谢辉 毛志成

摘 要： 公共图书馆图书自助借阅系统能够实现图书的自助借阅和归还，对降低图书馆工作人员的工作量具有重要意义。针对当前公共图书馆图书自助借阅系统设计方法存在的无法准确描述图书库存情况，影响借阅质量，且图书借阅完成速度较慢，借阅实现过程复杂问题，提出一种基于语义相似度的公共图书馆图书自助借阅系统设计方法。通过设计系统的总体框架，确定系统的实现流程，实现系统整体架构设计。根据系统的总体架构，对系统的图书管理模块、图书盘点模块、借书模块以及还书模块进行设计，实现系统构架设计。在此基础上，为保证图书借阅系统的性能，通过计算图书信息文本以及属性的相似度，实现图书信息检索。实验结果表明，所提方法设计的系统能够准确描述数据库中图书库存状况，且图书借阅实现速度较快，降低了工作人员的工作量。

关键词： 公共图书馆； 图书库存； 自助借阅； 系统架构； 信息检索； 语义相似度

中图分类号： TN830.1?34； TP311 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）22?0151?03

Abstract： As the design method of the current self?help book borrowing system for public libraries has the problems of inability to accurately describe the book inventory status which affects the borrowing quality， slow speed of book borrowing completion and complex borrowing implementation process， a design method of self?help book borrowing system based on semantic similarity is proposed for public libraries. The implementation process of the system is determined， and the overall architecture design of the system is realized by means of overall framework design of the system. According to the overall architecture of the system， the library book management module， book check module， book borrowing module and book return module of the system are designed to realize architecture design of the system. On this basis， book information retrieval is achieved by calculating the similarities of the book information text and attributes， so as to guarantee the performance of the book borrowing system. The experimental results show that the system designed by the proposed method can accurately describe the book inventory status of the database， has fast speed of book borrowing completion， and can reduce the workload of the staff.

Keywords： public library； book inventory； self?help borrowing； system architecture； information retrieval； semantic similarity

科学技术的发展推动了知识经济时代的到来，人们对知识汲取和吸收的意识逐渐增强[1]。公共图书馆中图书成为人们获取知识的重要途径，如何提高公共图书馆服务水平成为图书馆所要考虑的重点问题[2]。目前国内各大型公共图书馆大多均购买或建立数据库管理信息系统，实现了日常业务的自动化集成管理。图书借阅系统作为图书馆管理的主要系统，其通过图书检索以及图书借阅记录确定不同读者对图书的需求，在降低图书检索和借阅难度的同时，为图书馆图书购置提供数据支撑。现有的图书借阅系统大多通过借阅者身份认证实现，通过对比持卡人与借阅卡中照片实现借阅卡与卡片持有人之间合法归属关系认证，根据认证结果实现图书借阅，这种方法增大了图书馆中相关人员的工作量。随着公共图书馆中图书数量的增多，公共图书馆图书自助借阅系统设计成为相关专家学者研究的重点[3?4]。随着对公共图书馆图书借阅系统设计方法研究的深入，已产生一些较为成熟的理论和应用，但这些方法仍存在一些不足，需要研究改进。例如文献[5]提出一种基于RFID的图书馆图书检索系统设计方法，利用JRM2030的射频识别能力对图书中的电子标签进行定位和查找，根据查找结果，实现图书检索。并通过Labview对电子标签的查找过程进行设计。但这种方法无法对借阅的图书进行记录，影响系统性能。文献[6]提出一种基于APP的图书馆图书借阅系统设计方法，通过掌上图书馆APP系统对图书馆工作进行整合，通过分析图书馆读者对图书的需求，对借阅系统的基本模块进行设计，通过完成基本模块设计实现图书借阅系统设计。但这种方法设计的系统模块较为复杂，导致图书借阅系统实现图书借阅的速度较慢。文献[7]提出一种基于云服务的图书借阅系统设计方法，通过引入云计算以及SOA架构，设计了由基础设施层、平台层、应用层组成的图书借阅系统。但该系统缺乏相关的理论作为支撑，影响图书借阅系统图书借阅的效果。

1 公共图书馆图书自助借阅系统设计

1.1 系统构架设计

为实现公共图书馆图书自助系统设计，采用Microsoft SQL Server 2005作为数据库，数据库中主要存储图书类型数据、书目数据、借书信息数据、部门信息数据等。根据图书自助借阅系统需求，读者通过链接或表格实现与计算机的交互。利用控制器对用户输入进行采集，并将采集结果传送到模型中。模型接收控制器传输的信息，根据信息对系统的状态进行更新，通过计算机对数据库中图书情况进行显示。根据系统的需求，利用MVC架构[8]实现公共图书馆图书自助借阅系统设计。设计的图书自助借阅系统主要由控制层、模型层、视图层以及数据库层组成。通过控制层，在实现输入设备管理的同时，对输入信息进行分析，并通过合适的处理，实现相应操作，满足读者需求。并且控制层为视图层提供显示数据信息。通过视图层实现系统的人机交互界面的维护，并利用控制层和模型层刷新视图层的请求，实现视图层数据的更新。利用系统中模型层提供的各种功能模块，实现系统的业务逻辑，并根据需要对数据库进行相关操作。根据上述论述，对图书馆图书自助借阅系统的各个模块实现过程进行设计，设计借阅系统整体框图如图1所示。通过系统整体架构描述了RFID技术[9]在图书自助借阅系统中的应用。应用层为读者提供不同的服务。通过控制层实现中间件数据的交换，并对中间件工作状态进行设置。通过控制层实现阅读器控制和配置、协议控制、状态管理以及数据库访问控制。通过阅读器控制功能实现对读写操作的控制，为应用层图书借还功能以及盘点功能提供阅读器的控制能力。

