一、背景

随着人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术加速迭代，持续推动智慧城市向纵深发展，智慧化生活场景触手可及。新形势下图书馆服务面临巨大挑战，读者不断增长的智慧化阅读需求与传统公共图书馆管理手段滞后、馆员力量薄弱、服务能力不足的矛盾日益凸显，公共图书馆数字化智慧化转型升级成为行业共识。

中新天津生态城作为中国、新加坡两国政府间重大合作项目，是滨海新区五个开发区之一，先后跻身国家智慧城市、海绵城市、无废城市等试点城区建设，获评国家绿色发展示范区、国家全域旅游示范区、国家公共文化服务体系示范区，是“世界智能大会永久展示基地”。中新天津生态城图书档案馆（又名中新友好图书馆）是中国、新加坡两国政府在中新天津生态城合作打造的重点文化项目，于2018年11月正式对外开放，建筑面积6.7万平米，现有馆藏近70万册，数字资源95个。中新友好图书馆站位于中新合作建设的高平台，秉承生态城“生态+智慧”双轮驱动发展战略，坚持科学发展、创新发展的治馆理念，积极探索公共文化服务与现代科技深度融合发展的新路径，将生态元素和智慧科技注入到场馆管理和服务读者的方方面面，充分满足广大读者享受阅读、汲取知识、收获快乐的美好文化生活需要。开馆五年多来，深受广大读者青睐，已经接待480余万读者，成为有口皆碑的智慧图书馆。

中新友好图书馆秉持“先行先试”的创新精神，注重顶层设计，早在场馆规划建设阶段，就统筹布局、超前设计主体业务建设、读者服务空间及智慧应用场景，全面推进智慧图书馆建设。在第四届世界智能大会上率先研制发布了国内首套智慧图书馆指标体系，创新推出了大数据分析平台、室内定位导航系统、手机扫码借书、汽车穿梭还书、24小时智能书柜等50余项智慧管理级智能应用技术，其中机器人导航找书、室内定位导航找书、手机扫码借书、高频RFID盘点机器人等多项智能应用为国内首创，成功获批5项国家专利。

传统图书馆在流通环节普遍存在还回图书人工分拣费时费力易出错，图书转运过程人工搬运劳动强度高，图书盘点工作量大、周期长、准确率低等难题，中新友好图书馆聚焦业务难点，将人工智能、大数据等前沿技术与馆藏流通业务深度融合驱动图书馆管理模式创新，陆续推出智能分拣还书系统、智能搬运机器人、智能盘点机器人及智慧监管平台等项目，搭建了馆藏图书全流程智慧化流通管理体系，实现图书馆各项管理工作自动化智能化，大幅降低图书管理人员工作强度和场馆运营成本，显著提高图书流转效率，缩短图书上架时间，优化读者阅读体验。

二、主要做法

（一）项目建设内容

为综合提升场馆智慧化管理水平，全面探索智慧图书馆运营新模式，中新友好图书馆充分利用5G、大数据、人工智能等新一代信息技术对传统图书流通业务进行革新，搭建了包含图书分拣、搬运、盘点、调度等核心业务流程的智慧流通管理平台，平台分两期建设，历经多次技术迭代升级，2020年6月推出了智能分拣还书系统、智能盘点机器人项目，2023年陆续上线智能搬运机器人、智慧监管平台项目，实现了图书馆高效率、智能化流通管理。

1．智能分拣还书系统

智能分拣还书系统设置在中新友好图书馆二楼阅享大厅，占地100余平米，主要包括15台AGV分拣机器人、2台运输机器人、书箱转换装置以及控制调度系统，并设置18个分拣口和3个还书操作口。读者还书时将图书投递给分拣机器人，分拣机器人根据后台智能控制和调度系统，选择最优路径进行图书投递，并可完成相互避让、自动避障等功能，最终根据图书的分类及馆藏地点投递到不同类别的分拣口。分拣口下面的书箱装满后，运输机器人会立即将书箱搬至转换区域，通过转换装置将图书交接至智能搬运机器人进行下一步处理。智能分拣还书系统综合运用了RFID、传感器感知、机器学习和自动控制等先进技术，能够自主完成图书归还、分拣以及区域搬运等操作，系统每小时可分拣1500册图书，是传统人工的数倍，大大提高了图书的分拣效率和准确率。

