圖書(shū)館紙質(zhì)文獻(xiàn)服務(wù)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)構(gòu)思

楊旭紅

【摘要】自從發(fā)明紙張以來(lái)，其在文獻(xiàn)載體中就一直占有重要的地位。人們認(rèn)為“紙張可以永久保存”，并對(duì)宣紙有著“紙壽千年，絹壽八百”的贊譽(yù)。但由于現(xiàn)在生產(chǎn)工藝、保存方法和管理等一系列的影響，越來(lái)越多的研究和實(shí)踐證明紙的壽命并沒(méi)有想象的長(zhǎng)久。文章對(duì)圖書(shū)館紙質(zhì)文獻(xiàn)服務(wù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)構(gòu)思進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】紙質(zhì)資源；高校圖書(shū)館；自動(dòng)化；設(shè)計(jì)構(gòu)思

一、引言

本文構(gòu)思設(shè)計(jì)了一種自助化圖書(shū)館系統(tǒng)， 也稱(chēng)自動(dòng)化圖書(shū)館系統(tǒng)，主要由 4 大部分組成：（1）軌道系統(tǒng)；（2）機(jī)器手；（3）自助借還書(shū)機(jī)；（4）多媒體模擬演示系統(tǒng)（軟件系統(tǒng)）。下面就系統(tǒng)前 3 個(gè)部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)分別闡述其設(shè)計(jì)思路和其中的一些具體做法。

二、軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

軌道系統(tǒng)是引領(lǐng)小車(chē)到達(dá)指定位置的指揮系統(tǒng)，也是文獻(xiàn)傳送的導(dǎo)航系統(tǒng)。為提高工作效率，軌道上同時(shí)可有多臺(tái)這樣的小車(chē)工作。為防止發(fā)生堵車(chē)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)采用單行線(xiàn)方案、循環(huán)線(xiàn)方案設(shè)計(jì)。它的起點(diǎn)、終點(diǎn)與自助借還書(shū)機(jī)左右口相連。軌道系統(tǒng)分公軌和掃描軌兩類(lèi)。小車(chē)在公軌（折線(xiàn)）上行駛，方向由軌道上安裝的掃描儀（搬道叉）發(fā)出信號(hào)。在掃描軌（直線(xiàn)）行駛時(shí)，停車(chē)由車(chē)上自帶的掃描儀發(fā)出信號(hào)。公軌的任務(wù)是引領(lǐng)小車(chē)到達(dá)指定書(shū)庫(kù)的樓層、架位和指定層。掃描軌的任務(wù)是引領(lǐng)小車(chē)到達(dá)該層書(shū)架指定書(shū)位。公軌設(shè)計(jì)只允許有丁字路口分岔，不得出現(xiàn)十字路口，以實(shí)現(xiàn)小車(chē)行駛簡(jiǎn)單化和搬道叉的二選一方式搬道。公軌設(shè)計(jì)最好是沿著所有排書(shū)架的底角最左端安裝。它負(fù)責(zé)引領(lǐng)小車(chē)到達(dá)指定的書(shū)架所在排和所在層（這里講的書(shū)架是指一個(gè)聯(lián)合體，同一排所有書(shū)架是左右相連的。它可以很長(zhǎng)，從書(shū)庫(kù)的最左端一直排到最右端）。當(dāng)小車(chē)到達(dá)指定的書(shū)架的指定排指定的書(shū)架層最左端，這里會(huì)出現(xiàn)最后一個(gè)丁字路口（所有丁字路口都安裝有掃描儀）。經(jīng)過(guò)這個(gè)路口后，小車(chē)改為水平方向行進(jìn)，此時(shí)進(jìn)入找書(shū)位狀態(tài)，車(chē)上掃描開(kāi)啟。這時(shí)，以上提供的2種停車(chē)設(shè)計(jì)方案之一可以考慮用上。

