Šiame darbe pristatomi modeliai skirti virtualiųjų bibliotekų naudotojų elgsenos analizei. Skirtingai nuo literatūroje pateiktų modelių, pasiūlytuose modeliuose naudojami tik didieji duomenys, kurie kaupiami virtualiųjų bibliotekų serverių žurnaluose, o analizei taikomi statistikos, susietumo taisyklių ir rekomendacinių sistemų sudarymo metodai. Pasiūlyti modeliai realizuoti su R programine iranga. Panaudojus pasiūlytus modelius, pirmą kartą atliktas Lietuvos mokslo ir studijų institucijų virtualių bibliotekų naudotojų elgsenos tyrimas, kuris parodė, kad pasiūlyti modeliai leidžia operatyviai vertinti virtualių bibliotekų naudotojų elgsenos ypatumus naudojantis paieškos ir rezultatų filtrais bei teikti siūlymus paslaugų kokybės tobulinimui.