2．智能搬运机器人

为实现智能化图书搬运及上架，中新友好图书馆继智能分拣还书系统之后，研发推出了智能搬运机器人项目。该项目配备了3台计算机视觉自主移动机器人，能够通过激光雷达等传感器对环境进行感知，自主进行路径规划和避障，自动呼叫电梯，实现图书跨楼层、跨区域自主搬运以及馆员跟随搬运等功能。智能搬运机器人与分拣还书系统无缝衔接，通过书箱转换装置将已分拣的图书倒换到定制书箱中，并根据业务需求自动完成图书的点对点搬运，将图书及时运送到不同楼层、不同区域的上架位置。系统可自动检测服务区域还书箱装载图书数量，当还书量达到100本后，搬运机器人将自主搬运书箱至分拣区进行分拣。搬运机器人借助视觉识别技术可自动识别馆员，灵活跟随馆员到任意位置完成图书上架、下架、跨区域搬运等任务。该项目采用了激光导航、视觉识别、自动定位等技术，搬运效率每天可达25000册，大幅缩短了图书流转时间，解决了人工搬运效率低、耗时费力的难题。

3．智能盘点机器人

中新友好图书馆经过一年多时间的探索性研发，在行业率先推出了高频RFID智能盘点机器人。项目共包含3台盘点机器人，与图书馆集群管理系统无缝对接，可对全馆在架图书进行自动化精准盘点。盘点机器人每晚闭馆后开始自主工作，单台机器人每小时可盘点图书2万册，一晚即可完成全馆在架图书的盘点，并基于云平台对盘点数据进行大数据分析、汇总，形成包含丢失图书、错架图书、标签绑定失效图书报表等信息的盘点报告，工作人员根据盘点报告及时完成错架、馆藏状态异常等问题图书的纠正。智能盘点机器人配有双升降盘点装置，能够实现毫米级升降调整，并综合采用高频13.56MHz射频技术以及图像识别技术实现对不同高度、不同层高图书的盘点识别，单次盘点识别率不低于95%。该项目综合采用了RFID感知、计算机视觉、人工智能、大数据处理等技术，有效解决了传统图书盘点工作量大、周期长、准确率低等痛点，彻底解决了图书馆周期性闭馆人工盘点的困扰，大幅提高了图书排架准确率。在智能盘点的基础上，中新友好图书馆还研发了基于地磁、5G技术的室内定位导航小程序，读者只需输入自己想找的图书名称或作者等关键词，就能获得清晰的智能路线规划和精准导航，跟随导航指引即可到达目标书架，让图书检索更加精准、便捷。

4．智慧监管平台

为进一步拓展智慧化流通管理体系，实现全流程闭环管理，推动智慧图书馆高效率、精细化管理，中新友好图书馆定制开发了智慧监管平台。该平台是图书馆的中枢大脑，将全馆1000余套系统设备、千万级别的业务数据纳入统一平台进行一站式监控管理，综合实现全时空要素立体感知，全流程数据共享利用，全场景智能协同管控，全业务系统实时监控。平台具备实时监控报警及全流程维护维修功能，如分拣、搬运、盘点等流通管理流程中的系统设备或数据出现异常，将实时在大屏幕报警显示，并可跟踪故障工单处理、巡检任务进度等情况。平台划分了业务数据、网络平台、专业系统三大业务板块，其中业务数据板块汇聚了全馆的馆藏、流通、活动等数据，能够密切跟踪图书流通、系统访问量等实时信息，并兼具大数据挖掘分析功能，可为优化流通管理提供决策参考。网络平台板块接入了全馆服务器、存储、网络以及安全防御设施设备，能够实时监控整个互联网的运行状况，实现了网络系统的一屏监管和实时监控，最大限度保障了智慧图书馆的稳定运行。专业系统板块实现了软件系统以及专业设备运行状态的实时跟踪，如出现系统故障可第一时间报警显示。为了及时跟踪、处理故障，平台配套研发了E维护小程序，实现了从日常巡检、故障报修、接单处理、修复确认到形成报告全过程闭环管理。项目采用了物联网、大数据等核心技术，解决了图书馆业务系统及专业设备在人工巡检、故障处理等环节易出错、效率低、难管理等难题，最大限度提高了运营管理效率。

（二）项目运营管理

中新友好图书馆于2019年立项智慧系统二期项目，并于2020年6月正式上线，项目包含智能分拣还书系统、智能盘点机器人项目和室内定位导航系统3个创新项目，共计投入约450余万元。项目投入运营后，前三年由系统厂家提供免费维保服务，第四年起图书馆购买原厂质保服务，日常设备巡检及使用管理由信息化运维团队负责。智能分拣还书系统在开馆期间全时段运行，图书馆鼓励、引导读者通过智能分拣还书系统归还图书，为最大程度方便读者，仍保留其他自助还书渠道，从其他渠道归还的图书再由图书管理员通过智能分拣还书系统进行分拣。为保证盘点机器人的正常运行，每天闭馆前工作人员会对场馆环境进行检查，确保盘点通道畅通无阻，盘点机器人按照预定时间每晚21点开始自主工作，盘点过程中若电量不足会自动返回充电，第二天开馆后工作人员根据系统发送至邮箱的盘点报告及时调整错架图书位置及处理异常图书数据。

