基于模糊理论下高校图书馆文献采访决策支持系统

刘瑞芳,郑先容

(1.湖南理工学院 数学学院,湖南 岳阳 414006;2.广东药学院,广州 510140)

基于模糊理论下高校图书馆文献采访决策支持系统

刘瑞芳1,郑先容2

(1.湖南理工学院 数学学院,湖南 岳阳 414006;2.广东药学院,广州 510140)

针对目前文献出版数量激增,文献价格上涨,而图书馆文献采访经费与藏书空间有限的情况,运用模糊理论,建立了高校图书馆文献采访决策支持系统,为高校图书馆采访人员进行文献选订提供一种参考,该系统目前已成功地应用于高校图书馆采访中.实际应用表明,高校图书馆的馆藏质量在很大程度上得到了提高,为学校教学科研工作提供了更有效的服务.这为高校图书馆加强文献的选择提供了新思路.

高校图书馆;决策支持系统;模糊理论;文献采访

当前,科学技术飞速发展,各类知识不断更新,文献品种和数量急剧增加[1,2].有资料报道,目前世界各国每年出版的各类文献总数已超过10万种,我国公开出版发行的各类文献总数已有6000多种[3,4];而另一方面,各级各类图书情报部门尤其是高校图书馆及资料室都受到资金紧缺的困扰,每年的订阅经费总量和增量都非常有限,因此充分利用有限的订阅经费,科学地选订文献,为学校教学和科研提供必需的、高质量的文献资源,满足学校教学科研对文献信息的需求,已经成为文献采访与管理需要解决的一个重要问题[4～7].本文通过引入模糊评判方法[8,9],将文献采访的定性因素进行量化处理,给出文献采访方案的综合评判及优劣排序,从而为高校图书馆文献采访的科学决策提供参考.

1 文献采访中决策因素的模糊性

1.1 文献被需求程度的模糊性

高校图书馆文献采访必须针对学校的专业设置、科研任务、各专业教学及未来专业的发展方向进行全面考虑.文献采访目录中所提供的文献的被需求程度是大、较大,还是小,主要取决于与学校教学、科研任务等的接近程度,而且其优先程度的大小取决于被需求程度.当该文献为教学用的公共文献(或专业文献、或科研中的重要文献),则应认为其为被需求大的文献,其收藏价值就大,因而,考虑购买该文献的优先程度就要大一些;相反,对于一些相关性文献或者仅作为参考用的文献,则认为其被需求程度小一些,因而其被选中的可能性就小一些.也就是说,在文献采访过程中,文献被需求程度本身存在大小问题,具有模糊性的特点.

1.2 文献使用价值的模糊性

文献使用价值在文献采访过程中占有重要地位,某一种文献使用价值的大小,对不同水平的读者是不一样的,对于学术水平较高的读者群,如教授、博士等,可能对文献的学术性、新颖性要求较高,也就是说这类文献能够给他们提供更多的信息量,因而其学术价值较高;而对于普通的大学生、研究生,则可能更注重其教学价值和应用价值.因此,对于某一种文献来讲,其使用价值的大小等很难用一个确定性的指标来表示,具有模糊性的特点.

1.3 文献价值的模糊性

文献价格的暴涨与购书经费的严重短缺是目前各高校图书馆普遍面临的问题,如何用有限的经费购买价值高的文献当今高校图书馆文献采访必须考虑的因素之一.对于某一种文献来说,其价格与其价值是否合理以及合理的程度,本身难以用一个准确的值来表示,只能用合理、较高、很高等定性指标来评价,并根据其可能的范围予以量化,因此其价值亦具有模糊性.

2 文献采访的模糊决策支持系统

2.1 文献采访的模糊评判方法

设文献采访评判因素V={v1,v2,…,vn}到文献采访评判等级集U= {u1,u2,…,um}上的模糊关系用模糊评判矩阵R表示,其中

那么模糊评判矩阵R中的各元素rij分别表示文献采访评判因素vij属于评价等级uij的隶属度μij,其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,m.

模糊评判矩阵的确定是模糊评判中十分重要的一个环节,需要参考大量经验的总结和统计分析的结果.其精度高低,主要取决于所依据的观测数据的准确性及丰富程度.

由于上述文献采访评判因素在整个指标体系中所占的重要程度不同,采用专家评分法,对每一文献采访评判因素vi必须确定其相应的权值wi,则可得权重集W= {w1,w2,…,wn},并满足归一化条件

用Y表示对文献采访评判对象的模糊评判,那么,文献采访的模糊评判数学模型为

其中W·R称为W与R的合成关系,“·”为合成关系算子.

