基于RFID技术的图书高效定位方法研究

摘 要 论文将通过分析现有的理论定位方法优劣，结合西南政法大学图书馆45万册RFID图书定位的实际案例，系统讲解实际定位操作流程，包括操作步骤、出现的问题、解决方法等细节，从实践中对比分析不同定位方法存在的差别，提出软件需求设计，探索研究可持续、易操作、低消耗、高准确率的定位方法。

关键词 RFID 图书定位 高效定位 首书定位

分类号 G250

Research on High Efficient Location Method of Books Based on RFID Technology： A Case Study of the Library of Southwest University of Political Science and Law

Lv Junjie

Abstract This paper analyses the advantages and disadvantages of existing theoretical positioning method， and combines with the actual case of Southwest University of Political Science and Law Library 450，000 RFID book positioning to systematically explain the actual positioning operation process， including the steps， problems， solutions and other details. It contrasts and analyses the differences of different positioning methods from the practice， and puts forward the design of software needs to explore the sustainable positioning method with easy operation， low consumption， and high accuracy.

Keywords RFID. Book positioning. Efficient positioning. First book positioning.

0 引言

RFID（ Radio Frequency Identification） ，即无线射频识别技术。该技术兴起于20世纪90年代，利用无线电波对记录媒体进行读写的非接触式自动识别技术[1]。在图书馆应用当中，RFID可以替换现有传统条形码的技术，自2006年深圳图书馆第一个全面使用RFID系统以来，越来越多的图书馆使用RFID系统[2]。其最核心的功能之一是“自助借还”，该功能帮助图书馆节省了人力，提高了借还效率[3]。而由于大多数读者缺乏对图书馆藏分布和图书排架规则的了解，单凭索书号人工比对无法实现图书快速定位，找书难一直困扰者图书馆用户[4]。RFID的另一核心功能“图书定位”，其直观的图书位置显示，能帮助用户快速、准确的在大量图书中找到目标书籍。

图书定位一直是图书馆RFID相关研究中的重点，从定位系统的设计[5]、到定位模式研究[6]、再到定位方法[7]，其研究目的都是为了实现准确的定位效果。但在现有的研究当中，忽视了定位效率问题，完成体量几十万，甚至上百万的图书馆的图书定位是一项庞大的工程。而由于图书动态实时定位技术还不够成熟，目前绝大多数图书馆采用的都是静态定位模式[8]，在此模式下，图书的定位会随着使用时间和书架调整变得越来越偏离，用户体验感降低，而海量的图书重新定位又耗时耗力。因此，平衡人力和时间成本与定位准确率，实现低消耗高准确，将是本文的研究重点。笔者将通过实际定位案例，探索可持续、易操作、高效率的定位方法。

1 研究方法

本文以西南政法大学图书馆45万册图书的定位为例，分析现有的定位方法优劣，选择理论上方便高效的定位方法，与实践相结合，发现和解决该方法在实际操作过程中存在的问题，验证其是否具备高效性。

1.1 定位方法

在静态定位模式下，RFID系统将为每一格书架分配一个层架标（人读），将该层架标的数据（机读）信息写入该格书架中放置的RFID图书标签中，层架标样式和层架标数据如图1、图2所示。读者查询图书时，系统以平面图或三维图的方式翻译机读数据，标识出某一图书的具体位置。数据库存放的是每一本图书的理论位置，当图书的物理位置发生变动时，系统是无法识别的，因此，定位的准确性极大地依赖于书库图书及时的上架和整理。

目前静态模式包含三种定位方法，全书定位、首书定位[9]、邻居定位[10]。西政图书馆在2013年首次实施RFID项目时，为已上架的40万册流通图书进行了全书定位。而随着使用时间的变长和图书大范围的更新和调动，定位效果已经出现了较大的偏离，但是全书定位太耗时耗力，根据本馆实际情况，笔者在实践过程中采用了首书定位与邻居定位混合定位方法，為流通库的45万册图书进行了重新定位，从实际操作过程中来验证其是否具有高效性。

1.1.1 全书定位

全书定位是根据图书当前所在的物理位置，逐册将图书与层架标进行绑定。

优势：初期定位准确率高，图书不受排架规则和质量影响，直接与层架标关联；图书之间无关联，剔旧、调拨不会相互影响其他图书的定位信息；操作步骤简便，只需逐册扫描。

劣势：定位需要消耗大量的人力和时间，不利于图书定位信息的更新维护；定位期间已借出的书籍无法定位；随着使用时间变长，图书调拨、书架整理等情况会使得整体定位效果变得越来越差，图书实际位置与理论位置会逐渐发生偏离。

