手機(jī)圖書館實時報告系統(tǒng)研究

楊 勇，黎邦群

0 引言

手機(jī)圖書館已成為數(shù)字圖書館發(fā)展的新趨勢，形式多樣的手機(jī)圖書館系統(tǒng)功能與應(yīng)用層出不窮，但缺少對特定圖書館當(dāng)前服務(wù)與資源利用現(xiàn)狀實時報告的應(yīng)用研究。本文所研究的實時報告系統(tǒng)是利用手機(jī)圖書館來整合門禁管理系統(tǒng)、相關(guān)庫室、資源與服務(wù)及各類服務(wù)器等資產(chǎn)的服務(wù)或運行狀態(tài)信息，并將相關(guān)館情以移動Web的方式集中查詢和顯示，以期提高服務(wù)與資源的利用率，提升維護(hù)與管理的效率。

1 需求及技術(shù)思路

1.1 國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外實時報告系統(tǒng)的應(yīng)用具有兩個特征：一是多用于極需即時了解內(nèi)部動態(tài)數(shù)據(jù)的領(lǐng)域與行業(yè)，如電網(wǎng)分析[1]、車站現(xiàn)車[2]；二是動態(tài)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在特定地理位置的固定大顯示屏上，如華東交通大學(xué)圖書館[3]在人口處的大顯示屏上實時反映各閱覽室、借書處在館讀者人數(shù)、尚能容納的讀者人數(shù)等信息。這些應(yīng)用實踐對本文寫作具有一定的參考價值，但網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索并未發(fā)現(xiàn)有關(guān)圖書館應(yīng)用基于Web設(shè)計，且全面準(zhǔn)確、移動便捷的館情實時報告系統(tǒng)的實踐和研究。

1.2 實際工作中的應(yīng)用需求

(1)在入館前，讀者往往很難全面了解圖書館當(dāng)前使用情況，如圖書館的人流、讀者在各個庫室的分布概況、各類資源與服務(wù)的狀況等情形。需要通過電話咨詢、通知公告等途徑去了解，所獲取的可能只是片面的或不準(zhǔn)確的信息。為便于讀者全面、快捷、準(zhǔn)確地了解館情，以合理地規(guī)劃入館學(xué)習(xí)的時間與安排，圖書館有必要對內(nèi)部情況進(jìn)行全方位的、權(quán)威的、實時的信息披露。

(2)隨著圖書館文獻(xiàn)資源、服務(wù)設(shè)備等資產(chǎn)增多、服務(wù)規(guī)模增大，管理員的維護(hù)任務(wù)與日俱增，設(shè)備發(fā)生故障的概率隨之增高。為監(jiān)測與掌控這些資產(chǎn)與服務(wù)的運作狀況，管理員不得不花費大量的時間與精力先后遠(yuǎn)程登錄各個資源與系統(tǒng)，甚至親臨機(jī)房逐一檢查。通過手機(jī)屏幕輕松便捷地獲取其實時狀況信息，可以滿足管理員實行全天候監(jiān)控的工作需求，降低管理與維護(hù)成本。

1.3 技術(shù)思路及方法

用戶點擊手機(jī)圖書館“實時報告”鏈接，系統(tǒng)依據(jù)用戶登錄權(quán)限的差異分別返回讀者版或館員版的頁面，并用SQL語句、FSO方法和Mashup技術(shù)查詢或檢測相關(guān)庫室的讀者分布概況、各種資源與服務(wù)的狀態(tài)，并用懶加載技術(shù)將動態(tài)數(shù)據(jù)實時地呈現(xiàn)給用戶，以移動Web的形式集中展示圖書館的使用情況，如圖1所示。

圖1 手機(jī)圖書館實時報告系統(tǒng)技術(shù)思路圖

技術(shù)思路的關(guān)鍵在于各類服務(wù)器運行狀態(tài)的追蹤與檢測。技術(shù)難點在于查詢速度與檢測效率的提升及實時報告所需數(shù)據(jù)的及時獲取與合理呈現(xiàn)。

2 實現(xiàn)方案

2.1 設(shè)計方案

(1)總體方案。系統(tǒng)依托已有的手機(jī)圖書館系統(tǒng)架構(gòu)而設(shè)計，總體上采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器，Browser/Server)的體系結(jié)構(gòu)，邏輯上分為客戶端瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)應(yīng)用等3層：頂層提供遠(yuǎn)程訪問的統(tǒng)一接口，中間層接受和處理頂層發(fā)出的訪問請求，底層提供中間層所需數(shù)據(jù)，如圖2所示。