當(dāng)取還書(shū)程序完成后，小車(chē)順軌道繼續(xù)前進(jìn)，由于是循環(huán)線(xiàn)，故自動(dòng)進(jìn)入返程狀態(tài)。這個(gè)返回軌道設(shè)計(jì)與進(jìn)入軌道大致相同，是對(duì)稱(chēng)的，一個(gè)在左，一個(gè)在右。這里特別強(qiáng)調(diào)的是：

軌道設(shè)計(jì)成單循環(huán)線(xiàn)，小車(chē)取文獻(xiàn)資料在到達(dá)最后一個(gè)丁字路口之前，都是向前行駛的，沒(méi)有方向判斷功能；遇到碰撞阻力，是靠車(chē)上安裝的碰撞開(kāi)關(guān)自動(dòng)停車(chē)、延時(shí)，然后再啟動(dòng)這樣一個(gè)程序過(guò)程。小車(chē)能行走到達(dá)指定的書(shū)架層位完全是依靠安裝在每個(gè)丁字路口上的自動(dòng)搬道叉機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)指引方向完成的，這個(gè)搬道叉機(jī)構(gòu)配合安裝有電子掃描儀。這個(gè)自動(dòng)搬道叉機(jī)構(gòu)獲得的搬道指令是來(lái)自裝在小車(chē)上的圖書(shū)信息卡上的所需圖書(shū)條碼。當(dāng)小車(chē)到達(dá)丁字路口時(shí)，及時(shí)被軌道掃描到卡上信息，此后搬道叉機(jī)構(gòu)將根據(jù)其存放書(shū)刊地址信息決定是否搬道來(lái)改變小車(chē)行駛方向（僅此2個(gè)方向選擇，搬與不搬，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單化操作）。完成搬道后延時(shí)3～4s后，道叉自動(dòng)回位。這個(gè)搬道動(dòng)作出現(xiàn)的同時(shí)，緊接其小車(chē)后方，軌道上最好設(shè)計(jì)有一個(gè)欄桿，可自動(dòng)阻攔，這個(gè)動(dòng)作是為防止搬道叉變軌后，其后方有其他小車(chē)緊跟誤入情況發(fā)生。每臺(tái)小車(chē)前方安裝有碰撞開(kāi)關(guān)，遇到阻力，自動(dòng)停車(chē)，延時(shí)3～4s后可再次啟動(dòng)。這樣的動(dòng)作可以反復(fù)多次，目的是可防止堵車(chē)造成系統(tǒng)混亂的現(xiàn)象。這樣的設(shè)計(jì)，功能實(shí)現(xiàn)也是非常簡(jiǎn)單的。小車(chē)若不是因阻力而停車(chē)的話(huà)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)小車(chē)上安裝的夾具系統(tǒng)，完成固定的動(dòng)作，最后將指定的書(shū)刊、書(shū)套和夾具一同放入小車(chē)。這個(gè)固定的機(jī)械動(dòng)作完成后，自動(dòng)放行小車(chē)?yán)^續(xù)前進(jìn)，從而進(jìn)入返回路線(xiàn)。為防止出現(xiàn)意外故障，減輕檢修工作強(qiáng)度，可以考慮在每臺(tái)小車(chē)上安裝針孔攝像頭，并可遠(yuǎn)程遙控指揮其上方安裝的升降桿夾具產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作，便于解除故障，這也便于讀者看到找書(shū)進(jìn)程和實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。當(dāng)然，這樣的設(shè)計(jì)方案會(huì)增加一些制造成本。與此配合，每本書(shū)需要配有相同書(shū)套，確保不會(huì)因書(shū)的厚薄不一出現(xiàn)存放位置發(fā)生偏差而造成定位成本提高。

三、機(jī)器手設(shè)計(jì)

