城市街区24小时自助图书馆项目说明
深圳市华世精工
1. 引言
市民可以不用去图书馆，不受图书馆开、闭馆时间的限制，在社区、街边的一台机器上就能借书、还书、办理借书证，享受图书馆的预借送书服务。
“城市街区24小时自助图书馆系统”是一个全新的研究课题，受到了政府主管部门的高度重视，属于社会公益类文化服务工程，是城市公共文化服务体系的重要组成部分。
“城市街区自助图书馆系统”项目的成果是全新、实用的自助服务系统，创造“城市街区自助图书馆系统”的国产品牌，使全国乃至全世界的图书馆服务进入一个新的发展阶段。 2. 项目背景 2.1 公共文化服务与图书馆
文化是国家和民族的灵魂，集中体现了国家和民族的品格。文化的力量，深深熔铸在民族的生命力、创造力和凝聚力之中，是团结人民、推动发展的精神支撑。公共文化服务作为国家文化事业的重要组成部分，在积累、传承、创新和发展民族文化，落实公民文化权利和满足城乡居民日益增长的精神文化需求，提高全民族的思想道德和科学文化素质，发展和繁荣社会主义先进文化，构建社会主义和谐社会等方面都发挥着不可替代的重要作用。公共文化服务发展的水平，在一定程度上可以看作一个国家文明和社会进步的标志。
近年来，党和政府非常重视公共文化服务的建设，党的十六届五中全会指出，要积极发展文化事业和文化产业，加大政府对文化事业的投入，逐步形成覆盖全社会的比较完备的公共文化服务体系。《国家“十一五”时期文化发展规划纲要》明确指出，“十一五”期间文化发展的重点之一就是要大力抓好基层文化建设，力争到“十一五”期末，城市的文化设施、服务网络和文化产品基本满足居民就近便捷享受文化服务的需求，同时要抓好文化创新能力建设，促进先进科技与文化的融合。党的十七大又明确提出要推动社会主义文化大发展大繁荣，兴起社会主义文化建设新高潮。要推进文化创新，增强文化发展活力，让人民共享文化发展成果。
公共文化服务体系主要包括先进文化理论研究服务体系、文艺精品创作服务体系、文化知识传授服务体系、文化传播服务体系、文化娱乐服务体系、文化传承服务体系、农村文化服务体系等七个方面。文化知识传授服务体系解决的主要问题是将人类积累的文明成果通过各种形式传授给社会，让人们了解人类发展的历史、创造的文化，起到开启蒙昧、增进知识、提高素养的作用。这类机构主要是各级各类图书馆、科技馆、文化教育单位，图书馆特别是公共图书馆是社会公共文化网络的重要组成部分，它在国民教育、提高国民素质、传播信息、保障和实现公民的基本文化权利方面发挥着重要的作用。
公共图书馆是政府公共文化系统的重要组成部分，作为人们寻求知识的重要渠道，为个人和社会群体的终身教育、自主决策和文化发展提供了基本条件。国家文化“十一五”发展纲要中指出，要以大型公共文化设施为骨干，以社区和乡镇基层文化设施为基础，优先安排关系人民群众切身文化利益的设施建设，加强图书馆、博物馆、文化馆、互联网公共信息服务点等公共文化基础设施建设。 3．项目主要内容 3.1 总体思路
以图书馆资源和服务为依托，将ＲＦＩＤ技术、自动化控制技术以及计算机网络通讯技术整合成为一个终端分布城市任何地方，能够与图书馆之间通过网络实现数据实时交互的自助借还系统，是一个微缩型的功能齐全的智能化的２４小时全自助服务的图书馆。
城市街区２４小时自助图书馆系统支持读者自助借书、还书、办证、续借、查询等图书馆基本服务，还为读者提供预约定点送书、短信通知、自动取书等个性化服务，真正实现了对图书借还管理的智能化、自动化、网络化和大众便，在市主要社区、地铁、大型超市等公众密集区建立城区24小时自助图书馆，以方便市民，提高文献资源的使用效率。为构建全国公共文化服务体系提供技术支持、高效设备及运行模式。