(2)具體設(shè)計方案。系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫用戶表查詢、Web服務(wù)狀態(tài)檢測及服務(wù)器文件讀寫等方法或技術(shù)，獲取圖書館各類資產(chǎn)、資源與服務(wù)的運行狀態(tài)，并用移動Web規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及ASP動態(tài)語言來設(shè)計Web應(yīng)用，將各類動態(tài)數(shù)據(jù)實時地顯示于手機(jī)圖書館的相關(guān)網(wǎng)頁。實時報告的項目大致可分為以下7大類，見表1。

圖2 手機(jī)圖書館實時報告系統(tǒng)邏輯層圖

表1 手機(jī)圖書館實時報告項目(節(jié)選)

依據(jù)報告對象的不同，系統(tǒng)可分為館情通報及服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)測2個功能模塊，分別對應(yīng)讀者版和館員版的實時報告系統(tǒng)。前者通過連接與查詢門禁、庫室、資源與服務(wù)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，獲取并顯示讀者分布概況及資源與服務(wù)狀態(tài)等最新數(shù)據(jù)；后者通過網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、Web站群及文件存儲等服務(wù)器，獲取并顯示圖書館機(jī)房運行狀態(tài)；這2個功能模塊分別從不同角度報告圖書館各類資產(chǎn)的服務(wù)與運行數(shù)據(jù)。

(3)系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，整合現(xiàn)有資產(chǎn)與服務(wù)，實現(xiàn)與各類管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫的連接，并在手機(jī)屏幕上實時、安全、高效地顯示各類館情。系統(tǒng)的服務(wù)端無需新增任何軟硬件投入，客戶端不用額外下載安裝其他軟件，僅需使用手機(jī)自帶的瀏覽器即可使用所有功能。系統(tǒng)具有較高的安全性、可維護(hù)性及可用性。

(4)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)要求。服務(wù)端為原手機(jī)圖書館的運行環(huán)境：IBM eServer X365 8862+Windows Server 2003+IIS6.0，客戶端為一部支持WIFI與Web瀏覽功能的寬屏智能手機(jī)。系統(tǒng)要求根據(jù)現(xiàn)有條件與實際需求，依托手機(jī)圖書館的登錄認(rèn)證系統(tǒng)識別用戶權(quán)限，分別向讀者和館員呈現(xiàn)不同版本的館情報告，全面準(zhǔn)確地通報館情。

2.2 實現(xiàn)過程

(1)準(zhǔn)備工作。包括了解、熟悉各類數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)讀寫或查詢與運作的方式與流程，尤其是數(shù)據(jù)庫核心用戶表的結(jié)構(gòu)與字段。例如，實時報告“新增圖書”“流通借還”等功能，需用OLEDB方法連接Oracle、DB2及ASE等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，并用SQL語句的“Select”命令查詢書目數(shù)據(jù)庫的相關(guān)用戶表。為了存儲表1中的實時報告內(nèi)容“入館人次統(tǒng)計”的歷史時段及入館人次數(shù)據(jù)，需在服務(wù)端設(shè)計關(guān)系表r_lishi，表結(jié)構(gòu)包括統(tǒng)計日期、時段及人次等字段，以避免對門禁數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)的二次查詢。

(2)數(shù)據(jù)收割。數(shù)據(jù)源的獲取方法分為3類：①入館人次統(tǒng)計、讀者分布概況、資源與服務(wù)狀態(tài)及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器狀態(tài)等相關(guān)數(shù)據(jù)，可用SQL語句查詢門禁系統(tǒng)、相關(guān)庫室管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫用戶表；②文件服務(wù)器及磁盤陣列存儲系統(tǒng)采取FSO方法獲取運行狀態(tài)；③Web服務(wù)器則用Mashup技術(shù)模擬人工訪問網(wǎng)頁的方法抓取運行狀態(tài)。

(3)頁面顯示。系統(tǒng)采用HTML5+CSS3+JQuery Mobile的技術(shù)框架來設(shè)計與組織網(wǎng)頁的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，并以表格形式清晰地呈現(xiàn)所獲取的數(shù)據(jù)，包括入館人次統(tǒng)計、讀者分布概況、資源與服務(wù)狀態(tài)及服務(wù)器狀態(tài)等。通過Session變量識別已登錄用戶權(quán)限的差異，分別顯示讀者版和館員版的實時報告，如圖3所示。

