基于圖書盤點的智能剔舊系統(tǒng)的研究

張明， 楊輝， 黃炳家， 鄭秋梅

(中國石油大學(華東) 1. 圖書館； 2. 計算機與通信工程學院， 青島 266580)

0 引言

隨著現(xiàn)代電子資源的逐漸發(fā)展，紙質圖書資源雖然比例逐年減少，但是高校圖書館紙質資源仍然以每年萬冊左右的數(shù)量在增長，如何實現(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分類，再利用層次分析法[4]生成中國石油大學(華東)圖書館(以下簡稱石大館)特有的圖書剔舊指標體系，最后結合圖書盤點設備、匯文系統(tǒng)、圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和自動分揀機設計出一套基于圖書盤點的智能剔舊系統(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130萬冊左右，在現(xiàn)有空間條件下藏書量已經(jīng)達到飽和，但是仍然以每年7.5萬冊的數(shù)量在增加，若要實現(xiàn)動態(tài)零增長[5]，就要求圖書館每年剔除7.5萬冊左右舊書，工作量相當大。在實際操作過程中，有些圖書根據(jù)簡單的剔殘和剔錯原則就能被剔除，但是更多圖書需要進行各種因素的綜合考量。石大館在充分調研其他高校圖書館剔舊情況的基礎上提出“四剔”和“四不剔”原則，“四剔”包括：剔殘、剔錯、剔年、剔期刊，“四不剔”分包括不剔地方文獻、不剔核心館藏、不剔珍本、不剔本校師生著作[6]。在結合以上原則的基礎上，利用因素分析法和層次分析法綜合分析圖書剔舊的因素，最后結合圖書盤點設備、匯文系統(tǒng)、圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和自動分揀機，實現(xiàn)圖書的智能化大批量剔除。

2 圖書的剔舊指標體系

2.1 圖書剔舊流程

在認真學習和調研的基礎上，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 圖書剔舊指標體系

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

2.2.1 因素分析法

因為影響圖書剔舊的因素很多，選取的指標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體系，如表1所示。

表1 剔舊指標體系

從表1中可以看出，剔舊指標體系主要包括5個一級指標，每個一級指標又可以細分成1個或2個二級指標，共8個二級指標。

2.2.2 層次分析法

因為每個指標在圖書剔舊過程中的影響權重是不一樣的，所以在征集石大館工作委員會和學校部分學生、教師意見的前提下，引用層次分析法計算各指標權重。

(1) 首先以一級指標為例計算，根據(jù)因素的重要程度，構造判斷矩陣，如表2所示。

表2 判斷矩陣表

(2) 計算矩陣每一行乘積Ni的n次方根Xi的值,

其中N1=12，N2=1，N3=90，N4=1/9，N5=1/120。

(3) 對向量?(i)做歸一化處理[7]

(4) 一致性檢驗

計算矩陣的最大特征根：

式中，向量AW如下

計算一次性指標：

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重值是能夠體現(xiàn)各指標相對重要性，即Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的權重值分別是0.232 2、0.216 3、0.443 0、0.046 1、0.062 4。

根據(jù)上述方法，計算剔舊二級指標的權重，計算結果如表3所示。

表3 剔舊指標權重表

2.2.3 計算剔舊指數(shù)(BWI)

根據(jù)表3計算得到的各指標權重，最后計算剔舊指數(shù)(BWI)，公式如下：

式中，Qi和qi分別為一級指標和二級指標的權重。

各因素設值：

出版年代A1：踢舊當代年限設值為0，上一年為1，以此類推。

版本A2：最新版本為設值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等級，第一等級設值為0，第二等級設值為1，第三等級設值為2.

作者B2：獲省級以上重大獎項或者職稱為正高級別的設值為0，獲市級以上省級以下獎項獲職稱為副高級別的設值為1，其他設值為2。

副本量C1：1本副本量設值為1，2本副本量設值為2，以此類推。

單書流通頻次C2：借閱頻次最高的設值為1，次高設值為2，以此類推。

定價D：價格100元以上的圖書設值為0，50-100元設值為1，30-50元設值為2，30元以下設值為3。

電子形式E：有電子圖書設值為1，無電子圖書設值為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)，有效的保證藏書質量。

3 圖書智能剔舊系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

3.1 圖書智能剔舊系統(tǒng)的設計

根據(jù)藏書量的要求，石大館每年剔除書籍的數(shù)量將近7.5萬冊左右，以前所有工作都是由館員手動親自完成，工作量不僅大而且繁瑣，所以根據(jù)匯文系統(tǒng)、圖書盤點設備、圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和自動分揀系統(tǒng)設計了一套圖書智能剔舊系統(tǒng)，在圖書自動分揀和圖書盤點過程中實現(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)存儲著石大館所有圖書的各種信息，包括書名、索書號和副本量等內容。通過在數(shù)據(jù)庫中加一個狀態(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，同時建立一個單獨的數(shù)據(jù)表Off_Book來儲存需要剔舊的圖書，并與圖書盤點設備和自動分揀機設備對接。

