数字图书馆推广工程软件平台系统设计与实践研究_数字图书馆论文

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       [中图分类号]G250.76 [文献标志码]A [文章编号]1005-8214(2015)01-0001-06

       1 引言

       2011年5月，数字图书馆推广工程正式启动，工程旨在推广国家数字图书馆工程的理念、技术和标准，利用覆盖全国的数字图书馆网络体系将国家数字图书馆的标准规范、软硬件平台和数字资源等建设成果在全国各地图书馆推广使用，从整体上提升我国数字图书馆的服务水平，推动图书馆事业实现跨跃性发展。本文将从数字图书馆推广工程软件平台体系总体设计出发，系统阐述软件平台推广实践中面临的挑战以及在实际部署中所做的适应性调整和系统完善工作，反思推广工程软件平台体系的规划设计思路，提出下一步推广工程软件平台建设要考虑的重要问题。

       2 数字图书馆推广工程软件平台总体设计

       2.1 软件平台体系结构规划

       根据数字图书馆工程总体架构，结合数字图书馆建设和运行过程中的数据流和业务逻辑，依据数字资源从生产、组织到存储、发布及服务的生命周期的实际运行情况，2012年，“数字图书馆推广工程”建设方案中规划设计了推广工程软件平台体系结构(如图1所示)。

      

       图1 推广工程软件平台体系结构[1]

       软件平台体系按照模块化设计进行构建，由十几个模块系统组成，通过数字图书馆的业务逻辑串联起来，并通过用户和资源的有效整合实现全国范围内的统一服务。这十几个模块可归类为数字图书馆核心业务系统、数字图书馆业务支撑配套系统及个性化服务系统。

       2.2 核心业务系统

       数字图书馆核心业务系统贯穿了数字资源生命周期的各个阶段，是构建整个推广工程软件平台的“骨骼”。

       (1)文献数字化加工系统。文献数字化加工系统承担数字化生产加工任务，利用拍照、扫描、采集、数字水印等技术手段生成各类数字资源，并通过编辑、标引等操作，对数字资源进行初步组织加工。

       (2)数字资源组织系统。数字资源组织系统将各种数字资源进行收集、验证及整合，生成元数据、对象数据，登记相关管理数据，并完成元数据与对象数据的挂接。

       (3)数字资源保存系统。数字资源保存系统除实现资源的保存、备份和灾备，为应用系统提供有效支持服务之外，还要根据制定的与保存相关的流程和策略建立完备的电子账，并实现资源归档、数字资源迁移、资源使用等方面的功能，以实现对数字资源的长期保存和利用。

       (4)搜索系统。搜索系统为用户提供统一的检索入口，提供用户搜索使用过程中的知识关联、提取服务，提供一站式元数据搜索平台。

       (5)资源发布与服务系统。资源发布与服务系统是数字资源管理调度和揭示的软件系统，通过对音频、视频、图书、文本等多种资源进行综合调度和发布，直接服务读者获取资源。

       2.3 业务支撑配套系统

       数字图书馆业务支撑配套系统可以保障数字图书馆高效、有序运行，为数字图书馆用户提供更好的使用体验。

       (1)统一用户管理系统。提供在线注册、实名验证、单点登录、访问权限控制等功能，实现对读者信息的统一管理。

       (2)唯一标识符系统。提供唯一标识符生成、URL维护、唯一标识符解析、注册数据维护、唯一标识符维护、用户管理等功能，实现数字资源统一编号、规范管理、精确定位和透明利用。

       (3)版权信息管理系统。提供对各类数字资源著作权信息的登记、维护和管理，形成全国数字资源版权信息库，实现各图书馆之间的数字资源版权信息共享。

       2.4 个性化服务系统

       数字图书馆个性化服务系统可根据机构用户、个人用户和图书馆管理用户的个性化需求定制不同的应用系统。

       (1)中国政府公开信息整合服务平台。联合全国各级公共图书馆，通过合作共建实现公共图书馆在政府公开信息整合开发方面的统筹协调发展，实现对各级政府公开信息资源的收集、整理、保存、开发、利用并服务于公众。

