基于无感通行的图书馆自助借还系统构建

□李 静 王 威

随着图书馆的不断发展、图书馆的借阅逐步由传统的人工服务发展为传统与数字相结合的服务方式。利用人脸识别技术配以无感通行借阅图书，可以提高图书馆服务质量，优化图书馆的资源使用。对于目前重大传染疫情的严峻状况，无感通行借阅也可有效防止病毒的传染，提高公共卫生安全。

一、自助借还中的几个关键问题

读者在进行图书的借还操作时，图书馆业务管理系统需综合判定读者的身份、图书信息以及图书的借还状态，将三者统一关联并进行相应的处理后才能够完成图书的整体借还操作。因此读者身份的认定、图书信息的识别和图书防盗标识的状态识别是图书自助借还的三个关键问题。

(一)读者身份的认定。传统图书馆在办理图书借阅证时一般采用的是将条形码和照片粘贴在借阅证上或者将读者信息通过图书业务管理系统写入IC卡的形式注册办理。随着技术发展、越来越多的图书馆采用人脸识别技术，利用读者独有的生物特征注册来替代传统的借阅证。人脸识别技术快捷又方便，精确度高，读者不必担心因忘带借阅证而无法借阅图书，冒用他人证件之类事件也可避免发生。

(二)图书信息的识别。现阶段大部分图书馆、图书身份的识别是利用条形码。图书管理员将一维的条形码贴在书的扉页上，这个条形码具有唯一性，是此书的身份标识，图书管理员利用条码阅读器扫取条形码数据，条码阅读器将读取的数据传输给图书馆业务管理系统进行信息存储、身份标识等处理。图书被读者借阅时，图书馆业务管理系统会根据图书的条形码完成图书身份的识别认证。近年来越来越多的图书馆引入了RFID无线射频技术，图书管理员在加工图书时将RFID电子标签粘贴在书中，读者借还图书时自助借还系统读取标签中的图书唯一标识，通过网络传输给图书馆业务管理系统进行判断，以达到图书身份识别的目的[1]。

(三)图书防盗标识的识别。由于图书中粘贴有防盗磁条或RFID电子标签，因此只有完成对所借还图书的磁条冲销磁或者RFID电子标签安全位进行更改操作后才可以称为借还图书的完整流程。目前很多图书馆加工图书时仍采用传统的复合磁条防盗技术，通过对复合磁条进行充消磁处理来防止图书出现被盗的情况发生。当图书中的防盗磁条处于充磁状态时读者携带图书出馆，防盗监测门就会发出声光报警；当图书中的防盗标签处于销磁状态时读者携带图书出馆，防盗监测门则不会发出声光报警。随着无线射频技术在图书馆的应用，RFID标签被置入到图书当中，在图书进行借还操作时，系统可通过更改RFID标签上的借还标志位来实现图书的防盗功能。

二、利用无感通行实现自助借还图书

无感借阅通道是利用RFID技术，当已注册人脸信息的读者在经过通道时，系统可全方位无盲区地识别读者携带图书并且绑定人脸身份，自动完成借还书操作，无须任何交互动作，体验时尚，方便快捷。

(一)无感借还系统的技术背景。在现代图书馆管理工作中，人脸识别技术就是通过计算机技术和面部识别技术等科学有效的结合，进而对人体的面部进行实时识别，获取和记录人的基本信息[2]。即便读者没有携带借书证(或一卡通)也可以使用面部识别进行图书借阅查询等操作，自由出入图书馆，实现读者从进馆、浏览、借阅、信息查询全流程识别，提高人性化和智能化，让读者借还书体验感倍增。采用本地化部署的人脸识别方案具备高安全性，读者人脸特征数据存储在图书馆指定内网(或专网)服务器设备上，避免因互联网平台技术为涉密单位管理带来的数据泄露风险。

