公共圖書館無感借還智慧流通服務建設的實踐

[摘 要]為總結經驗，避免公共圖書館在建設以通道為主體的圖書無感借還流通服務上“踩坑”，實現提升讀者流通服務效能的總體目標，基于無感通道借還服務的基本概念及特點，以江西省圖書館無感借還通道為案例進行實證研究，提出在建設無感通道智慧流通服務時應統籌總體建設目標、科學評估服務地點選址、合理規劃服務設計、保障讀者無感借閱體驗、創新服務管理模式、加強宣傳引導以提升服務效能，從讀者的實際需求出發，建設體驗性好、實用性強的無感借還智慧流通服務的建議。

[關鍵詞]公共圖書館 無感借還 智慧流通服務 江西省圖書館

[分類號]G252

1 引言

圖書館無感通道借還服務是智慧圖書館建設中的一項創新性服務，研究該場景服務將有效提高圖書館讀者流通服務效能，提升圖書館智慧服務水平[1]，增強讀者體驗，最大限度地體現圖書館智慧服務的價值。

為總結經驗，避免公共圖書館在建設以通道為主體的圖書無感借還流通服務上“踩坑”，高效實現提升讀者流通服務效能的總體目標，筆者以江西省圖書館無感借還通道為實證研究案例展開研究，認為在建設無感通道智慧流通服務時應統籌總體建設目標，科學評估服務地點選址，合理規劃服務設計，保障讀者無感借閱體驗，創新服務管理模式，加強宣傳引導，提升借閱服務效能，切實從讀者的實際需求出發，建設體驗性好、實用性強的無感借還智慧流通服務。

2 圖書館無感通道借還服務的概念及特點

2.1 基本概念

無感通道借還服務是圖書館人在智慧圖書館實踐創新中將人臉識別技術[2]與無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、光幕、通道閘機控制等技術相結合的一項具備智能性的圖書館流通場景服務。該服務無需讀者攜帶實體或電子身份證件，強調在無感體驗下即可快速完成讀者身份識別、圖書信息識別及借還操作[3]。

2.2 服務特點

2.2.1 圖書流通的便捷性

無感通道借還服務無需讀者手動對圖書進行借還操作，讀者僅需攜帶圖書通過無感借書或無感還書通道即可自動完成圖書的借閱與歸還，極大提高了圖書流通的便利性[4]。相較于傳統人工借閱服務或讀者在自助借還機上進行圖書借還操作，無感借還通道智慧服務花費的流通時間更短，約在3秒內即可快速完成，有效提高了圖書流通效率。

2.2.2 讀者身份識別的精準性

無感通道借還服務配備人臉識別系統，讀者在完善人臉信息后，其人臉信息會與其圖書館本館讀者證賬號關聯，通過前端人臉識別設備和識別算法即可快速精準完成讀者身份信息的確認。

2.2.3 讀者服務的透明性

無感通道借還服務是一種對讀者技術透明的場景服務。讀者攜帶的圖書可以拿在手上或者放進包里，當其通過無感通道時，通道內部的RFID讀寫器會自動檢測出圖書信息，并與讀者身份信息關聯，自動完成圖書流通操作。讀者作為無感借閱智慧服務的最終使用者，既不用擔心自己因為忘記帶身份證或讀者證導致無法借書，也不必關心自己攜帶的圖書如何借閱或歸還，整個服務流程對讀者完全透明。

2.2.4 服務數據的可統計性

除基本的智慧流通服務功能外，無感通道借還服務還具備數據統計功能[5]，能夠精確統計從無感通道進館和出館的人數、成功借出與歸還的圖書數量以及流通失敗的日志數據等，方便圖書館員對無感通道服務進行數據查詢與統計管理。

3 江西省圖書館無感借還通道智慧服務建設實踐

江西省圖書館2016年開始啟動贛江之濱新館建設項目，于2020年9月27日正式開放[6]。為有效提升智慧化服務能力，江西省圖書館以新館建設為契機，以滿足讀者需求為導向，充分利用現代信息技術，建設出一批數字化、智能化、智慧化的公共數字創新服務，主要包含圖書館大數據平臺、圖書館服務數據智慧墻、智能書架服務、智能分揀服務、無感借還智慧流通服務、圖書館智能推薦服務、智慧閱讀空間服務、基于5G的圖書館空間網絡服務等，著力從智能圖書館向智慧圖書館發展轉型。在這批公共數字創新服務中，“無感借還”智慧流通服務最為突出，可實現讀者入館就能還書、出館就能借書的無感化體驗[7]。