       (2)网页资源获取系统。提供网页资源采集、保存、索引、回放、检索等功能，将网络文档保存为符合ISO 28500标准的WARC文档，为图书馆员提供网络资源采编存阅的一体化平台，实现网络资源有序、长期保存。

       (3)电子报触摸屏。实时采集各大报社电子报纸数据，经过格式化处理，分发到各触摸屏终端主机，实现对电子报纸内容的触摸交互模式阅读。

       3 软件平台推广实践面临的挑战

       《数字图书馆推广工程软件配置方案》于2012年9月正式下发，推广工程软件平台建设正式启动。2013年，软件平台部署工作在全国各省市图书馆全面展开，截至2014年上半年，共完成省市级图书馆软件系统部署143馆次。由于各地数字图书馆建设水平参差不齐，信息环境和信息技术发展迅速，数字图书馆业务成熟度不同等各种原因，在软件平台的建设和推广部署中面临一系列挑战。

       (1)各地数字图书馆建设的区域性差异明显。东、中、西部地区在数字图书馆的经费投入、网络环境、基础设施、资源建设、技术力量、人才队伍等方面都呈现多样化态势，省、市、县不同级别数字图书馆发展水平差距大。全国数字图书馆建设缺乏统一的规划与协调，各地采用的建设标准各异。硬件采购五花八门，不同品牌、不同型号、不同性能的硬件设施之间兼容性较差；软件建设各自为政，系统封闭，接口各异，与其他软件系统间的整合、协作困难；数字资源的建设标准不同，数据库结构不兼容，在提供检索、揭示等服务时也存在很大困难。各地数字图书馆建设中存在的这些现实差异，在短时间内难以实现统一，给推广工程的软件平台体系设计和平台推广部署提出了巨大挑战。

       (2)数字图书馆不同业务发展的成熟度不同。与图书馆传统业务紧密相关的资源组织等数字图书馆业务研究和建设时间比较长，业务发展及系统建设的成熟度比较高，而与数字资源和数字服务相关的新型业务发展和系统建设成熟度则相对较低，如网页资源获取系统、一站式搜索系统等，国家图书馆的相关软件系统功能尚处于不断地调整与完善中，推广工程在实施平台部署过程中需要根据软件系统本身的修改及时作出调整。

       (3)当前，信息技术发展迅猛，网络环境日新月异，人们获取信息的方式和习惯正在发生巨大改变。以移动互联网为例，近几年，移动互联网环境经历了由量变到质变的飞跃过程。中国互联网络信息中心CNNIC第33次中国互联网络发展状况统计报告[2]显示，截至2013年12月，我国网民规模达6.18亿，手机网民规模5亿，手机已成为第一大上网终端，成为人们获取信息的主要方式。各地图书馆急需提升移动服务能力，适应读者移动阅读的需求，从而使读者利用移动互联网随时随地、方便快捷地获取数字图书馆服务。而推广工程在进行软件平台建设规划时，并未将移动阅读服务相关的软件系统纳入到推广工程软件配置标准中。

       (4)数字图书馆的建设理念不断更新，图书馆界对于新理念的认识、接收和普及需要一定时间，甚至一些事件的触动。目前，各地图书馆界主要关注的还是如何为读者提供更多、更便利的数字资源和服务，而对数字资源的版权管理和长期保存等关键领域还缺乏普遍认知和广泛应用，数字资源的长期保存只在个别图书馆有小规模的实践，多数图书馆尚未建立起数字资源长期保存的意识，也没有相应的规划。推广工程在进行这些相关软件系统推广应用时，首先需要从理念上进行普及与培训。

       4 软件平台的推广实践与调整完善

       推广工程在进行软件平台推广部署的过程中，不断总结推广实践中遇到的问题与挑战，根据地方图书馆的现实状况和实际需求，对软件平台建设规划进行了灵活、适时的调整与完善，对重要性高、需求迫切的软件系统重点开展了推广应用、技术培训与运维支持。

