基于Web的圖書(shū)館覽閱座位管理系統(tǒng)

丁枝秀,王國(guó)棟

（1.南京信息工程大學(xué)圖書(shū)館，江蘇南京 210044；2.南京智能信息科技公司，江蘇南京 210028）

0 引言

圖書(shū)館閱覽座位是為讀者提供學(xué)習(xí)與研究所必需的硬件條件，其數(shù)量也是圖書(shū)館評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)［1］。在高校圖書(shū)館，占座問(wèn)題一直困擾著管理人員，不僅降低了閱覽座位的利用率，也使有限的資源得不到充分利用，還會(huì)引發(fā)讀者與管理者、讀者之間的矛盾［2］。占座現(xiàn)象是由圖書(shū)館館舍條件、管理模式、服務(wù)模式等多種因素綜合制約而造成的讀者惡性競(jìng)爭(zhēng)有限座位資源的結(jié)果。為保證讀者合理地使用閱覽室，許多高校投入大量的人力物力，目前采用的主要辦法是設(shè)置“座位監(jiān)察員”。監(jiān)察員每天需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)巡視閱覽室座位使用情況，針對(duì)不同的情況根據(jù)圖書(shū)館管理規(guī)定做相應(yīng)的處理。這種處理方式的最大缺點(diǎn)是：第一，需要專(zhuān)門(mén)的負(fù)責(zé)人員，浪費(fèi)了人力資源。第二，管理效率低下，監(jiān)察員并不能保證及時(shí)地發(fā)現(xiàn)占座現(xiàn)象。第三，不符合智慧圖書(shū)館發(fā)展需求。為高效管理閱覽室占位問(wèn)題，本文利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種基于Web的閱覽座位管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館座位資源的高效利用。目前很多高校已經(jīng)建立了校園一卡通系統(tǒng)，并與圖書(shū)館系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)［3］，為圖書(shū)館閱覽座位信息化管理奠定了基礎(chǔ)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

根據(jù)文獻(xiàn)［2-5］的設(shè)計(jì)思路，參照國(guó)外相關(guān)大學(xué)的圖書(shū)館使用說(shuō)明，充分考慮到人性化設(shè)計(jì)要求、實(shí)施的難易程度、維護(hù)的方便性及相關(guān)費(fèi)用要求，本文提出的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

在圖1描述的系統(tǒng)功能模塊中，讀者驗(yàn)證模塊，座位查詢(xún)以及選取模塊主要參照了謝紅等［2］基于VB系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。創(chuàng)新提出的模塊有特殊情況處理模塊、系統(tǒng)配置子系統(tǒng)模塊。配置子系統(tǒng)模塊主要基于靈活操作原則，即能靈活按照?qǐng)D書(shū)館管理規(guī)定對(duì)閱覽座位管理系統(tǒng)做出相應(yīng)的調(diào)整。

1.1.1 讀者驗(yàn)證模塊、座位查詢(xún)以及選取模塊

讀者使用校園一卡通提供的信息登錄本系統(tǒng)，首先需要進(jìn)行身份驗(yàn)證。身份驗(yàn)證主要對(duì)讀者的身份進(jìn)行查詢(xún)，檢驗(yàn)該讀者是否在本館注冊(cè)。身份驗(yàn)證成功（需要結(jié)合特殊處理模塊），則可以進(jìn)行座位的查詢(xún)與預(yù)約。

1.1.2 特殊情況處理模塊

該模塊的主要作用是辨別讀者在“座位查詢(xún)及選取”模塊中成功預(yù)約座位后是否在預(yù)約時(shí)間內(nèi)使用了該座位。本文采用的解決方案是結(jié)合動(dòng)態(tài)隨機(jī)編碼法和鬧鐘法來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)約成功但未就座的特殊情況辨別。具體的操作方法如下。

基礎(chǔ)工作：在每個(gè)閱覽室內(nèi)加裝一塊LED顯示屏，用于顯示當(dāng)天該閱覽室內(nèi)每個(gè)座位的隨機(jī)編碼。這些隨機(jī)編碼由一些常規(guī)隨機(jī)函數(shù)生成，如random.uniform函數(shù)，random.gauss函數(shù)等。為提高安全級(jí)別，可以使用更加復(fù)雜的生成算法。

