基于Web技术的图书精准定位系统的设计与实现

武永建 李月清 段兆英

(北京工业职业技术学院 图书馆，北京 100042)

0 引言

目前高校图书馆大都实现了自助借还等功能，提高了工作效率，读者的满意度也得到了提高。但由于现有图书检索系统只能显示图书所在的书库和索书号，并不能精确提供图书在书库的具体位置信息，而书库面积一般都非常大，读者对分类法、索书号等并不了解，仍然面临着找书困难、找书时间长、找书不方便等问题。笔者利用Web前端技术、微服务架构技术，开发图书精准定位系统，该系统可以实现图书的精准定位。通过该系统查找图书，可以对图书精准定位到所在书库书架的行和列，方便读者快速找到图书，因此该系统的开发具有很强的理论和实践意义。

1 系统总体架构

图书精准定位系统由定位数据采集子系统和图书定位查询Web平台构成。

数据采集子系统分为在线采集和离线采集。在线采集依赖于良好的无线网络环境，直接把采集到的数据写入定位数据库，这种方式简单直接，无需额外操作。离线采集则可以脱离网络环境工作，对于特殊区域，如密集书库等无线信号屏蔽严重的地方，可以先把采集数据保存到采集终端的本地数据库，数据采集完成后再统一上传到定位数据库[1]。

图书定位查询Web平台实现了书目查询和图书定位功能。书目查询提供了筛选、排序、自动提示功能，用户可以方便快速地查询所需的书目信息[2]。书目查询结果列表提供了书目名称、作者、出版信息、在馆情况和详细分布情况，点击某一本书，会转到图书定位示意图，示意图模拟了图书馆书库书架的布局，可以直观地查看该书在图书馆的具体位置。平台采用MVVM架构，底层数据源采用oracle数据库，通过koa2搭建数据访问接口服务，使用vuejs，vuetify UI框架实现查询和定位界面。充分利用Html5和CSS3的最新技术实现响应式显示。读者用手机、PC、平板访问都可以获得良好的页面展示效果。图书精准定位系统总体架构图如图1所示。

图1 图书精准定位系统总体架构图

2 精准定位系统的设计

笔者以北京工业职业技术学院图书馆书库为例(以下简称北工职院图书馆)，进行图书精准定位系统的设计。图书的精确定位需要把图书馆的馆藏空间进行精确细分成最小单元，并对这些最小单元进行定位编码。

2.1 图书定位编码设计

按照层级递进关系，对北工职院图书馆的图书摆放单元细分为：图书馆楼层书库→书架→书架列→摆放图书的书架层。北工职院图书馆2～4层为开放书架借阅区，书架分布情况如图2所示。

图2 北工职院图书馆书架布局示意图

北工职院图书馆书架布局主要信息如下：(1)图书上架根据《中图分类法》按S或蛇形走位进行摆放；(2)每个书架是1个整体，分成两大列，共54个书架；(3)每个书架有6个存储列(个别例外)，书架双面可以放书，按照S形走位，每个书架有12个书架列；(4)每个书架列有6层，每层可放置1排图书，称之为书架层，每个书架层贴有层架标信息；(5)书架层为最小藏书单元。

根据上述信息，最小单元书架层的编码规则如下：【楼层】【区号】【书架】【书架列】【书架层】对应的编码采用十位编码，如图3所示。

图3 架层编码

左右两大列书架的列编号规则按U形进行，前27架从上到下、从左到右定义列顺序，后27架则从下到上、从左到右定义列顺序。第1至第27架，面向书架从左到右开始编号，S形走位后，第6列的反向是第7列，以此类推；第28至第54架，由于要衔接27架，28架从下端开始为正面，从左到右编号，反面从右到左编号。

2.2 图书定位数据采集方案设计

定位数据采集是将图书条形码和层架编码进行绑定，然后存入定位信息数据库，采集数据的准确性和完整性是精确定位的前提[3]。该系统采用首尾书定位法，首尾书定位法需要上架图书严格按照图书分类法的顺序依次上架。采集数据时，首先输入架层编码，系统从架层编码解析出书库编号。然后扫描当前层第一本书和最后一本书的条码信息，系统从OPAC数据库查询到2本书的索书号，然后以这2个索书号为区间，并联第一步解析出的书库编号作为查询条件，获取批量图书条码。系统把这些批量条码关联到架层编码，写入定位数据库，到此完成1个书架层的图书采集。采集流程如图4所示。