圖書智能剔舊系統(tǒng)根據(jù)剔舊指數(shù)(BWI)定時對所有圖書進行篩選，并將篩選出的圖書列表存入Off_Book數(shù)據(jù)表中。館員利用盤點設備進行圖書盤點時，當盤點到Off_Book表中需要剔舊的圖書時，盤點設備自動報警，然后館員通過確認終端是否剔舊的指令最終實現(xiàn)圖書的剔舊過程，同時圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的state字段自動變?yōu)?。在自動分揀過程中，系統(tǒng)識別到Off_Book表中需要剔舊的圖書時，自動將書分揀到剔舊的一類中，并自動改變圖書數(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)自動計算功能、定時篩選剔除書籍功能、人工審核和查詢圖書功能以及設備接口對接功能，如圖2所示。

圖2 圖書智能剔舊系統(tǒng)模塊

(1) 剔舊指數(shù)計算模塊

剔舊指數(shù)計算是智能剔舊系統(tǒng)最大的計算模塊，也是最重要的核心。石大館館藏300多萬冊圖書，存儲信息將近4000萬個數(shù)據(jù)量，為了提高系統(tǒng)工作效率，必須優(yōu)化設計計算BWI的類和算法，并在服務器端引入并行計算，大大減少了計算BWI所花費的時間[8]。

(2) 定時篩選模塊

系統(tǒng)可以設置定時功能，按照設定的時間依據(jù)BWI規(guī)則對圖書數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行篩選，并緩存在數(shù)據(jù)庫中，以備館員進行圖書剔舊的初步篩選。定時功能避免了數(shù)據(jù)篩選過程中因為BWI指數(shù)計算花費的大量時間，減少了系統(tǒng)的負荷。

(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、書名和副本量等進行單因素查詢篩選，同時可以對系統(tǒng)篩選出的數(shù)據(jù)進行審核，確定是否要對某本書進行初步剔舊。當館員通過RFID設備盤點到需要剔舊的圖書信息時，可以點擊確認剔除實現(xiàn)圖書的最終下架，同時數(shù)據(jù)庫中的state字段自動變?yōu)?。

(4) 數(shù)據(jù)庫管理模塊

為了提高系統(tǒng)的計算和查詢效率，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)，同時創(chuàng)建圖書剔舊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用來存儲剔舊指數(shù)篩選后的數(shù)據(jù)，并能生成各種統(tǒng)計報表。

(5) 設備對接模塊

利用圖書數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和RFID盤點設備提供的接口，設計圖書剔舊智能系統(tǒng)可靠的對接模塊，實現(xiàn)他們之間數(shù)據(jù)的交互和實時更新。

3.2 圖書智能剔舊系統(tǒng)的實現(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)量較多且剔舊指標體系計算較復雜，選用基于MVC框架[9]

的客戶端和服務器(C/S)框架結構[10]，提高了檢索和審核效率。

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

圖書智能剔舊系統(tǒng)在正式上線前，在非繁忙時段根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小對系統(tǒng)進行了有效的測試和評估，結果如表4所示。

表4 系統(tǒng)測試評估表

通過對系統(tǒng)的有效測試，系統(tǒng)未出現(xiàn)任何異常，從表4可以看出，反應時間均在合理范圍內。由于匯文系統(tǒng)在每天8點到晚上10點屬于借還書，采編等繁忙時段，石大館根據(jù)具體情況將剔舊系統(tǒng)設定在每天凌晨0點自動進行全部圖書剔舊指數(shù)的計算，避免了高峰期可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定等風險，而根據(jù)圖書單因素進行的查詢篩選，任何時段系統(tǒng)都未產(chǎn)生問題。

系統(tǒng)剔舊指數(shù)計算后將圖書數(shù)據(jù)進行初步排序，隨后由人工進行審核和篩選，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

當館員用圖書盤點設備盤點到需要剔舊的圖書時，盤點設備將報警并在終端將彈出剔舊界面，如圖4所示。

圖4 盤點終端對話框

然后只要點擊確定，將實現(xiàn)此書的最終剔舊并自動在后臺圖書數(shù)據(jù)庫中將此書剔除，點擊取消將略過此書。當自動分揀設備遇到需要剔舊的圖書時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

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體系，并結合匯文系統(tǒng)、圖書盤點設備、自動分揀設備和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計了一套智能圖書剔舊系統(tǒng)，大大減少了館員的工作量，具有廣泛的應用價值。