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摘要： 介绍了自助借还书系统的构成，以几个厂家的自助借还系统作为测试对象进行了测试。针对测试其中出现的问题进行了分析说明，并讨论了条形码在图书中的位置。通过对借还书平均时间、借还书异常情况、多本书检测、读者使用评价、磁条验证功能及安全性等几个方面的测试，给出了定量化测试结果，以期对其它图书馆自助借还书设备调研、采购提供借鉴。
关键词： 自助借还书系统；测试；评析；图书馆
Abstract： This paper introduces constituent of the self-check system in libraries, self-check systems as test objects from several manufacturers were tested. The facing problems were illustrated and analyzed, and the position of barcode on the cover of the book was discussed. Quantitative testing result were given by testing the average time of borrowing and returning books, abnormal conditions, the multi-book detection when borrowing books, evaluation of readers, security and functional of magnetic stripe verification, the results could provide reference for research and procurement of the self-check system in other libraries.
Keywords： self-check system;testing;analysis; library。
0 引言
25 现代图书馆强调“以读者为本”的服务宗旨，现在大多数图书馆实行藏、借、阅、咨、
查一体化服务模式，为读者提供便利、快捷的借阅方式；而随着高等院校办学规模扩大、学
生人数增加，导致图书借阅部馆员工作量大增，增加了馆员借还书的工作负担，而通过自助
借还书系统可由读者自行借阅馆内资料，提高书籍流通速率、简化借阅流程，进而提升图书
馆之服务品质。因此，国内许多图书馆正计划采购或追加采购自助借还书系统。
30 图书馆自助借还书系统对文献资料的识别有两种模式[1]，条码(Barcode)识别模式和无
线射频(RFID)识别模式。而无线射频识别模式技术尚不够成熟且价格高昂，目前，我国只有
深圳图书馆等少数图书馆使用该技术[2]，包括清华、北大等国内大多数高校图书馆仍然使用
条码识别模式的自助借还书系统，本文只对基于条码模式的自助借还书系统进行测试与分
析。2006 年以前国内市场主要有3M 公司的自助借还书系统，而近几年国内自助借还书系统
35 的生产厂家逐步增多，出现了应用新技术生产的不同种类、款式的自助借还书系统，对图书
馆来说，在自助借还书系统采购以前，应对不同设备生产厂家的产品进行调研、测试及分析
评价，这样在设备招标时才能做到有的放矢，以采购满足本馆需求的高性价比产品。
1 自助借还书系统的构成
自助借还书系统包括计算机、读卡器、条码扫描仪、图书充消磁器、图书监测模块、自
助借还书系统接口服务器等硬件设备及相应的系统软件。自助借还书机一般分为自助借还书
机（一般为台式）和还书机（带分拣或不带分拣），下文中出现的“自助借还机”指可实现
借还功能的台式机，出现的“还书机”指带分拣功能的专用还书机。
1.1 自助借还机硬件组成
一台计算机内置于自助借还机中，显示器置于自助借还机顶部，通过视频或动画的操作，
45 引导读者完成借书/还书操作[3]。与计算机相联的设备主要有：
(1) 读卡器，读借书卡的设备。不同的图书馆使用的借书卡是不同的，有的用条码卡，
有的用校园卡。当读者选择借书操作后，控制程序发出读借书卡信号，开启读卡器。
