统的智慧越高,反之越低.因此,'智慧'并不局限于人类或生物,任何物体组成的体系都有智慧,只是高低不同,智慧图书馆显然属于此.以沃尔马为例,沃尔马的零售系统相对于和它数量一样的零散的杂货铺来说是一个较高的智慧的系统,因为沃尔马有一个各子系统密切互动的高效的组织结构和合理的产供销流程."[3]
1. 2 智慧图书馆.
智慧图书馆是从智慧地球、智慧国家、智慧城市、智慧校园等概念延伸而来的,在我国研究刚刚起步.关于智慧图书馆的定义,近年来,国内有部分学者试探性地给出了一些.
华侨大学严栋认为: 智慧图书馆 ( Smarter library) 就是以一种更智慧的方法,通过利用新一代信息技术来改变用户和图书馆系统信息资源相互交互的方式,以便提高交互的明确性、灵活性和响应速度,从而实现智慧化服务和管理的图书馆模式.认为智慧图书馆 = 图书馆 + 物联网 + 云计算 + 智慧化设备,它通过物联网来实现智慧化的服务和管理.
北京邮电大学董晓霞等人认为: 智能图书馆是利用物联网等感知技术让图书馆的建筑环境、资产设备、文献资源及读者等主要构成因素能够 "说话",即能够实时主动地获取相关感知数据,并在对感知数据分析和处理的基础上,为图书馆工作人员提供一个智能化的管理平台,为读者提供一个无处不在的智能化的服务环境.
上海社会科学院信息研究所的王世伟教授认为: 数字化、网络化和智能化是智慧图书馆的信息技术基础,人与物的互通相联是智慧图书馆的核心要素,而以人为本、绿色发展、方便读者则是智慧图书馆的灵魂与精髓.
河北大学刘丽斌认为: 智慧图书馆是数字图书馆的延续和发展,是通过物联网为用户提供智慧化服务和管理的一种数字图书馆的高级发展形态.智慧图书馆由人、资源、空间三要素构成,以技术为基础,以服务为灵魂.
内蒙古农业大学乌恩认为: 智慧图书馆是在物联网环境下,以云计算技术为基础,以智慧化设备为手段,实现书书相联、书人相联、人人相联,为用户提供智慧化服务.
不难看出,以上学者给出的定义大多都是基于物联网技术的,而物联网侧重的是物质之间的互联互通,主要应用是智能化管理.图书馆显然不只是完全由物质构成的,更加重要的是用户和为用户提供的智能化服务.为此,笔者根据广义 "智慧"的含义,提出了 "智慧图书馆"的概念,即智慧图书馆是指图书馆系统对图书馆中的物质( 包括人) 具有感知、记忆、理解、辨别、分析、判断和决策处理能力,包含 3 个方面,一是基于物联网的智能管理,包括对读者的智能管理、对书报刊的智能管理、对资产的智能管理、对图书馆时空的智能管理等; 二是基于无线网络和云计算的智能服务,即提供泛在、便捷和跨越时空的读者服务; 三是基于大数据的系统决策分析,包括对服务对象按照不同信息进行分类的统计、分析,从而进行科学决策等.
1. 3 智慧图书馆的特征.
许多学者从不同层面归纳出了智慧图书馆的特征,笔者从智慧图书馆的定义出发,认为智慧图书馆有以下 4个特征.
一是先进性.智慧图书馆是建立在先进技术和先进服务理念基础之上的综合智能系统,所运用到的物联网技术、3G/4G 通信技术、无线网络技术、虚拟化云计算技术等都是近几年来才开始研究和运用的新一代信息技术,其技术的先进性毫无疑问.服务创新也是智慧图书馆先进性的体现,服务的形式由被动变主动,服务的内容多元化,服务管理自动化、智能化.
二是开放性.智慧图书馆打破传统图书馆的时空界限,没有传统的节假日和下班后图书馆关闭的现象,实现了读者任何时候、任何地方都能获得不间断的信息获取服务,是一个全方位开放的图书馆.同时通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校、图书馆与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口,是一个开放的系统.
三是系统化.智慧图书馆本身就是一个由各元素组成的综合系统,离开系统,其个体的智慧程度将大大降低.
智慧图书馆的管理由智能图书综合管理系统来实现,其服务通过综合性的云平台来提供.各类信息集中放置在数据中心,由系统进行整合和推送,实现信息的及时有效共享.