图4 图书定位数据采集流程图

首尾书定位法需要前期做好以下准备工作：

(1)新购图书上架、移库时，必须在OPAC数据库做好书库的调拨分配。处于同一分类的图书有可能分配在不同书库，例如北工职院图书馆的同一分类下图书有可能分配在密集书库、开架借阅书库、新书阅览书区、专题书库等。

(2)为了做到数据采集更加精确有效，在数据采集前，需要预先整理书架，把错架图书、读者归还图书上架。

(3)数据采集时的核验。按索书号区间查询图书时，需要先按书库排序再按索书号排序，读取OPAC数据库批量图书后，显示在采集界面上，为了让采集工作人员核验高效，界面还要额外显示数量、借出标记等信息。

2.3 OPAC数据库书目表索书号字段预处理

索书号是图书馆馆藏图书上架排架所使用的顺序编号，是现阶段文献外借和工作人员馆藏清点的主要依据。索书号一般由两部分组成，第一部分是分类号，依据《中国图书馆图书分类法》取号，图书出版时印在版权页；第二部分是书次号，是同一分类号下的图书编目次序号，一般由1～3位阿拉伯数字组成，方便图书馆藏集中和图书上架。

在首尾书定位法中，需要从OPAC数据库按上架顺序取出部分书目信息[4]。因索书号的字段类型是字符串类型，数据库查询是按位的大小排序，这会造成读取结果与架上图书顺序不一致。预处理手段是把索书号转换为虚拟字段，与索书号一一对应，再按虚拟字段排序，得出正确的排列结果。索书号的转换方式有索书号拆分法和定长填充法。笔者以定长填充法为例，说明索书号的转换过程。其转换过程如表1所示。

表1 索书号转换过程

2.4 图书定位数据库表设计

北工职院图书馆图书管理系统和自助借还系统都采用了oracle数据库，为了保证数据库的一致性和数据完整性，减少异构数据库数据处理的复杂性，图书定位数据表在自助借还系统数据库中创建，并借助标签转换表m_transform_tag提供的BOOK_ID、BOOK_INDEX、BOOK_NAME、BOOK_ISBN、BOOK_HOUSE等字段完成定位编码与图书的关联，图书定位数据表如表2所示。

表2 图书定位数据库表

3 定位查询子系统设计

定位查询子系统是一个Web平台，后台采用koa2搭建数据接口服务，前端页面利用vuetifyUI框架实现了多种终端的自适应，在PC端或平板手机端有良好的显示。

3.1 查询页面设计

定位查询子系统前端视图主要包含2个页面，一是查询书目信息的页面，页面头部是查询条件的设置和输入，其下是工具条，提供排序和筛选功能，剩余部分是书目信息展示列表；二是图书定位示意图显示页面，经由第一个页面书目列表的选择，把所选图书的位置标识在示意图上，示意图下方列出了图书的复本信息及在馆状态。

定位查询子系统前端工程项目由Vue-cli脚手架创建，自定义了书目查询组件BookList.vue和定位显示BookPosition.vue组件。

BookList.vue提供了用户查询界面，实现查询、筛选、升降序等功能。

用户在此界面上的查询、筛选、排序、滑动或滚动操作此参数形式向数据接口服务器发送查询指令，进行数据请求。请求使用包装过的axios.js异步请求库，查询的结果以JSON数据的形式返回，利用vuejs的非侵入性的响应式特性，返回的数据会立即检查需要更新的DOM节点，并把变化了的结果呈现到页面上。

3.2 定位页面设计

图书定位示意图使用css3节点渲染技术，而不是图片在页面的展示，其目的是为了减少向服务器请求的次数，并且H5页面元素结点的渲染响应速度比图书下载更加迅速。在界面显示之前，已把书库书架的排列抽象成1组数据，并把数据映射成DOM节点，从而完成从物理结构的书库到Web页面的示意图，在显示定位1本书时，利用MVVM架构思想，只更新示意图中的图书定位DOM节点。

根据书架的布局和摆放结构，结合前面的定位编码设计，用程序生成的抽象数据是1个一维数组，数组内容如下所示。

[

{ name: 'colnone', value: '54架' },

{ name: 'sh54_1', value:" },{ name: 'sh54_2', value:" }, { name: 'sh54_3', value:"},

{ name: 'sh54_4', value:" },{ name: 'sh54_5', value:" }, { name: 'sh54_6', value:"},

{ name: 'colnone', value: '东' },

{ name: 'sh1_6', value:"}, { name: 'sh1_5', value:"}, { name: 'sh1_4', value:"},

{ name: 'sh1_3', value:"}, { name: 'sh1_2', value:"}, { name: 'sh1_1', value:"},

{ name: 'colnone', value: '1架' },

{ name: 'colnone', value: '53架' },

{ name: 'sh53_1', value:"},...... { name: 'sh53_6', value:"},

{ name: 'colnone', value:"},

{ name: 'sh2_6', value:"},......{ name: 'sh2_1', value:"},

{ name: 'colnone', value: '2架' },

......