1.2.1 首书定位

首书定位原理如图3所示，在系统中存入每格书架的第一本，根据排架规则按照索书号排序，理论上索书号小于第二格（2-0004-6）第一本（B）而大于第一格（2-0004-5）第一本（A）的书应该都自动匹配到第一格中。为了便于计算机识别索书号顺序，系统按特定规则把索书号翻译成伪索书号，如图4所示。

优势：定位消耗人力时间少；定位准确率高；图书再次定位或部分更新维护便利；定位期间借出图书也可定位。

劣势：定位准确率与高质量排架密切相关；操作步骤相对繁琐。

1.2.3 邻居定位

邻居定位主要用于为新注册的书籍自动分配定位信息，其原理和首书定位类似，把新书的索书号翻译成伪索书号后，在系统中找到与之相邻的前一本书的伪索书号，然后把前书的层架号赋予该新书。

优势：自动为新注册图书分配定位信息，节省人力和时间。

劣势：依赖整个书库高准确率的定位效果，否则将出现连锁的错误定位。

1.2 定位流程

笔者将详细介绍首书定位的操作流程（如图5所示），以及其中出现的问题及解决办法。

1.2.1 前期准备

（1）书架整理。馆员对上架图书进行一次细排整理，使得整个书库中的图书是按照排架规则，有序的排列，尽可能少的出现错架书籍。按照图书馆工作要求，有序的图书排架是属于日常工作范畴，因此不会出现大量的无序图书，也不会增加太大的工作量。即使出现排架错误，也可以在定位过程中发现，首书定位也是一次对书库排架质量的检查。（2）数据更新。对RFID数据库与业务系统数据库中的图书基本信息进行一次同步。图书馆包含多个书库，在日常业务流程中，各个书库中的图书时常出现调拨、下架等操作，这些操作只会在图书馆业务系统中进行，随着时间的变长，将使RFID数据与业务数据大量的不匹配，由于首书定位数据是以RFID系统数据为依据，同步数据的目的就是保证定位所需的核心数据（索书号和馆藏地）能够和业务数据保持一致。

1.2.2 首书采集

首书采集是首书定位中最核心的工作内容，同时也是初次定位中工作量最大的部分，以西政流通库为例，流通库包含4个书库，每个书库中有119个书架，每个书架6行2列2面，24个格子，每一格需要采集一本首书，每个书库需要采集2856本，4个书库总计11424本。此项工作原本是利用智能书车扫描，采集和数据录入同步完成，但在实际操作过程中，智能书车的使用效率太低，因硬件功能问题时常出现无法扫描，错误扫描的情况，效果不佳，因此需要把采集和录入分开进行。由书库管理人员手动采集，采集信息包括图书的馆藏号（图书唯一编码）和索书号（录入后核对），技术人员手动录入馆藏号后，RFID系统将自动补全该书的书名、索书号和馆藏地，把数据存入RFID数据库中首书信息表中。在软件录入过程中会出现两种问题，第一是该首书是非RFID图书，其原因是该首书并未在RFID系统中注册，解决办法只需把该首书重新注册即可。第二是录入后系统补全的索书号和现场采集的索书号存在较大差异。其原因是该书书脊上的索书号与系统索书号不符，解决办法是重新选择该层的第二本书作为首书，有误的图书收集起来从编目环节开始查找问题，修改索书号。从实际情况来看，每个书库中大概存在50-100本问题首书，错误率在2.5%左右，由于图书注册和索书号张贴都是人工操作，其中难免出现错误情况。在首书采集过程中也可以发现图书馆在编目、图书上架中存在的问题。

1.2.3 层位纠错

当一个书库的所有首书都无误的录入后，进行下一步层位纠错，其目的是对每相邻的两个个首书排序进行比对，验证所有首书是否按层位顺序从小到大排列。如图6所示，理论上相邻的首书的索书号（伪索书号）大小顺序应该与层架标的大小顺序一致，如果不一致，系统会提示一组（两本）错误。出现这种问题的原因是排架错误，有以下几种情况。（1）日常管理中未按照排架规则正确排列图书，有漏排、错排情况。（2）书脊上的索书号和系统索书号不符，由于人工排架是以书脊上的索书号为依据，因此出现错误提示。（3）各个书库之间的书相互穿插，存在用户随意放置的图书，也存在系统调拨后并未实际调动的图书。