为实现图书馆图书自助借阅系统，需要对系统中各主要模块进行设计。根据上述分析可知，系统的主要功能模块有图书管理模块、图书盘点模块、借书模块、还书模块。在进行图书管理之前，需要对数据库进行检查，确定图书管理操作的可执行性。在增加图书时，需要先确定数据库中是否有相同书籍，如果有，则在原书数量上直接增加，否则需要增加图书表项。同理在删除图书时，需要确定该图书是否在删除数据库中，如果删除数据库中没有该图书，则需要报错。对于没有查找到的图书，需要直接报错，并退出流程，对于未知事件，也应按报错处理；在进行图书盘点的过程中，需要先确定是进行图书匹配还是实现图书更新。如果需要对图书进行更新，则需要对现在在书架上的图书和其在书架中的位置进行匹配。如果进行图书位置的更新，则需要修改图书在书架中的位置信息；借书量的检查通过在读者数据库中寻找读者借书量信息实现。当读者借书量达到图书馆借书上限时，则需要进行报错处理，否则检查图书馆中是否有足够的库存；在进行还书时，系统从记录读者借书信息的数据库中提取该读者的借书信息，并对信息进行分析比较。当确定该图书为该读者借书，则实现还书，系统自动清除该读者的借书记录，当读者借书记录与还书不匹配时，则进行报错处理。

通過上述论述，根据系统需求对公共图书馆图书自助借阅系统总体框架进行设计，确定系统的工作流程。根据设计的框架，确定系统整体架构，设计系统的模块组成，并对系统的主要功能模块进行设计，实现公共图书馆图书自助借阅系统设计。

1.2 图书自助检索方法

在实现图书自助借阅的过程中，图书的检索质量直接影响图书借阅效果。针对这一问题，提出一种基于语义相似度[10]的图书检索方法。利用基于语义相似度的图书检索方法，对于检索图书文本信息[A]与数据库中图书文本信息[B]的相似度，通过jaccard系数进行计算：

式中：[P（A，B）]表示某文本信息同时在检索图书文本信息[A]和数据库图书文本信息[B]中；[P（A，B）]表示某文本信息仅属于检索图书文本信息[A]；[P（A，B）]表示某文本信息仅属于数据库中图书文本信息[B]。对检索图书信息与数据库中图书信息的属性相似度进行计算，当检索的图书信息与数据库中图书信息有很多属性相同，则说明检索的图书信息与数据库中图书信息相似度很高。

2 实验结果与分析

为了证明所提基于语义相似度的公共图书馆图书自助借阅系统设计方法设计系统运行效果，进行一次实验。实验过程中，利用配置为Intel B360 i5?8400 M?ATX 4 GB GTX 1050TI的计算机搭建实验的硬件平台，利用Windows 2007系统作为实现操作系统，利用Matlab软件对实验过程进行模拟，通过实验，得到的结果如下所述。实验不同方法设计的系统实现图书借阅和归还需要的时间（s）。实验过程中，利用不同方法设计的系统进行图书借阅，通过实验，得到的结果如表1所示。

通过表1看出，所提方法实现图书借阅的速度最快，说明能够较为快速地满足读者需求，降低了工作人员的工作量。所提方法设计的系统在进行图书自助借阅的过程中，通过相似度计算的方法对图书信息进行查找，减少了信息检索的完成时间，提高了借阅完成速度。在图书借阅过程中，系统能否准确反应数据库中图书数量直接影响图书借阅质量，通过实验，得到的结果见图2。其中图书编号为一常数，设其单位为n。

通过图2看出，所提方法设计的系统检索的图书数量与实际图书数量最为接近，说明所提方法设计的系统对图书数量信息检索的精确度最高。所提方法设计的系统在进行图书数量信息检索的过程中，利用相似度计算的方法，保证了图书数量信息检索的准确性。

3 结 论

公共图书馆图书自助借阅系统作为公共图书馆图书管理系统的重要组成部分，借阅系统的性能直接影响图书馆的服务质量。针对当前图书借阅系统存在的无法准确描述图书库存情况，影响借阅质量，且图书借阅完成速度较慢，借阅实现过程复杂问题，提出一种基于语义相似度的公共图书馆图书自助借阅系统设计方法。实验结果表明，所提方法设计的系统能够有效改善当前系统存在的不足，为该课题的深入研究发展提供理论依据。

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