基于數(shù)據(jù)分析的圖書定位排架系統(tǒng)建設(shè)

宋麗梅，高海平

（東北大學(xué) 圖書館，遼寧 沈陽 110819）

0 引言

根據(jù)教育部高等學(xué)校圖書情報工作指導(dǎo)委員會《普通高等學(xué)校圖書館評估指標》的要求，普通高等學(xué)校圖書館文獻資源建設(shè)方面需要達到每個學(xué)生平均100 冊圖書，中外文圖書年更新率達到新書品種與館藏種數(shù)之比為3%及以上［1］。 不斷增長的圖書總量和有限的館舍空間面積使得大多數(shù)高校圖書館存在書多空間少、倒架工作頻繁、圖書易亂架且難尋找等現(xiàn)象。 隨著圖書館空間再造的進行，高校圖書館的藏書空間被再一次劃分出去，分館的建立以及密集書架的配置雖然在一定程度上解決了圖書多、空間少的問題，但如何更有效地利用現(xiàn)有空間合理管理圖書，為圖書提供科學(xué)的定位、排架，依然是所有圖書館面臨的實際問題。

1 圖書定位排架研究現(xiàn)狀

國內(nèi)現(xiàn)有的圖書定位排架方法主要有兩種。

(1）基于RFID 技術(shù)的圖書定位排架。 根據(jù)不同的實現(xiàn)技術(shù)，可以分為動態(tài)定位模式和靜態(tài)定位模式［2］。 其中，動態(tài)定位模式需要對現(xiàn)有的書架進行改裝或更換，成本過高，所以一直沒有得到廣泛應(yīng)用；目前，絕大多數(shù)圖書館采取的是靜態(tài)定位模式，它可通過全書定位法、首書定位法及鄰居定位法等方法定位圖書［3］，這種模式下的圖書定位準確率會隨著使用時間和書架調(diào)整變得越來越低，用戶體驗感降低［4］，重新定位圖書又會耗時耗力。 總結(jié)RFID 在國內(nèi)使用的具體情況可以看出，RFID 技術(shù)在定位圖書方面初次定位準確率很高，能很好地發(fā)現(xiàn)“藏匿”的圖書，也利于圖書的盤點，但隨著時間的推移及新書的增加，其定位的準確度會迅速下降，重新定位需要大量的人力物力。

(2）利用軟件建立虛擬排架系統(tǒng)進行圖書的定位排架。 這種方法主要利用索書號對比的方式，對數(shù)據(jù)庫中的圖書進行虛擬排架，并將圖書所在的地理位置通過前臺網(wǎng)頁展示給讀者，便于讀者查找圖書［5-7］。 早期的系統(tǒng)是通過圖書條碼進行定位的［8］，通過人工掃描的方式將單元書架的首末圖書條形碼輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)進行索書號的對比，將處于首末圖書索書號區(qū)間內(nèi)的圖書定位至此書架中。 有部分圖書館也利用系統(tǒng)對密集書庫進行管理，如北京大學(xué)圖書館昌平儲存館密集書庫管理系統(tǒng)［9］。 為了增加用戶體驗度，很多圖書館會結(jié)合Flash 或網(wǎng)頁技術(shù)，將圖書的書架定位信息通過生動直觀的圖形、動畫等形式展現(xiàn)給讀者［10-11］。 通過數(shù)據(jù)庫的方式進行圖書定位排架，具有實用性強、投入資金少的特點，但從系統(tǒng)的設(shè)計來看，大部分的系統(tǒng)都是從邏輯計算角度實現(xiàn)圖書的排架，并未將圖書的增加、剔舊、流通等因素考慮進去，不利于書架的合理運用。 為保證系統(tǒng)與現(xiàn)實的排架一一對應(yīng)，需要進行多次的串架工作。

對比上述兩種圖書定位排架方法的優(yōu)缺點，結(jié)合圖書館的經(jīng)費、圖書數(shù)量及實際需求，筆者認為，對于藏書量較大、館藏空間不足且經(jīng)費有限的圖書館，設(shè)計一個基于數(shù)據(jù)分析的圖書定位排架系統(tǒng)具有一定必要性。