2.2 基于最大信息熵原理的模糊隶属函数确定

目前,常用的隶属函数确定方式有[9]:①通过模糊统计;②采用二元对比排序法;③借用常用的模糊分布;④利用信号处理的结果,经过适当转换得到隶属函数;⑤通过神经网络模型来学习和获取隶属函数;⑥其他方法,如主观认识,个人经验,人为评分等.

为有效处理不同评价样本隶属各评价等级标准区间的模糊性和随机性,我们采用最大信息熵原理确定文献采访评判因素vi属于评价等级uj的隶属度函数μij,其步骤如下:

Step1:设m、n分别为文献采访评判标准的种类数目和评价指标数目,计算各标准样本x(i,j)与评价标准等级区间[a(i,j),b(i,j)]的距离di,j:

其中,a(i,j)、b(i,j)分别为第i种第j个评价指标的变化区间的下限值和上限值.

Step2:根据Jaynes最大熵原理,计算各标准样本x(i,j)与各区间之间的广义距离之和以及系统信息熵之和f(μij)在满足约束条件下最小化,则

其中wj为评价指标的权重,表示信息熵目标项的权重.

标准样本x(i,j)与第i标准等级区间之间的距离越小,则对应相对隶属度值μij就越大.该种方法可以作出不偏不倚的选择,任何其它的选择都意味着添加了其它的约束或假设,这些约束或假设根据所掌握的信息是无法作出的.

Step3:用拉格朗日乘子法解式(4)目标优化问题,可得文献采访评判的隶属度函数为

2.3 文献采访评价指标的标准化处理

在广泛收集国内外出版发行行业发行的文献目录的基础上,请各学院(所)教研室学术带头人对文献进行第一轮初选,然后在初选出来的文献中再筛选掉图书馆已有文献,得到第二轮结果.将第二轮所选文献用S= {si1,si2,…,sin}表示,sij(i= 1,2,…,m,j= 1,2,…,n)为文献名,并设文献采访评判因素V= {v1,v2,v3} = {文献被需求程度,文献使用价值,文献价值},文献评判等级为U= {u1,u2,u3,u4}={低,一般,高,很高}.对每一项因素分别请M位专家根据其重要性程度按 10分制标度打分,其文献采访评判的相应量化数值表如表1所示.

表1 定性指标的量化数值

2.4 文献采访决策支持系统的建立

2.4.1 特征向量库

建立描述文献的特征向量库,其内容为文献被需求程度,文献使用价值,文献价值等.决策者可以根据自身需要增加、删除及修改特征向量,进而修改模型.

2.4.2 特征向量赋值

由决策者凭借专家经验给各个特征向量赋以特定的权值,并且在决策模型运行期间可以实时修改.

2.4.3 确定级别

建立特征向量级别库,确定特征向量的取值.决策者可以根据实际工作情况修改这些取值.

综上所述,文献采访模糊决策支持系统数据库中的记录只需要提供中图分类、作者名、出版者名和具体价格,不需要说明学科等级、作者知名度、出版者知名度和价格水平等模糊向量.这些都可以从相关数据库中提取.

2.4.4 取值量化

将模糊特征向量取值量化,通过建立特征向量级别库来实现.决策者可以根据实际工作需要和自己的经验来确定各特征向量的取值.

2.4.5 给定理想文献最小阈值

给定一个最小阈值,凡是大于这个值的文献都标记为理想文献.

2.5 系统开发环境

①硬件环境.在现有服务器的基础上,仅在客户端增加Intel P4 1.7G CPU、256M内存、80G硬盘以及D-Link100/10M网卡等硬件、光驱以及打印机各一.

②软件环境.客户端:Windows 2000,PowerBuilder8.0,PHP4.0.服务器端:Sun Solaris 8.0,Sybase 11.92数据库,Apache1.3.12

2.6 系统数据库设计

2.6.1 决策支持系统(DSS)数据库

在本系统中即为订购需求库,用于存放决策所需要的文献信息,主要有题名、ISBN号、著者、出版者、出版时间、分类号、价格、学术水平、信息活性、读者需求程度、订购与否、相关性等.

2.6.2 模型库

主要包括以下数据库:

(1)用于存放运行模型时所需的文献特征向量及其权值的文献特征向量库;

(2)用于存放文献特征向量库中定义的文献特征向量的取值及其量化值的特征向量级别库;

(3)用于存放学科等级的取值所对应的中图分类的学科等级数据库,以便根据文献所属的中图分类间接获得学科等级的取值;

(4)定义价格水平各取值的上下限的价格水平数据库.