由于在無感通道項目建設初期，業界尚未有相關經驗可供參考借鑒，江西省圖書館在實施無感通道借還服務過程中展開了深入探索與思考，并在位置選址、功能設計、外觀設計、軟硬件基礎設施部署、系統問題測試等方面均進行了有益的嘗試。

3.1 規劃與設計

3.1.1 位置選址

江西省圖書館在無感借還智慧服務建設規劃初期對搭建無感通道的地點進行選址考量。經考察發現，一層入口以少兒讀者為主，二層為讀者進出館的主出入口，且一層少兒入口所處位置面積較窄，不適宜作為無感通道的出入口，綜合考量出入口人群類型、流量及通道面積因素，江西省圖書館決定將無感借還通道設定在二層主出入口處，詳細見圖1。

由圖1可見，江西省圖書館無感通道采用“四進四出”服務模式，即中間主入口處的4條通道為無感還書通道，讀者從此通道入館，其攜帶的圖書將被自動歸還。在無感還書通道的兩側各設有兩條無感借書通道，讀者從此通道出館，其攜帶的圖書將被自動借閱。此外，在無感借書通道旁均設置了普通安全門出口，用于采用人工服務臺或自助設備方式借還圖書的讀者出館。

3.1.2 無感借書通道功能設計

江西省圖書館無感通道借閱與歸還程序的觸發條件均利用到光幕技術，即在無感通道底部開孔，通道開孔的兩側分別安裝上紅外發射管和紅外接收管。當發射管和接收管之間沒有障礙物時，紅外發射管發出的光信號就能順利到達紅外接收管，紅外接收管接收到光信號后，相應的內部電路輸出低電平；而在有讀者經過的情況下，紅外發射管發出的光信號被遮擋，紅外接收管接收不到調制信號，相應的內部電路輸出為高電平。像這樣，通過對內部電路狀態進行分析就可以判斷出是否有讀者進入無感通道。

江西省圖書館無感借書通道需思考讀者借書成功與失敗兩種情境。當讀者借書成功時，系統允許其攜帶圖書從該通道出口擺閘直接離館。當讀者借書失敗時，系統語音播報讀者借書失敗原因，并打開側門擺閘引導讀者返回。

讀者進入無感借書通道借書的完整流程為：當讀者進入無感借書通道觸發第一道光幕后，光幕狀態被返回到人臉識別中間接口程序，由前端人臉識別設備發起人臉抓拍，并將抓取的讀者照片與后端人臉庫匹配驗證，從而獲取其讀者證號。根據讀者賬號調用圖書館SIP2查詢接口服務程序獲取讀者借閱信息，只有在同時滿足人臉驗證成功和圖書館流通規則的情況下才能正常完成圖書借閱，如出現人臉識別失敗、圖書逾期未歸還、超過最大可借數量等違反流通規則的情形，均會導致圖書借閱失敗。無感借書通道功能設計流程如圖2所示。

3.1.3 無感還書通道功能設計

由于還書操作無需進行讀者身份信息識別，無感還書通道可實現讀者快速還書，待讀者觸動光幕且攜帶的圖書信息被成功識別后，圖書即可被自動歸還。

讀者進入無感還書通道還書的完整流程為：當讀者進入無感還書通道觸發第一道光幕后，光幕狀態被返回到通道閘機系統程序，閘機內部的RFID讀寫器開始識讀通道范圍內圖書內嵌的超高頻RFID標簽，檢測出讀者攜帶的圖書信息，當讀者觸發到無感還書通道第二道光幕后，系統會調用SIP2還書接口指令完成圖書的歸還操作，并在還書通道上方顯示屏顯示讀者成功歸還的圖書信息，同時語音播報還書成功，讀者入館后僅需將已歸還的圖書放入還書箱即可。無感還書通道功能設計流程如圖3所示。

3.1.4 人臉識別功能設計

人臉識別的整體流程為：已辦理讀者證的讀者首先需要在人臉錄入采集終端注冊人臉到人臉服務器數據庫中，當進入無感借書通道觸發第一道光幕后，光幕狀態被返回到人臉識別中間接口程序，由前端人臉識別設備采用深度學習算法獲取處于通道內讀者的人臉信息，并與后端人臉服務器中的讀者人臉數據庫匹配驗證，人臉識別率相似度大于等于80%的人臉數據才可認定為該讀者，進而獲取其讀者賬號信息。根據讀者賬號調用圖書館自動化管理系統ILAS接口服務程序獲取讀者借閱規則記錄，判斷該讀者是否可借書，并進一步通過無感通道閘機系統管理門禁是否可放行。