虽然目前部分图书馆都已经使用了RFID无线射频技术来实现图书的自助借还，但图书馆的自助借还书设备与门禁设备无法协调联动，两者必须独立设置。读者进入图书馆选好需要借阅的图书后将图书放置在自助借还书设备的感应区内根据屏幕及语音提示手动进行借还操作，操作完成后再经过安全门禁的检测区域离开图书馆。整个借书流程不够方便快捷，特别是当有未完成借阅的图书通过安全门禁时，安全门禁会发出声光报警，再由工作人员进行处理，出口不能自动关闭，影响读者的借阅体验。因此可利用更先进的技术方案来解决。通过人脸识别技术配合无感借还系统将身份识别、图书借还、RFID标签安全位更改和门禁检测装置整合联动，可实现不带身份证或借书证就可以借还图书。无感借还图书方式不仅可提高自助借还机的借还书效率，还可以给读者带来无感式借还书的智能体验。

(二)无感借阅通道的技术特征。

1.射频识别(RFID)技术。定义：RFID，全称为Radio Frequency Identification，即射频识别，也可被叫作“电子标签”，是利用无线射频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作[3]。

特性：射频识别技术起源于19世纪中叶，这种技术利用电磁波频谱来识别特定目标，不需要识别系统与特定目标建立机械或者光学接触就可以自动识别并且读取其中信息[4]。是一种应用传递特定识别信息的网络系统，它结合了现代计算机信息处理、智能化设备、互联网等高新技术。RFID技术具有无接触、不易损坏、精度高、抗干扰、速度快、安全可靠、数据存储容量大、存储信息更改便捷等显著优点。

2.人脸识别技术。定义：人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。通常用摄像设备采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，通过计算机技术和网络技术以及图像识别技术等科学有效的结合，运行人脸识别的算法，获取和记录人的基本信息。

特性：一是非接触性：读者不需要与设备直接接触，就可以获取人脸图像，能够有效避免部分传染疾病的交叉感染，在疫情的防控中起到较大的作用，符合目前我国对公共卫生的要求。二是快速响应：通过本地化部署方式，可以解决目前人脸识别采用互联网平台存储容量受限、带宽受限等弊病，图书馆可单独为人脸识别分配更高的存储容量和带宽，保证人脸数据计算所需要求，解决高并发、高人流情况下响应速度慢、人员排队等问题，提升图书馆用户体验。三是高安全性：读者人脸特征数据存储在图书馆指定设备上，可避免因互联网平台技术或管理等带来的数据泄露风险，保证读者信息的安全。四是超大人脸库：支持百万级人脸库，毫秒级输出搜索结果，理论上人脸库的大小无上限，且搜索响应时间不随人脸库增大而增加。五是兼容性：可兼容更多类型数据采集终端，解决常见解决方案绑定硬件弊端，让用户拥有更多选择。

3.自助借还系统。定义：自助借还系统是读者在没有图书馆工作人员参与的情况下通过自助式终端提供给读者标准的软件界面，根据屏幕显示指导自助地完成图书馆办证和归还服务，避免由于读者人数过多导致的图书馆服务质量下降。通过RFID自助借还系统，读者可在几秒钟内完成图书的借阅和归还。

特性：RFID可以一次读取多个标签，因此基于RFID的自助借还系统可以在同一时间内处理多本图书，提高了借还书效率，增加图书文献的流通量；图书的借还操作均由读者在自助借还机上自主完成，大大降低了工作人员的劳动量，节约了人工成本；通过图书馆外分布的24小时自助借还系统，方便读者不受空间及时间限制，进行图书的自助借阅、归还、续借，实现随时随地利用图书资源。

三、无感借阅通道的功能特点

应用RFID无感借还系统，能够有效实现增效减负的新革命。人脸识别与图书馆授权准入设备(闸机)进行联动，通过人脸身份比对，核实读者身份，配以无感借阅系统真正实现图书馆无卡(包括物理证件，电子证)准入和借还书。运用大数据分析技术并可视化展示，打造出智慧阅读空间。

