〔摘 要〕通過對圖書館用戶的信息需求進行分析，重點對用戶獲取信息過程中使用的設備種類、使用時間、使用頻次進行設定，在吸取國內(nèi)外學術(shù)性圖書館的信息共享空間（IC）建設經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過實例，運用管理運籌學中的0～1整數(shù)規(guī)劃模型，對信息共享空間物理設施配備問題建立了數(shù)學模型，并利用LINDO軟件進行仿真計算。從而使決策更加科學化；在滿足讀者信息需求的前提下使得信息共享空間得到充分的利用以說明該模型的可靠性和精確性，本文的研究為信息共享空間物理設施配備提供了一種新的方法，因此，具有一定的理論與應用價值。

〔關(guān)鍵詞〕信息共享空間；整數(shù)規(guī)劃；硬件環(huán)境；用戶需求

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１０．１２．０１９

〔中圖分類號〕Ｇ２０２ 〔文獻標識碼〕Ｂ 〔文章編號〕１００８－０８２１（２０１０）１２－００６９－０４

Application of Integer Programming in the

Hard Environment of Information CommonsShi Shuying Yan Ruipng Yuan Mei Li Jiangli Zhi Yali

（Library，Xian Jiaotong University，Xian 710049，China）

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕Information needs for the library users has been analized in this paper.Through setting the types of equipment，use time，the frequency of use in the users access to the information，and abstracting the experience of building Information Commons(IC)of the domestic and foreign academic libraries，a mathematical model has been buildt，aiming to the configuration of physical facilities.In the molding，the 0～1 integer programming model has been applied on basis of examples.In addition，the simulation of the moldle by LINDO software improved the rationality of decisions.In short，this paper provided a new method for the configuration of physical facilities of IC，which can make the IC obtaining full use besides demanding Information needs of users.So this method has theoretical and practical value.

〔Ｋｅｙｗｏｒｄｓ〕information commons;integer programming;hard environment;users needs

近年來，“信息共享空間”（information commons，IC）這一新的名詞逐漸出現(xiàn)在圖書館人的視野中，越來越多的高校圖書館開始建立信息共享空間以滿足讀者的信息需求，建設信息共享空間是每一個圖書館在新館建立或者改建圖書館時的首選。

１ 國內(nèi)外信息共享空間的建設情況

信息共享空間的稱謂非常多，如學習共享空間（Learn Commons，LC）、知識共享空間（Knowledge Commons，KC）、信息走廊（Information Arcade）、數(shù)字學習合作實驗室（Digital Learning Collaboratory）、電子信息學習中心（Electronic Information Learning Center）、信息服務（Information Services）等，但最常用的稱謂是信息共享空間。愛德華大學(University of Iowa)的信息長廊(In-FormationArcade，IA)是信息共享空間建設的雛形；DonaldBeazle領(lǐng)導其先前所在的北卡羅來納大學圖書館(UNCC)組建了一個IC任務組，該小組于1998-1999年制定了一系列發(fā)展IC的計劃［１］，并在2004年作了總結(jié)性的報告，提倡在全國范圍內(nèi)應用IC思想［２］。

Allison Cowgill等人對IC建設情況進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：截至2004年3月，在美國的73個大學圖書館中，大部分的圖書館已經(jīng)建立IC，另外一些圖書館也以IC思想作為主導組建了一些機房提供IC式的服務，還有一部分圖書館制訂了計劃，準備在近期內(nèi)引進這種新的服務模式。加拿大有6所大學圖書館成立了IC，另有4個圖書館成立了LC［３］。

此外，楊百翰大學、圭爾夫大學、加州大學洛杉磯分校、印第安納大學、田納西大學、諾克斯維爾、威斯敏斯特學院、耶魯大學等國外多所學校的圖書館或者學院均建立了不同形式的信息共享空間。

在國外，部分大學參與建立了一個專門的信息共享空間的網(wǎng)站［４］，從此網(wǎng)站上的數(shù)據(jù)可以看出，信息共享空間在國外的發(fā)展十分的迅速，美國、加拿大、愛爾蘭、澳洲等地的學術(shù)型圖書館都建立起了信息共享空間。

在我國香港地區(qū)的大部分學校（如香港中文大學圖書館、香港城市大學圖書館、香港科技大學圖書館、香港大學圖書館、嶺南大學圖書館、香港教育學院圖書館）也都建立了信息共享空間，大陸地區(qū)的上海師范大學、廈門大學、復旦大學等也陸續(xù)建立起信息共享空間，并且受到師生的普遍歡迎。

從國內(nèi)外信息共享空間的建設情況可以發(fā)現(xiàn)，信息共享空間是圖書館服務的一個趨勢，是圖書館新建和改造的首選，本文試圖運用運籌學的思想，基于整數(shù)規(guī)劃，對信息共享空間的物理設施配備情況進行思考，達到在信息共享空間物理設施配備決策的科學化。