人臉識別攝像頭終端用于智能抓取讀者人臉信息。為縮短讀者在入館還書通道的等待時間，加快還書效率，無感還書通道無需部署人臉識別攝像頭終端，僅需配備識別圖書標簽信息的RFID設備，并完成還書操作即可。因此，分別部署兩臺人臉識別攝像頭在二層北區和南區的無感借書通道兩側，同時需保證人臉識別攝像頭可與人臉識別服務器正常通信。

3.1.5 無感通道外觀設計

無感通道外觀設計需兼顧功能與美觀。其中，無感通道閘機類型的選擇對無感通道的外觀及其功能交互起著至關重要的作用。目前，常見人行通道閘機按照阻攔方式的不同主要有：三輥閘、擺閘和翼閘[8]。其優缺點如表1所示。

結合江西省圖書館二層主入口大廳場館實際環境，讀者成功借閱圖書后可徑直從無感借書通道出館，無感通道出館的擺閘門寬需與圖書館二層出館的玻璃幕墻門寬保持一致，故需定制較大寬度的閘門作為無感通道的閘機。綜合考慮寬度和美觀需求，江西省圖書館無感通道的閘機采用支持最大寬度、外觀可塑性強的圓柱擺閘，且以10mm厚度的有機玻璃作為擺閘的阻攔體。無感通道的整體材質采用白色木質環保材料制成，通道內部一方面需要放置RFID讀寫器、工控機以及交換機等控制和數據通訊設備，另一方面需要設置檢修口，以便日后故障檢修，故在通道內側開設檢修口，檢修口裝飾擋板材質采用乳白色亞克力板，通過磁吸方式固定和開啟，其實際效果如圖4所示。

3.2 部署實施

江西省圖書館無感借還通道的軟硬件基礎部署環境如表2所示。其中，無感通道閘機系統配合無感通道閘機工控管理機負責通道閘機的門禁開關管理；人臉識別系統負責讀者人臉信息的儲存、認證與管理。人臉識別系統部署包含服務器端、采集端和識別端3個模塊[9]。服務器端需部署人臉識別服務器和ACS圖書業務接口管理交互系統服務器，人臉識別服務器主要功能包含對接和管理抓拍人臉攝像頭、識別監控、抓拍查詢、人臉庫管理等，通過比對從前端人臉攝像頭傳來的圖像數據獲取讀者身份信息。ACS圖書業務接口管理交互系統服務器用于與本館圖書業務自動化管理UILAS系統對接，獲取讀者身份信息及借閱規則數據。

通過無感通道閘機系統中央管理平臺可查看無感借還通道的狀態，實時監測通道是否可用，如圖5和圖6所示。

3.3 測試發現存在的問題

3.3.1 通道內人臉識別通過率過低

由于江西省圖書館無感通道出入口外圍墻壁均為雙層玻璃幕墻，雖然美觀新穎，但也存在因光束鏡面穿透反射而產生的不良影響。例如，在江西省圖書館無感借書通道處，外部強光穿透玻璃幕墻照射到人臉識別終端，導致人臉識別失敗。經館方多次研究討論，最終決定在玻璃幕墻外側貼上玻璃貼膜，該貼膜材質為7mil厚度的多層PET夾層吸光材料。經過測試發現，該方法可成功阻擋光線，有效提高人臉識別率。

3.3.2 通道內“圖書錯借”問題

本項目在測試期間發現，當兩位讀者攜帶圖書從相鄰無感借書通道同時進入時，存在“圖書錯借”問題——進入左側通道讀者的書被借到右側通道的讀者卡上。經過分析與反復測試發現，出現該問題的原因在于相鄰無感通道間放置的多個RFID超高頻讀寫器天線輻射場信號干擾[10]。

江西省圖書館無感通道內部均配備RFID超高頻讀寫器，每個讀寫器有4套射頻信號天線，天線產生的輻射場為圖書標簽提供射頻能量，圖書標簽上的天線和線圈接收到電磁波能量后產生電流，并利用這部分電流發送儲存在圖書標簽芯片中的數據。由于相鄰通道之間的讀寫器及天線距離太近，導致射頻信號互擾，出現“圖書錯借”的問題，利用金屬的導電性能會影響射頻信號的電磁耦合與反射，可有效屏蔽電磁信號，防止相鄰電磁場彼此向外擴散干擾。江西省圖書館通過在相鄰無感通道兩側中間增加鋁箔片屏蔽對側的天線輻射場信號，有效解決了“圖書錯借”問題，其俯視圖如圖7所示。