(2) 条码扫描器，读图书条码的设备。当自助借还控制程序发出读图书条码信号后，扫
描器开启。
50 (3) 充消磁器，对图书磁条进行充消磁的设备。在借书时启动消磁操作，在还书时启动
充磁操作。
(4) 多本书检测模块，多书检测模块可以通过两种技术实现：a、磁通量多书侦测技术，
即根据检测到的磁通量的值判断是否是多本书，借书时如果系统检测到的磁通量的值大于预
先设定的值，系统会显示一条阻止借出的消息，且不对书消磁。b、视频多书侦测技术[4]，
55 是对书籍的不同侧面进行视频侦测，并运用一定的算法来对是否放置了多本书进行判定，相
比较磁通量的多书侦测技术，不受磁条种类、数量、长短和书籍摆放位置的影响。
1.2 自助借还书系统软件构成
软件主要包括：底层控制软件、接口软件、应用软件等3 个部分。
底层控制软件主要完成书籍感应检测、充消磁控制、书籍传输、书籍分拣等设备内部部
60 件控制功能；接口软件包括自助借还书系统与一卡通系统的接口，自助借还书系统与汇文系
统接口；应用软件完成自助还书设备与读者的交互，调用接口软件读取证件和书籍信息，通
过底层控制软件完成对书籍的充消磁等操作，并通过接口软件将操作结果返回给图书馆管理
系统。
2 自助借还书系统的测试
65 2.1 自助借还书机的硬件配置情况
表1 自助借还书机的硬件配置
Tab. 1 Hardware configuration of self-check system
项目 A B C D
CPU 奔腾双核 凌动双核 奔腾双核 奔腾双核
条码扫描枪 固定式 摆动式 摆动式 摄像头识别条码
多书检测模块 磁通量检测视频检测 磁通量检测视频检测
读卡器 自备读卡器新中新 新中新 新中新
SIP2 接口 无 有 有 有
70 如表1，从4 个厂家自助借还机CPU 等硬件配置来看，对于配有双核处理器自助借还
机来说，进行借还书操作一般都没问题，但如果要在借还机进行大数据量的数据查询，性能
高的配置、如CPU 为酷睿双核、四核速度更快一些。A 的条码扫描枪为固定式，借还书时
需要人工来移动图书，使条形码对准扫描线；而B、C 为自动摆动式扫描枪，读者只需把书
放到操作台的指定位置即可，不需人工来移动图书，较人性化；D 无扫描枪，使用摄像头对
准条码摄取视频，通过一定的识别算法来识别条码。
对于多本书检测模块而言，需首先设定一个磁通量的边界值，厂家A 和C 是通过检测
磁通量的值来判断是否为多本书；厂家B 和D 是通过摄像头所获取的视频画面，采用算法
技术进行分析比对，来确定是一本书还是多本书。
B、C、D 都使用了汇文软件公司专用SIP2 接口[5]，其好处是当借阅规则变化时，一般
80 不需修改自助借还书系统软件，而只需在汇文系统中修改规则即可；而对A 而言，当借阅
规则变化时，都需要自助借还机厂家修改其自己开发的接口程序，并需同汇文系统直连进行
调试，往往需要进行多次，费事费力，并不可取，并有可能对汇文系统数据库带来风险。当
然使用图书馆管理系统软件公司专用SIP2 接口，需支付一定的接口费用，但如果资金充裕
的话，这点付出是值得的。
85 2.2 测试样本书籍的选择
自助借还机条码的易读性直接影响自助借还系统的整体性能，由于笔者所在馆书条码的
使用年限比较长，条码种类有6 种之多，为了能够体现所有书籍的整体情况，我们抽取了了
360 本书进行试验，每种条码的书60 本，每种条码的书有大型书（8 开以上）2 本、小型书
（64 开以下）2 本、32 开、16 开等种类的书。
90 2.3 借还书平均时间测试及借还书异常情况
测试方法：先把书翻到条码页，从把书放到借还机V 型槽开始计时，当显示屏显示出
借还的书籍时，停止计时；所有书测试完后，取算术平均值。此平均值能较准确反应不同自
助借还书机的借还书平均时间（单位为秒），表2 为自助借还书机的借还平均时间及借还书
异常情况。
95
表2 借还书平均时间测试及借还书异常情况
Tab. 2 Abnormal conditions and testing on the average time of borrowing and returning books
A 借 A还 B借 B还 C借 C还 D 借 D 还
借还书时间 1.71 1.6 5.41 3.0 1.96 1.91 5.31 5.13
