圖書館紙質文獻服務自動化的設計構思

楊旭紅

【摘要】自從發明紙張以來，其在文獻載體中就一直占有重要的地位。人們認為“紙張可以永久保存”，并對宣紙有著“紙壽千年，絹壽八百”的贊譽。但由于現在生產工藝、保存方法和管理等一系列的影響，越來越多的研究和實踐證明紙的壽命并沒有想象的長久。文章對圖書館紙質文獻服務自動化設計構思進行了分析探討。

【關鍵詞】紙質資源；高校圖書館；自動化；設計構思

一、引言

本文構思設計了一種自助化圖書館系統， 也稱自動化圖書館系統，主要由 4 大部分組成：（1）軌道系統；（2）機器手；（3）自助借還書機；（4）多媒體模擬演示系統（軟件系統）。下面就系統前 3 個部分設計要點分別闡述其設計思路和其中的一些具體做法。

二、軌道系統設計

軌道系統是引領小車到達指定位置的指揮系統，也是文獻傳送的導航系統。為提高工作效率，軌道上同時可有多臺這樣的小車工作。為防止發生堵車現象，設計采用單行線方案、循環線方案設計。它的起點、終點與自助借還書機左右口相連。軌道系統分公軌和掃描軌兩類。小車在公軌（折線）上行駛，方向由軌道上安裝的掃描儀（搬道叉）發出信號。在掃描軌（直線）行駛時，停車由車上自帶的掃描儀發出信號。公軌的任務是引領小車到達指定書庫的樓層、架位和指定層。掃描軌的任務是引領小車到達該層書架指定書位。公軌設計只允許有丁字路口分岔，不得出現十字路口，以實現小車行駛簡單化和搬道叉的二選一方式搬道。公軌設計最好是沿著所有排書架的底角最左端安裝。它負責引領小車到達指定的書架所在排和所在層（這里講的書架是指一個聯合體，同一排所有書架是左右相連的。它可以很長，從書庫的最左端一直排到最右端）。當小車到達指定的書架的指定排指定的書架層最左端，這里會出現最后一個丁字路口（所有丁字路口都安裝有掃描儀）。經過這個路口后，小車改為水平方向行進，此時進入找書位狀態，車上掃描開啟。這時，以上提供的2種停車設計方案之一可以考慮用上。

當取還書程序完成后，小車順軌道繼續前進，由于是循環線，故自動進入返程狀態。這個返回軌道設計與進入軌道大致相同，是對稱的，一個在左，一個在右。這里特別強調的是：

軌道設計成單循環線，小車取文獻資料在到達最后一個丁字路口之前，都是向前行駛的，沒有方向判斷功能；遇到碰撞阻力，是靠車上安裝的碰撞開關自動停車、延時，然后再啟動這樣一個程序過程。小車能行走到達指定的書架層位完全是依靠安裝在每個丁字路口上的自動搬道叉機構負責指引方向完成的，這個搬道叉機構配合安裝有電子掃描儀。這個自動搬道叉機構獲得的搬道指令是來自裝在小車上的圖書信息卡上的所需圖書條碼。當小車到達丁字路口時，及時被軌道掃描到卡上信息，此后搬道叉機構將根據其存放書刊地址信息決定是否搬道來改變小車行駛方向（僅此2個方向選擇，搬與不搬，實現簡單化操作）。完成搬道后延時3～4s后，道叉自動回位。這個搬道動作出現的同時，緊接其小車后方，軌道上最好設計有一個欄桿，可自動阻攔，這個動作是為防止搬道叉變軌后，其后方有其他小車緊跟誤入情況發生。每臺小車前方安裝有碰撞開關，遇到阻力，自動停車，延時3～4s后可再次啟動。這樣的動作可以反復多次，目的是可防止堵車造成系統混亂的現象。這樣的設計，功能實現也是非常簡單的。小車若不是因阻力而停車的話，會自動啟動小車上安裝的夾具系統，完成固定的動作，最后將指定的書刊、書套和夾具一同放入小車。這個固定的機械動作完成后，自動放行小車繼續前進，從而進入返回路線。為防止出現意外故障，減輕檢修工作強度，可以考慮在每臺小車上安裝針孔攝像頭，并可遠程遙控指揮其上方安裝的升降桿夾具產生相應動作，便于解除故障，這也便于讀者看到找書進程和實現手動操作。當然，這樣的設計方案會增加一些制造成本。與此配合，每本書需要配有相同書套，確保不會因書的厚薄不一出現存放位置發生偏差而造成定位成本提高。