3.3.3 無感借書通道出口閘機響應時間過長問題

本項目在測試期間發現，存在讀者在無感借書通道內停留等待閘機開門時間過長的問題。江西省圖書館無感借書通道長約三米，若正常人行走步速按1.2米每秒計算，約花費2.5秒即可到達出口閘機區域。分析讀者在通道內的時間消耗主要包含：（1）人臉識別時間。即人臉驗證成功返回讀者證號的時間，該部分時間消耗約2.5秒。（2）圖書標簽識別時間。即判斷是否為超高頻電子圖書標簽并按照EPC解碼規則進行圖書條碼解析的時間，按照4本圖書的數量計算，該部分時間消耗約200毫秒。（3）讀者借閱信息查詢時間。系統調用接口判斷是否違反流通規則，并在LED屏設備顯示圖書借閱記錄，該部分時間消耗約2.7秒。（4）圖書借閱操作時間。系統調用接口執行借書指令，該部分時間消耗約1.1秒。合計約6.3秒。

江西省圖書館通過分析通道內的邏輯程序，盡可能縮短流通時間，優化服務體驗。例如，將圖書RFID標簽過濾、條碼解析識別任務與人臉識別任務同步執行，并優化SIP2接口返回值參數，不查詢讀者借閱圖書信息，僅返回可借狀態位。經測試，讀者在通道內消耗的時間可縮減3秒。筆者實測無感借書通道完成圖書借閱操作時間約3.3秒，通道流通日志如圖8所示。由此可見，按照3.3秒流通時間和1.2米每秒步速計算，基于超高頻RFID標簽無感借書通道的最佳通道長度建議設置為4米為宜。

3.4 建設成效

在配備無感借還通道系統后，江西省圖書館的圖書流通服務效率及讀者服務體驗得到顯著提升，真正意義上實現了圖書借還“零停留”。江西省圖書館“無感借還”智慧流通服務自2020年9月投用以來，受到業界內外廣泛關注，相較于傳統圖書借還流程，無感借還智慧流通服務無需讀者攜帶借書證或進行觸摸屏式人機交互，讀者僅需自然通過無感通道，即可在約三秒內自動完成圖書借書或還書手續，大幅縮減流通時間。在社會服務效益上，自無感借還智慧服務投用兩年時間以來，讀者累計借還圖書327萬冊次，節約讀者流通時間約8165.3小時，2021年讀者借還量同比增長47.5%，圖書流通效率提升了90%，取得了良好的服務效能。與此同時，該項目成功入選2022年文化和旅游部數字化創新實踐十佳案例，為現代化、智慧化公共數字文化創新服務體系建設起到了引領和示范作用[11]。

4 經驗總結

無感通道借還服務既是公共圖書館開展智慧化建設的一項創新性服務，也是促進公共圖書館高質量發展的一項重要舉措，具備場景服務的智慧性、圖書流通的便捷性和讀者服務的透明性。圖書館在建設該服務時，一是要統籌總體建設目標；二是要對服務選址科學評估；三是需要合理規劃服務設計；四是保障讀者無感借閱體驗；五是創新服務管理模式；六是加強宣傳引導以提升服務效能。

4.1 統籌總體建設目標

在開展圖書館無感借還通道服務項目前，需要進行專家論證，并確定總體發展目標，包含時間、服務讀者群體、外觀、功能、服務效能等目標定位，確保該項目科學、合理、高效地按既定目標如期完成。

4.2 科學評估服務選址

無感借還通道位置選址的合理性是影響后期無感借還通道服務效果的直接因素。無感通道的選址一般設定在圖書館進出口處，以實現讀者入館即還書和出館即借書的無感體驗。通道選址需考慮以下幾方面因素：一是出入口讀者群體類型及人流量多少。出入口的選擇應根據各公共圖書館服務讀者群體類別及數量做出綜合評估，若圖書館讀者服務群體中成人占多數，應將無感通道設定在成人出入口處，若讀者服務群體以少兒讀者居多，則可將無感通道設定在少兒出入口處。二是出入口所在區域面積大小。出入口所在區域面積越大，越有利于形成較大規模且功能完備的無感借還通道。三是出入口所在區域是否預留強電和弱電點位。出入口區域若預先留有備用的強弱電點位可有效避免地面開槽布線。四是出入口環境是否存在客觀不利因素。例如，強光直射、光線反射、建筑物漏水、雨淋等不利條件，均會影響無感通道借還服務的正常開展。