2 數(shù)據(jù)分析與處理

根據(jù)圖書館圖書定位排架原則，系統(tǒng)需要實現(xiàn)以下功能：從圖書館角度，系統(tǒng)能夠合理安排各類圖書的位置，盡量避免串架、倒架的發(fā)生；從讀者角度，能夠通過查詢功能查找到圖書所在的位置；此外，圖書的物理位置與邏輯位置要求一致。 為了盡可能地科學(xué)利用館藏空間，采用數(shù)據(jù)分析的方法，將各類圖書的首書分配至固定的架位，其余圖書與首書的索書號進行對比，根據(jù)圖書的厚度及架位的長度確定待排架圖書的位置，并將該書的位置信息通過網(wǎng)頁的形式傳遞給讀者，實現(xiàn)圖書的定位排架功能。

2.1 索書號的處理

圖書索書號又稱排架分類號，是館員排架和讀者查找圖書的依據(jù)。 圖書定位排架系統(tǒng)需要將圖書按照索書號進行排序，簡單按照ASCII 碼對圖書的索書號進行字符大小排序，會因索書號構(gòu)成中的種次號、分類號中“.”“-”等特殊符號，使虛擬的排列次序與實體圖書的排列次序有較大出入。 此時，需要對索書號進行預(yù)處理，處理目的是使實體圖書與虛擬排架系統(tǒng)的排列順序一一對應(yīng)。 將索書號按照符號“/”分隔成若干個子字符串(通常是2 ～3個區(qū)間），然后將第一區(qū)間字符串中的字符“-”替換成“＆”，這種替換主要是為了使第一段字符串能夠按照計算機排序。然后將所有的數(shù)據(jù)依照第一區(qū)間字符串、第二區(qū)間字符串、第三區(qū)間字符串、條形碼進行排序，這樣書目列表的順序就是圖書在實際上架過程中的順序。

2.2 書籍厚度

圖書的厚度直接影響到一層書架圖書的數(shù)量，在具體操作過程中，對每本圖書進行厚度的測量是不可行的。 考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性及精準度，采用抽樣的方法對紙張的厚度進行估測，并通過提取ALEPH 系統(tǒng)中的215 載體形態(tài)項圖書頁碼字段，計算每層書架能擺放的圖書總量。

2.2.1 紙張厚度的確定

根據(jù)實際情況，為了合理地取得紙張厚度值，采取抽樣調(diào)查的方式，隨機抽取精裝圖書、平裝圖書各100 本，提取每本書的書內(nèi)頁碼(不包括封面），測量每本書的厚度。 采取進位制精確至毫米，利用公式：每張紙的厚度＝圖書厚度/(頁數(shù)/2）(精度確定為小數(shù)點后4 位）， 最后算得每張紙厚度大約為0.031 mm。

2.2.2 系統(tǒng)圖書頁碼的提取與處理

為了獲得每本圖書的頁碼，使用ALEPH 系統(tǒng)的服務(wù)功能，分兩個步驟完成。

步驟1：先形成一個檢索記錄集。 在編目模塊中，選擇中文文獻庫，運行“服務(wù)”—“檢索記錄”—“檢索編目記錄ret-01”先檢索出需要的數(shù)據(jù)，填寫輸出文件名，選擇要導(dǎo)出的編目記錄系統(tǒng)號，提交任務(wù)，得到一個檢索結(jié)果集。 根據(jù)實際情況，選擇具體的檢索字段。

步驟2：利用print-08 輸出結(jié)果集，在任務(wù)管理器“批處理日志”中，查看本步驟是否執(zhí)行成功，成功后進行下一步操作。 在“輸入文件”中填寫步驟1 中得到的結(jié)果集名稱，在“輸出文件”中填寫想要保存成的文件名，可以加上字母與輸入文件名進行區(qū)分。 在“報表格式”中選擇“作者|題名|出版社|頁碼”，提交任務(wù)。 待任務(wù)完成后，在“任務(wù)管理器”—“文件列表”中可以看到執(zhí)行后的文件，將該文件下載到本地即可。