建立城市街区24小时自助图书馆系统，最大限度的消灭公众阅读的障碍，将“阅读的方便”送至市民家门口。我们提出要为更多的市民提供图书馆服务，读者不必亲临图书馆，也不受图书馆开、闭馆时间的限制，使图书馆的藏书能够更充分地被利用，使自助图书馆成为公共文化服务体系的重要组成部分。 3.2 系统构成 城市街区24小时自助图书馆系统主要由四部分构成：24小时自助图书馆服务机系统（以下简称自助机）、流动服务车、中心服务系统与计算机网络。 自助机 正面 背面 图书ATM机性能指标 特色功能 ◇全天候服务 延长图书馆服务时间、 提高图书利用率 ◇智能交互 读者自助操作实时记录 自动上、下书架，无须人工干预 自助办证，方便快捷 查询定位，远程预约，短信服务，自动取书 对不符合还书要求的流通数据、系统自动退还 主要技术指标 ◇外型尺寸：3540 x1400 x 2400mm ◇供电要求：AC165V-264V 50-60Hz ◇整机功率：待机≤500W,峰值≤800W ◇符合标准：ISO 18000-6C ◇图书容量：书架810本 书箱150本 ◇存卡数量：150张 ◇存币数量：500张（百元钞） ◇图书上下架速度： ≤20秒（平均时间） ◇图书取还模式：采用机械手取书和上架归位 ◇工作温度：0℃～＋60℃ ◇工作湿度：<95％（＋40℃） ◇设备使用寿命：10年 主要由门口机、机械手、书架、上位机业务管理软件和下位机设备控制软件构成，上位机业务管理软件主要通过通信接口控制整个系统的运行，下位机设备控制软件主要控制机械手和门口机的动作。
图书借还采用RFID技术，RFID读写器读取用户信息以及图书上的电子标签信息，把获得的信息传送给上位机，上位机则通过网络向远程图书馆登记图书借还记录。
图书自动上下架分3部分完成，第一部分是机械手把图书送到指定架位或从指定架位抓取图书送到门口；第二部分是门口机获得图书后（图书获取包括机械手把图书放入门口机内和读者把图书放入门口机内），根据获取图书的状态重新摆放图书；第三部分是门口机开关门，如果是借阅图书，打开自动门，让用户提取借阅图书，如果是图书归还，则打开自动门让读者放入归还图书，操作完成后由程序控制器自动关门。 操 作 流 程 1. 借书
借书是指读者从自助图书馆系统中借阅图书。 1.1 借书流程
读者借阅图书的主流程简略描述如下：读者选择借书——>上位机向下位机发送借书就绪指令——>门口机书盒竖立——>读者输入图书架位号——>上位机向程序控制器发送图书下架指令——>程序控制器控制机械手根据图书架位号去书架抓取图书——>机械手把图书放到门口机书盒中——>上位机读取图书标签——>读取图书标签成功，图书借阅登记——>上位机向门口机发送出书指令——>程序控制器控制门口机把图书送到门口——>打开自动门——>用户提取图书——>关自动门——>打印借书凭条。
2. 还书
还书是指读者把贴有电子标签的在借图书归还到自助图书馆系统中。系统不仅支持自动还书，而且支持自动上架，当自助图书馆系统书架上有空架位时，图书归还后系统会自动对图书进行上架操作。当自助图书馆系统书架满，但是自助图书馆备用书箱中还有空位，图书归还后机械手将图书送入书箱中。 2.1 还书上架