鬧鐘法原理：讀者在成功預(yù)約或者取得座位后系統(tǒng)自動(dòng)為座位的使用設(shè)置一個(gè)“鬧鐘”。例如，讀者成功預(yù)約在兩天后的上午9：30使用某個(gè)座位，此時(shí)系統(tǒng)為其設(shè)置一個(gè)“鬧鐘”，即最遲在這一天的上午10：30確認(rèn)已使用了該座位，如果在截止時(shí)間之前沒(méi)有確認(rèn)，則認(rèn)為讀者預(yù)約成功而沒(méi)有使用座位，此時(shí)將“不良行為”記錄加入該讀者個(gè)人記錄并釋放該座位，以便其他讀者使用；成功確認(rèn)則認(rèn)為讀者使用了該座位，在讀者離開(kāi)座位時(shí)可以登錄系統(tǒng)確認(rèn)目前不再使用該座位并釋放座位的使用權(quán)。為保證讀者是在閱覽室發(fā)出確認(rèn)座位信息的，本系統(tǒng)設(shè)置如下確認(rèn)流程。

第一步：讀者在進(jìn)入閱覽室后查找自己座位并在顯示屏上（用LED顯示的目的是為確保讀者物理狀態(tài)在閱覽室中）找到自己座位的當(dāng)天確認(rèn)編碼（此編碼與座位編碼不同，由動(dòng)態(tài)隨機(jī)函數(shù)生成）。

第二步：登錄系統(tǒng)將編碼發(fā)送給本系統(tǒng)控制中心。

第三步：控制中心在接收到編碼后與讀者預(yù)定的座位信息進(jìn)行比對(duì)。

第四步：如果信息匹配，提示可以使用該座位，進(jìn)入第五步；如果信息不匹配則提示讀者該座位已被其他讀者預(yù)定，請(qǐng)查找正確座位并從第二步重新開(kāi)始。

第五步：退出系統(tǒng)。

根據(jù)以上步驟可知，如果讀者沒(méi)有進(jìn)入閱覽室，他（她）就無(wú)法獲取座位的編碼，因此不能發(fā)送驗(yàn)證信息，從而辨別其是否進(jìn)入閱覽室使用了座位。針對(duì)讀者預(yù)定了座位，但最終沒(méi)有使用座位的情況，系統(tǒng)為每個(gè)讀者建立“信用賬戶(hù)”而不是簡(jiǎn)單地判定讀者是否破壞圖書(shū)館規(guī)則。

建立“信用賬戶(hù)”的目的是為了監(jiān)督讀者對(duì)閱覽室的使用，結(jié)合該系統(tǒng)，對(duì)于多次預(yù)約后而未使用座位的讀者，本文采用的“懲罰”方式是：如果讀者的信用級(jí)別低于預(yù)先設(shè)定的信用等級(jí)，則禁止其預(yù)約使用座位并減少其可以節(jié)約書(shū)籍的數(shù)量，但仍然可以進(jìn)入圖書(shū)館。提高讀者信用級(jí)別的方式可以按照實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置，結(jié)合本校圖書(shū)館實(shí)際情況，這里采用的方式是：讀者按照其信用等級(jí)降低的數(shù)量，提高一個(gè)信用等級(jí)值需要無(wú)償為圖書(shū)館勞動(dòng)一周，其他情況依次類(lèi)推。勞動(dòng)完成后讀者在其個(gè)人中心提出申請(qǐng)，管理人員確認(rèn)后系統(tǒng)重新提高讀者信用等級(jí)。

1.1.3 系統(tǒng)配置子系統(tǒng)

系統(tǒng)配置子系統(tǒng)主要是為實(shí)現(xiàn)靈活控制本系統(tǒng)而設(shè)置的模塊。例如，前文描述了讀者在預(yù)約而未使用座位的情況下對(duì)讀者的“懲罰”方式是：一個(gè)信用級(jí)別需要無(wú)償勞動(dòng)一周（5天）。系統(tǒng)可以按照實(shí)際情況修改“懲罰”方式，比如修改勞動(dòng)的天數(shù)，減少借閱的數(shù)據(jù)數(shù)量等。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行，安裝方便，既可以在校園內(nèi)網(wǎng)使用，也可在外網(wǎng)預(yù)約座位，重點(diǎn)供校內(nèi)使用。系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)軟硬件組成：客戶(hù)端、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、信息機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)組成

