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关于无人化智慧图书馆管理系统的设计与研究

2020-05-22 1705 上传者：管理员

摘要：智能化管理极大地改善了人们的日常作业,为了提高图书分拣效率,简化人工作业流程,使图书管理员的工作更加切实有效,图书馆的智能化建设正在逐步进行。本文就图书借阅、归还、保护等三个方面存在的问题和现状进行思考与研究,提出了能够针对性解决此类问题的智慧图书馆的功能设计构想。

关键词：
图书管理
图书馆
无人化
智慧图书馆
智能化
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一、引言

当今，在图书馆管理方面仍然存在着一些问题，尽管智能化系统不断更新迭代，但人工管理的弊端依然难以根治。图书上架、错架摆放、书籍保护等问题都在不同程度上增加了管理人员的工作难度[1]。

首先，图书馆内书籍错位放置的问题是普遍存在的。一些读者浏览完书后未能将其放回原处，这将增加后面的读者图书查找时的难度，也增加了管理员对图书整理的工作量。其次，人工图书上架是一项大工程，可谓耗时耗力。在人工摆放的过程中也难免会产生摆放失误、书籍损坏等问题，这会在一定程度上造成图书馆的损失。另外，在图书借阅时，有的读者会使用他人的借书卡借书，或者请求他人代为借还书。这种情况会产生很大的图书隐患，一旦所借书籍发生损坏或丢失，管理人员难以及时找到当事人，责任认定也将难以进行。

本文针对图书管理与借阅存在的一些问题和现状，提出了智慧图书馆的构想，在普通图书馆的基础上对书架、图书整理、借还流程等三个方面做出改进，以智能化、无人化作为设计初衷，希望进一步推动智能信息管理技术的发展。

二、功能建设

为了有效的解决以上问题，智慧图书馆将从三个主要方面进行针对性的功能设计。

（一）书架改造——RFID技术+激光报警器

目前，RFID技术应用在图书馆内较为普遍[2]。在智慧图书馆中，RFID技术将被进一步用于馆内书架的改造。大部分图书馆对这种技术的使用是在借还书的过程中，图书馆内的每一本书都有一个电子标签。同样利用这种形式，智慧图书馆将每本图书在书架上的位置进行加工，加入一个专门识别该书电子标签的读写器。在每一层书架的上方放入一个激光报警装置，书架每一层的边缘对应书位嵌入一排LED小灯泡。另外，每一层书架内都安装上重力感应装置。智慧书架工作原理如图1所示。书架上的激光报警装置与红外线报警器相似，在普通报警装置的基础上外加激光管、光敏电阻和重力感应装置。当书架上的图书正确摆放时，光敏电阻处于非工作状态，此时书架内部各个区域的装置均处于待机模式。当有图书放到书位上时，重力感应装置同时启动，书架的读写器正确识别图书的电子标签，则该处的报警线路断开。图书错误摆放到空位时，读写器无法识别电子标签，报警器被启动，此时该书位边缘红灯闪烁。当图书叠放在其他正常摆放的图书上方时，重力感应装置会执行超重操作，即启动该层的报警器，涉及位置的小灯泡会同时闪烁红灯。图书被取走时，光敏电阻受到对应位置的激光照射开始工作。光敏电阻的工作时间持续5分钟后转为非工作状态，此时该书位边缘的小灯泡会亮绿灯。绿灯持续10分钟后自动熄灭。这15分钟内读者可以直观的了解所取书籍在书架上的位置。超过15分钟没有图书放置时，该书位恢复正常待机模式，绿灯熄灭的同时激光管会闪一下，该位置光敏电阻工作状态的瞬间变化将传送到图书馆借阅系统的后台，数据库会记录和保存该位置的编码。这种书架的使用可以在很大程度上提醒读者主动将图书正确放到原位，使管理员更直观的发现某个书架某处的图书摆放存在问题。既有效地解决了图书错放的问题，又减少了管理员日常检查的时间。数据库内记录的书位编码能够辅助管理员形成信息统计，便于图书馆的信息更新、图书采购、读者偏好调查等日常信息管理。

图1智慧书架工作原理下载原图

（二）图书分拣和整理——图书管家机器人

人工智能的进步使各种各样的机器人出现在人们的生活和工作中。在智慧图书馆内，图书管家机器人的使用直接取代了人工的图书分拣、上架、整理等操作。图书管理员只需要事先设定好机器人负责的书架范围，将这一范围内的书位编码录入机器人管理系统。机器人可根据内部设定从分拣中心挑选出负责范围内的图书，摆放到书架上对应的书位处。在智慧图书馆日常管理中，机器人可自行到还书处，通过RFID标签选出管理范围内的图书，将其正确摆放到书架上。图书错放的情况发生时，机器人会同步接收到信号，并及时到达错放位置将图书归位。

