智慧图书馆机器人智能盘点开发与应用
2021年04期 【动态进展】
未来智慧图书馆的阅览室日常管理场景，应该是馆员实地或远程在盘点机器人上加载盘点任务，机器人根据任务规划行走路径进行自动盘点，盘点结束后上传盘点结果至后台服务器；馆员在配备有近场RFID扫描枪的馆藏管理小车上，从服务器下载盘点结果进行理架；同时，利用小车近场扫描枪能够读取单本图书的特性，进行架位变更操作，如首书变更、移架、下架、移库等；服务器对盘点数据进行初步清洗、分析，得出阅读频次统计、疑似遗失统计等；服务器提供各种数据接口给外部服务调用，如OPAC调用盘点结果中的最新架位信息、好书推荐服务调用阅读频次统计数据等；通过多终端显示方式，馆员和读者通过网页或手机终端阅读好书推荐应用的推文，选中一本图书后即可查看该书的状态、在阅览室的虚拟架位地图位置；读者来到相应阅览室，机器人甚至能导引读者至相应书架，读者成功取书。
目前，图书馆管理系统中关于纸质馆藏的位置信息，只是指定到馆藏地（阅览室），读者按索书号到一定范围内，根据索书号排序规则找书。将书的位置细化到“排-列”，为每本书分配一个架位，在OPAC中查询时，显示图书“分馆-阅览室-排-列”的位置信息，则让读者更方便直观地找到图书，从而提高阅览室服务水平。
在阅览室开架服务下，为保证图书的系统架位信息与实际架位一致，则需要进行常态化盘点，盘点结果辅助馆员进行顺架、错架统计、盘点出问题图书等。近年来人工智能和机器人技术的发展，使图书盘点经历了从人工操作盘点到机器人自动盘点的跨越，在盘点效率和准确度上有了极大提高，节省了盘点过程中的时间和人力成本，常态化盘点成为现实。
在已有的图书馆管理系统中引入机器人盘点，根据图书馆管理系统中图书的馆藏地、索书号信息，采集每列书架首书的索书号，加以图书馆细排架规则，即可在系统中分配图书架位，形成“图书-书架”关联架位信息，作为机器人盘点的基准数据。
通过机器人智能盘点，收集图书在架信息，盘点结果计算算法根据图书的系统架位、实际架位、流通状态、单册处理状态计算盘点结果。将历次盘点结果，制定相应的数据分析策略，可挖掘出图书的遗失信息、阅览信息等。盘点结果和分析数据可用于馆藏管理、馆藏评价及馆藏信息维护：
（1）机器人盘点提高馆藏管理效率
利用智能盘点机器人，根据任务自动进行图书盘点，使盘点工作常态化；机器人完成盘点后，第一时间发现错放的图书并自动发送错架报告给馆员，从而辅助馆员及时纠正架位。由此，保证OPAC中图书位置信息与实际馆藏摆放位置一致。
（2）机器人盘点拓展馆藏评价指标维度
通过不同时间段内扫描在架图书，比对多个批次的盘点结果，得出读者取阅图书的阅览量信息和图书遗失信息，突破传统图书馆管理系统中流通信息主要以外借作为主要资源利用评价指标的局限，可指导馆员进行馆藏动态调度和采购策略制定。
（3）机器人盘点发现图书馆管理系统中的馆藏信息错误
馆藏地信息错误：由于编目错误、馆藏迁移时系统没有相应更改馆藏地等，盘点时可以得出系统馆藏地与实际馆藏地不符。
流通状态错误：由于读者还书时操作异常，导致图书馆管理系统中馆藏流通状态没有相应更改。在实际盘点任务中，若在架上读取到这类图书，则需更改图书的流通状态。
单册处理状态错误：单册处理状态异常包括编目中、典藏中、丢失、待查、修补中等等，单册处理状态异常的书将无法外借流通。如图书馆管理系统中“待查”图书，原本无法外借，这类书却盘到在架。抽取这类书，并修改“单册处理状态”，即可流通。
交大图书馆主动创新，从2018年开始历时三年，完成了机器人智能盘点以及配套的馆藏管理系统的开发。RFID技术应用于高校图书馆初期，交大馆代表“高校图书馆RFID技术应用联盟”，推出了RFID通用数据规范，搭建了RFID通用数据交换平台，平台对接图书馆管理系统。智能馆藏管理系统对接通用数据交换平台，遵循数据交换规范，盘点机器人和馆藏管理小车对接馆藏管理服务平台进行数据同步和消息交互。系统实现框架如下图。
交大馆目前正在使用四天线盘点机器人进行自动盘点。在2021年图书清查任务中，机器人盘点发挥了显著作用，其优势主要体现在以下几个方面：
（1）快速盘点，节省大量人力
机器人在盘点过程中，读取率受行进速度影响，当机器人行进速度≤5cm/s时，读取率稳定在99.5%以上。在保证读取率在99.5%以上的前提下，盘点一个10万本书的阅览室，以5cm/s的速度前进，需要8小时；若以2.5cm/s的速度前进，需要15小时。机器人盘点对比人工盘点，效率和准确率上有着明显优势，如下表：
| 对比项 | 人工 | 机器人 |
| 耗时 | 2小时15分钟 | 14分钟 |
| 读取不在架本数 | 41 | 40 |
| 准确本数 | 34 | 38 |
| 误差本数 | 7 | 2 |
（2）自动构图，支持24小时盘点
在盘点前，对阅览室进行自动构建地图，确保机器人对整个阅览室进行盘点。采用人遥控简易小车的方式绘制地图，绘制一个阅览室地图需要1~2小时。机器人支持夜间盘点，由于夜间没有读者取阅，盘点结果更准确。
（3）配套运行，完成一线RFID图书盘点
智能盘点机器人结合配套盘点小车在2021年7月份完成交大馆主馆所有一线阅览室图书盘点，其中机器人自动盘点图书总量约45万册。
机器人智能盘点既能快速、精准的获取阅览室图书数据，支持一线馆员进行各种馆藏管理业务。在后续的应用中，还能支持进一步研发虚拟书架、智能导览等系统，提供全新读者服务功能；也可以结合读者借阅信息，构建用户画像，提供智能推荐，实现更加个性化的智能用户服务。