圖3 手機(jī)圖書館實時報告系統(tǒng)頁面顯示效果圖

圖3中的字符“√”表示資源或服務(wù)狀態(tài)正常，“X”表示狀態(tài)異?；蚍?wù)不可用，狀態(tài)符號之后的數(shù)字分別表示入館人次數(shù)、查新剩余任務(wù)數(shù)、圖書種數(shù)或冊數(shù)、Web訪問量或在線人數(shù)等含義。例如，圖3(1)中“資源與服務(wù)狀態(tài)”欄“電子資源”項“狀態(tài)”列的字符“+2-1”表示(電子資源)近期新增2項、目前1項不可用；圖3(3)中“OPAC系統(tǒng)”項“狀態(tài)”列的字符“362 19”表示(OPAC系統(tǒng))當(dāng)日IP訪問量共計362、目前在線用戶數(shù)為19。用戶點擊圖3(1)中的“讀者分布概況”欄“預(yù)約服務(wù)”列的“我要預(yù)約”鏈接，即可訪問相關(guān)庫室的預(yù)約系統(tǒng)，預(yù)約需要的座位；點擊圖3(1)中“資源與服務(wù)狀態(tài)”欄“狀態(tài)”列里的數(shù)字鏈接，即可獲取相關(guān)資源與服務(wù)的詳情。例如，點擊鏈接“+2-1”將返回電子資源服務(wù)狀態(tài)頁面，如圖3(2)所示；點擊鏈接“+7”將訪問目前查新任務(wù)數(shù)及查新站服務(wù)狀態(tài)頁面，點擊鏈接“+136”將轉(zhuǎn)向新書通報頁面，顯示近期新增的136種新書。

2.3 關(guān)鍵方法與技術(shù)

(1)FSO方法。圖書館服務(wù)器可分為數(shù)據(jù)庫、備份、Web及磁盤陣列等類別，要求365天24小時不間斷地對外開放，其中備份與磁盤陣列服務(wù)器的文件讀寫狀態(tài)，可用FSO(File System Object，文件系統(tǒng)對象)方法進(jìn)行監(jiān)測。FSO方法可以創(chuàng)建、打開、刪除或拷貝一個或多個文件。如用FSO的CreateTextFile方法在服務(wù)器D盤根目錄下創(chuàng)建一個空白文本文件“test.txt”以監(jiān)測服務(wù)器的文件寫操作狀態(tài)：

(2)Mashup技術(shù)。圖書館電子資源的遠(yuǎn)程網(wǎng)站與本地鏡像、圖書館主頁及OPAC、特色資源網(wǎng)等Web網(wǎng)站的服務(wù)狀態(tài)，可用Mashup(糅合、融匯或混搭)網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)對網(wǎng)站頁面進(jìn)行屏幕抓取(Screen Scraping)，用瀏覽器對象XMLHTTP[4]的MSXML2.ServerXMLHTTP組件模擬HTTP的GET和POST請求來訪問Web以獲取其HTTPHeader(HTTP頭信息)，并以此判斷網(wǎng)站的運行狀態(tài)：

其中變量“Status”即網(wǎng)址“URL”所定位的網(wǎng)頁HTTP Header中的狀態(tài)值。當(dāng)用戶訪問網(wǎng)站向服務(wù)器發(fā)出瀏覽請求時，服務(wù)器將返回HTTP狀態(tài)碼，狀態(tài)碼體現(xiàn)了Web服務(wù)器對瀏覽器請求的頁面通信狀態(tài)，通過解析返回的狀態(tài)碼可以評估服務(wù)的狀況。狀態(tài)碼定義在HTTP規(guī)范中，共分為消息、成功、重定向、請求錯誤、服務(wù)器錯誤等5大類45小類[5]，其中最常見的有如下3種，見表2。

表2 HTTP狀態(tài)碼列表(節(jié)選)

使用Mashup技術(shù)設(shè)計的定期自動刷新網(wǎng)頁，還可以監(jiān)控圖書館各類網(wǎng)站域名的DNS解析狀態(tài)、頁面的HTTP狀態(tài)及服務(wù)器的運行狀況等，在發(fā)生故障時第一時間返回并以SMS或E-Mail方法發(fā)送故障告警信息到館員手機(jī)。收到告警信息后，管理者甚至可以直接使用手機(jī)遠(yuǎn)程控制電腦軟件[6]，馬上對圖書館服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。