4.3 合理規劃服務設計

無感借還通道服務的功能需要結合各圖書館現有實際環境進行合理規劃。例如，就無感通道中圖書RFID標簽類型的信號干擾能力看，高頻技術的近場感應耦合減少了潛在的無線干擾，對環境噪聲和電磁干擾（EMI）有極強的“免疫力”，而超高頻技術的RFID標簽更容易受到電磁干擾、金屬的影響。因此，無感借還通道中流通的圖書RFID標簽可優先考慮高頻RFID電子標簽，避免因為相鄰通道電磁干擾的影響導致“圖書錯借”問題的發生。若圖書館當前環境的圖書RFID標簽為超高頻標簽，亦可參考江西省圖書館在相鄰無感借還通道之間添加金屬鋁箔片進行電磁信號隔離的解決方案。又如，圖書館的出入口可同時設計無感借還功能和普通計數功能的出入通道，滿足讀者對圖書館出入通道自由選擇的需求。

無感借還通道服務是圖書館開展智慧圖書館服務的一種創新思路，通過人臉認證識別讀者身份信息，再關聯無感通道內RFID讀寫器識別到的圖書信息，最終完成圖書流通。然而，在實際無感借書通道服務使用過程中，面對少年、青年及中老年不同讀者群體，考慮到其對人臉服務借還操作接受程度的不同，以及后期人臉系統可能發生的突發性人臉比對失敗現象（如隨著青少年的成長，人臉也會不斷發生變化，可能與早期存儲在人臉數據庫中的人臉數據相差較大），圖書館可以犧牲部分無感體驗為代價，在通道表面設計安裝讀者證或身份證刷卡功能模塊，用于讀者身份信息確認，一方面可緩解中老年人無感通道借還圖書的使用障礙，另一方面也能從容應對因人臉服務故障引發的圖書流通問題，在無感借還體驗與讀者流通效率之間尋找最佳平衡點，實現通道圖書流通的高效服務。

4.4 保障服務無感化體驗

無感借還通道最重要的特性便是“無感”。因此，在通道程序設計時，應盡可能優化設計方案。例如，無感借書通道與還書通道的邏輯功能流程設計可以從“無感”的角度進行設計，將通道入口閘門默認設置為開啟，利用紅外光幕技術識別讀者是否進入通道，而非采用讀者主動式向人臉識別設備認證人臉，認證通過后再打開入口閘門的方式。又如，讀者在通道內等待的時間也是影響無感化體驗的重要因素，可通過優化程序邏輯，精簡接口調用數據，縮短讀者在通道內等待的時間，以實現“零停留”的無感化借閱體驗。

4.5 創新服務管理模式

無感通道借還創新服務在管理上也需要根據讀者的需求因地制宜地不斷進行修改和完善。例如，在人臉注冊這一關鍵環節，年輕讀者群體習慣于通過微信掃碼注冊人臉信息，老年讀者則更傾向于在服務臺工作人員的幫助下完成人臉注冊，讀者可能會因為注冊人臉的方式太單一或不便利而放棄使用。圖書館需要綜合考慮不同讀者群體的使用習慣[12]，采用手機掃碼、嵌入攝像頭的自助辦證機和人工服務臺3種方式采集人臉，供讀者根據個人習慣自由選擇，但在采集信息前，均需核驗讀者證賬號信息，并同意接受圖書館人臉識別用戶協議。又如，部分讀者可能會因為個人面部信息為敏感信息，不愿意被收集人臉信息，圖書館可以在保障數據安全的前提下引入積分管理系統，通過設定完善人臉信息或參與無感借還服務體驗贏取讀者積分，兌換文創好禮，來激勵更多的讀者使用無感借還服務，從而有效提高圖書館無感通道借還服務的利用率。

4.6 加強宣傳引導以提升服務效能

在無感通道試運行階段，發現存在部分讀者在閘機入口未關閉前跟隨前面讀者一同進入通道的現象。針對這一問題，圖書館需要積極加強宣傳引導。例如，添加“一人一閘，請勿跟隨”進入通道的引導標語，在出口醒目位置懸掛“無感借書出口，請勿從此入館”引導標語，并在無感通道試運行前期由工作人員加強指引，以提升無感借閱的服務效能。

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吳玉靈 男，1988年生。本科學歷，館員。研究方向：智慧圖書館建設、圖書館智慧服務。

（收稿日期：2023-06-26；責編：徐向東。）