基于圖書盤點(diǎn)的智能剔舊系統(tǒng)的研究

張明， 楊輝， 黃炳家， 鄭秋梅

(中國石油大學(xué)(華東) 1. 圖書館； 2. 計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院， 青島 266580)

0 引言

隨著現(xiàn)代電子資源的逐漸發(fā)展，紙質(zhì)圖書資源雖然比例逐年減少，但是高校圖書館紙質(zhì)資源仍然以每年萬冊(cè)左右的數(shù)量在增長，如何實(shí)現(xiàn)有效的圖書剔舊一直是高校圖書館面臨的難題[1]。圖書剔舊不僅工作量巨大，而且涉及的因素多且復(fù)雜[2]。為了解決上述問題，本文首先采用因素分析法[3]將圖書剔舊的各種因素分級(jí)分類，再利用層次分析法[4]生成中國石油大學(xué)(華東)圖書館(以下簡稱石大館)特有的圖書剔舊指標(biāo)體系，最后結(jié)合圖書盤點(diǎn)設(shè)備、匯文系統(tǒng)、圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和自動(dòng)分揀機(jī)設(shè)計(jì)出一套基于圖書盤點(diǎn)的智能剔舊系統(tǒng)，不僅能大大降低圖書剔舊的工作量，而且能實(shí)現(xiàn)智能化圖書剔舊。

1 石大館剔舊工作簡述

石大館主要分為四大書庫，分別是文藝書庫、社科書庫、科技書庫和保存本書庫。目前總藏書130萬冊(cè)左右，在現(xiàn)有空間條件下藏書量已經(jīng)達(dá)到飽和，但是仍然以每年7.5萬冊(cè)的數(shù)量在增加，若要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)零增長[5]，就要求圖書館每年剔除7.5萬冊(cè)左右舊書，工作量相當(dāng)大。在實(shí)際操作過程中，有些圖書根據(jù)簡單的剔殘和剔錯(cuò)原則就能被剔除，但是更多圖書需要進(jìn)行各種因素的綜合考量。石大館在充分調(diào)研其他高校圖書館剔舊情況的基礎(chǔ)上提出“四剔”和“四不剔”原則，“四剔”包括：剔殘、剔錯(cuò)、剔年、剔期刊，“四不剔”分包括不剔地方文獻(xiàn)、不剔核心館藏、不剔珍本、不剔本校師生著作[6]。在結(jié)合以上原則的基礎(chǔ)上，利用因素分析法和層次分析法綜合分析圖書剔舊的因素，最后結(jié)合圖書盤點(diǎn)設(shè)備、匯文系統(tǒng)、圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和自動(dòng)分揀機(jī)，實(shí)現(xiàn)圖書的智能化大批量剔除。

2 圖書的剔舊指標(biāo)體系

2.1 圖書剔舊流程

在認(rèn)真學(xué)習(xí)和調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)定性法和定量法，石大館建立了自己特有的圖書剔舊指標(biāo)體系。在定性法中，一般圖書可以直接根據(jù)損壞程度或者內(nèi)容不合適等因素直接被剔除，但是大部分圖書還需要考慮綜合因素，例如流通因素，價(jià)格因素和著名因素等，根據(jù)圖書數(shù)據(jù)庫中的各種參數(shù)使用定量法分析能保證剔舊指標(biāo)的客觀性和有效性。石大館的剔舊流程大體如圖1所示：

圖1 圖書剔舊流程圖

2.2 圖書剔舊指標(biāo)體系

石大館在調(diào)研其他圖書館的基礎(chǔ)上并結(jié)合自身情況，引入因素分析法和層次分析法構(gòu)建剔舊指標(biāo)(BWI)作為剔舊依據(jù)。

2.2.1 因素分析法

因?yàn)橛绊憟D書剔舊的因素很多，選取的指標(biāo)因素不僅要容易獲得而且要容易量化分析，所以根據(jù)因素分析法建立如下指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 剔舊指標(biāo)體系