由于系統(tǒng)提取的頁碼格式不統(tǒng)一，且存在書前頁、正文頁碼、書后頁碼及圖版頁碼等形式，因此將所有的頁碼相加作為最后的書頁數(shù)量較為合理。 為了方便程序計算圖書的總頁碼，需要預(yù)先將羅馬數(shù)字轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的阿拉伯?dāng)?shù)字。 對于只標注冊數(shù)的數(shù)據(jù)，需要人工標注，以備后期利用網(wǎng)絡(luò)或?qū)嶓w書查找圖書的頁碼信息。

2.2.3 館舍容書量的計算

館舍容量的測定指架位的總長度。 判斷一個圖書館能容納圖書數(shù)量的多少，主要看放置圖書的書架規(guī)制和數(shù)量。 這是一個相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，根據(jù)各館的實際情況很容易獲得。 以高校圖書館書架為例，書架通常分為A，B 兩面，每面有6 層的單元書架，若干書架合理排序進行空間布置。 對相同規(guī)格的書架進行測量，能很容易算出圖書館總架位的長度。

2.2.4 圖書動態(tài)數(shù)據(jù)管理

圖書排架的難點在于圖書的數(shù)量是動態(tài)變化的。如果圖書館的館藏空間足夠大，或者剔舊工作完美進行，那么按照圖書館學(xué)的理論，圖書館書架的滿架率在70%左右，數(shù)值太大不利于找書，增加新書時倒架的頻率過高，數(shù)值太低則浪費書架的藏書空間。 在圖書館空間比較緊缺的情況下，需要考慮圖書的動態(tài)數(shù)據(jù)，如藏書量、借閱量、增長量及剔舊量。 借閱量主要受借閱周期、借閱頻率、借閱時長影響；增長量是計算某個小類圖書的年平均增長量。 結(jié)合圖書的厚度數(shù)據(jù)，利用公式(L藏書量＋L增長量-L借閱量-L剔舊量）/L館藏容量可以計算出每類圖書占據(jù)的書架長度比例，進而確定一定空間內(nèi)架位首書的位置，確保避免頻繁地串架、倒架。

2.2.5 圖書位置信息顯示

將圖書館中所有的書架按照館藏地、樓層、書架排號、面信息、架信息、層信息及位信息劃分為一個基本的單元，圖書的位置信息可顯示為“2 排A 面3 架6層3 位”。 在程序?qū)崿F(xiàn)過程中，需要定位每類圖書的首書位置，再將已擺放圖書的總厚度與書架的寬度對比，當(dāng)總厚度超過書架的寬度時，圖書轉(zhuǎn)向下一層開始擺放。 此外，當(dāng)分類號改變時，圖書也需要轉(zhuǎn)向下一層開始擺放，部分程序代碼如圖1 所示。

圖1 部分程序代碼

3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)分析及相關(guān)數(shù)據(jù)運行要求，抽取圖書館部分數(shù)據(jù)作為實驗數(shù)據(jù)，進行代碼的初步運行，檢測本系統(tǒng)的可操作性。 實驗過程中采用SQL 數(shù)據(jù)庫，利用intelij idea 作為開發(fā)工具，Spring，SpringMVC，MyBatis 作為框架版本，tomcat8.5 作為應(yīng)用服務(wù)器開發(fā)了一個適用于Windows 系統(tǒng)的圖書定位排架系統(tǒng)，并采用HTML5，CSS 和JS 相結(jié)合的方式將圖書的定位排架信息以網(wǎng)頁的形式展現(xiàn)給讀者，整個系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、后臺數(shù)據(jù)處理模塊、后臺數(shù)據(jù)維護模塊和前臺網(wǎng)頁檢索與展示模塊。

