小微型档案图书室数字化改造经验总结

杨晓莉　石莲

摘  要：图书、档案和资料管理数字化是信息技术发展的必然趋势。文章介绍了在新疆地震局自行开发小型数字化地震档案、图书及资料管理系统的原因和前提条件，分析了地震档案图书管理系统的模块划分和功能设计，总结了选择程序设计语言、数据库及部署平台时需要考虑的因素，讨论了在地震行业内网运行地震档案图书管理系统面临的主要安全性问题。通过总结经验，可以为类似缺少购置经费和专职管理人员的其他小型行业图书、档案和资料管理系统的数字化改造提供借鉴。

关键词：地震学；档案；管理系统；数字化；MVC架构

中图分类号：TP39  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）11-0133-06

Experience Summary of Digital Transformation of Small and Micro Archives Library

YANG Xiaoli， SHI Lian

（Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi  830011， China）

Abstract： The digitalization of library， archives and data management is the inevitable trend of the development of information technology. This paper introduces the reasons and prerequisites for developing a small-scale digital seismic archives， library and data management system by itself in the Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region， analyzes the module division and function design of the seismic archives and library management system， summarizes the factors that need to be considered when selecting the programming language， database and deployment platform， and discusses the main security problems faced by running the seismic archives and library management system in the intranet of the seismic industry. This paper can provide reference for the digital transformation of books， archives and data management systems in other industries that lack purchase funds and full-time managers.

Keywords： seismology; archive; management system; digitization; MVC architecture

0  引  言

地震學是地球物理学的重要组成部分，是一门涉及面广泛但社会需求面又相对狭窄的交叉学科[1]。地震资料的产出、收集、整理和应用同时涉及地球物理、地球化学、地质、大地测量、数学、机械、电子、自动化、通信、计算机等多种学科和技术，绝大多数地震工作人员都无法同时具备上述专业背景，因此归属于不同学科的专业图书和各类地震科技档案资料在开展防震减灾业务和研究工作时具备非常重要的学习、参考和指导价值，是地震工作中不可或缺的基础资源。

为了向新疆地震行业提供更好的基础资源支撑，新疆地震局地震档案图书室自创建之日起就根据地震业务和研究工作的最新需求逐年收集各类档案和技术资料，在淘汰掉失去参考价值的技术资料以后，目前拥有档案图书资料22 352卷/册，其中，科技档案10 596卷，中文类专业图书6 118册，其他语言专业图书资料2 110册，科技资料3 528册。这些专业技术资料涵盖了地震学基础理论、地震仪器的基本原理、地下结构速度模型、各地震观测室设计图纸、各监测点周边地质水文地貌特征以及历史震例等与地震相关的各个方面。其中中文专业图书构成情况如图1所示。

除了各类档案具备不可替代性以外，由于社会需求面较窄，大部分地震类专业图书通过按需印刷或者赠送等方式获取，在实体和网络书店中较难买到，再加上部分专业图书已经绝版，因此有效提高新疆地震局地震档案图书室专业技术资源的展示度和利用率，对更好地开展新疆防震减灾工作具有重要的意义。

1  改造原因和前提条件

长期以来，新疆地震局地震档案图书室一直采用人工卡片方式管理专业图书，采用手工登记的方式管理各类档案。图书管理卡片和借阅档案登记簿如图2所示。这种传统低效的人工线下管理模式[2]导致档案和图书管理不够严谨、资源展示渠道缺乏、资料检索存在较大的困难、借阅和归还流程相对烦琐，从而形成了地震系统工作人员在开展相应工作时缺乏参考资料现象严重，但档案室内大量专业技术资源又得不到充分利用的矛盾。尤为突出的是这种传统管理模式受地域限制较为严重，导致位于地震监测一线的台站工作人员缺乏专业参考资料的问题始终无法得到有效的解决。

随着计算机技术的发展，图书、档案、资料管理的规范化、数字化和信息化已经成为不可逆转的发展趋势[3]，购置一套完善的档案图书资料管理系统价格不菲，在小型专业档案图书室经费极其有限，又缺少专门的图书管理员和信息系统管理员的情况下，通过对地震行业内部档案图书数字化管理技术进行研究，组织单位技术力量自行开发一套契合新疆地震档案图书管理现状的数字化档案图书管理系统软件，可以为包括台站在内的全体新疆地震工作人员提供快速的档案和图书信息检索和便利的资料借阅归还服务，从而大幅度提高档案图书等专业技术资料的展示度和利用率。通过对借阅情况进行精确的统计分析，还能实现新疆地震行业档案图书等专业技术资源的最优化配置。