无感借阅通道的功能特点如下：一是读者认证方式采用动态人脸识别方式；二是无须将图书放置在指定借还机上操作，借助RFID技术在走出通道的同时完成借阅操作；三是无须将书籍放置指定借还机上操作，直接走进通道，通过超高频RFID技术，实现归还；四是闸机按不同图书馆的实际需求定制，可一次仅一人通过，预防恶意尾随。闸机指示灯显示绿色表示可通行状态，闸机指示灯显示红色表示不可通行状态；五是读者在通过通道时若出现携带非外借图书或者其他异常借阅情况时，通道侧门即时打开，读者可返回馆内配合工作人员及时处理解决；六是通道配置应急按钮，随时可开启侧门返回馆内；七是可进行读者信息统计，如：进馆人数、出馆人数、在馆人数、时段人流分析等；八是可统计借还书记录：每个通道借阅信息、还书信息可记录、追溯；九是读者借还书信息可通过系统统计分析通过大屏展示；十是可实现与图书馆正在使用的图书馆业务管理系统无缝对接，协调联动，实时更新；十一是可通过无线射频技术以非接触式的方式读取粘贴在图书资料上的RFID标签信息至数据库。

四、无感借还系统的功能实现

(一)注册。读者现场通过二代身份证在人脸识别机器进行身份信息注册，录入人脸信息，通过人脸进行借还书操作。

(二)借书。

1.正常借阅。读者选好借阅书籍出馆，进入借阅通道后，闸机关闭，防止后面尾随，同时摆闸指示灯从绿色变为红色状态；读者携带书籍可随意摆放，也可放置在背包内，按照正常行走速度通过，行径间动态人脸识别，走到通道末端，即完成借阅；出馆第二道闸机门打开，摆闸指示灯从红色变为绿色可通行状态，读者出去后及时关闭，同时，第一道闸机门自动打开，变为可通行状态；出馆要求大屏显示出借阅书籍名称。图书的借阅流程读者完全无须人工干预，真正实现无障碍借阅。

2.异常借阅。读者选好借阅书籍出馆，进入借阅通道后，闸机关闭，防止后面尾随，同时摆闸指示灯从绿色变为红色状态；读者携带书籍可随意摆放，也可放置在背包内，按照正常行走速度通过，行径间动态人脸识别，走到通道末端，侧面返回闸机门打开，摆闸指示灯从红色变为绿色可通行状态，读者出去后及时关闭。读者配合馆内工作人员处理解决异常问题。通常出现的异常情况有：设备未识别到人脸信息、携带图书为不外借图书、读者证借阅达到上限等。

(三)还书。读者携带书籍可随意摆放，也可放置在背包内，按照正常行走速度通过，通过通道，系统自动还书完成；读者将归还图书放置于馆内还书箱内，大屏显示成功归还书籍名称。

五、利用无感通行实现图书自助借还的效益

通过无感通行，图书在进出图书馆的同时自动完成借还操作，基本上实现了借阅的零停留、省时省力，读者的智能化体验良好。

(一)社会效益。利用无感通行实现图书的借阅打破了传统的图书馆借还模式，读者借还书不必再到流通柜台通过人工办理业务，经过无感通行时就可通过各业务系统自动完成身份识别、图书借阅等手续，高效、快捷，节省人力、节约时间、干净卫生。特别是在有重大传染疫情的当下，非接触式的操作能有效地避免病毒的传播，极大降低新冠肺炎等传染病交叉感染风险，为馆员和读者提供强大的防疫安全保障。

(二)经济效益。无感借还完全通过先进的无感通行设备、人脸识别系统和自助借还系统完成，无须人工参与，不仅提高了读者借阅图书的效率，同时也节省了图书馆工作人员的劳动量，流通柜台处不必配置较多的工作人员从事借还工作，可以减少图书馆员的数据，从而节约劳动成本。

六、结语

大数据时代图书馆的发展日新月异，越来越多的新科技应用到了图书馆的日常管理中，图书馆为读者提供阅读服务的功能越来越完善，都得益于现代技术的不断发展。新技术的不断出现带给图书馆的不仅仅是巨大的挑战，更是进一步提升服务的机遇。图书馆在发展过程中要坚持以用户需求为引导，不断创新服务模式，巩固服务基础，提高图书馆信息化水平，提升服务保障能力，为教学科研服务，为社会服务。