中新友好图书馆于2022年立项智慧图书馆建设项目，项目包含智能搬运机器人、智慧监管平台等十余个子项，总投入约340万元，其中智能搬运机器人项目包含3台搬运机器人、20台定制书箱、充电桩、机器人调度程序和环境改造，共投入约100万元，智慧监管平台项目包含可视化交互终端、AI数据采集软件、智慧运维可视化平台、智慧综合运维管理系统和智慧运维小程序软件，共投入约90万元。智能搬运机器人项目于2023年5月正式上线，图书馆预留1台客梯专门用于搬运机器人跨楼层运行，书箱的跨楼层、跨区域搬运均由搬运机器人完成，图书管理员可根据工作需要调配机器人跟随搬运。智慧监管平台项目于2023年9月底正式上线，中新友好图书馆在二楼设置了智慧管理中心，每天安排专人值守智慧监管大屏，实时关注系统设备运行状况，如显示故障告警，通过E维护小程序完成工单创建、接单处理、修复确认到形成报告全过程闭环管理。工作人员还通过E维护小程序完成每天的巡检打卡以及资产盘点等工作，并可通过小程序进行扫码报修。智能搬运机器人和智慧监管平台项目目前均处在三年质保期内，由原厂家和信息化运维团队共同保障系统运行。

三、实际效果及示范作用

（一）业务能力与工作效率显著提高

中新友好图书馆广泛使用人工智能技术参与场馆业务建设，实现了对场馆运营的全面智能化管理，显著提升了场馆的运营效率。应用3台盘点机器人每晚对馆内在架图书进行整体盘点，相当于3名馆员半个月的工作量，不仅有效确保了图书排架准确率，而且大幅节省人力成本，解决了传统图书馆盘点周期长、人工效率低的难点痛点问题。应用智能分拣还书系统17台机器人，实现了对读者归还图书的自动分拣，每小时分拣图书1500册、工作效率为传统人工的十倍以上，有效解决了人工分拣费时、费力、易出错的难题，节省了人力和时间成本。3台智能搬运机器人实现了馆藏图书在馆内的定点搬运，每小时搬运图书2300册，将繁重、枯燥的图书搬运工作交由机器人处理，进一步降低了一线馆员的劳动强度，将有限的人力资源更多地投入到智慧管理和服务的核心业务中。智慧监管平台实现了全馆专业设备、网络系统和软件平台的一站式全流程运维管理，解决了图书馆业务系统及专业设备在人工巡检、故障处理等环节易出错、效率低、难管理等难题，降低了运营成本，将有限的人力资源和运营经费发挥出最大功效。智慧监管平台通过大数据分析技术支持对读者行为和图书流通等业务数据进行深入分析，更好地了解读者的借阅偏好和需求，辅助调整图书采购计划、动态优化资源配置策略、借阅策略及信息化运维方案等，提高图书馆运营效率和管理水平。

（二）服务效能与服务品质全面提升

自助式智慧应用场景成为核心服务手段，在全流程智慧化流通管理体系基础上，中新友好图书馆创新推出手机扫码借书、室内定位导航、云悦读移动服务平台等便捷、实用、高效的升级版服务，极大丰富了自助服务渠道，给予读者更多参与权、选择权，自助服务占总服务人次比例超过97%。中新友好图书馆广泛应用人工智能技术，结合分拣、搬运、盘点等功能型智能机器人，进一步研发了迎宾机器人、服务机器人、智能贩卖机器人等服务型机器人，融合应用扫码借还书、导航找书、刷脸认证等首创技术，实现了咨询、导航、借还、个性化服务等图书馆主要服务功能智慧化，增强了读者的互动性和参与感，成为了国内应用智能机器人最广泛、最成熟的公共图书馆。通过智慧化流通管理体系的搭建，进一步优化了用户阅读体验，提升了读者满意度，2023年接待读者超过120万人次，年图书流通量达到65万册，区域居民注册率超过50%。