]

把生成的一维数组交由BookPosition.vue组件去渲染显示，利用CSS3的flex布局，把每个结节长度设置为6.66%，然后循环生成结点，即可完成映射物理结构的书库示意图，生成节点代码如下。

• :style="{'height':$vuetyfy.breakpoint.xs?'8px':'12px'}">

  {{item.value}}

BookPosition.vue组件自定义了【定位编码】属性，由BooksList.vue组件传入。一旦得到位置编码，BookPosition.vue采用计算属性来解析此编码，从而映射并替换前面生成的抽象书架数组中的元素，页面监听到数据变化，就会更新视图，向读者呈现图书在书库的精准位置。

4 精准定位系统的实现

4.1 采集子系统的实现

采集子系统采用首尾书定位法采集图书定位数据，为图书定位系统提供了必要的基础数据，这种方式投入成本小、精确度高，在现有条件和技术下能够顺利完成数据采集工作。采集子系统功能模块包含4个部分，分别为：系统登录模块、数据采集模块、数据上传模块、数据统计模块[5]。

(1)系统登录模块。界面提供了账号密码登录输入框，工作人员以工号为账号，以OPAC系统的密码登录系统。每项数据采集操作都会登记在账号下面，以供将来的问题追溯和采集统计。

(2)数据采集模块。工作人员登录系统后，界面提供了层、区、架、列、层的选择按钮，通过依次选择可以录入架层编码，也可以用扫描枪直接扫描录入层架标条码，把当前书架层的首书和尾书条码号扫描录入，界面会显示当前架层的所有图书，3个输入框的焦点会自动跳转，不用人工转移光标。通过排除操作，可以把不在架的图书归入问题图书列表中，以便工作人员提交到流通部处理。

(3)数据上传模块。通过上传功能，把离线采集数据上传到图书定位数据库中，完成数据的采集工作。上传完毕后，会弹出成功与否的提示信息，并提醒本次上传多少条数据。

(4)数据统计模块。可以查看各个工作人员采集的数量。

4.2 定位查询子系统的实现

4.2.1 查询界面的实现

查询界面提供了功能强大的检索图书功能，可以通过书名、作者、索书号、ISBN 4个途径，联合用户输入的关键字得出检索结果。为了使读者更加直观地了解图书信息，查询结果会显示出图书列表，包括：书目名称、出版日期、出版社、价格、借出/在馆数量情况。

为了使读者使用最少的操作达到最想要的结果，定位查询界面实现以下2个关键环节：

(1)输入关键字时，程序会监听输入框的变化，并把输入框的输入实时传给后台查询候选数据，并将候选结果以弹出列表的形式供用户选择，这样不仅可以减少用户的打字时间，还可以提供相关关键字的其他结果来参考。

(2)用无限下拉结果展示替代分页，可以减少用户其他操作，只需向下拉动或滚动鼠标轮即可展示下一页的结果。

4.2.2 定位界面的实现

在查询结果列表中，点击“查看定位”会转到图书定位示意图页面，此页面展示了图书馆2层书库的书架布局示意图，定位图书所在的架位用醒目的红色突出显示，用“↑↑”表示图书所在的书架面，示意图中空白区域表示物理书库中的立柱。示意图的下方列出图书复本的状态信息，如图5所示。

图5 定位系统图书位置示意图

图书所在书架的层数在书名下方以文字形式说明，这是因为示意图只能展示书库的平面结构，书架层的表示需要立体结构才能展示出来。实践证明：架列面3个维度的标识已经达到初步定位，再配以文字层数提示，可以达到精准定位的目的。

5 结论

笔者研究的图书馆图书借阅实现查询和定位的方案，针对在现有条件下，降低成本实现定位数据采集，具有实施的普遍性和推广性。利用对Web页面具有丰富渲染和视觉表现的最新的html和css3技术，系统的定位显示具有响应式自适应特性，实现了多终端的图书查询和定位功能，不仅提高了读者的找书效率，也给工作人员顺架、还书上架工作带来了方便，为图书馆在移动服务领域提供了思路。