四是智能化.智能化是智慧图书馆的重要特征,没有智慧功能的图书馆显然谈不上是智慧图书馆.智能化首先是管理智慧化,图书馆管理包括信息资源的管理、硬件设施环境管理、用户借阅服务过程管理、图书馆日常运行的维护以及图书馆可持续发展的辅助性管理,如图书馆营运过程中的节能管理、针对图书馆馆藏资源和整个工作环境的安全防盗监控、对图书保存条件的自动监测等等.所有这些管理工作将被接入到智慧图书馆的整个信息管理系统中,通过各种专用的传感节点采集各类有针对性的监测信息,再经过智慧图书馆后端的信息综合处理系统,实现对图书馆管理过程的智能化控制.其次是服务的智慧化,"在智慧图书馆中,通过物联网和云计算把各项独立的事务处理通过信息交换和资源共享联系起来,构建一个具有事务处理管理和决策机能的服务智慧系统,该系统可以自动识别和感知用户的位置及其当前所从事的学习、研究、工作内容,可以主动地为其推送关联信息并提供真正的、全方位的、立体的、适合的个性化服务 ."[4]
2 智慧图书馆的功能.
2. 1 基于物联网的图书馆智慧管理.
2. 1. 1 物联网.
"物联网 ( 英文名称为: internet of things) 是指通过射频识别 ( RFID) 技术、传感器技术、智能嵌入技术、全球定位系统、激光扫描器等信息设备,按约定协议将任何物品与互联网连接以进行物品标识、感知信息处理、交换和通讯,实现对物品及物物之间智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络"[5].简单地说,物联网就是 "物与物相联的网络"或叫 "物体的互联网".
其基本原理是在任何物体上放置一个智能化芯片 ( 也叫电子标签) ,该芯片根据用途可以写入相应数据并可以发射微波,在一定距离内用一个与网络连接的微波接收器靠近芯片 ( 因为是无线传输,所以不需要接触) ,微波接收器即可接收芯片传来的信息并将信息传到互联网上,即形成物联网.例如,高速公路车辆自动缴费系统,即是在车辆的前面放置一个写有一定信息 ( 包括车辆信息、充值额等) 的芯片 ( 封装成卡片样) ,当该车辆到达收费站时,芯片发出微波,收费站上方装有一个与互联网相连的接收器,接收器即可接收到芯片发来的信息,并将信息进行甄别、处理、扣费,只要在有网络的地方,通过任何终端都可以查询.如果在各处安装接收器,即可实现对车辆的定位与跟踪.物流的货物跟踪和工业自动化产品的跟踪原理与此一致.当然,如果物体装有 GPS 定位仪,即可实现全球卫星定位与跟踪.
2. 1. 2 图书馆智慧管理.
利用物联网技术可以实现对图书馆进行智慧管理,主要应用有以下几方面.
第一,对人员的智慧管理.包括对图书管理人员和读者的管理.要求各类人员都要办一张写有自己身份信息的校园一卡通卡片 ( 该卡片也可内置于手机中) .该卡片集身份证明、校园消费、借还书、门禁等功能于一体.在图书馆门禁处装有与图书馆管理系统相连接的接收器,只要携带有一卡通卡片 ( 或有内置卡的手机) 的人员靠近门禁处,接收器就会自动识别并自动将门打开,同时记录人员信息,其数据即刻被传送到图书馆管理系统中.系统可以自动生成人员进出馆明细报表,统计出各类人员每天进出馆的次数和具体时间.由于在馆中装有足够数量的接收器,各类人员进出馆和在馆中的流动情况即可从系统中查出.非持卡人员不能进入图书馆.
