一卡通系统在阅览室电气设计中的新应用

　　1、工程概况

　　某高校图书馆主要功能是图书藏阅、公共会展、研习交流和管理办公配套服务。总建筑面积4.8万m2，建筑高度37 m，藏书量200万册，读者座位数3 000座。图书馆入口处设置一门式门禁管理系统和自助还书设施，底层为服务大厅，2层为电子阅览室，3层为新书阅览室和报刊阅览室，4层设置特藏珍品阅览室，其他层为各类学科阅览室。阅览室以外为研习交流房间，供师生自由预订。

　   2、N2一卡通系统的新开发

　　一卡通系统在高校图书馆中主要服务于图书借阅服务、进出图书馆和各区域的门禁控制、复印和扫描资料的消费、研习交流房间的租赁等业务。系统需要在此基础上开发出阅览室订位系统。

　　开发目标

　　开发目标：① 按照各类阅览室设置终端机，具有进出口签到和签退功能。② 根据阅览室内满座的不同比例，按照0 ~ 20 %、21 % ~ 50 %、51 % ~ 80 % 和81 % ~ 100 % 分4级区域开放座位 ，并可按照当前进入的读者数量确定级数范围。读者进入前可在终端机处选择开放座位号，并用一卡通锁定座位号。③ 除了阅览室设置终端机以外，也可开发手机APP和微信功能。④ 建立与建筑设备监控系统(空调及新风系统、智能照明控制系统)、信息公告系统等的通信接口，以方便联动控制。

　　阅览室订位系统框图(如图1所示)

　　阅览室订位系统(以下简称“订位系统”)作为一卡通系统的扩展功能模块，基于校园一卡通系统数据库，所有人员认证信息均通过一卡通系统现有模块实现。根据订位系统功能需求，需要在数据库内增加阅览室座位信息表、预定信息表等订位系统的专用数据表，用于记录阅览室座位的空间位置及座位预定信息，实现订位系统的各项功能。

　　同时，系统通过与信息公告系统、建筑设备监控系统、校园门户网站及校园用户统一认证平台信息共享，实现阅览室预定及占用信息发布、阅览室照明及空调等建筑设备联动，以及手机或电脑的订座功能。

　　为了配合阅览室座位管理，督促读者按订位系统的排位就坐，利用阅览室的视频监控系统，配合智能视频识别技术对合法占位、恶意占位等情况进行检测，提醒图书馆管理人员进行人工干预。

　　订位系统工作流程(如图2所示)

　　一卡通系统用户可在阅览室门口订位系统终端机上刷卡进行相应的订位操作，也可通过手机APP、二维码等功能实现。

　　当用户选定座位进入阅览室后，系统后台联动程序触发，处理以下事项：① 判断目前开放区域占用率是否达到阈值，如果达到开放新区域。② 联动控制智能照明系统。③ 联动控制空调和新风系统。④ 联动视频监控智能视频识别平台。

　　签退功能的实现

　　通过签退功能可以及时回收未被占用的座位，避免恶意占座的情况，提高阅览室的使用效率。签退功能可以分为手动签退、自动(强制)签退：① 手动签退可以通过用户离开阅览室时主动刷卡签退，进入其它阅览室重新订位，或者在离开阅览室后通过手机APP进行签退。② 对于超过设定时限未使用座位的恶意占座情况，通过自动(强制)签退功能强制签退回收座位。

　　实际使用过程中存在使用者需要短时间离开阅览室的情况(如上洗手间、接听电话)，不能简单地通过使用者离开阅览室强制刷卡来实现签退功能，可通过以下技术实现：① 通过校园一卡通系统，如果出现在距离图书馆较远区域的刷卡信息时(消费、门禁等)则对座位进行强制签退。② 通过与校园选课系统的接口发现使用者占座与上课、考试时间冲突的情况，进行强制签退。③ 通过设置在阅览室内的监控摄像机，采用视频识别的方式判断座位使用情况：对于已经选座但没有使用(座位上没任何物品)、座位被占用但人员不出现(座位有物品)情况，超过一定时间(预警时间可以根据要求设置)后通过手机APP、微信等方式进行消息推送，提醒使用者;如果再经过一段时间(强制签退时间)使用者仍未出现则进行强制签退，将座位回收到可分配座位中;对于有物品占用座位的情况，强制签退后系统提示图书馆工作人员收纳占座物品，被强制签退的使用者可以通过刷卡认证身份领取物品;对于被强制签退的情况，计入系统的信用记录中，可以制定相应的处罚措施。

　　座位开放系统策略设计

　　系统如何实现开放座位(提供可选座位的范围)，是实现订位系统高效运行的关键。通过制定合理的座位开放策略，可以合理引导阅览室中读者人群分布，提高照明、空调等设施的使用效率，提升阅览室使用体验。系统主要依据策略：① 规避目前基础设施(如座位损坏、照明无法正常工作)有损坏的座位。② 根据天气情况及时间段规避使用体验较差的位置(如天气晴好时被太阳直射的座位)。③ 规避被非法占用的座位(座位未被选定，但是通过智能视频监控系统识别到有人员或物品占用)。④ 根据天气情况及时间段优先开放综合能耗较低的区域，如自然采光条件较好，能够利用自然通风的区域。⑤ 当已开放区域的实际利用率达到一定阈值(如20 % 后)，逐步开放新的座位区域。

　　3、N3电气设计中的新应用

　　传统设计中，图书馆内建筑设备监控系统对各类机电设备进行监控、测量，使机电设备安全可靠运行。

　　新应用实现的功能

　　① 规范及引导阅览室内的座位使用，提高阅览室使用效率，提升阅览室使用体验，降低阅览室能源消耗和管理成本。

　　② 建筑设备监控系统的联动控制可以实现照明、空调设备分区域开放，根据阅览室的整体占用率(尤其是占用率较低的情况下)，制定订座系统的座位开放策略，让读者相对集中就坐，仅开放特定区域的照明及空调系统，达到节能效果。

　　③ 通过建筑模型的模拟计算及运营过程中对能源消耗情况的统计，可以优选出阅览室中节能区域(能最大程度利用自然采光、自然通风)，优先使用节能区域。

　　④ 使区域内机电设备达到交替轮流使用的方式，均衡使用设备，避免对特定设备的高频使用，延长设施使用寿命。

　　⑤ 空调系统可以根据订位信息预先开启空调。同时，依据实时的读者人数信息反馈对空调系统进行控制，优化新风量的调节也能起到很好的作用 。

　　⑥ 有计划地进行阅览区内保洁、设施维护等工作，提高管理效率。

　  4、建立订位系统数据库的意义

　　订位系统数据库可以作为校园一卡通系统数据库的一部分，数据库本身除了订位作用外还包括用户在校园内各类信息(学籍、课程、住宿、消费等)，建立的意义在于：① 按照阅读时间、内容、对象梳理出读者的真正需求。图书馆可以采用大数据方法进行统计分析，按照读者需求提供更有针对性的服务。② 对每个座位读者采取实名制，根治 “恶意占位”顽症。③ 手机终端的开发更能增加数据库的内容，实现读者与图书馆线上互动等服务。