這里所講的機(jī)器手是指前面講的“運(yùn)輸小車(chē)”。它是由夾具，包括機(jī)械升降臂，掛鉤和掃描儀等配件所組成的裝置。運(yùn)輸小車(chē)可以有多個(gè)行駛輪，前面的起支撐運(yùn)輸作用，可卡在其專(zhuān)用行駛的工字型軌道上，目的是保證按軌道行駛不脫軌。后面輪子為動(dòng)力輪，它可根據(jù)指令有一定壓力的接觸或離開(kāi)軌道，實(shí)現(xiàn)不斷電情況下完成行駛和停車(chē)動(dòng)作。小車(chē)配置有可以插入的圖書(shū)信息卡的卡口。軌道拐點(diǎn)處裝有掃描儀，便于讀取卡上信息，指揮其軌道系統(tǒng)上安裝的搬道叉二選一的變軌操作，由此引領(lǐng)小車(chē)到達(dá)指定的書(shū)架位。（任何一本書(shū)都只有唯一一條運(yùn)送通道，圖書(shū)存放地址決定搬道方向也是明確的）小車(chē)上方安裝的夾具（掛鉤機(jī)構(gòu)）可以二維方向運(yùn)動(dòng)，該機(jī)構(gòu)無(wú)須智能化識(shí)別技術(shù)，因?yàn)槊勘緯?shū)的存放位置是固定的。故它的上下升降和前后移動(dòng)（即靠近和遠(yuǎn)離書(shū)刊的水平方向移動(dòng)），對(duì)夾具來(lái)講動(dòng)作也是固定的。機(jī)械升降臂可采用液壓傳動(dòng)裝置，也可采用電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。夾具的左右方向，即書(shū)刊擺放方向的移動(dòng)則可由小車(chē)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為保證夾具升降動(dòng)作即抓取和上架動(dòng)作固定，對(duì)書(shū)刊擺放要求是：標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，即位置必須左右固定。

值得注意的是，運(yùn)輸小車(chē)到達(dá)指定書(shū)架層位后開(kāi)始走直線(xiàn)，控制何時(shí)停車(chē)取書(shū)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在此筆者構(gòu)思兩種自控停車(chē)設(shè)計(jì)方案。方案1：進(jìn)入指定書(shū)架指定層最左端后，開(kāi)啟掃描儀，對(duì)從左到右小車(chē)所經(jīng)過(guò)的每一本書(shū)上粘貼的條形碼進(jìn)行掃描，一旦確認(rèn)與圖書(shū)信息卡中的一致時(shí)，指揮小車(chē)停車(chē)，夾具自動(dòng)開(kāi)始工作。方案2：小車(chē)到達(dá)書(shū)架層最左端后，車(chē)上圖書(shū)信息卡被安裝在此書(shū)架上左端的掃描儀捕獲到卡上條碼數(shù)據(jù)后，小車(chē)啟動(dòng)由輪子轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)控制它的行駛距離，轉(zhuǎn)數(shù)到，則位置到，停車(chē)（因?yàn)闀?shū)刊存放地址與轉(zhuǎn)數(shù)，即距離坐標(biāo)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系）。

四、紙質(zhì)自助借還機(jī)設(shè)計(jì)