第二,对书刊的智慧管理.将来所有书刊出版社都事先将写有书刊信息的芯片植入书中,这样带来一系列方便和智能化管理.一是省去了繁重的图书编辑工作; 二是清点图书只要将接收器 ( 扫描器) 在书架上依次扫过,所有书目信息一目了然,几十万册的书刊原来需要几天十几天时间清点,利用 RFID ( 射频识别) 技术,一天即可搞定; 三是方便读者找书,只要在芯片中装一个发光管 LED 和声音芯片,当读者要找某本书时,先将被找的书刊信息输入到接收器 ( 阅读器) 中,再将接收器到书架旁扫描,相关书刊就会发出声光警报,很快就可以找到所需书刊; 四是图书管理人员和其他读者可以方便查询相关书籍设定的信息、馆藏书目数据、借阅数据及图书当前所在位置; 五是方便管理人员顺架和将图书归位.现在的图书馆多采用大流通、开放的借阅模式,书刊乱架率比较高,寻找乱架、错架的书刊并进行分类归位,是每个图书馆都要花费大量人力和精力的事情."在智慧图书馆中只需在阅读器中输入要检查的号码段或要找的书名等,然后沿着书架依次扫描,一旦发现排架错误或找到所要的书刊时,立刻声光报警,这使得查找工作变得非常方便,而且能显着降低错架乱架率.在不影响正常工作下,完成顺架工作,减少失误,大大提高书刊整架归位的速度."[6]
第三,实现自助借还书.通过自动借书、还书系统,读者可以自行办理书刊借阅、归还手续.读者只要将自己的借书证和需借阅的图书放在自助借还机相应的感应区上,系统就会进行自动识别和扫描处理,通过与图书馆自动化借阅系统连接,确认后即完成借书.与借书系统一样,读者也可自主还书,操作完成后打印还书凭条,系统自动撷取馆藏信息,通知中心系统更新图书信息及读者信息."采用自助借还机可以实现多本图书同时进行借还操作的功能,而且 24 小时不间断服务,从而增进流通速率,简化借阅流程,方便了读者,减少了工作人员的工作量,进而提升图书馆的工作效率和服务品质"[7].
第四,对资产的智慧管理.同样的把图书馆中的所有资产贴上电子芯片,可以方便地对资产进行定位、监控、清点和统计,同时防止资产被随意带出图书馆.只要在门禁的出口安装相应的接收器,将出口处的门设置成常开状态,一旦发现带有电子标签的物品通过门禁时,系统自动识别,并立即将门关闭.如果结合网络视频监控,可以有效防止图书馆的资产和图书流失.
第五,对图书馆时空的智慧管理.一是通过网络视频监控,实现对图书馆空间的智慧管理; 二是通过声光电和温度湿度控制系统,实现对图书馆的声光电和温度湿度进行监测和调控.图书馆大门也可以实现自动定时开关.
第六,智能座位查找和选择.类似于航空系统乘客自行查找和选择座位一样,在智慧图书馆中引入自动座位选择系统,即可实现.读者只要将智能卡放在刷卡区,屏幕上便会跳出 "常坐座位"和 "本次选位"两个选项.
选好座位后,如果需要打印,机器便打印出一张标明座位代码、所在位置、学生卡卡号等的座位票.学生离馆时,再重新刷卡,如果选择 "暂离",系统会保留座位 45 分钟 ( 可设定) .如果选 "本次离开",系统将自动释放该座.由于图书馆环境好但座位有限,一到期末,占座、抢座现象非常普遍.有了选座机,哪里有座,一目了然,再也不用上上下下地自己找了.
目前,市场上有不少相对成熟的智慧图书馆管理系统,并且可以根据自身需要进行二次开发.如图 1 所示就是其中一例.
2. 2 基于无线网络和云计算的智能服务.
2. 2. 1 无线网络.
无线网络顾名思义即是没有线的网络,是采用无线传输媒介的计算机网络,包括 3G/4G 网络和无线局域网络( wifi) 等,无线网络带给人们随时随地的网上冲浪体验.
2. 2. 2 "云计算".
所谓 "云计算",至今没有统一的公论的定义.按照笔者理解,所谓 "云计算"是指将分散的硬件资源和应用系统资源集中在一起,通过虚拟化技术和超级计算技术进行整合,形成一个开放的共享型应用平台,用户借助云平台随心所欲地传送和获取其中的资源并进行运算处理.通俗地讲就是将以往大家各自的电脑主机都 "搬到""云"中,使之成为一个新的整合了的、非常大的 "电脑"主机,大家只需要用显示器 ( 或其他终端) 即可用这台大型 "电脑"进行与以往单个电脑时一样的操作,你所需要的 "硬盘"( 虚拟的存储空间) 由 "云端"管理者根据需要进行分配,个人资源即可存储在个人虚拟 "硬盘" ( 个人存储空间) 里.当然,如果你愿意,也可以将你的个人资源放在 "云"中供大家共享.你只要在有网络的地方 ( 有线或无线) 即可进行你的 "电脑"操作,完全不需要用传统意义上的 "主机"了,移动硬盘和 U 盘也不需要了.这个 "庞大"的 "电脑主机"即是硬件和软件资源集中的地方,我们称之为 "云端",小型的 ( 集中几百台到上万台 "电脑") 、一般在一个单位内部使用的云我们叫 "私有云",大型的 ( 集中万台以上的) 、对外公开的云我们叫 "公有云".打个比方,过去国家没有统一并接电网时,每个单位都有自己的发电机,各单位发的电不能共享.现在国家有统一电网,各单位的发电机就没有了必要,不管谁要用电,只要带上用电器走遍全国都可以随心所欲地用,只要付得起费.同样,将来一旦国家建成了统一的 "云网",那么不管是谁,无论在哪里,什么时候,只要带上显示器 ( 终端) 就可以随心所欲地利用 "云网"中的资源了,只要付得起费,而且既可以利用有线宽带网络,也可以利用无线宽带网络,比用电还方便,如图 2 所示.