從表1中可以看出，剔舊指標(biāo)體系主要包括5個(gè)一級(jí)指標(biāo)，每個(gè)一級(jí)指標(biāo)又可以細(xì)分成1個(gè)或2個(gè)二級(jí)指標(biāo)，共8個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

2.2.2 層次分析法

因?yàn)槊總€(gè)指標(biāo)在圖書剔舊過程中的影響權(quán)重是不一樣的，所以在征集石大館工作委員會(huì)和學(xué)校部分學(xué)生、教師意見的前提下，引用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重。

(1) 首先以一級(jí)指標(biāo)為例計(jì)算，根據(jù)因素的重要程度，構(gòu)造判斷矩陣，如表2所示。

表2 判斷矩陣表

(2) 計(jì)算矩陣每一行乘積Ni的n次方根Xi的值,

其中N1=12，N2=1，N3=90，N4=1/9，N5=1/120。

(3) 對(duì)向量?(i)做歸一化處理[7]

(4) 一致性檢驗(yàn)

計(jì)算矩陣的最大特征根：

式中，向量AW如下

計(jì)算一次性指標(biāo)：

式中，RI=0.9。

求得CR=0.065<0.10，符合矩陣的一致性要求。因此求得的各因素權(quán)重值是能夠體現(xiàn)各指標(biāo)相對(duì)重要性，即Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的權(quán)重值分別是0.232 2、0.216 3、0.443 0、0.046 1、0.062 4。

根據(jù)上述方法，計(jì)算剔舊二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 剔舊指標(biāo)權(quán)重表

2.2.3 計(jì)算剔舊指數(shù)(BWI)

根據(jù)表3計(jì)算得到的各指標(biāo)權(quán)重，最后計(jì)算剔舊指數(shù)(BWI)，公式如下：

式中，Qi和qi分別為一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。

各因素設(shè)值：

出版年代A1：踢舊當(dāng)代年限設(shè)值為0，上一年為1，以此類推。

版本A2：最新版本為設(shè)值0，前一版為1，以此類推。

出版社B1：根據(jù)國家出版社排名分類為三個(gè)等級(jí)，第一等級(jí)設(shè)值為0，第二等級(jí)設(shè)值為1，第三等級(jí)設(shè)值為2.

作者B2：獲省級(jí)以上重大獎(jiǎng)項(xiàng)或者職稱為正高級(jí)別的設(shè)值為0，獲市級(jí)以上省級(jí)以下獎(jiǎng)項(xiàng)獲職稱為副高級(jí)別的設(shè)值為1，其他設(shè)值為2。

副本量C1：1本副本量設(shè)值為1，2本副本量設(shè)值為2，以此類推。

單書流通頻次C2：借閱頻次最高的設(shè)值為1，次高設(shè)值為2，以此類推。

定價(jià)D：價(jià)格100元以上的圖書設(shè)值為0，50-100元設(shè)值為1，30-50元設(shè)值為2，30元以下設(shè)值為3。

電子形式E：有電子圖書設(shè)值為1，無電子圖書設(shè)值為0。

通過因素分析法和層次分析法得到的剔舊指數(shù)，是石大館圖書剔舊的重要依據(jù)。剔舊指數(shù)越小，代表該書被剔除的程度越小，相反剔舊指數(shù)越大被剔除的程度越大，從而實(shí)現(xiàn)行之有效的剔書流程。圖書采購過程中也可以將剔舊指數(shù)作為采購依據(jù)，有效的保證藏書質(zhì)量。

3 圖書智能剔舊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 圖書智能剔舊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

根據(jù)藏書量的要求，石大館每年剔除書籍的數(shù)量將近7.5萬冊(cè)左右，以前所有工作都是由館員手動(dòng)親自完成，工作量不僅大而且繁瑣，所以根據(jù)匯文系統(tǒng)、圖書盤點(diǎn)設(shè)備、圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套圖書智能剔舊系統(tǒng)，在圖書自動(dòng)分揀和圖書盤點(diǎn)過程中實(shí)現(xiàn)智能剔舊，大大減少了館員的工作量。