带附件书 可借 可还 不可借 可还不可借 可还 不可借 可还
大型书/小型书 4不可借还 8本不可借还 8本不可借还 均可正常借还
银灰色条码的书 10 本不能识别 9本不能识别 8本不能识别 均可正常借还
从表2 测试结果来看，A 借还书平均时间要小于其他厂商。由于A 是通过自己开发的
100 接口程序，直接与汇文数据库系统连接，时间能稍快一点；B、C、D 共用自助借还书接口
服务器中的汇文软件公司专用SIP2 接口与汇文数据库进行借还信息的交互。B、C 采用了自
动摆动式阅读器，可更大范围的读取条码，但在摆动过程中也增加了读取时间；B 读取条码
速度并不比C 慢，但其借还书信息写到汇文数据库系统并把处理结果返回到自助借还机并
显示的这段时间较长，因此其借还书数据处理程序应当进一步进行优化，以提高程序的运行
105 速度，而A、C、D 的借还书的数据处理速度较快。而D 借还书用时较长，其使用摄像头对
准条码摄取视频，通过一定的算法来识别条码，而笔者馆的书的条码是贴在书的内封面靠近
下部的位置，而书的尺寸不同，即使条码的位置在书的固定位置，摄像头仍需转动搜寻条码，
特别条码的位置，差别较大时，搜寻条码时间较长，对D 来说，应采取高速摄像头，同时
优化算法，以加快读条码的速度。
110 根据笔者馆的借阅规则带附件的书不允许借阅，B、C、D 均符合规则，而A 违反了借
阅规则，不符合要求，还需修改程序才行；同时从测试结果可以看到，A、B、C 条码扫描
枪识别书籍的银灰色背景条码能力较弱，而D 不存在这样的问题。
对于超大型书或者超小型书，当条码的位置比较极端，不在扫描枪的扫描范围时，无法
读取条码。
115 条形码读取的方式、借还书系统与汇文数据库的接口方式、借还书系统实现方式的不同
是导致借还书平均时间快慢关键原因，同时也与书籍的开本、条形码在书中的位置、条码本
身的大小、形态、码制以及条码纸的大小、颜色、材质有关。
2.4 自助借还书机的多本书检测
鉴于不易让读者知道自助借还书机检测多本书也可能存在失效的情况，我们在闭馆期间
120 对四个厂家的自助借还机进行多本书检测，采用的检测样本如下：①2 本新书重叠放置、②
1 新1 旧两本重叠放置、③2 本旧书重叠放置④3 本旧书重叠放置，采用相同样本进行测试，
每种样本测试50 组，测试结果如表3，百分比表示能正确识别多本书的比例。
表3 多本书检测
125 Tab. 3 The multi-book detection
① ② ③ ④ 总统计
A 72% 28% 16% 48% 41%
B 89% 86% 72% 70% 79%
C 75% 47% 41% 73% 59%
D 92% 94% 91% 96% 93%
A 与C 通过磁通量检测进行判别是否放置了多本书，由于自助借还机的磁通量检测点
的位置是固定不变的，每本书的厚度、磁条在书中的位置、书的摆放位置都是不定的，因此
磁通量检测受以上几方面的影响；并且如果有些书籍很久没有借阅其磁通量会降低较大或者
130 其他原因导致磁条的磁性降低的情况，多本文书检测产生误判的可能性会随之增加。A 之所
以识别率较低，是因为A 对磁条的识别相对苛刻，对于非3M 磁条的识别能力较低，C 对磁
条的包容度更强一些，识别率高一点。在多本书检测方面，由于笔者所在馆磁条的情况较为
复杂，除了3M 磁条，还有其它几种国内老磁条，所以测试的结果不理想。
B 与D 采用的是视频方式对多本书进行检测，该技术通过书籍的视频影像分析来判别
135 是一本还是多本，不受书中的磁条类型及磁通量多少的影响，由于多本书检测时采用至少2
本重叠放置的书，其中下面的一本要靠近V 型槽的顶部才能正常借还，但上面的书的位置
不论是否靠近V 型槽的顶部都没影响，上面这本书的放置位置对检测结果也有一定的影响，
笔者做测试时多数情况是书是重叠放置的。
总的来说，由于磁通量检测多本书的局限性，通过视频检测来进行多本书检测的效果比
140 磁通量检测效果要好，发展多本书的视频检测技术必将成为一种趋势。B 是从书的上侧面方
向来进行视频检测，而D 是从书的上侧面方向和书脊位置两个方向，现已有厂家从3 个不
同方向来进行多本书检测，这样多本书的识别率应当更高一些。
2.5 磁条验证功能及安全性测试