新疆地震行业“十五”项目信息分项完成以后，除特殊原因和用途以外，系统内所有计算机都已经通过行业内网实现了互联互通，任何配置有固定内网IP地址的服务器都可以为局域网内其他计算机提供基于网络的信息服务，这为新疆地震档案图书管理系统数字化改造和软件部署提供了前提条件。

2  软件整体规划

数字化档案图书管理系统属于计算机软件范畴，是计算机网络通信应用程序的一个特例，计算机网络通信应用程序一般采用C/S（客户端/服务器）模式或B/S（浏览器/服务器）模式[4]，C/S模式需要开发人员从最底层开始进行开发，可以自定义服务器与客户端之间的通信协议，具备最大的灵活性和较大的开发难度，但因为需要单独开发并安装客户端軟件，软件部署过程会稍显繁琐，一般用于相对专业的网络通信程序；B/S模式使用操作系统自带的浏览器作为客户端软件，利用服务器和客户端之间使用现成的HTTP协议进行通信，开发和部署过程均不涉及客户端，因而更加方便。

采用B/S结构的软件多采用ASP.net、Java或PHP（也有使用其他语言进行Web后台开发的，例如Python[5]，但这些语言不如上述三种使用广泛）进行开发，ASP.net基本上只运行于Windows服务器上，跨平台特性不佳，后期部署时可供选择的服务器操作系统较少。Java由Sun公司开发，目前已被Oracle收购，主要面向企业应用，且在Oracle公司统一管理下，Java有目标的为企业应用做了更多优化，此外，Oracle公司为Linux、Mac OS、Solaris和Windows提供了最新和最完备的Java开发工具包版本[6]。PHP诞生于开源社区，语言的发展和规划相对松散。PHP与Java相比，开发资料不如Java完备，且缺乏企业级支持。

绝大部分管理系统都需要使用数据库系统，常见的数据库包括Oracle、MS SQL Server、MySQL等，Oracle由甲骨文公司设计开发，具备较好的性能和较高的安全性；MS SQL Server由微软公司设计开发，主要面向中小企业，在性能上略次于Oracle，仅能部署在Windows操作系统上，但相对Oracle具备更好的易用性。Oracle和MS SQL Server都不是免费软件，价格相对高昂。MySQL主要面向中小型应用场合，经过优化后也可用于大型项目，MySQL被甲骨文公司从开源社区收购以后，开源社区开始重点维护MySQL的一个分支MariaDB，MariaDB完全兼容MySQL，具备相同的API（Application Programming Interface，应用程序接口）和命令行，利用Keepalived+HAProxy+MariaDB Galera Cluster还可以实现高可用、负载均衡的数据库集群方案[7]。

从软件开发的角度来看，由于地震档案图书管理过程中在计算机之间发送和接收的数据包相对简单，使用HTTP协议即可完成数据的传输、显示和存储，因此选择采用B/S结构可以获得最大的便利性；为获得跨平台特性（主要考虑Windows的易用性和地震行业服务器操作系统多使用Linux的事实）、尽可能多的开发资源以及后续维护的方便性，最终选用Java作为程序开发语言；根据软件模式和开发语言，Web服务器相应选择支持Servlet的Tomcat；为降低成本，选择免费的MariaDB作为管理系统的数据库。

在综合考虑便利性和可实现性的基础上，根据新疆地震局档案图书管理的现状、特点和实际需求，以模块化的形式，设计数字化地震档案图书的资料分类、展示、检索、借阅、归还等业务流程，定义资料管理、书架管理、管理人员管理、读者管理等各类系统管理方案，利用Java程序设计语言和MariaDB 数据库，以B/S架构的形式，定制开发能在最大程度上契合当前新疆地震档案图书管理业务需求现状的档案图书管理软件，并据此重新制定与数字化地震档案图书管理系统相适应的专业技术资料管理制度，不但能够服务包括台站同志在内的新疆全体地震工作者，还能在最大程度上提高档案图书资源的利用率，为新疆地震事业的持续发展提供助力和必要的专业技术资源保障。

3  功能及模块设计

整个系统设计方法大致如下：

1）设计并定义档案图书资料分类、展示、检索、借阅、归还等业务流程，在充分折中考虑便利性和可实现性的基础上，为档案图书管理系统的计算机软件实现提供业务流程依据，建立与计算机程序相适应的档案图书管理制度。