本操作流程是图书归还上架流程，读者归还图书的主流程简略描述如下：上位机向下位机发送开门指令——>读者放入图书——>门口机传感器检测图书是否到位、条码扫描枪获取图书正反信息——>关闭自动门——>读图书标签——>读标签成功，进行图书归还登记——>根据图书正反翻转图书——>图书翻转完成、获取图书大小信息——>根据图书大小信息分配图书架位号——>上位机向下位机发送图书上架指令——>下位机控制机械手执行图书上架操作——>打印还书凭条。 2.2 还书入箱
书架满，但是书箱中还有空间放置图书时，系统执行还书入箱操作流程，还书入箱操作主流程描述如下：读者归还图书读取操作上位机向程序控制器发送开门指令——>自动门打开——>读者放入图书——>门口机传感器获得图书检测信号、条码扫描枪获取图书信息——>关闭自动门——>读取图书标签——>获取图书大小信息——>根据图书大小信息分配图书架位号——>如果书架满则向机械手发送图书入箱指令——>机械手把图书放入回收箱中。 3. 新书上架
新书上架指图书管理员对新到图书或从图书馆中心库中提取到得新图书进行上架，通过机械手把图书摆放到自助图书馆系统书架上。 3.1 新书上架流程
自助图书馆图书管理员新书上架主流程简略描述如下：上位机向程序控制器发送开门指令——>图书管理员放入图书——>门口机传感器获得图书检测信号、条码扫描枪获取图书正反信息——>关闭自动门——>读取图书标签——>根据图书正反翻转图书——>图书翻转完成、获取图书大小信息——>根据图书大小信
息分配图书架位号——>上位机向程序控制器发送图书上架指令——>程序控制器控制机械手进行图书上架。 4. 旧书下架
图书下架流程是图书管理员对破损图书和长时间没有被借阅的图书进行下架，以便对这些图书进行相应的处理。旧书下架有两种方式，一种方式是图书下架后从门口机出书口中送出，一般情况下一次下架一本，这种方式适合于小批量的图书下架；另一种方式是图书下架后机械手直接把图书放入备用书箱中，特别适合大批量的图书下架，如破损标签图书下架。下面对这两种方式管理员图书下架分别介绍。 4.1 单本图书下架流程
自助图书馆图书管理员对单本旧书或破损图书下架主流程简略描述如下：选中待下架的图书——>上位机向程序控制器发送下架指令——>机械手从指定位置抓取图书放到门口机书盒中——>门口机把图书送到出书口——>打开自动门——>管理员提取下架图书——>关闭自动门——>修改图书架位信息状态。 4.2 旧书下架入箱
当图书损坏或图书长时间没人借阅，这样的图书需要进行下架处理，但是管理员不能从架位上了解那些图书需要下架，此时，采用查询数据库技术获得图书架位信息对图书进行下架入箱操作。如标签破损不能读取标签信息时，需要下架图书进行标签修复处理就采用此方式。
图书管理员对旧书下架入箱主流程简略描述如下：图书管理员输入图书架位号——>上位机向程序控制器发送图书下架入箱指令——>程序控制器控制机械手根据图书架位号抓取图书——>机械手把图书放到图书回收箱中。 5. 办证
在屏幕上选择办证，刷新一代身份证，输入电话号码，缴纳借书押金，取借书卡。
5.1 室内自助机
室内自助机应是24小时自助图书馆服务机根据具体场所在容量、功能上的组合。 室内自助机由于布置在室内或能够避雨的地点。
根据地点的特点，进行外观改造，强化宣传，考虑安全措施。 5.2 户外自助机亭
户外自助机亭应在24小时自助图书馆终端机的基础上，加装保护措施，有宣传、避雨、防晒、温度控制、安全措施等设计。 5.3 流动服务车
流动服务车负责中心书库与自助机之间的文献运输以及自助机本身的图书管理工作，包括新书、归还书上架、预借送书和图书回库等。
如无线网可用，则中心与流动服务车以无线网方式通讯，否则中心以短信方式告知流动服务车各个自助机的运行状况，及时解决出现的问题。 5.4 中心服务系统