3.1.1 圖書智能剔舊系統(tǒng)的工作原理

圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲(chǔ)著石大館所有圖書的各種信息，包括書名、索書號(hào)和副本量等內(nèi)容。通過在數(shù)據(jù)庫中加一個(gè)狀態(tài)字段(state)來判定每本書是否處于在架狀態(tài)，數(shù)值0表示已經(jīng)被剔舊，1表示在架，同時(shí)建立一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)表Off_Book來儲(chǔ)存需要剔舊的圖書，并與圖書盤點(diǎn)設(shè)備和自動(dòng)分揀機(jī)設(shè)備對(duì)接。

圖書智能剔舊系統(tǒng)根據(jù)剔舊指數(shù)(BWI)定時(shí)對(duì)所有圖書進(jìn)行篩選，并將篩選出的圖書列表存入Off_Book數(shù)據(jù)表中。館員利用盤點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行圖書盤點(diǎn)時(shí)，當(dāng)盤點(diǎn)到Off_Book表中需要剔舊的圖書時(shí)，盤點(diǎn)設(shè)備自動(dòng)報(bào)警，然后館員通過確認(rèn)終端是否剔舊的指令最終實(shí)現(xiàn)圖書的剔舊過程，同時(shí)圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的state字段自動(dòng)變?yōu)?。在自動(dòng)分揀過程中，系統(tǒng)識(shí)別到Off_Book表中需要剔舊的圖書時(shí)，自動(dòng)將書分揀到剔舊的一類中，并自動(dòng)改變圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的state字段的值。

3.1.2 圖書智能剔舊系統(tǒng)的組成模塊

圖書智能剔舊系統(tǒng)主要包括剔舊指數(shù)(BWI)自動(dòng)計(jì)算功能、定時(shí)篩選剔除書籍功能、人工審核和查詢圖書功能以及設(shè)備接口對(duì)接功能，如圖2所示。

圖2 圖書智能剔舊系統(tǒng)模塊

(1) 剔舊指數(shù)計(jì)算模塊

剔舊指數(shù)計(jì)算是智能剔舊系統(tǒng)最大的計(jì)算模塊，也是最重要的核心。石大館館藏300多萬冊(cè)圖書，存儲(chǔ)信息將近4000萬個(gè)數(shù)據(jù)量，為了提高系統(tǒng)工作效率，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算BWI的類和算法，并在服務(wù)器端引入并行計(jì)算，大大減少了計(jì)算BWI所花費(fèi)的時(shí)間[8]。

(2) 定時(shí)篩選模塊

系統(tǒng)可以設(shè)置定時(shí)功能，按照設(shè)定的時(shí)間依據(jù)BWI規(guī)則對(duì)圖書數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并緩存在數(shù)據(jù)庫中，以備館員進(jìn)行圖書剔舊的初步篩選。定時(shí)功能避免了數(shù)據(jù)篩選過程中因?yàn)锽WI指數(shù)計(jì)算花費(fèi)的大量時(shí)間，減少了系統(tǒng)的負(fù)荷。

(3) 審核和查詢模塊

館員可以根據(jù)圖書的信息例如書架、流通率、索書號(hào)、書名和副本量等進(jìn)行單因素查詢篩選，同時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)篩選出的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，確定是否要對(duì)某本書進(jìn)行初步剔舊。當(dāng)館員通過RFID設(shè)備盤點(diǎn)到需要剔舊的圖書信息時(shí)，可以點(diǎn)擊確認(rèn)剔除實(shí)現(xiàn)圖書的最終下架，同時(shí)數(shù)據(jù)庫中的state字段自動(dòng)變?yōu)?。