2）以模块化的形式，设计并定义档案图书管理、书架管理、管理员管理、用户（读者）管理等各类系统管理模块。每一个模块的划分需要兼顾到计算机软件的可实现性和用户及管理人员实际操作过程中的易用性。

3）依据上述第1）和第2）条的具体内容，设计满足要求的数据库表结构、索引和触发器等。因为不是所有适合MariaDB使用的数据库引擎都支持所有类型的索引，所以需要根据待创建的索引选择支持该特性的数据库引擎和语法。

4）充分考虑人员权限（超级管理员、管理员、用户）、借阅级别（职务职称）、人员流动（入职、调动、退休等）、档案图书资料流动（入库、损坏、丢失、赔偿、报废等）、借阅程序（远程预定、取消、超时、借阅、续借、到期等）等管理中的各种因素，完善系统功能。

5）精简优化系统流程。例如档案图书借阅、归还过程中能够使用计算机远程完成的，尽可能避免人工专门办理；能够由计算机自动生成档案图书管理过程中需要的各类表格，尽量避免人工填写；能够一次性办理的事项，尽可能避免多次审批。

6）选择各Web页面需要展示的内容、级别和展示风格。确认各页面的基础权限，只有具备基础权限之上的用户才能查看当前网页，才能获取对应数据。

7）充分挖掘现有数据（档案信息、资料信息、图书信息、读者信息等）的可利用性，尽可能避免人工录入数据。例如在现有图书资料的录入过程中，由于阅览室现有Excel版本的电子图书资料台账，可以通过编写计算机程序读取分析Excel文件中的数据，将其整理为与数据库表相适应的记录插入（insert）数据库中。

8）折中考量系统安全性带来的开销。由于经费有限，档案图书管理系统最终很可能部署在一台淘汰的服务器或者个人PC上，考虑到只是内网访问，过度强调安全性将带来较大的系统开销，因此在系统安全性上无须过于苛刻，只需要完善网站访问日志记录并对SQL注入[8]、权限盗用的问题有基本的预防措施即可。

在系统流程方面，将借阅用户参与部分和管理员参与部分完全分开，借阅用户只在取走和归还档案图书等资料的实物时才需要进入档案室，其他所有业务均在网上完成。系统流程如图3所示。

在模块划分方面，将新疆地震图书管理系统分为系统设置、人员管理、档案图书管理、档案图书借还、系统查询和其他管理6个部分，各部分具体包括的功能模块如图4所示。

4  系统编码及实现

根据总体规划和模块划分，为了便于移植和部署，我们首先针对MariaDB数据库编写了2个数据库脚本，分别命名为CreateYfitsDBAndUser.sql和CreateYfitsTables.sql，其中CreateYfitsDBAndUser.sql脚本用于创建数据库及用户，CreateYfitsTables.sql脚本用于创建全部数据库表。在命令提示符下使用source指令[9]运行上述两个脚本之后，MariaDB将自动创建一个名为special_library_yfits的数据库。运行脚本之后生成的数据库表如图5所示。

选用Spring Tool Suite 4作为地震档案图书管理系统软件的集成开发环境，选择MVC（Model-view-controller）作为系统架构模式，从而把地震档案图书管理系统分为模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）三个部分，其中视图负责展示应用，模型负责封装应用的数据和业务逻辑，控制器负责接收用户输入、改变模型以及调整视图的显示。集成开发环境如图6所示。

地震档案图书管理系统开发完成后，在代码方面，系统共包含63个类、72个JSP文件、4个JavaScript文件以及1个CSS文件，地震档案图书管理系统测试之前，需要向数据库中批量导入初始数据，如用户信息、档案信息、图书信息、资料信息、书架信息、归档人员信息、图书出版社信息等，为了减轻人工录入工作负担，并与地震档案图书管理系统保持开发语言的一致性，以便于后期软件维护和修改，我们利用Java程序设计语言开发了一个桌面应用程序，这个桌面程序从Excel格式的人员及图书台账文件中解析出有用的信息，然后将这些有用信息整理为SQL语句，执行SQL语句进而将上述信息逐条插入到对应的数据库表中。图书录入桌面应用程序界面如图7所示。