(3)懶加載技術(shù)。與多種數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器交互而產(chǎn)生實時數(shù)據(jù)是種比較耗時的過程，頁面被打開尤其表格的顯示將成為系統(tǒng)響應(yīng)速度的瓶頸，是影響用戶體驗和系統(tǒng)使用價值的重要因素。因此數(shù)據(jù)懶加載(Lazy Load，延遲加載)技術(shù)的應(yīng)用對于數(shù)據(jù)查詢與顯示的優(yōu)化尤為重要：

例1：

例1與例2中通常分別被放置于表格中和頁面底部(表格后)，這樣處理的好處是顯而易見的：數(shù)據(jù)庫的查詢與服務(wù)器的檢測過程將不至于拖累整個網(wǎng)頁的顯示速度。

2.4 出現(xiàn)的主要問題及解決方法

(1)主要問題。讀者刷新1次頁面可能導(dǎo)致高達(dá)50余次的異地數(shù)據(jù)庫查詢或遠(yuǎn)程服務(wù)器監(jiān)測的系統(tǒng)進(jìn)程，隨著圖書館資產(chǎn)的增加，進(jìn)程數(shù)亦將成倍劇增。這將極大地消耗有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬與服務(wù)器資源，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞或服務(wù)器SYN Flood攻擊等問題的產(chǎn)生。如眾多用戶同時在線請求實時報告查詢服務(wù)，將導(dǎo)致服務(wù)器并發(fā)數(shù)猛增，查詢速度過慢，甚至引起系統(tǒng)的崩潰。服務(wù)器性能、網(wǎng)絡(luò)訪問速度和穩(wěn)定性反過來也會左右用戶的使用心理[7]。

(2)解決方法。①構(gòu)建臨時表存儲近期查詢數(shù)據(jù)，以供系統(tǒng)在一定周期內(nèi)反復(fù)直接讀取，減輕網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。②優(yōu)化SQL查詢策略。比如“新增圖書”冊數(shù)的獲取，需要執(zhí)行SQL多表查詢操作。假如充分利用圖書ID等索引，并采用SUM()函數(shù)匯總新書種數(shù)及冊數(shù)，則僅需執(zhí)行SQL單表查詢操作即可，從而成倍提升查詢的速度。③模塊化系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，利用HTML5中的User Interaction(用戶對話)API實現(xiàn)頁面內(nèi)容與用戶的交互，允許用戶進(jìn)行深度的個性化定制，取消不關(guān)心的模塊，僅執(zhí)行需要的查詢。④限制用戶刷新頻率。用戶的惡意刷新將顯著增加服務(wù)器性能的消耗，故系統(tǒng)應(yīng)限制每名用戶的頁面刷新間隔時段不低于某一規(guī)定的數(shù)值，如10分鐘。⑤最根本的解決途徑為增加網(wǎng)絡(luò)帶寬與服務(wù)器的硬件投入，提升系統(tǒng)的查詢性能。

2.5 實現(xiàn)結(jié)果

實時報告系統(tǒng)依托原有的手機(jī)圖書館進(jìn)行開發(fā)，完全基于Web運行，通過瀏覽手機(jī)網(wǎng)頁來一鍵查詢?nèi)腽^人數(shù)、讀者分布、服務(wù)狀況等各類館情，具備便攜性、無線性、移動性、即時性等特征，方便快捷，部署簡單，易于維護(hù)與操作，符合資源分析、系統(tǒng)建設(shè)與績效評估的需求，有利于實現(xiàn)個性化知識服務(wù)，基本實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。

2.6 與其他系統(tǒng)的比較

本文設(shè)計的實時報告系統(tǒng)與其他類似系統(tǒng)比較，均能監(jiān)測圖書館的各類資源和服務(wù)的運行狀態(tài)，并實現(xiàn)實時通報功能。前者的主要特征在于：

(1)基于手機(jī)圖書館。用戶無需親臨特定場所才能了解館情，僅需通過隨身攜帶的手機(jī)即可獲取各類資源與服務(wù)狀況的實時報告。

(2)報告全面準(zhǔn)確。系統(tǒng)并非單一針對電子資源服務(wù)的監(jiān)控[8]，而是全面監(jiān)測讀者在館狀況、資源與服務(wù)狀態(tài)及服務(wù)器狀態(tài)等各類館情，并準(zhǔn)確呈現(xiàn)。

(3)應(yīng)用投入低。系統(tǒng)的初始構(gòu)建及日常運營簡單便捷，無需外購商業(yè)監(jiān)控軟件，設(shè)計與實現(xiàn)成本低廉，尤其適用于研發(fā)與運營經(jīng)費緊張的中小圖書館。