2.6.3 源数据库

该数据库为DSS数据库提供基础数据.①用于存放由书商处收集来的文献征订目录信息的新文献征订目录库,包括采访人员从不同途径收集来的馆藏特色文献目录;②用于存放由读者从图书馆主页上提交的推荐文献目录的读者推荐文献目录库;③用于存放各课程相关的参考文献目录的教学参考文献目录库;④用于存放学校所开课程信息的课程数据库;⑤用于存放各科研项目相关的参考文献信息的科研项目参考文献目录库;⑥存放馆藏补充文献目录信息的馆藏补充文献目录库.

2.6.4 其他数据库

①读者数据库.存放读者的各种信息,如读者证号、口令、姓名、单位、类型等.读者库是本系统的主要辅助数据库之一.读者库利用原有管理系统的数据.

②流通数据库.存放馆藏文献目录的流通信息,供采访人员查询分析馆藏分布情况、读者借阅情况及流通趋势等.

③总文献目录库.用于存放所有馆藏书目信息.

④决策支持系统参数库.用于存放如最小阈值等决策支持系统参数.

2.7 文献采访决策支持系统流程

图1 文献采访模糊决策支持系统流程图

文献采访决策支持系统流程图,由分析得出采访决策流程:数据收集→数据获取→数据选择及模糊模型运行→模糊决策.即首先从各个不同的数据源采集所需的全部数据,其次从这些数据中析取出模糊决策所需要的那些存入文献采访决策支持系统(DSS)数据库,然后选择要模糊模型运行的数据、定义模型,最后运行模型,最后根据模糊模型运行结果做出模糊决策,输出决策信息供采访人员参考.各模块间的关系见图1所示.

3 文献采访决策支持系统应用实例

某高校图书馆收到一批征订文献目录,共计354种文献,将这些文献目录请各学院(所)教研室的学术带头人进行第一轮初选,共选出236种,经查证并取消已有文献种类后,共剩下193种图书分为自然科学类30种、社会科学类25种、人文科学类18种、生命科学类23种、工程科学与技术类68种、经济与管理科学类29种等,并进入第三轮专家评分.该高校图书馆采访部负责人请选书组专家10人(包括采访部3人,阅览部2人,流通部2人、情报室2人、馆长1人)对这些文献分别进行评分,其评分结果如表2所示.

表2 文献评分结果

由专家评分法求得本文权重向量为

由文献采访评判对象的模糊评判可得文献采访的模糊评判得分值,得分值越高,该文献被选中的必要性越大.

通过本文献采访决策支持系统进行模糊评判,选订了135种模糊评判得分值大于阈值0.6的文献.

该系统目前在某高校图书馆采访中已成功地应用了 2年.实际应用表明,高校图书馆的馆藏质量在很大程度上得到了提高,为学校教学科研工作提供了更有效的服务.

4 结论

(1)本文建立的文献采访模糊评判模型简单易行,含义明确,并结合计算机与数据库技术开发出管理信息系统,进行数据的采集、计算、分析处理,大大简化中间过程,提高应用的效果,对文献订阅的科学决策将有积极的参考价值;

(2)实践应用结果表明,文献采访模糊决策支持系统能够帮助高校图书馆采访人员选择符合本馆藏书特色与读者需求、且具备一定学术价值的文献,同时实现了文献采访过程的自动化.

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The Decision Support System Making for Document Collecting in the University Library Based on Fuzzy Theory

LIU Rui-fang1,ZHENG Xian-rong2
(1.College of Mathematics,Hunan Institute of Science and Technology,Yueyang 414006,China;2.Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510140,China)

A decision support system making for document collecting in the university library is derived based on fuzzy theory in order to solve the present problems caused by some factors such as increasing sharply in the document number,rising in document price and finite document collecting outlay and finite library room,which could offer a sort of reference to some personnel working on document collecting in the university library and had been applied successfully on document collecting in the university library.The results of application on the decision support system making for document collecting show that document quality in the university library have been enhanced greatly and teaching and scientific research in the university has gotten more effective servings.A new method strengthening document collecting in the university library is obtained from the research results

university library;decision support system;fuzzy theory;document collecting

G258.6

A

1672-5298(2010)04-0022-05

2010-08-28

刘瑞芳(1972− ),女,湖南湘阴人,硕士,湖南理工学院数学学院讲师.主要研究方向:计算机应用