(4) 數(shù)據(jù)庫管理模塊

為了提高系統(tǒng)的計(jì)算和查詢效率，在圖書數(shù)據(jù)庫中增加一字段來判斷某本書是否處于在架狀態(tài)，同時(shí)創(chuàng)建圖書剔舊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用來存儲(chǔ)剔舊指數(shù)篩選后的數(shù)據(jù)，并能生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

(5) 設(shè)備對(duì)接模塊

利用圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和RFID盤點(diǎn)設(shè)備提供的接口，設(shè)計(jì)圖書剔舊智能系統(tǒng)可靠的對(duì)接模塊，實(shí)現(xiàn)他們之間數(shù)據(jù)的交互和實(shí)時(shí)更新。

3.2 圖書智能剔舊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

圖書智能剔舊系統(tǒng)選用Visio Studio 2017為開發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為SQL Server 2008，由于圖書數(shù)據(jù)量較多且剔舊指標(biāo)體系計(jì)算較復(fù)雜，選用基于MVC框架[9]

的客戶端和服務(wù)器(C/S)框架結(jié)構(gòu)[10]，提高了檢索和審核效率。

圖書智能剔舊系統(tǒng)可以定時(shí)或者人工手動(dòng)進(jìn)行BWI指數(shù)篩選圖書，也可以根據(jù)圖書的單因素例如書架、流通率或者索書號(hào)等進(jìn)行查詢篩選，然后審核選定要剔舊的圖書點(diǎn)擊確認(rèn)剔除。

圖書智能剔舊系統(tǒng)在正式上線前，在非繁忙時(shí)段根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了有效的測(cè)試和評(píng)估，結(jié)果如表4所示。

表4 系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估表

通過對(duì)系統(tǒng)的有效測(cè)試，系統(tǒng)未出現(xiàn)任何異常，從表4可以看出，反應(yīng)時(shí)間均在合理范圍內(nèi)。由于匯文系統(tǒng)在每天8點(diǎn)到晚上10點(diǎn)屬于借還書，采編等繁忙時(shí)段，石大館根據(jù)具體情況將剔舊系統(tǒng)設(shè)定在每天凌晨0點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行全部圖書剔舊指數(shù)的計(jì)算，避免了高峰期可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定等風(fēng)險(xiǎn)，而根據(jù)圖書單因素進(jìn)行的查詢篩選，任何時(shí)段系統(tǒng)都未產(chǎn)生問題。

系統(tǒng)剔舊指數(shù)計(jì)算后將圖書數(shù)據(jù)進(jìn)行初步排序，隨后由人工進(jìn)行審核和篩選，最終確定要剔舊的圖書，界面如圖3所示。

圖3 圖書智能剔舊系統(tǒng)查詢和審核界面

當(dāng)館員用圖書盤點(diǎn)設(shè)備盤點(diǎn)到需要剔舊的圖書時(shí)，盤點(diǎn)設(shè)備將報(bào)警并在終端將彈出剔舊界面，如圖4所示。

圖4 盤點(diǎn)終端對(duì)話框

然后只要點(diǎn)擊確定，將實(shí)現(xiàn)此書的最終剔舊并自動(dòng)在后臺(tái)圖書數(shù)據(jù)庫中將此書剔除，點(diǎn)擊取消將略過此書。當(dāng)自動(dòng)分揀設(shè)備遇到需要剔舊的圖書時(shí)直接將剔舊的圖書分揀到剔舊一類，然后有館員最終確定是否剔舊。

4 總結(jié)

為了解決圖書館圖書剔舊繁瑣、不規(guī)范等問題，石大館根據(jù)圖書數(shù)據(jù)庫的信息，并利用因素分析法和層次分析法建立了自己特有的剔舊指標(biāo)體系，并結(jié)合匯文系統(tǒng)、圖書盤點(diǎn)設(shè)備、自動(dòng)分揀設(shè)備和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套智能圖書剔舊系統(tǒng)，大大減少了館員的工作量，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。