(4)用戶體驗佳。系統(tǒng)使用HTML5、JQuery Mobile及Mashup等方法和技術(shù)，遵循最新的移動WEB設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，可為用戶帶來良好的使用體驗。

3 應(yīng)用效果評估

為了測試和評估系統(tǒng)的應(yīng)用效果，特別選取1天中的9時、15時、20時3個不同的時間點分別進(jìn)行試驗。服務(wù)端的測試環(huán)境為開發(fā)環(huán)境，客戶端的測試環(huán)境為：圖書館局域網(wǎng)無線寬帶+IPhone 4+IOS 7.04+UC瀏覽器9.3。試驗結(jié)果取3次實驗的平均值，其中入館人次統(tǒng)計、讀者分布概況、資源與服務(wù)狀態(tài)等3項查詢的平均耗時分別為0.05秒、0.31秒、2.25秒，讀者版的實時報告系統(tǒng)頁面完全打開平均耗時約2.62秒；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器及文件服務(wù)器運行狀態(tài)檢測的平均耗時分別為0.4秒、1.2秒、1.3秒，館員版的實時報告系統(tǒng)頁面完全打開平均耗時約2.91秒。系統(tǒng)響應(yīng)時間在總體上尚處可接受的范圍之內(nèi)。自2014年2月惠州學(xué)院手機(jī)圖書館開始應(yīng)用實時報告系統(tǒng)以來，運行穩(wěn)定，用戶反應(yīng)良好，館員實現(xiàn)了對資產(chǎn)、設(shè)備與服務(wù)的主動管理，取得了較為滿意的應(yīng)用效果。依據(jù)手機(jī)圖書館的Web訪問日志可以觀察系統(tǒng)的運行情況，部分內(nèi)容見表3。

表3 2014年3-4月實時報告系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)(節(jié)選)

分析表3得知，讀者對手機(jī)圖書館實時報告系統(tǒng)有一定的應(yīng)用需求與興趣。系統(tǒng)被訪問頻次的增加有賴于進(jìn)一步的宣傳推廣與讀者使用習(xí)慣的培養(yǎng)。迄今為止，管理員已通過館員版的實時報告系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)5起服務(wù)器訪問故障，即使在非正常工作時間內(nèi)，維護(hù)人員也能獲得實時的監(jiān)控信息。問題被迅速發(fā)現(xiàn)有助于對故障進(jìn)行有針對性的及時處理。

4 結(jié)語

實時報告系統(tǒng)能使讀者和館員明確了解圖書館當(dāng)前的具體情況，有利于圖書館根據(jù)管理的實際需要，對所有對外開放庫室與資源進(jìn)行不受時空限制的有效維護(hù)與管理，提高服務(wù)績效，保障正常工作，有效緩解庫室擁擠、資源與服務(wù)利用不均衡的現(xiàn)象，為讀者提供更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)、部署與應(yīng)用，均基于手機(jī)圖書館與HTTP協(xié)議，因而具有較高的移動化、網(wǎng)絡(luò)化與自動化水平，讀者必須擁有一部能聯(lián)網(wǎng)的智能寬屏手機(jī)，才能使用實時報告系統(tǒng)。如何進(jìn)一步增強(qiáng)與完善系統(tǒng)功能，擴(kuò)大實時報告的范疇與深度，提升系統(tǒng)的性能，是將來研究的重點。

[1] See，J.D. Latham，et al. Report on Real-Time Grid Analysis Pilots[J]. Industry Applications，IEEE Transactions on. 2012 （4）：1170-1176.

[2] 梅良琨. 車站現(xiàn)車信息實時顯示的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 上海鐵道科技. 2009 （2）：65-66.

[3] 華東交通大學(xué)圖書館[EB/OL]. [2014-05-05]. http：//lib.ecjtu.jx.cn.

[4] XMLHTTP[EB/OL]. [2014-05-05]. http：//baike.baidu.com/view/25390.htm.

[5] http//1.1：Status Code Definitions[EB/OL]. [2014-05-05]. http：//www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec10.html.

[6] 手機(jī)遠(yuǎn)程控制電腦軟件[EB/OL]. [2014-05-05]. http：//baike.baidu.com/view/9134457.htm.

[7] 黎邦群. 基于搜索引擎與用戶體驗優(yōu)化的OPAC 研究[J]. 中國圖書館學(xué)報. 2013 （4）：120-129.

[8] 彭曉慶. 高校圖書館電子資源服務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代圖書情報技術(shù). 2011 （4）：82-88.