图书馆设置专门的服务器，装载接收标准协议的图书馆管理应用软件，与所有自助图书馆终端机进行信息传递，实时监控全部自助机的运行情况。
中心服务系统由我馆自行研制开发，与自助机之间采用标准协议ANSI/NISO Z39.83。 5.5 计算机网络
通过有（无）线网连接自助机与中心服务器，连接流动服务车上的终端设备。通过网络，自助机与中心服务器上的图书馆自动化系统之间进行实时数据交换，从而确认并记录所有的操作；通过网络，流动服务车与中心服务器上的图书馆自动化系统之间进行实时的管理型数据交换，形成完善的响应机制。 功 能
1. 自助图书馆宣传与帮助
在设备上、周遍环境、计算机屏幕上介绍自助图书馆的服务项目、服务模式、服务规则等，帮助读者使用自助图书馆，了解相关的图书馆服务系统（如预借送书服务）。 2. 图书信息滚动式发布
当操作台被人独占时，本设备提供双面刚化玻璃透明书架和一台备用查询电脑，以保证其他读者能浏览设备中可外借图书，查询图书馆里能预借的书。 3. 申办新读者证与收取押金
申办新证时，系统应提供多种可选方案，灵活配置可办理的读者证类型，并分别收取押金。申办流程必须合理，既不浪费读者证，保证读者押金安全可靠。 4. 超时控制
自助机上的每个操作步骤都设置超时控制功能，以避免因读者遗忘而出现“读者--文献”错位现象。 5. 读者预借取书
设备具备读者取预约书功能。设备中所存放的预约文献要作独占锁定，其他人不能借出。当识别到预约读者来取书时，自动将其预约的书送出，同时通知中心服务系统办理取/借书手续。 6. 读者借书
读者在书架上浏览或通过展览设备获得图书信息后，系统提供简单快捷的方式，由读者选择或输入需借图书信息，经确认后办理借出手续，由传送装置传递到读者手中。 7. 读者续借
读者登入系统可选择查看其当前外借图书，并提供续借功能。 8. 图书归还
提供图书归还功能。自助机能识别是否是图书馆的文献，归还成功后根据图书信息分配图书架位号自行上书架，以便下一位读者借阅。如书架全部放满按照预先制定的分拣策略送入对应的图书存放设备。如果识别出非有效文献，则由传送装载退回。 9. 交预付款
提供读者预付款余额查看及充值功能。 10. 交欠款
提供读者查看欠款明细，选择用预付款结清欠款的功能。 11. 其他管理
为配合读者主体服务功能，系统还设置一系列管理功能，如图书补充、还书箱更换、补充读者证、现金回库等功能，各设备需设置监控及自检功能，使文献物流管理、自助图书馆管理具有更高的自动化、智能化。 管 理 模 式
图书馆作为事业单位，负责整个应用系统平台的技术支持、自助图书馆的监控与总管理、图书调配和相关事务处理；承建商负责自助图书馆设备与系统运行的日常维护；场地和网络由财政支持图书馆解决或由提出需求的单位解决；由图书馆组织有关专家和社会人士对工程进行验收。 1、项目的关键技术
无人职守、7x24小时服务对自助图书馆的安全性是重大的挑战。自助图书馆不仅有计算机、打印机、阅读器，还有图书，甚至有少量的人民币。保证了各类设备的正常使用，防止损坏、被盗、被砸，同时安装了ccd监控并设置了报警措施。
自助图书馆安全性的另一个方面是读者操作的任意性，考虑了读者的各种可能性操作，在软件、设备控制等方面仅可能地降低故意操作、误操作所带来的影响。
此外，计算机及相关设备均有较强的耐用性和较低的故障率，并且能够自动监控，及时预警。 2. 数据通信和数据处理技术
城市街区24小时自助图书馆项目说明