3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

選取SQL 作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，將實驗數(shù)據(jù)按照館藏地的不同分別創(chuàng)建不同的表單，分別為：hnsk，hnkj，nhsk，nhkj。 4個表單中的字段信息有：條碼號、題名、著者、ISBN、出版社、出版年、館藏地、索書號、頁碼。將這4個表單導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，利用java 語言將索書號進行重新排序，計算每本圖書的長度，根據(jù)架位比例確定個別架位的首書，對比形成另外一個館藏地信息表單。 表單中包含的字段信息有：條碼、題名、館藏地、排、面、架、層、位，此表單中的圖書位置信息將以網(wǎng)頁的形式提供給讀者。 當(dāng)新書到館后，通過更新基礎(chǔ)表單的方式，實時更新圖書的位置信息。

3.2 后臺的搭建與維護

SSM(Spring ＋SpringMVC ＋MyBatis） 框 架 集 由Spring，MyBatis 兩個開源框架整合而成(SpringMVC是Spring 中的部分內(nèi)容），常作為數(shù)據(jù)源較簡單的Web 項目的框架。 在本系統(tǒng)的開發(fā)過程中，利用了SSM 框架搭建平臺。

其中，Spring 在配置文件中可以指定使用特定的參數(shù)去調(diào)用實體類的構(gòu)造方法來實例化對象；SpringMVC 在項目中攔截用戶請求，它的核心Servlet即DispatcherServlet 承擔(dān)中介或前臺的職責(zé)，將用戶請求通過HandlerMapping 去匹配Controller，Controller就是具體對應(yīng)請求所執(zhí)行的操作。 SpringMVC 相當(dāng)于SSH 框架中的struts。 mybatis 是對jdbc 的封裝，它讓數(shù)據(jù)庫底層操作變得透明。 MyBatis 的操作都是圍繞一個sqlSessionFactory 實例展開的。 MyBatis 通過配置文件關(guān)聯(lián)到各實體類的Mapper 文件，Mapper 文件中配置了每個類對數(shù)據(jù)庫所需進行的sql 語句映射。 在每次與數(shù)據(jù)庫交互時，通過sqlSessionFactory拿到一個sqlSession，再執(zhí)行sql 命令。

在具體的實現(xiàn)過程中，頁面發(fā)送請求給控制器，控制器調(diào)用業(yè)務(wù)層處理邏輯，邏輯層向持久層發(fā)送請求，持久層與數(shù)據(jù)庫交互，后將結(jié)果返回給業(yè)務(wù)層，業(yè)務(wù)層將處理邏輯發(fā)送給控制器，控制器再調(diào)用視圖展現(xiàn)數(shù)據(jù)(見圖2）。

圖2 操作流程

3.3 前臺網(wǎng)頁檢索與展示模塊

在前臺網(wǎng)頁制作過程中，采用HTML5，CSS 和JS相結(jié)合的方式，制作了一個簡單的查詢頁面，網(wǎng)頁包含的信息有圖書館常用LOGO、讀者查詢窗口。 讀者可通過題名、條碼、索書號等多種形式查找單冊圖書。根據(jù)讀者的檢索需求，系統(tǒng)通過查詢數(shù)據(jù)庫，可以調(diào)取相應(yīng)圖書的信息，并顯示具體的架位信息(見圖3），讀者根據(jù)系統(tǒng)提供的架位信息獲取指定圖書的地理位置。

圖3 圖書架位查詢結(jié)果

4 總結(jié)

基于數(shù)據(jù)分析的圖書定位排架系統(tǒng)，對讀者和圖書館員來說，具有現(xiàn)實意義。 圖書館員增強了圖書管控能力，按照圖書的主題和厚度進行合理布局，減少倒架工作的發(fā)生。 此外，能宏觀地了解各類別圖書的數(shù)量發(fā)展情況，以及空間需求情況，在大規(guī)模的圖書搬遷過程中，系統(tǒng)可以為圖書館上架提供一定的依據(jù)；對于讀者來說，可以準確獲取圖書的所在地，快速、準確地找到目標圖書。