解決错误层位的办法是把错误排架的图书进行整理，按照规则进行正确排架，把不属于该书库的图书放置到正确书库，把索书号不符的收集退回重新编目，然后重新采集该层的首书，或者直接选择该层第二本作为首书。从新修正错误首书后，再进行层位纠错，循环进行，直到系统不再提示错误为止。根据实际测试，每个书库在层位纠错中会出现20-30组错误顺序，错误率在2%左右，在层位纠错环节中，可以发现在排架、调拨工作中存在的问题，并及时解决。

当系统不在提示顺序错误后，进行批量更新每个书库中的图书，系统会根据相邻首书索书号（伪索书号），自动赋予其他图书新的层位，并统计各层位中理论存在的图书数量。更新完毕后，就可以检验定位效果是否准确了。

2 结果与分析

首书定位方法在实际操作中拥有采集量小、定位覆盖面全、节约人力和时间，高准确率的优势，按照规定的定位流程，完善的软件功能，高质量的排架，在不影响图书馆正常流通的情况下，即可实现可持续、易操作、低消耗、高准确率的图书定位。

2.1 准确率结果

在每个书架随机选择4本图书，每一面各选2本，一个书库总计随机抽查500本，记录选出的图书馆藏号和实际层位号，然后逐一核实系统显示的定位位置和实际层位号是否相符。实际抽验结果为每个书库存在3-5本完全偏离，相差超过3个层位；5-10本略有偏离，相差在3个层位以内；其余完全吻合，定位准确率在97%-98%之间。随机选择100本需要上架的新书，重新注册后通过系统分配的理论位置与其应上架的实际位置进行对比，98本完全正确，2本略有偏离。从准确率角度来看，首书定位准确率高。

2.2 耗费结果

2013年初次对40万册图书进行的全书定位，使用了8-10熟练工人，用时约80-100个小时完成，2017年初次对45万册图书进行的首书定位，使用了流通部2人，技术部2人，耗时30个小时完成。从耗费人力和工作时间角度来看，首书定位的消耗远低于全书定位，而且在此次首书定位实践中，由于软硬件功能的不完善，以及研究和摸索花费了大量时间，如完善软件功能，可进一步大幅度降低定位成本。

2.3 对比分析

笔者列出首书定位和全书定位的相关要素，从前序需求、图书采集量、定位计算、人工需求和耗费时间五个维度进行对比分析，如下表1所示。

2.3.1 前序需求

对于首书定位来说，高质量的排架是必要的前提，此方法就是根据有序的图书排列进行层位计算并赋值。高质量的排架需要耗费部分人力和时间，耗费量根据书库原有的排架质量而定。一个图书馆有序的排架是日常基础性工作中，绝大部分图书都处于有序的排列中，这样会减少定位时的排架工作量。在首书定位时书库是不需要封闭的，可以在正常开馆的情况下同时开展定位工作。而全书定位最好在封闭书库的前提下实施，停止书籍的流通，定位尽量多的图书。从这点来看，首书定位影响更小，更易操作。

图书采集和定位计算是整个定位流程中最耗时耗力的环节，从表1中可以发现，首书定位的采集量只有全书定位的2.4%。首书定位中除去首书外的其他图书定位工作，全部是由软件自动完成，由系统根据算法自动赋值，如表2所示，图书X的定位赋值=与其相邻首书中排序在前的首书层位，因此，高质量的排架，决定了首书定位的高准确率。无论是在馆的图书还是已借出的图书，都会被软件赋予一个层位值。而在全书定位中，所有图书的定位赋值都是由人工一本一本手动完成，工作量巨大，而且只有在架的图书才会被人工发现，不在架的只能漏掉。这也解释了为什么首书定位的时候图书馆可以开放，而全书定位的时候最好闭馆的原因。由此可见，首书定位的工作量小，定位覆盖完全且準确率高。

2.3.3 人工及时间

正是是由于采集量和定位计算的不同，才使得两种定位需要的人力和时间存在明显的差距。全书定位中大部分人力和时间都被用于每本图书定位的重复工作中，效率低下。而且此次测试的书库仅45万册图书，如果是流通体量上百万的图书馆，要完成一次全书定位是非常浪费时间和人力的。从投入产出的角度来看，首书定位耗费少，准确率高，效率因此也就高。

2.4 软件需求设计

计算机软件承担了首书定位的大部分工作量，软件的功能完善与否直接影响定位的效率，通过此次的实践发现，现有的定位软件还存在许多不完善和不够人性化的地方，最核心的需求改动包括以下几点。