1.2.1 客戶(hù)端

由于本系統(tǒng)基于Web形式，因此，客戶(hù)端為常見(jiàn)瀏覽器，這樣降低了開(kāi)發(fā)的成本和難度，同時(shí)也包含了WAP格式的瀏覽器，方便手機(jī)用戶(hù)登錄。

1.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

數(shù)據(jù)處理部分主要采用MySQL5.1服務(wù)器，它是一個(gè)開(kāi)源的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)軟件，使用范圍廣泛，數(shù)據(jù)處理性能好，占用的內(nèi)存不大，安裝簡(jiǎn)單。

1.2.3 應(yīng)用服務(wù)器

應(yīng)用服務(wù)器主要采用Apache2.0，它也是一個(gè)開(kāi)源的軟件，可以免費(fèi)獲取與使用，服務(wù)性能好。

1.2.4 信息機(jī)

信息機(jī)用來(lái)臨時(shí)取座位。系統(tǒng)可以直接采用圖書(shū)館已有的終端機(jī)。目前，此類(lèi)終端機(jī)在高校圖書(shū)館各個(gè)閱覽室都有布置，但它的主要作用是用來(lái)查詢(xún)書(shū)籍的存放位置，這使得終端機(jī)的使用價(jià)值未得到充分利用。將本系統(tǒng)集成到此類(lèi)終端機(jī)上，不僅使得系統(tǒng)的布置可以輕易實(shí)現(xiàn)，而且節(jié)省了相關(guān)硬件采購(gòu)與布置費(fèi)用。

1.2.5 操作系統(tǒng)

目前，在一般的B/C系統(tǒng)架構(gòu)中，常用的服務(wù)器操作系統(tǒng)有3類(lèi)，即Unix，Linux以及Windows，參照文獻(xiàn)［6］對(duì)操作系統(tǒng)的一般發(fā)展歷程以及各類(lèi)操作的優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍的論述，本文主要考慮到系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比，決定采用Linux系統(tǒng)?？紤]到實(shí)際用于使用情況，即大約3萬(wàn)人的日常使用，Linux系統(tǒng)的中檔配置已可以滿(mǎn)足計(jì)算要求。

1.2.6 PHP

相較于傳統(tǒng)的CGI或者Perl，PHP可以更快地在Linux系統(tǒng)上執(zhí)行計(jì)算任務(wù)。隨著PHP的日益廣泛使用，PHP目前更新到5.6。更新后雖增加了新的功能，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也造成了一定的影響，因此，綜合考慮，本文采用低于PHP5.6版本且較為穩(wěn)定的PHP5.1版本。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

座位管理系統(tǒng)主要有3種數(shù)據(jù)對(duì)象要處理：系統(tǒng)配置信息、系統(tǒng)使用人員信息、座位狀態(tài)信息。座位狀態(tài)信息的存儲(chǔ)在本系統(tǒng)中使用了改進(jìn)存儲(chǔ)方法，即矩陣存儲(chǔ)法，把座位信息存放在矩陣中。下面主要闡述系統(tǒng)配置信息和系統(tǒng)使用人員數(shù)據(jù)對(duì)象的設(shè)計(jì)方法。

2.1.1 系統(tǒng)配置信息

由于這部分涉及的系統(tǒng)配置信息較多，大多數(shù)與本文闡述的主題關(guān)系不大，因此著重介紹座位系統(tǒng)信息的初始化表，方便每日?qǐng)D書(shū)館座位表狀態(tài)恢復(fù)以及日后圖書(shū)館擴(kuò)建新座位的生成等，如表1所示。

表1 座位信息初始化

2.1.2 系統(tǒng)使用人員信息

系統(tǒng)主要涉及普通用戶(hù)和管理員及其相應(yīng)權(quán)限設(shè)置，以及為以后的功能擴(kuò)展做準(zhǔn)備，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.1.3 系統(tǒng)邏輯及配置方法

通過(guò)用戶(hù)需求分析可知，圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足多角色、多用戶(hù)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)操作和多業(yè)務(wù)流程并行的要求。系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖4所示。