磁条验证功能就是指：借书时借还机首先检查书有无磁性，如无磁性则拒借；同样还书
145 时，借还机在还书前判断书有无磁性，如有磁性则拒还。如图1 所示。笔者采用30 本书作
为测试样本，C 的磁条验证功能最好，达到100%， B 也达到了97%，A 只有无磁拒借功能，
且只达到了30%。由于D 的厂家人员不在现场，没有进行此项测试；带有图书分拣装置的
还书机磁条验证功能没测试。
150
图1 磁条验证功能测试
Fig. 1 Functional test of magnetic stripe verification
安全性测试在这里指在防书籍抽换和充消磁两方面的测试。防抽换书籍是指在借书的过
155 程中，在扫描到条码和消磁的间隙中对书籍进行抽换，测试结果是四个厂家的防抽换功能都
表现良好。在自助还书之后，借还书机要对书籍进行充磁，而没有充磁的书籍被带出通过图
书监测仪时会有报警提示；还书消磁也是必须的测试项目，笔者馆进行了借书消磁、还书充
磁测试，结果是四个厂家的成功率都达到了100%。
除了测试磁条验证功能和防抽换的功能外，图书视频管理功能也是测试的一个方面，B、
160 C 均提供一路视频监视，A 无视频监视。通过视频管理功能，用于抓拍读者借还书过程，并
能够将读者证号码、操作时间等信息以数字方式叠加在图片上；对以后可能出现的纠纷、图
书损坏等提供现场证据，同时对蓄意盗损图书者起威慑作用，可以大大提高了产品使用的可
靠性和安全性。在设备到位后可以在每台借还机相应位置的天花板处再添加一路视频监控，
提高可靠性。
165 2.6 确定条形码在图书中的位置
使用自助借还书机以前，借还书都是通过馆员手工扫描条码，即使条码在书的位置不太
规范，对扫描效率的影响较少，为高效地使用借还书机，条形码在书的位置应当十分规范。
如果条码扫描枪为摆动式的，只有条形码处于扫描线扫描范围内才能被读取，对表2
中的超大型书或者超小型书，条码的位置比较极端，不在扫描枪的扫描范围，就无法读取条
170 码；对固定式扫描枪枪，也有一定的扫描范围，超过范围条码也读不到。不论采用什么样的
扫描枪，应使条码的位置处于扫描枪的扫描范围，且识读效果最好，确定这样的位置后，应
要严格在这样的位置贴条码。
读取条码的技术和所用的阅读器的不同是导致条码读取时间快慢与成功与否的关键原
因，同时也与条码本身的大小、形态、码制以及条码纸的大小、颜色、材质有关。
175 条码中条空颜色搭配时，必须保证条空颜色的反差足够大。条的颜色可为：深蓝、深绿、
深棕色、黑色，空的颜色可为红色、橙色、黄色、白色，其中以黑白搭配最佳，金属材料的
本色（如金色、银色）均不宜作条或空的颜色。如本馆银色背景的条码扫描枪识度较差就是
一个明显的例子。
通常图书馆书籍条形码一般位于扉页且位置并不固定，且由于书籍的开本大小不同，有
180 部分书的条码超出了自助借还机条码扫描枪的扫描范围，如果资金充裕的话，可以进行条形
码改造，以确保条码的顺利读取。通过咨询有关厂家，改造一本书的改造费用在0.23 元左
右(包括条码和人工改造费用)，如果一百万册书改造，大约需要23 万元，改造时就是把原
来贴在内页的条码复制，然后粘贴到图书封面或封底的固定位置，避免翻书找寻条形码，这
样可以大大缩短借还速度，提高了书籍的借还效率。
185 关于条码的贴放位置，建议放在书的封面上方某一个固定的位置以适应自助借还系统及
24 小时还书机的使用；在书内适当位置加工有馆藏号信息，以备条形码丢失后尽快查到图
书信息；制定条形码、书标、馆藏章、磁条、书内馆藏号等加工规范，并在工作中严格执行。
3 还书机还书平均时间测试
本文的还书机指的是带有图书分拣装置的还书机，只有2 个厂家提供还书机产品来馆测
190 试，取150 本书作为测试样本来测试每本书的平均还书时间及冲磁情况，如表4
表4 还书平均时间测试
Tab. 4 Testing on the average time of returning books
测试项目 B C
平均时间 2.61 1.45
冲磁册数 149 150
195 测试方法：先把书翻到条码页，从把书放到还书机的传送带上开始计时，当显示屏显示
出借还的书籍时，停止计时；最后取平均值。B 内具有置实时操作录像（内置摄像系统）记