为了更高效的完成智慧图书馆的日常工作，图书馆的信息库会和不同区域内的图书管家机器人进行部分信息共享。还书处会将已还书籍的RFID标签进行分析，向负责已还书所在区域的机器人发出指令，召唤机器人到还书处获取图书。

图书管家机器人工作时，按照接收指令的时间顺序逐步操作。当图书错放和还书处同时发出指令时，将优先执行图书错放指令，防止因图书错放给读者带来的不便。没有指令发出时，机器人会在负责区域的某一固定位置执行待机模式，而书架和还书处发出的指令将及时唤醒机器人工作。在智慧图书馆里，机器人的使用将进一步促进图书馆无人化管理技术的发展，使图书管理有序进行的同时，给读者营造出更舒适的阅览环境。

（三）图书保护——自助借还机

图书自助借还在一些高校和公共图书馆内已经有所应用[3]，它节省了人工核实借书人信息的时间，增强了借书人的体验感。智慧图书馆的自助借还机增加了人脸识别和图书扫描的功能。读者在借还书时需要使用本人的身份证进行人脸识别，这一操作是为了降低非本人借还造成的图书隐患。当图书因为借阅而产生损坏时，管理员可以通过图书的电子标签查询借阅史，便于及时准确地发现和联系当事人索取赔偿和责任认定。

图书扫描功能的设置能够及时检测图书的完好程度。在自助借还机上借书时，图书进行常规电子书签扫描的同时，机器会对图书的封皮、截面进行扫描并将影像记录保存。还书时机器会再次进行图书扫描，并调取借书时的图书影像与之做对比，当两组影像的重合度达到一定数值时，可以奖励读者信用分，信用分累积到一定程度后可以申请兑换延长借阅时间或增加借书量的最大值。

当对比的重合度低于正常标准时，会视情况扣除读者的信用分，而信用分低于正常范围的最小值时，图书管理系统会将该读者拉入黑名单，不予借书服务。

黑名单中读者的信息会被传送到管理员处，管理员在线上进行操作，以短信通知或者服务提醒的方式对读者进行罚款和责任说明。读者缴纳罚款后，管理员会将其从系统黑名单中撤出，但记录依然保存。图书扫描器使用1000W-2000W像素的影像记录设备采集三张图书图像，每组图像所占内存不超过10MB,还书一周后自动清除。

这种自助借还机的使用和规范措施，优化了图书借阅管理流程，在极大程度上维护了图书和借书人信息的安全。既能降低因借书凭证的遗失对凭证所有人造成的信息泄露的损失，又能促使借书人自觉地进行书籍保护。

三、功能优势

智慧图书馆所具备的功能提升了图书管理的效率，凸显了无人化管理的优势。在全面有效的进行图书管理的同时，为读者提供了良好的阅读环境。而自助借还机的使用也提升了借书人的体验感和操作感，使用者能够更直观的感受到信息化、智能化、无人化管理的便捷，有助于将图书馆人工服务的重点放在更人性化的实体服务上。

四、技术适用范围

智慧图书馆具有的以上功能可以用于很多领域。从智慧图书馆的整体建设而言，可以应用于热门城市的公共图书馆等人流量大、生活节奏快的场所。新型书架用到的技术，可用于无人书店、无人超市等无人化管理场所。图书管家机器人的管家模式在工业生产、物流配送、环卫保洁、办公室管理、家政服务等多个方面都可推广应用。自助借还技术还可用于银行的贷款业务或一些公共设备的建设。

五、结论

时下人们对于生活品质的要求越来越高，社会发展节奏越来越快，智慧图书馆的建设更加迎合新时代人们工作和生活的需求。智慧图书馆的智能化、无人化管理响应了人工智能的发展进程。在机器逐步代替人工作业的今天，智能信息管理技术将被广泛地应用到各种领域和场所。智慧图书馆的信息化技术也将不断地更迭，最终会朝着更为实用、便捷、智能的方向发展，而这些技术也终会成为智能化建筑、制造业、科研等领域的基石。

参考文献：

[1]刘红.智能图书管理系统的研究与功能设计[J].无线互联科技,2019(20):63.

[2]陈岳峰,余茵妮.人工智能背景下图书馆智能化管理策略研究——以ZQ图书馆为例[J].中国管理信息化,2019(11):156-157.

[3]陈雪.智能管理时代特色无线图书馆的多元化个性建设[J].兰台世界,2014(29):97-98.

于萍.无人化智慧图书馆管理系统的研究与设计[J].计算机产品与流通,2020(06):95+97.