2.2 系統(tǒng)嵌入方法

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作為原圖書(shū)館圖書(shū)借閱系統(tǒng)的子系統(tǒng)嵌入其中，具體方式是修改原讀者系統(tǒng)個(gè)人中心菜單，加入“座位管理系統(tǒng)”菜單項(xiàng)。讀者點(diǎn)擊此項(xiàng)，即進(jìn)入座位選取系統(tǒng)。同樣管理員操作頁(yè)面也加入此菜單項(xiàng)，以便切入本系統(tǒng)。圖5顯示的是讀者借閱系統(tǒng)菜單和增加了本系統(tǒng)后的系統(tǒng)菜單界面。

圖3 用戶(hù)及權(quán)限數(shù)據(jù)抽象模型

圖4 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

本文提出的系統(tǒng)與原有的圖書(shū)館借閱系統(tǒng)的交互體現(xiàn)在它們共享同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要是通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)圖書(shū)借閱系統(tǒng)來(lái)獲取用戶(hù)的基本信息，然后結(jié)合座位管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)來(lái)分析用戶(hù)的行為等。

3 系統(tǒng)運(yùn)行與數(shù)據(jù)分析

3.1 系統(tǒng)運(yùn)行流程

本系統(tǒng)的使用者分為兩類(lèi)，一類(lèi)是系統(tǒng)的管理人員，另一類(lèi)是讀者。下面分別展示不同用戶(hù)使用系統(tǒng)時(shí)運(yùn)行流程，如圖6所示。

3.2 系統(tǒng)使用效果分析

為驗(yàn)證本文提出的基于Web的座位管理系統(tǒng)在實(shí)際使用中的效果，本研究對(duì)讀者使用滿(mǎn)意度，閱覽室占座率以及工作人員工作效率3個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為保證統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果最小化誤差，這里選取的統(tǒng)計(jì)時(shí)間段均在2017年下半學(xué)年和2018下半學(xué)年。

3.2.1 讀者滿(mǎn)意度調(diào)查

圖5 系統(tǒng)嵌入

圖6 系統(tǒng)運(yùn)行圖（讀者與管理員）

通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查以及網(wǎng)絡(luò)意見(jiàn)征集的方式，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際使用情況進(jìn)行了對(duì)比分析。滿(mǎn)意度分析包括：系統(tǒng)是否使用方便，對(duì)減少占座率是否有效，是否愿意遵守并幫助系統(tǒng)改進(jìn)等，具體情況如圖7所示。

圖7 滿(mǎn)意度調(diào)查

針對(duì)調(diào)研的數(shù)據(jù)，分析讀者不滿(mǎn)意的主要原因?yàn)閹椭邪l(fā)人員繼續(xù)改進(jìn)，升級(jí)系統(tǒng)。

3.2.2 占座率對(duì)比

2017年2—5月和2018年2—5月學(xué)校圖書(shū)館占座情況的對(duì)比如圖8所示。由圖8可以產(chǎn)出基于web管理系統(tǒng)下的占座情況在不斷下降，而完全依靠管理人員的占座管理成效不大。

圖8 占座量對(duì)比

3.2.3 管理人員工作效率對(duì)比

建設(shè)本文所描述系統(tǒng)的基本意圖之一就是為提高圖書(shū)館工作人員的工作效率。為分析系統(tǒng)在這方面的實(shí)際效果，請(qǐng)求負(fù)責(zé)閱覽室工作的管理人員，對(duì)其日常工作情況進(jìn)行記錄，主要記錄每天巡查閱覽室所花費(fèi)的時(shí)間和效果，即每天占位數(shù)量，如表2所示。

表2 使用系統(tǒng)前后管理人員工作效率對(duì)比

從表2的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，管理人員的工作效率有了明顯的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)圖書(shū)館占座問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于Web的閱覽座位管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館公共資源科學(xué)分配與管理。本系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于較好地解決了讀者成功預(yù)約座位后而未使用座位的問(wèn)題，從而提高了座位管理的工作效率，且易于部署。

目前，本系統(tǒng)仍處于校內(nèi)測(cè)試使用階段，尚沒(méi)有對(duì)外正式發(fā)布，因此本系統(tǒng)雖經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的測(cè)試，但目前仍屬于測(cè)試版本。系統(tǒng)有很多問(wèn)題尚未解決，比如讀者長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)座位但并未登錄系統(tǒng)進(jìn)行“永久離開(kāi)”操作等問(wèn)題。為更好地監(jiān)督讀者的行為，待測(cè)試版本在實(shí)際使用中穩(wěn)定后，系統(tǒng)再升級(jí)，并在后續(xù)研究中不斷優(yōu)化。