       4.1 统一用户管理系统

       (1)系统架构。统一用户管理系统将实名个人用户、非实名个人用户、集团用户、IP用户等各类用户进行统一管理，提供对读者账号、属性、生命周期、角色的配置与管理。系统架构如图2所示，系统提供面向应用系统的用户统一认证和单点登录机制，提供应用系统访问许可控制功能，实现VPN与统一认证机制的集成。

      

       图2 统一用户管理系统架构

       (2)部署架构。统一用户管理系统采用国家数字图书馆中心节点、省级分中心节点和多级地方节点的三级认证体系架构(如图3所示)，中心节点完成读者在各省份中心之间相互信任所需的代理认证，汇集管理所有省份中心读者数据的功能，省级分中心节点完成读者在所辖市县认证系统之间相互信任所需的代理认证，汇集管理所辖市县读者数据的功能。通过系统在全国各地方图书馆的推广部署，构建覆盖全国公共图书馆的统一用户管理系统，各地数字图书馆系统间可实现互联互通，共享国家数字图书馆和各地数字图书馆的建设成果。

      

       图3 统一用户管理系统部署架构

       (3)与其他应用系统的对接。为扩大系统的应用范围，提高系统适应性，统一用户管理系统提供单点登录集成接口和读者账号服务接口两种接口。单点登录接口实现用户跨域认证的功能，用户在做了单点登录接口集成的某点登录后，访问其他点都能够保持登录状态。读者账号服务接口用于第三方应用系统，该应用系统在接收读者创建账号的相关请求信息后调用本接口，可在统一用户管理系统内创建相应的读者账号信息。利用两种接口，统一用户管理系统可实现与Aleph、Interlib、ILAS、汇文等商业图书馆管理系统、各类数字资源应用系统、图书馆用户管理系统、服务平台等的对接，并实现用户信息的同步和单点登录的管理。

       (4)资源访问双向认证。利用统一用户管理系统可实现资源访问的双向认证，其前提条件一是部署了统一用户管理系统的图书馆的读者本人同意加入国家数字图书馆，读者数据通过部署在图书馆本地的统一用户管理系统以规定格式上传至用户中心数据库；二是图书馆的单点登录系统以及面向其他图书馆开放的数字资源均与本地的统一用户管理系统完成接口集成。以在国家图书馆和某省图书馆实现资源访问双向认证为例，其实现流程如图4所示。当国家图书馆读者登录国家图书馆读者门户访问某省图书馆的资源B时，直接跳转至某省图书馆资源B服务器，由资源B服务按集成的接口要求，分析本地session，取得cookie，跳转至某省本地的统一用户管理系统，认证cookie有效性，从而控制读者是否可以访问资源B；某省图书馆读者访问国家图书馆资源A时流程类似。通过读者数据上传、应用系统及数字资源接口集成、读者权限配置等，任意两个部署了统一用户管理系统的图书馆都可以实现读者资源访问的双向认证，从而真正实现全国公共图书馆数字资源面向全国各地读者的共享。

      

       图4 资源访问双向认证流程

       4.2 唯一标识符系统

       (1)系统架构。数字资源唯一标识符系统采用四层架构实现分布式、可伸缩、可扩展的系统功能。其中，SOA架构、可扩展机制、安全机制和通信机制贯穿四层(如图5所示)。

      

       图5 唯一标识符系统架构

       (2)与其他应用系统关系。唯一标识符系统以数字资源的生命周期为主线进行设计，从数字资源的采集、加工到数字资源的组织、数字资源的发布与服务、数字资源的检索发现，乃至数字资源的版权管理，将数字图书馆的各个应用系统组织成为一个有机整体。唯一标识符系统与数字图书馆应用系统的关系如图6所示。

      