录功能和外置实时操作录像（外置摄像系统）记录功能；C 具有外置实时操作录像记录功能
从图中看到C 还书的用时较少，时间上明显优于B，且还书后充磁效果良好。
4 自助借还机使用评价
200 4.1 自助借还机读者使用评价
本次测试采取读者集中测试方式进行。为了了解读者使用机器的习惯，参加本次测试的
工作人员对读者不进行任何有关自助借还方面的指导，共用115 名本科生同学参加测试，书
160 本。测试完毕，由工作人员对参加测试的读者进行现场调查，对他们刚刚使用过的机器
进行优劣排序。如图2 是读者的测试评价情况，在自助借还机的评价中，评价C 为第一名
205 的读者占53%，比A、B、D 的总和还要多。还书机只有B、C 两个厂家的设备参加测试，
评价C 为第一名的读者占75%，是B 的3 倍。从读者的评价来看，无疑C 是最优的。
图2 读者使用测试评价
210 Fig.2 Test Evaluation of readers
4.2 借还界面及设备管理的比较
为方便高校中的国外留学生使用自助借还书机，这四个厂家的借还机界面中都具有中英
文语言选择。B、 C 与D 都在界面上插入了关于如何借书还书的影音视频解说，方便了读
者的初次使用，A 只有动画演示。
215 A 支持基于Web 方式的所有自助借还机及还书机设备的系统管理，包括设备参数的调
试，提供准确的借还记录(成功、失败、其它)统计，可按照小时/日/周/月/年、馆藏类型来
进行借还数量、读者人次、交易类型、成功与否的借还统计；B、C、D 都是基于本机的数据
统计管理，今后应在这方面加强。
4.3 系统整体评价
220 我们把前面分析的几个统计数据的主要指标作为统计项目，并按其重要性的不同分别给
予一定的权重；对于权重的确定，，笔者也是咨询了馆领导、借阅大厅的工作人员、流通阅
览部人员、技术部人员及其它相关人员，并根据各个指标的重要性而综合确定的。各个产品
借还书时间项的得分是以借还书平均时间的倒数乘以35 得出的，起最大值为35。B、C 带
分拣功能的还书机还书时不需多本书检测，取其值为零。由于没有测试D 的磁条验证功能，
225 笔者暂且给予其平均分5 分，以便计算比较；如表5 为各个借还机及还书机的得分。从表中
可以看出，借还机得分情况：C >A>B>D；还书机得分情况：C > B。
表5 系统整体评价
Tab.5 The evaluation of overall system performance
权重 A B C D B 还书机 C 还书机
借还书时间 35% 21.1 8.3 18 6.7 13.5 24
多本书检测 15% 6.2 11.9 8.9 14 0 0
磁条验证 10% 3 10 10 5 10 10
读者评价 30% 6 4.8 16 3.3 7.5 22.5
设备管理 10% 10 3 3 3 3 3
总分 100% 46.3 38 55.9 32 34 59.5
230
由于各个馆的侧重点不同，各个权重的设置会有所不同，而厂家提供的设备不尽不同，
书籍条码，磁条情况不同，测试设备的指标也会不同，因此，不同的馆最后的系统整体评价
也会不同。
5 结论
本文是从技术指标和读者使用等几个方面对测试的设备进行评价，并给出了定量化的评
价指标，这个指标应当作为设备购买时的重要的参考依据。但图书馆在购买相关设备时还应
考虑价格、后续服务、以后是否能升级到RFID 系统，系统软件是否支持可升级、扩展等方
面。
[参考文献] (References)
[1] 肖焕忠. 两种自助借还管理系统的应用比较[J]. 图书馆杂志，2007（4）：39-41.
[2] 吴晞，马瑞，李星光. RFID 系统及其在图书馆中的应用[J]. 图书馆论坛，2005（4）：4-8.
[3] 叶宏武. 浅谈自助式借还书系统[J]. 浙江纺织服装职业技术学院，2006（2）：61-63
[4] 朱学芳，曾娜，曾维. 自助借还书系统研发及应用探讨[J]. 情报科学，2007（3）：413-416
245 [5] 韦成府，李淑敏. 基于Unicorn 的自助借还服务的应用与问题探讨 [J]. 现代图书情报技术，2010（6）：
93-98
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