這里所講的自助借還書(shū)機(jī)，是指紙質(zhì)文獻(xiàn)自動(dòng)借還系統(tǒng)的服務(wù)終端操作機(jī)，是讀者檢索閱覽所需紙質(zhì)文獻(xiàn)資料和借還書(shū)環(huán)節(jié)的操作平臺(tái)，是人機(jī)對(duì)話(huà)的窗口。它可由一臺(tái)普通電腦的終端，用來(lái)檢索查尋輸入和反饋顯示信息。一個(gè)射頻卡感應(yīng)器或掃描儀，用于讀取讀者借閱卡信息，一臺(tái)小型打印機(jī)，給讀者提供清單，和一個(gè)看上去很像ATM自動(dòng)存取款機(jī)，并設(shè)有“投取書(shū)刊口”的裝置，用于取書(shū)和歸還的裝置所組成。這個(gè)裝置，后方連接有一條專(zhuān)用導(dǎo)軌，它是循環(huán)線(xiàn)，2個(gè)口，一出一進(jìn)，供運(yùn)輸小車(chē)（機(jī)器手）傳遞文獻(xiàn)服務(wù)使用，這也是本系統(tǒng)的特色。借書(shū)時(shí)，讀者只需將借閱卡放入射頻卡感應(yīng)器上感應(yīng)，讓系統(tǒng)讀取借閱卡中信息，驗(yàn)證讀者身份；其后讀者就可在電腦顯示屏上看到館藏相關(guān)信息及提示，并可根據(jù)需要，在終端觸摸屏上選擇任何一種排架法，檢索自己所需文獻(xiàn)。檢索完成，讀者只要在其顯示的文獻(xiàn)畫(huà)面上點(diǎn)擊確認(rèn)即可。此后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)讀者提供的信息，建立一張所需圖書(shū)的信息卡，它可以是粘貼有讀者所需資料編號(hào)的條形碼卡片，并自動(dòng)插入到運(yùn)輸小車(chē)（機(jī)器手）上，同時(shí)啟動(dòng)多媒體應(yīng)用程序，使顯示屏進(jìn)入多媒體動(dòng)畫(huà)模擬演示狀態(tài)，畫(huà)面將以三維動(dòng)畫(huà)形式展示出整個(gè)物理檢索的全過(guò)程。這時(shí)顯示的動(dòng)畫(huà)與機(jī)器手實(shí)際行走經(jīng)過(guò)大致一致。當(dāng)機(jī)器手運(yùn)送小車(chē)到達(dá)規(guī)定圖書(shū)架區(qū)間后，則開(kāi)始仿真模擬顯示的當(dāng)前經(jīng)過(guò)的圖書(shū)資料及架位情況，讀者可及時(shí)看到附近同類(lèi)書(shū)籍實(shí)際擺放的虛擬情況。此后系統(tǒng)開(kāi)啟掃描儀，逐一開(kāi)始對(duì)經(jīng)過(guò)圖書(shū)上的條碼進(jìn)行掃描。當(dāng)掃描到與信息卡上給出的條碼一致時(shí)，小車(chē)停車(chē)，并開(kāi)始抓取所需圖書(shū)。如有條件，小車(chē)上可安裝攝像頭，提供手動(dòng)操作，讀者可根據(jù)看到的情況，在終端發(fā)出指令停車(chē)，抓取所需資料（設(shè)計(jì)僅限于小車(chē)經(jīng)過(guò)本層書(shū)架前進(jìn)途中見(jiàn)到的所需文獻(xiàn)資料，不允許倒車(chē)阻擋后車(chē)現(xiàn)象，這樣的設(shè)計(jì)系統(tǒng)會(huì)簡(jiǎn)便許多）。歸還時(shí)，原理基本相同，讀者只要將歸還的書(shū)刊按指定的方向投入到“投取書(shū)刊口”，這時(shí)掃描儀掃描書(shū)上提供的計(jì)算機(jī)條形碼，獲取條碼數(shù)據(jù)后，修改相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)，并打印出歸還信息清單給讀者，同時(shí)由運(yùn)輸小車(chē)將其還原上架。為防盜，在構(gòu)思上可結(jié)合采用在圖書(shū)上加貼了磁條的辦法。同時(shí)還能降低成本。

五、結(jié)束語(yǔ)

截至目前，國(guó)際上還沒(méi)有很成熟的技術(shù)和裝備在真實(shí)圖書(shū)館自動(dòng)化中得到廣泛運(yùn)用。究其原因，主要是因?yàn)檎鎸?shí)的圖書(shū)館收藏量較大，自動(dòng)存取操作涉及的技術(shù)問(wèn)題多，按現(xiàn)有的通常設(shè)計(jì)思路，要想降低成本也實(shí)屬不易，由此也難以大范圍推廣，故實(shí)用價(jià)值不是很大。

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