       图6 唯一标识符系统与数字图书馆应用系统的关系

       (3)部署架构。唯一标识符系统按照国家、省、市三级结构设计，在全国公共图书馆进行分布式部署，实现对全国公共图书馆所有数字资源唯一标识符的注册和解析(如图7所示)。系统最上层为顶层服务，对各分支服务机构进行命名授权和管理。顶层服务采用星型结构同步国家数字图书馆和各子层图书馆的系统配置信息，通过分层模式逐层同步各省、市唯一标识符信息，保存各子层提交的注册数据，提供唯一标识符的查询功能，在其他节点出现故障时，直接提供解析服务，保证系统的稳定性。

      

       图7 唯一标识符系统部署架构

       (4)与其他唯一标识符系统的对接。唯一标识符系统提供代理调用服务接口，通过网关转换和调用系统的解析接口，实现数字资源唯一标识符系统与国内外其他唯一标识符系统之间唯一标识的相互识别、解析转换。双方唯一标识符系统接口遵照XML标准，在通过数字资源唯一标识符进行资源互访的时候，可根据请求的资源唯一标识符调用网关服务，网关服务节点将对发送的唯一标识请求按照对方系统的编码规则进行唯一标识转换，转化为对方系统能够解析唯一标识编码后，对方系统的解析接口将对信息进行校验、解析，定向到资源对应的URL，由此实现国内外不同领域数字资源的共享访问。

       4.3 移动阅读平台

       (1)移动阅读平台设计。根据读者对移动阅读的需求及移动阅读的发展趋势，2013年，推广工程对软件系统规划作出了及时的调整与完善，面向全国各级公共图书馆开展移动阅读平台建设。移动阅读平台要设计成一个既面向普通读者又面向图书馆行业的平台，面向读者提供阅读服务，面向图书馆界提供移动WAP网站建设服务。因此，平台资源设计采用分布式资源集中化管理模式，向各图书馆提供移动资源的自助式制作发布，实现电子图书等向移动终端的定制分发及服务。平台部署设计采用总分站模式，既有统一的全国范围内的用户访问界面，集中向用户提供丰富的、可以随时随地阅读的电子图书资源，又包含具有地方特色的分站访问界面，提供差异化资源访问。另外，对于没有WAP形式服务的图书馆要开放接口，在平台上可以快速建立WAP网站，提供不同于总站的各地介绍和特色服务，而对于已经有WAP形式服务的图书馆，需设计快速接入方式。

       (2)系统架构。移动阅读平台整体功能由前端应用、后台应用、接口应用三大部分组成。其中，前台应用模块为平台用户提供易用、灵活、人性化的使用操作界面；后台应用模块完成平台内部所有核心业务逻辑流程，为前台展示系统提供移动资源及服务相关接口；接口模块实现与其他系统的对接，包括第三方资源接入、调度以及统一用户接入等功能。

       (3)移动阅读实践推广。移动阅读平台采用全新的云服务理念进行管理推广。平台为各接入图书馆分配一定空间，接入馆只需登录平台，随意选择多种模板、色彩、风格，或在线创建、或上传导入自定制的页面风格UI，上传自有的特色资源或加入已有的移动服务及资源链接，即可快速建立个性化的移动服务。系统推广只需通过便捷的操作即可完成，无需进行任何物理上的重复部署实施。平台联合全国省、市、县各级公共图书馆，整合全国各地图书馆的读者用户群，帮助各级图书馆快速建立起移动阅读服务或进一步丰富已有的服务形式，引领全国公共图书馆稳步进入移动互联时代。目前，平台已完成130余家公共图书馆的分站建设，遴选了6万余册中文图书、600余种电子期刊等各类资源为读者提供移动阅读服务。

      

       图8 移动阅读平台系统架构

       4.4 文津搜索

       (1)系统架构。搜索系统是数字图书馆系统中的核心模块，在数字图书馆中占有重要地位。文津搜索系统重点着眼于资源的整合、利用，构建分布式、可扩展、可互操作的数字资源统一揭示及服务平台。系统总体架构如图9所示，该系统形成了三个层面：一是搜索引擎软件运行的硬件平台；二是定制开发的文津搜索软件系统；三是平台的监控软件和一些数据导入导出的工具软件包。