２０１０年１２月第３０卷第１２期整數(shù)規(guī)劃在信息共享空間硬件環(huán)境構(gòu)建中的應用研究Ｄｅｃ２ 用戶的信息需求及用于滿足信息需求的設備需求

圖書館進行任何一項改革的目的都是滿足讀者的需求，信息共享空間的建設也不例外，本部分，主要從讀者的信息需求方面進行分析讀者對信息共享空間設備的需求。

根據(jù)用戶的行為可以將用戶對信息的需求分為：獲取信息、發(fā)布信息、溝通與信息交流和信息咨詢4個大類需求。高校圖書館的使用對象主要包括：學生、教師、科研人員以及行政和輔助人員。考慮到行輔人員對對圖書館的需求較小，本文僅考慮前3種類型的用戶。根據(jù)這三類用戶行為的特點，又可以將學生分為本科生和研究生兩類，本科生主要是學習，而研究生多數(shù)是進行科研。通過對這四類用戶的行為進行分析，可以將其行為分為：學習、教學、科研、管理四大部分。用戶不同的身份對信息的需求是不同的，廣大的本科生對消遣娛樂信息、社會熱點、基礎(chǔ)理論知識、內(nèi)容完善的參考資料需求較多，對學術(shù)信息需求不大，只有在撰寫論文時才會去查找與專業(yè)對口的學術(shù)文獻信息。可以總結(jié)為本科生的主要行為是理論知識學習、認識新事物、娛樂、聯(lián)系他人、及少量的查詢數(shù)字文獻等。本科生的接觸范圍相對比較廣泛，經(jīng)常接觸一下非本專業(yè)的信息。但同時本科生的社團活動、小組活動也比較多，他們需要彼此之間進行信息的交流。他們對信息的需求多為獲取信息和信息咨詢，根據(jù)他們的需求可將他們對信息共享空間設施的需求確定為：個人學習區(qū)和小組討論區(qū)。

研究生、教師、科研人員3種類型人員對信息的要求相對比較專一，信息類型多屬于學科前沿、尖端、新知識及專業(yè)性強的專題、專門化學術(shù)信息并且對信息的質(zhì)量和數(shù)量要求較高，具有目的性強、知識實用性、學術(shù)全面性的特點。基本屬于本職責或研究領(lǐng)域所需。研究生和科研人員的行為較為相似，一般都需要進行研究方面的交流，而教師需要對學生進行輔導、問答等。因此研究生、教師、科研人員對信息的需求主要有：發(fā)布信息、溝通與信息交流、信息咨詢3個方面。由于他們獲取信息和發(fā)布信息的媒介并不缺乏，幾乎所有的人都會配有電腦，所以對信息共享空間的個人電腦設施需求并不高，所以可以設定他們對信息共享空間物理設施的需求為：小組討論區(qū)。

此外，打印機、復印機、掃描儀、刻錄機、投影儀設備的需求基本上是附屬于電腦設備的，依據(jù)用戶的行為，可以將打印機、復印機、掃描儀、刻錄機設定為個人學習區(qū)和小組學習區(qū)的共同需求，而投影儀屬于小組學習區(qū)的需求。

根據(jù)上述描述，可以將用戶對信息共享空間物理設施的需求如表１：

表１ 用戶需求狀況表

用戶職業(yè)需求目的信息需求形式需求設備本?科?生認識新事物，娛樂，

獲取數(shù)字文獻獲取信息需求

信息咨詢個人學習區(qū)電腦、小組學習區(qū)

以及數(shù)字輸出設備研?究?生科研人員教師獲取專業(yè)文獻

小組交流發(fā)布信息小組學習區(qū)溝通與信息交流數(shù)字輸出設備信息咨詢投影儀注：表中的數(shù)字輸出設備是指：打印機、復印機、掃描儀、刻錄機。表中4類用戶均有信息咨詢的需求，但是信息咨詢不屬于物理層面的建設，本文僅在個人學習區(qū)用于培訓用戶，提高其信息素養(yǎng)時考慮，其他部分暫不考慮信息咨詢的需求。

３ 條件設定及建模

３.１ 條件設定

３.１.１ 信息共享空間物理設施種類及數(shù)量的設定

信息共享空間整合了互聯(lián)網(wǎng)絡、計算機硬件設施及各種類型文獻資源，物理設施成為這些資源得到充分利用的不可或缺的條件。從對已經(jīng)建設成功的信息共享空間的研究我們可以看出，信息共享空間的物理設施主要包括：個人學習區(qū)電腦、打印機、復印機、掃描儀、刻錄機、投影儀、小組討論區(qū)電腦（3人討論區(qū)、5人討論區(qū)、多人討論區(qū)）。根據(jù)對國內(nèi)外信息共享空間物理設施設置數(shù)量的調(diào)研并結(jié)合本館的實際狀況將信息共享空間物理設施的數(shù)量假定：個人學習區(qū)電腦200臺；打印機、復印機、掃描儀、刻錄機各5臺；投影儀3臺；每種類型的小組學習區(qū)為2個。

