林妍 毛梦雅 丁邹倩 刘爱华

摘要：针对图书馆中存在的学生代签以及离馆后久不退座的现象，设计并开发了一款基于GPS定位的图书馆座位管理系统。该系统实现了用户预约选座、签到、暂离、退座等功能，引入了上周情况反馈模块、排行榜模块，方便学生合理安排预约时间，实现了数据可视化。系统通过获取用户的GPS定位信息，结合点和面的拓扑关系算法——射线法，判断学生是否在图书馆内签到或者长时间离开图书馆，提高图书馆座位使用率。

关键词：GPS定位;射线法;图书馆;座位管理系统;小程序

中图分类号：TP315      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）27-0005-03

Abstract： A library seat management system based on GPS positioning is designed and developed， in response to the phenomenon that students allograph or reservation and not returning after leaving the library for a long time. The system has realized the functions of user reservation and seat selection， check-in， temporary departure and seat withdrawal， and introduced the feedback module of last week's situation and the leaderboard module to facilitate students to reasonably arrange the appointment time and realize data visualization. The system obtains the user's GPS location information， and judges whether the students have checked in in the library or left the library for a long time by combining the algorithm of the topological relationship between the point and the surface -- ray casting algorithm， so as to improve the efficiency of the library seat use.

Key words： GPS positioning; ray casting algorithm; library; seat management system; mini programs

1 背景

高校圖书馆肩负着存储人类智慧结晶的责任，更是引领当代青年大学生更好更快学习的场所。每当考试周和考研月来临，学生对图书馆座位的需求迅速扩大，座位资源愈发紧缺，因此对图书馆座位的进一步有效管理显得尤为重要。

目前，南京工程学院图书馆座位管理系统主要包括：预约选座、扫码签到、使用座位、暂离、取消暂离、退座等功能。该系统采用了扫码签到的方式来监督用户按时到馆，但在人流高峰期常常会出现排长队进行认证的现象，其他时间经常存在学生间代替扫码、人已离开却忘记退座造成座位资源浪费的现象。

为了解决上述系统造成的时间和座位资源浪费的问题，本系统引入了GPS定位技术[1]，利用GPS定位获得用户的位置信息，用于监督用户到馆签到、离馆退座，从而减少了排队到馆签到的时间并进一步提高了图书馆座位的使用效率。

2 系统分析和设计

2.1 系统分析

用户具有登录、查看个人资料、座位预约、查看座位状态、自主退座、查看座位使用记录、查看违规记录、退出系统等权限。

预约选座模块：在限定可预约时间（例如6：00～22：00）内，用户通过微信小程序[2]选定座位。座位选择有两种方式：

1）用户自主选择，通过实时座位信息图查看到当前座位使用情况，自行选择座位并完成预约。

2）系统根据用户的座位要求进行推荐。系统添加座位推荐功能，用户可以根据“有插座” “靠近门口”等关键词检索座位，实现个性化选座。

签到模块：图书馆开馆时间为8：00～22：00，在此期间用户均可完成签到。用户需在预约的30分钟内到馆签到，若为6：00～8：00预约座位，需在8：30之前签到。

暂离模块：若用户需短时间离开图书馆可通过暂离功能实现座位保留。用户暂离后，离开图书馆不被GPS检测。暂离时间根据用户的不同需求，兼顾座位资源利用率进行以下限制：

1）暂时离开每次保留座位的时长为30分钟，可用时间段为8：00～22：00，每天可用4次;

2）午间暂离每次保留座位的时长为90分钟，可用时间段为11：00～12：30，每天可用1次;

3）晚间暂离每次保留座位的时长为90分钟，可用时间段为17：00～18：30，每天可用1次。

退座模块：退座分为主动退座和被动退座。主动退座时，用户在小程序上自行确认退座并尽快离开该座位。若预约后30分钟未签到或座位使用中GPS检测到用户不在图书馆内超过30分钟，则被动退座——自动释放座位并产生一次违规记录[3]。

座位推荐模块：为节省用户选择座位时间，本系统能够根据用户需求推荐合适的座位，为用户提供“有插座”“靠近门口”等多个选项，使用变邻域搜索算法[4-5]进行搜索，为用户推荐个性化座位。