      

       图9 文津搜索系统总体架构

       (2)推广模式。文津搜索系统提供前端接口、缩小部署和虚拟/托管模式三种推广部署方式。前端接口方式由文津搜索系统开放webservice接口，各图书馆可开发本馆的Web界面，与文津搜索系统的webservice接口链接。依据文津搜索系统提供的接口规则和参数，在本馆Web界面输入检索词，在文津搜索系统中的数据进行搜索获取结果，再通过本馆的Web界面进行展示。缩小版的整体部署方式所构建的系统与国家数字图书馆运行的文津搜索系统组成相同，对系统软件进行瘦身修改和部分定制开发，保证系统规模与性能的最佳搭配。虚拟/托管模式由各图书馆将数字资源元数据提交到国家数字图书馆的文津搜索系统中，并在文津搜索系统平台上建立本馆特色的Web访问页面。三种推广部署方式各有优缺点，可根据图书馆的实际情况和需求选择。

       (3)元数据仓储。文津搜索系统对于数字资源的统一揭示与服务依赖于对数字资源元数据的全面收集和整理，为此推广工程于2011年正式启动元数据仓储建设，其目标是收集整理国内省、市级公共图书馆各种资源的元数据，通过元数据互操作在国家图书馆形成一个结构统一的元数据仓储，为公众提供对省市公共图书馆界各种资源集中检索与获取的一站式服务。元数据仓储建设及应用流程主要包括四个重要环节，即元数据获取、元数据整合、元数据统一检索、元数据展示与资源获取，四个环节环环相扣，只有前端环节的工作满足后续环节的要求，才能保证最终服务目标的实现。[3]

       5 反思

       (1)数字图书馆推广工程软件平台体系的设计思路源于国家数字图书馆工程，覆盖数字资源采、编、阅、藏全流程的软件体系。国家数字图书馆的职能、定位与各级地方图书馆有着明显区别，特别是基层图书馆主要职能是面向公众提供数字资源的服务，几乎不开展数字资源的建设和保存工作。在推广工程软件平台未来的建设中，应考虑针对各级图书馆的实际业务需求，适时调整推广工程软件平台体系构成和推广部署策略，以更好地为各级图书馆的数字图书馆提供支撑和保障。

       (2)在数字图书馆推广工程实施前，各地已经广泛开展了数字图书馆建设，通过采购商业软件或者自行定制开发搭建了数字图书馆用户管理、资源服务等基础软件系统。推广工程的软件平台体系建设应充分利用地方图书馆现有的建设成果，遵从内部业务自治、对外服务统一的原则，进一步加强推广工程软件系统与其他应用系统的整合，从而实现对全国数字图书馆用户的统一管理，实现全国数字图书馆数字资源的唯一标识及统一揭示服务。

       (3)地方图书馆在数字图书馆方面的技术能力、人员配备有限，由于推广工程软件系统的设计较为复杂，在部署、调试和实际应用中都需要必要的技术实力作支撑，因此，地方图书馆在开展软件系统推广部署和运行维护中都遇到了很多问题，省级图书馆很难承担起为市级图书馆开展软件系统推广部署任务，对于已部署软件系统的维护和应用目前也亟须加强。推广工程软件平台体系建设未来应着重加强提升软件系统操作、维护、应用的简单易用性，可考虑建立专门的技术团队为软件平台体系建设提供技术支持与服务。

       (4)随着以数字图书馆专网为骨干、虚拟网为基础的全国数字图书馆网络体系的逐步完善，推广工程软件平台体系建设应充分利用这一网络体系，进一步融合联合编目、古籍普查与保护、民国时期文献普查与保护、参考咨询服务、立法决策服务、社会教育服务等各项数字图书馆相关的业务与服务，大力推进古籍普查平台等在数字图书馆专网上的应用研究，构建全国范围统一的数字图书馆建设与服务体系，形成数字图书馆服务的新业态。

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