３.１.２ 信息共享空間開放時間的設置

依據(jù)不同類型用戶對信息共享空間物理設施的需求，并考慮不同類型用戶的作息規(guī)律，以及本館狀況設定信息共享空間可用時間：

個人學習區(qū)、打印機、復印機、掃描儀、刻錄機的使用時間為：周一至周四以及周日的8∶00～22∶00，周五的8∶00～18∶00以及周六的8∶00～22∶00；小組學習區(qū)、投影儀的使用時間為：周一至周五的8∶00～22∶00，周六日的10∶00～22∶00。

３.１.３ 不同用戶信息共享空間的需求時間設定——以西安交通大學為例

西安交通大學現(xiàn)有在職教師2 391人，本科生17 260人，研究生12 848人。依據(jù)以往學者的研究，讀者來圖書館的頻次如表２。表２ 本科生來圖書館頻次表［５］

到館頻次百分比（％）每周3次及以上24每周1～2次39每2～3周1次23每月1次11

本科生使用信息共享空間設備的百分比如表３，其中20%［６］的人會使用計算機1～2個小時。表３ 本科生對信息共享空間設備需求狀況表

設備名稱需求百分比

（％）設備名稱需求百分比

（％）計算機20刻錄機43打印機92手提計算機33復印機73投影儀8注：標注的是指使用計算機的人數(shù)占來圖書館總?cè)藬?shù)的比例，其余數(shù)據(jù)均指使用該設備的人數(shù)占使用計算機人數(shù)的比例。根據(jù)前述對用戶需求的分析，我們可以知道，研究生，教、輔人員以及部分本科生的需求是小組學習區(qū)。我校擁有研究生12 848人，教師2 391人，行輔人員3 067人。按照學科劃分：全校有本科專業(yè)76個，碩士學位授權(quán)學科200個，博士學位授權(quán)學科115個。由于小組學習區(qū)的使用大部分是為了對本學科問題的討論，因此我們將小組學習區(qū)的使用按照學科進行設定，平均每一個學科每周使用小組討論區(qū)兩次。

以往學者對讀者1天內(nèi)利用計算機的分布頻率研究表明，在每2個小時讀者對設備的利用率呈現(xiàn)泊松分布但均值不同，對其他設備的利用率基本上相同。根據(jù)上述描述，以及可以得到讀者對信息共享空間設備的需求頻次，如表４。表４ 信息共享空間需求頻次

時段均值時段均值個人學習區(qū)

電腦8∶00～10∶008016∶00～18∶0018010∶00～12∶0012018∶00～20∶0020012∶00～14∶0010020∶00～22∶0020014∶00～16∶00120平均使用時間1.5小時打印機8∶00～10∶007316∶00～18∶0016510∶00～12∶0011018∶00～20∶0018312∶00～14∶009220∶00～22∶0018314∶00～16∶00110平均使用時間4分鐘復印機8∶00～10∶005816∶00～18∶0013110∶00～12∶008718∶00～20∶0014512∶00～14∶007320∶00～22∶0014514∶00～16∶0087平均使用時間3分鐘刻錄機8∶00～10∶003416∶00～18∶007710∶00～12∶005118∶00～20∶008512∶00～14∶004320∶00～22∶008514∶00～16∶0051平均使用時間6分鐘小組學習區(qū)8∶00～10∶00116∶00～18∶00410∶00～12∶00318∶00～20∶00612∶00～14∶00220∶00～22∶00614∶00～16∶002平均使用時間3小時投影儀8∶00～10∶00116∶00～18∶00210∶00～12∶00218∶00～20∶00312∶00～14∶00120∶00～22∶00314∶00～16∶001平均使用時間3小時

３.１.４ 其他條件的設定

（1）個人學習區(qū)電腦不超過200臺；

（2）筆記本電腦不少于10臺不多于15臺；

（3）打印機、復印機、掃描儀、刻錄機各不多于5臺不少于3臺；

（4）投影儀不多于6臺不少于3臺；

（5）個人學習區(qū)至少有60臺電腦集中于一個區(qū)域，并于周六上午用于培訓使用，以提高讀者信息素養(yǎng)；

（6）多人學習小組電腦不少于3臺；

（7）個人學習區(qū)電腦的利用率不少于70%；

（8）小組學習區(qū)的利用率不少于60%。

３.２ 模型構(gòu)建

信息共享空間物理設施數(shù)量配備的科學化，主要是指，在滿足需求狀況的條件下，使得各種設備的數(shù)量最小。每種設備的數(shù)量都是最小，其和也就是最小，因此目標函數(shù)就是所有設備的數(shù)量加起來的值最小。從而我們將一個復雜的決策問題轉(zhuǎn)化成為0～1整數(shù)規(guī)劃。