2. 2. 3 基于无线网络和云计算的智能服务.
从以上云计算的概念可知,"云计算是一种新兴的共享基础架构的方法,它将巨大的系统池连接在一起提供各种服务,从而使有关的用户可以很方便地将资源切换到具体的应用上,根据自己的需要访问 "云端"的 "计算机"和存储系统."[8]
云计算的环境下,借助于无线网络的发展,图书馆的智能服务功能将主要体现在以下几方面.
第一,集中管理海量信息资源.图书馆最多的就是信息资源,特别是数字资源.一般高校都会购买各类数字资源应用系统,这些系统以往都是相互独立的,其数据不能互通.建立智慧图书馆后,将所有资源集中在 "云"中整合后进行统一管理和推送,完全实现各资源系统的数据互通共享,消除了所谓 "信息孤岛".一方面解决了以往图书馆技术欠缺、需要单独购买服务器和交换机等网络设备,并需要专门技术人员维护的问题; 另一方面,极大地提高了资源利用效率和响应速度.
第二,为用户提供一站式的集中服务.用户只需注册,通过唯一的用户名和密码登陆到 "云平台"的界面,进入界面后即可进行与传统电脑一样的操作,而且通过搜索,即可享用 "云端"里的所有公共资源.
第三,实现了用户梦想的 "随心所欲".人们最大的愿望就是希望能够按照自己的意愿行事,在智慧图书馆里,用户对资源的获取和应用就可以做到随心所欲.随着无线网络的不断发展,将来用户真正可以在任何时候、任何地方 ( 只要有网络) ,享用 "云端"资源和信息,只要你愿意.
第四,为用户提供个性化服务.图书馆除了完善共性服务外,追求个性化服务是图书馆服务动力化因素之一.
智慧图书馆的建立,为读者提供了更好的个性化服务,利用无线网络、无线终端可以为读者提供各种类型的个性化服务,如个性化定制、推送、检索、收藏、知识管理等服务,以及个人历史信息管理和个人账户管理等.利用云计算技术,可以实现用户自定义功能服务类型,即用户可以根据自己的专业和爱好,自主选择想要开通的内容和接收的信息类型.移动图书馆系统还可设置借阅到期提醒、预约到馆提醒、超期、催还提醒等各个栏目.
2. 3 基于大数据的系统决策分析.
大数据是智慧系统的重要特征之一,大数据技术是智慧系统的主要技术之一.利用大数据分析技术,可以对系统内各要素进行科学统计,从而为管理者提供科学的决策依据.
在智慧图书馆中,将读者的身份信息写入一卡通的芯片中,由于一卡通管理、教务管理、学工管理、图书管理、水电管理、资产管理等系统都集中整合在学校中心机房的数据中心 ( 即 "云端") ,这些系统数据经过整合,彼此关联,实现了互通共享.因此,通过 "云计算"系统,可以对各类数据进行统计、分析、决策.图书馆也可以按照读者不同的信息进行不同的统计,从而进行科学分析与决策.例如,可以按照读者借阅过程所形成的借阅记录来统计读者的借阅信息,为读者的借阅偏好分析提供数据源; 统计分析书刊的借还情况还可以为以后配书提供决策依据.又如,由于学生身份管理系统与教务管理系统相连,即与课表、成绩相连,如果按照读者进馆时段分析,可以大致分析出其是否经常不上课,也可同步分析出其学习成绩的好坏与其进入图书馆的时间和借阅情况的相关性,甚至分析出与家庭背景、吃饭用餐的相关性等等,从而为学生管理部门和家长提供管理学生的决策依据.