2.4.1 首书信息批量导入

智能书车在实际使用中效果太差，图书标签在金属书架中变得不易扫描，书车扫描器容易出现无法识别或识别错误的情况。人工采集首书虽然初次耗时较多，但更易于操作，但是目前前软件功能只支持人工单本书录入，效率太低，如修改软件满足批量导入功能，初次形成的首书信息制作成电子表格就可为以后再次定位节省能耗，无论是整个书库重新定位，还是部分书架进行了调整，只需批量导入全部首书或变动的部分首书信息，即可满足重新定位需求，达到可持续操作的目的，大大节省了定位时间。

2.4.2 新旧首书比对

在首书信息批量导入后，需要软件把原有的首书与新导入的首书中存在差异的部分进行提示和纠错，其目的是再次核对需要变动的首书，这样给管理者一个更清晰更直观的可视化操作界面，便于检查错误和漏洞。

2.4.3 层位定向更新

所谓层位定向更新是指的在更新图书定位时，不需要整库全部更新，而是根据管理者需要，只更新指定的个别层位或部分范围层位。图书馆书架的变动大部分时间都是小范围的，这个功能可以根据需求随时对变动的图书进行层位更新和维护，减少了定位维护的时间。同时这个功能也可以很方便的检验系统排序规则与实际排架规则是否相符。据笔者估计，在软件功能完善后，只需2名馆员花费10个小时左右，在图书馆正常开放的情况下，即可完成一次高准确率的全馆图书定位，如果仅是小范围书架变动的定位维护工作，则可以随时在极短时间内完成。

3 结语

图书定位功能特别受到读者关注，定位信息的偏离不仅会增加读者找书的难度，而且使读者产生反感，降低用户满意度。定位功能只有在随时保持高准确率的情况才具备其存在的意义，一个便捷、高效、可操作的定位方法即可保证定位信息的有效性，在一定程度上解决了找书难的问题。随着移动技术的不断进步，未来可能通过移动图书馆、移动设备[11]、智能书架[12]、无线网络[13]实时和图书位置关联，找书难将会彻底变成历史，在期待新技术普及的同时，用好现有的技术也同样重要。希望本文为同样存在定位不准问题的图书馆起到借鉴和参考作用，为读者提供稳定、可靠的定位信息，提高用户满意度。

参考文献

[1] 沈嵘.无线射频识别技术（RFID）及其在图书馆的应用[J]. 现代图书情报技术，2004（9）：37-39.

[2] 江波.移动图书馆架构下RFID的应用创新：西南政法大学图书馆RFID项目实践[J].图书馆论坛2015，35（4）

[3] 董娜.基于RFID的图书馆智能管理系统应用探讨：以天津图书馆三馆文献混合流通管理为例[J]. 图书馆工作与研究，2014（8）：90-91.

[4] MURPHY J，LONG D，MACDONALD J B. StudentsUnderstanding of the library of congress call number system[J].Reference Librarian，2013，54（2） ： 103 - 117.

[5] 孙发，廖文献，潘鹏程.图书馆书架定位系统的设计与实现[J].现代图书情报技术，2008（12）：95-98.

[6] 江波.图书馆RFID系统建设中图书定位存在的问题及对策[J]. 图书馆理论与实践，2015（11）：109-111.

[7] 李纲，朱变，唐迪. 基于RFID的图书馆书籍精确定位方法研究[J].电脑与信息技术，2014，22（05）：17-19.

[8] 杨国栋.让馆藏盘点常态化：图书馆RFID盘点系统之改进[J].图书馆建设，2014（8）：44-47.

[9] 江波，吴永祥.图书馆RFID系统建设中的图书定位问题研究[J].现代情报，2015，35（5）：131-134，140.

[10] 邵纬.公共图书馆RFID图书定位技术研究[J].图书馆学刊，2017（1）：118-122.

[11] 许萍华.手机图书馆利用射频识别技术实现图书定位功能[J].图书馆建设，2011（1）：108-110.

[12] 金志敏.基于超高频RFID技术的图书馆智能书架与图书定位系统[J].大学图书情报学刊，2013，31（02）：39-41，44.

[13] 文利情.基于手机WIFI无缝链接的图书定位系统[J].图书馆学刊，2012，34（9）：109-110.

吕俊杰 西南政法大学图书馆 技术部主任，馆员。重庆，401120。

（收稿日期：2018-02-04 编校：曹晓文）