（三）为多地智慧图书馆建设提供了借鉴

流通管理体系涉及项目得到了行业广泛关注，每年吸引数十批次行业馆现场调研、学习，多个项目在行业实现进一步推广。智能分拣还书系统、智能盘点机器人项目已在国内数十家图书馆实现了复制推广，相关技术被新加坡国家图书馆借鉴，智慧监管平台、智能搬运机器人等全新项目也吸引了多家图书馆持续、深度关注。以生态城智慧图书馆为范本，统一了滨海新区总分馆体系的借阅规则，实现四家公共图书馆资源共建共享、图书通借通还及数据管理的一体化。手机扫码借书、刷脸借书、智能分拣还书等项目在滨海新区范围率先得到了推广应用。中新友好图书馆在智慧化建设实践过程中不断总结提炼和优化提升，研制与发布了国内首套智慧图书馆指标体系，填补了国内智慧图书馆建设技术标准的空白，一定程度上为更多公共图书馆推进智慧图书馆建设及图书馆智慧化服务提供了标准参照，先后有数十家各级各类图书馆到生态城智慧图书馆实地考察，学习借鉴指标体系及智慧图书馆建设运营经验。2023年底“中新天津生态城智慧图书馆服务和管理标准化试点”项目高分通过了专家组验收，成为行业首个以智慧图书馆为主题的国家级社会管理和公共服务综合标准化试点，完成了由地方经验到全国推广的层级转化，在更大范围发挥更重要的示范作用。

（四）智慧化成果赢得广泛认可

中新友好图书馆智慧化建设成果得到业内充分认可，智慧图书馆指标体系荣获“2022年全国图书情报案例学术研讨会暨图书情报创新案例大赛”优秀案例奖，被教育部学位中心收录、推荐为图书情报专业教学案例；创新成果“智能机器人在图书馆中的应用”成功入选文化和旅游部2023年文化和旅游数字化创新示范优秀案例；实践经验成为滨海新区公共文化示范区复核创新发展案例。实践成果得到了行业广泛关注，2023年共接待各类代表团、考察团200余批次、5000余人次，其中包括河北省图书馆、吉林省图书馆以及浦东新区图书馆等30余批次行业馆。同时，智慧图书馆也得到了主流媒体的高度关注和频繁报道，每年新华社、光明日报、人民网、天津日报等媒体报道高达数十次；智慧图书馆多次走进中央电视台，并在新闻联播亮相。

四、经验启示

（一）坚持“推动一批”“谋划一批”的思路，持续丰富智慧图书馆内涵。

智慧图书馆仍处在探索阶段，需要经过一个持续、漫长的发展过程，所以智慧化建设不能一蹴而就，而应持续聚焦前沿技术，保持技术敏感性，结合图书馆业务需求，有选择性地主动感知、发现并及时引入最新技术，稳步推进、分步骤实施，不断地技术迭代、推陈出新。流通管理体系的搭建只是中新友好图书馆智慧图书馆建设的一部分，前后历时3年开展了两期建设，下一步将在现有智慧框架基础上进一步迭代、拓展，筹备智能还书箱、批量分拣还书系统等新一批延伸应用，进一步提升智慧管理水平与服务品质。

（二）坚持“创新性”“标准化”的思路，为智慧图书馆建设提供标准支撑。

智慧图书馆的长期性发展、稳定性运行离不开标准体系的保障，图书馆应坚持目标导向、服务导向和问题导向，把标准化理念、标准化行为、标准化模式完全融入智慧图书馆建设运营中，全面推动图书馆服务和管理科学化、精细化、标准化。中新友好图书馆积极探索和实践标准化道路，编制并发布了《智慧图书馆指标体系》，规划并制定了智慧图书馆未来十年的阶段性发展目标和总体目标，用于综合指导未来中新友好图书馆的智慧化建设。成功创建“中新天津生态城智慧图书馆服务和管理标准化试点”，先后编制了包括《智能分拣还书系统管理规范》、《智能搬运机器人管理规范》、《智能盘点机器人管理规范》、《智慧监管平台管理规范》等在内的240余项标准，形成了规范化的运行管理体系。同时，中新友好图书馆正在推动编制天津市智慧图书馆相关地标，为天津市各级图书馆智慧化发展提供指导、借鉴。

（三）坚持“请进来”“走出去”的思路，有效释放城市影响力，争取政府持续性支持。

中新友好图书馆主动将智慧图书馆纳入城市整体建设布局，大胆探索图书馆智慧化发展道路，努力打造全流程智慧化流通管理体系，为公共文化事业高质量发展贡献“生态城经验”。深入推进京津冀协同发展战略，依托国家公共文化服务体系示范区建设，持续加强与各示范区城市及各级各类图书馆的交流合作，互学互鉴、共享经验、共谋发展，推动一系列创新成果走向全国，在行业中广泛应用。中新友好图书馆智慧化成果不仅让广大读者受益，也进一步提升了城市知名度，为城市发展大局贡献了一份力量，得到市、区两级政府高度重视与认同，在政策与资金方面给予了大力支持，已累计投入4000余万元，确保每年都能够有一批新项目落地、有阶段性成果上新，保证了智慧图书馆建设健康、有序、高效、活力推进。