3 智慧图书馆的构建.
智慧图书馆的构成要素主要包括智慧系统、智能设施、智慧服务,其构建可分为三个层面: 物质层面、技术层面和服务层面.物质层面是基础,技术层面是关键,而最能体现图书馆核心价值和服务水平的则是服务层面.
三个层面互为支持,共同支撑起智慧图书馆的大厦[9].
3. 1 物质与基础构建.
这是智慧校园和智慧图书馆的支撑部分,包括网络基础与基础设施.网络基础主要有 2G、3G、4G、WIFI、WLAN 等.基础设施主要包括完成 "云计算" 技术的基础设施设备,如网络交换机、服务器、存储器以及虚拟存储器、虚拟服务器、虚拟桌面等; 完成物联网技术的基础设施设备,如射频应用的设施设备、网络视频监控和其他自动化控制设备等; 完成移动技术的基础设施设备,如 3G/4G 通讯网、无线互联网、新一代互联网等技术的基础构建等.
3. 2 机构与技术构建.
由于智慧图书馆的先进性和系统性,决定了光靠传统意义上的图书馆是不可能完成智慧图书馆建设的,也没有必要,必须要借助技术部门的力量,与技术部门整合方可.就目前的实践看,台湾和江浙一带的许多院校进行了这方面的整合.有的院校是图书馆与信息中心合并,成为新的机构叫图书信息中心,统一管理全校的图书、信息和技术的推广与应用,如江苏信息职业技术学院、浙江金融职业技术学院、宁波职业技术学院、福建信息职业技术学院等; 有的甚至与网络中心、教育技术中心、计算中心、信息中心等合并成为图文信息中心,或叫信息资源中心,如广东女子职业技术学院等.据调查,这些院校机构整合后的运行效果良好,既发挥了技术部门的技术优势,又发挥了图书馆的资源优势,二者优势互补,形成强强联合.这些院校的信息化建设水平均走在同类院校前列.可以预见,未来要建设智慧图书馆,机构合并是必然趋势.
除了要重新整合机构外,技术构建是关键部分.技术构建主要包括智慧校园的顶层设计,搭建智慧校园网络云平台 ( 智慧系统) ,并将智慧图书馆纳入其中统一规划.在实施过程中,要运用大量的诸如数据整合技术、虚拟化技术、射频识别技术、软硬件融合技术、数据库开发技术、大数据运算技术等等.完成这些技术的构建和应用,传统意义上的图书馆显然难以完成,必须与技术部门、企业联合才能做到.
3. 3 服务和应用构建即需求的构建,图书馆自身有哪些需求和用户有什么需求,必须清楚.这些需求要和智慧校园的其他应用需求相统一,应综合协调考虑.服务与应用需求主要是满足读者需要和图书馆自身管理需要,如图 3 所示.
4 结语.
目前,智慧校园建设正在很多高校试行,未来几年随着技术的发展、观念的更新、智慧的应用越来越多,智慧校园建设将会逐步普及.智慧图书馆平台架构是智慧校园平台架构的重要组成部分,绝不是独立存在的,在高校单独建设智慧图书馆,成本高,效率低,很少有学校会进行单独投入,公共图书馆另当别论.
可以预见,智慧图书馆的发展前景广阔,将带给图书馆界新的希望,并为读者带来全新的体验和满足,也为图书馆工作人员带来巨大挑战.为了建设和应用智慧图书馆,作为图书馆的工作人员必须加强学习,了解技术和应用,迎接挑战.
注释:
[1]王世伟 . 未来图书馆的新模式[J]. 图书馆建设,2011 ( 12) : 1 -6.
[2]百度百科 . 智慧[EB/OL].
[3]智慧 . 互动百科[EB/OL].
[4]刘丽斌 . 智慧图书馆探析[J]. 图书馆建设,2013 ( 3) : 87 -89.
[5]牛勇 . 论图书馆物联网[J]. 图书馆理论与实践,2011 ( 1) : 15 -16.
[6][7]季拥政 . 基于物联网技术的图书馆管理[J]. 河南图书馆学刊,2011 ( 4) : 78 -80.
[8]李永先,栾旭伦,李森森 . 云计算技术在图书馆中的应用探讨[J]. 江西图书馆学刊,2009 ( 1) : 105 -106.
[9]乌恩 . 智慧图书馆及其服务模式的构建[J]. 情报资料工作,2012 ( 5) : 102 -104.