為了滿足上述條件，可做變量假設，如表５：

表５ 變量意義設定表

變量取值意義取值意義x1～x2001第i臺臺式電腦被設置0第i臺臺式電腦未被設置x201～x2051第i臺打印機被設置0第i臺打印機未被設置x206～x2101第i臺復印機被設置0第i臺復印機未被設置x211～x2151第i臺掃描儀被設置0第i臺掃描儀未被設置x216～x2201第i臺刻錄機被設置0第i臺刻錄機未被設置x221～x2261第i臺投影儀被設置0第i臺投影儀未被設置x227～x2411第i臺筆記本電腦被設置0第i臺筆記本電腦未被設置

此外，Ck=第k個時間段對臺式電腦需求的人數(shù)，k=1，2，3，4，5，6，7

Bk=第k個時間段對筆記本電腦需求的人數(shù)，k=1，2，3，4，5，6，7

根據(jù)上述變量假設及條件設定，課件里如下數(shù)學模型

目標函數(shù)：ｍｉｎｚ＝∑２４１ｉ＝１ｘｉ

s.t.（限定條件）

∑２００ｉ＝１ｘｉ２００（個人學習區(qū)電腦不超過200臺）

８∑２４１ｉ＝２２７ｘｉ１５（筆記本電腦不少于10臺不多于15臺）

３∑２０５ｉ＝２０１ｘｉ５

３∑２１０ｉ＝２０６ｘｉ５

３∑２１５ｉ＝２１１ｘｉ５

３∑２２０ｉ＝２１６ｘｉ５（打印機、復印機、掃描儀、刻錄機

各不多于5臺不少于3臺）

３∑２２６ｉ＝２２１ｘｉ６（投影儀不多于6臺不少于3臺）

∑２００ｉ＝１ｘｉ×１４×７０％１５００（個人學習區(qū)電腦的利用率不少于70%）

∑２４１ｉ＝２２７ｘｉ×１４×６０％７２（小組學習區(qū)的利用率不少于60%）

ｙｋｊ＝∑２４１ｉ＝２２７ｘｉ－Ｂｋ（在k時間段內(nèi)，筆記本電腦有空閑的數(shù)量）

∑２００ｉ＝１ｘｉＣｋ－ｙｋｊ（在k時間段內(nèi)，將有空閑的筆記本電腦臨時配備給個人學習區(qū)的用戶后，個人學習區(qū)的電腦能夠滿足個人學習區(qū)用戶的需求）

∑２０５ｉ＝２０１ｘｉ×１４×６０９１９×４（打印機能夠滿足用戶的需求）

∑２１０ｉ＝２０６ｘｉ×１４×６０７２９×３（復印機能夠滿足用戶的需求）

∑２２０ｉ＝２１６ｘｉ×１４×６０４３０×６（刻錄機能夠滿足用戶的需求）

∑２２６ｉ＝２２１ｘｉ×１４１３×３（投影儀能夠滿足用戶的需求）

ｉ＝０，１

根據(jù)LINDO軟件計算可得出結(jié)果：

臺式電腦需要153臺；打印機需要5臺；復印機需要3臺；掃描儀需要3臺；刻錄機需要4臺；投影儀需要3臺；筆記本需要9臺。

通過設施配備模型的建立和LINDO軟件計算軟件的計算，可得到數(shù)量最少卻可以滿足用戶信息需求的設備數(shù)量。

４ 結(jié) 論

通過上述探討可知，利用整數(shù)規(guī)劃模型對信息共享空間物理設施配備進行最優(yōu)計算，使得管理者在信息共享空間的建設中能夠量化的考慮讀者的需求和物理設施的配備，能夠更加理性和科學的設置物理設施，在最小的設備量的條件下，最大的滿足讀者的需求；減少信息共享空間建設過程中的主觀因素。為讀者配備良好的設施環(huán)境是圖書館滿足讀者需求的條件之一，同時，設施的配備也受到多方面的因素影響，該問題是一個復雜的非線性整數(shù)規(guī)劃問題。本文僅從讀者需求單項影響方面進行考慮，是一種初步的嘗試。還有很多問題，比如信息共享空間功能、服務模式、服務理念、讀者的使用習慣等方面都可能對物理設施的配備產(chǎn)生影響，這些因素對信息共享空間物理設施的建設的影響，仍然是未來需要進一步研究和探討的若干問題。

參考文獻

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