三、機器手設計

這里所講的機器手是指前面講的“運輸小車”。它是由夾具，包括機械升降臂，掛鉤和掃描儀等配件所組成的裝置。運輸小車可以有多個行駛輪，前面的起支撐運輸作用，可卡在其專用行駛的工字型軌道上，目的是保證按軌道行駛不脫軌。后面輪子為動力輪，它可根據指令有一定壓力的接觸或離開軌道，實現不斷電情況下完成行駛和停車動作。小車配置有可以插入的圖書信息卡的卡口。軌道拐點處裝有掃描儀，便于讀取卡上信息，指揮其軌道系統上安裝的搬道叉二選一的變軌操作，由此引領小車到達指定的書架位。（任何一本書都只有唯一一條運送通道，圖書存放地址決定搬道方向也是明確的）小車上方安裝的夾具（掛鉤機構）可以二維方向運動，該機構無須智能化識別技術，因為每本書的存放位置是固定的。故它的上下升降和前后移動（即靠近和遠離書刊的水平方向移動），對夾具來講動作也是固定的。機械升降臂可采用液壓傳動裝置，也可采用電動機旋轉，通過曲柄滑塊機構來實現。夾具的左右方向，即書刊擺放方向的移動則可由小車移動來實現。為保證夾具升降動作即抓取和上架動作固定，對書刊擺放要求是：標準化、規范化，即位置必須左右固定。

值得注意的是，運輸小車到達指定書架層位后開始走直線，控制何時停車取書是整個系統設計的關鍵。在此筆者構思兩種自控停車設計方案。方案1：進入指定書架指定層最左端后，開啟掃描儀，對從左到右小車所經過的每一本書上粘貼的條形碼進行掃描，一旦確認與圖書信息卡中的一致時，指揮小車停車，夾具自動開始工作。方案2：小車到達書架層最左端后，車上圖書信息卡被安裝在此書架上左端的掃描儀捕獲到卡上條碼數據后，小車啟動由輪子轉數來控制它的行駛距離，轉數到，則位置到，停車（因為書刊存放地址與轉數，即距離坐標有一一對應關系）。

四、紙質自助借還機設計

這里所講的自助借還書機，是指紙質文獻自動借還系統的服務終端操作機，是讀者檢索閱覽所需紙質文獻資料和借還書環節的操作平臺，是人機對話的窗口。它可由一臺普通電腦的終端，用來檢索查尋輸入和反饋顯示信息。一個射頻卡感應器或掃描儀，用于讀取讀者借閱卡信息，一臺小型打印機，給讀者提供清單，和一個看上去很像ATM自動存取款機，并設有“投取書刊口”的裝置，用于取書和歸還的裝置所組成。這個裝置，后方連接有一條專用導軌，它是循環線，2個口，一出一進，供運輸小車（機器手）傳遞文獻服務使用，這也是本系統的特色。借書時，讀者只需將借閱卡放入射頻卡感應器上感應，讓系統讀取借閱卡中信息，驗證讀者身份；其后讀者就可在電腦顯示屏上看到館藏相關信息及提示，并可根據需要，在終端觸摸屏上選擇任何一種排架法，檢索自己所需文獻。檢索完成，讀者只要在其顯示的文獻畫面上點擊確認即可。此后系統會根據讀者提供的信息，建立一張所需圖書的信息卡，它可以是粘貼有讀者所需資料編號的條形碼卡片，并自動插入到運輸小車（機器手）上，同時啟動多媒體應用程序，使顯示屏進入多媒體動畫模擬演示狀態，畫面將以三維動畫形式展示出整個物理檢索的全過程。這時顯示的動畫與機器手實際行走經過大致一致。當機器手運送小車到達規定圖書架區間后，則開始仿真模擬顯示的當前經過的圖書資料及架位情況，讀者可及時看到附近同類書籍實際擺放的虛擬情況。此后系統開啟掃描儀，逐一開始對經過圖書上的條碼進行掃描。當掃描到與信息卡上給出的條碼一致時，小車停車，并開始抓取所需圖書。如有條件，小車上可安裝攝像頭，提供手動操作，讀者可根據看到的情況，在終端發出指令停車，抓取所需資料（設計僅限于小車經過本層書架前進途中見到的所需文獻資料，不允許倒車阻擋后車現象，這樣的設計系統會簡便許多）。歸還時，原理基本相同，讀者只要將歸還的書刊按指定的方向投入到“投取書刊口”，這時掃描儀掃描書上提供的計算機條形碼，獲取條碼數據后，修改相應數據庫中數據，并打印出歸還信息清單給讀者，同時由運輸小車將其還原上架。為防盜，在構思上可結合采用在圖書上加貼了磁條的辦法。同時還能降低成本。

五、結束語

截至目前，國際上還沒有很成熟的技術和裝備在真實圖書館自動化中得到廣泛運用。究其原因，主要是因為真實的圖書館收藏量較大，自動存取操作涉及的技術問題多，按現有的通常設計思路，要想降低成本也實屬不易，由此也難以大范圍推廣，故實用價值不是很大。

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