5  权限管理及安全性考虑

新疆地震档案图书管理系统将用戶权限分为3级，分别对应系统管理员（超级用户）、档案图书管理员和普通用户，系统管理员由系统自动生成，用户名为root，使用默认密码，系统管理员的主要工作就是在系统运行之初将一部分用户设置为档案图书管理员或将一部分档案图书管理员设置为普通用户。系统管理员拥有操作软件的全部权限，因此系统管理员首次登录后应该修改自己的密码避免盗用。档案图书管理员除了不拥有将普通用户升级为档案图书管理员或将档案图书管理员降级为普通用户的权限以外，拥有操作软件的其他全部权限，档案图书管理员的主要工作是管理档案图书和普通用户；普通用户的权限仅限于档案图书资料的查询、预定、取消预定、借阅以及个人信息的查询和修改等。因为地震档案图书管理系统的用户仅限于本单位工作人员，所以档案图书管理员在本质上也是一名可以借阅图书的普通用户。

新疆地震档案图书管理系统在用户登录时会确认用户所属的类型和权限，系统登录以后仅显示该用户权限范围内的菜单项。新疆地震档案图书管理系统菜单项与用户权限的对应关系如图8所示，图中的实线边框表示管理员独有的权限菜单项，虚线边框表示普通用户权限菜单项。

新疆地震档案图书管理系统运行于内网，全部用户都是本单位工作人员，因此恶意攻击的情况无须过多考虑，在安全性方面最主要的考量就是防止用户无意操作对系统造成破坏。我们在开发软件的过程中主要针对以下两个方面做了相应处理：一是防止SQL注入，也就是在生成SQL语句过程中首先判断用户在搜索、查询、修改信息过程中输入的信息是否合法，避免直接使用用户输入信息构建SQL语句；二是防止用户通过手工修改浏览器地址获取超越自身权限的网站页面。

6  结  论

利用新疆地震局基金课题的支持，我们完成了新疆地震档案图书管理系统的功能设计和软件开发，目前软件系统已经通过初步测试，完成了在临时服务器上的安装和部署，即将进入试运行阶段。通过开发数字化的新疆地震档案图书管理系统，我们达到了以下预期目标：

1）解决了档案图书去向追踪、卡片保管、过期催还、离退休人员档案图书清查、资料追偿等棘手问题。

2）解决了档案图书信息展示度较低的问题。所有档案、图书等技术资料的信息都保存在数据库中，系统支持分类查询、组合查询和模糊查询，用户可以通过多种检索方式灵活查询所需的各类档案和图书。

3）解决了档案图书检索、借阅和归还操作过程中的地域限制，除了获取和归还档案图书等资料的实物以外，查询、预定、借阅、续借及归还过程均可通过计算机网络完成。

4）简化了档案图书借阅归还流程，尤其是引入了预定和续借流程，只需要点击鼠标就可以完成资料的预定、借阅、续借和归还操作，不再需要在每周的固定时间段进入档案图书室查找图书和办理借阅归还等相关手续。

尽管内部测试结果表明软件基本上达到了预期目标，但软件开发很难做到一蹴而就，肯定还存在着一些隐藏的bug以及易用性方面的不足之处，在今后的使用过程中，我们将继续对软件进行改进，以便能够更好地为地震业务和研究工作提供支持和服务。

参考文献：

[1] 刘斌.地震学原理与应用 [M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009：2-9.

[2] 赵越超，胡杰.基于JavaEE的图书管理系统设计与实现 [J].物联网技术，2020，10（8）：52-55+58.

[3] 刘丹.试论基于“互联网+”环境下的档案数字化建设 [J].现代信息科技，2019，3（19）：131-132+135.

[4] 肖江文，廖幼文.C/S结构下客户端软件自动升级的方法研究 [J].计算机工程与应用，2005（35）：95-97.

[5] 杨迎.基于Python语言的Web数据挖掘与分析研究 [J].现代信息科技，2019，3（23）：63-65.

[6] Cay S.Horstmann. Java核心技術 卷1 基础知识：原书第11版 [M].北京：中国电力出版社，2019：1-11.

[7] 许彪，王湘渝，朱爱梅.基于Mariadb Galera的高可用数据库集群技术 [J].信息技术与信息化，2021（10）：25-27.

[8] 胡吉祥，田嘉豪.面向Web应用的SQL注入攻击与防御 [J].网络安全技术与应用，2022（10）：19-20.

[9] Paul DuBois. MySQL经典实例 [M]. 北京：中国电力出版社，2019：31-33.

作者简介：杨晓莉（1983—），女，汉族，甘肃武威人，助理工程师，本科，研究方向：档案及图书管理。

收稿日期：2022-12-15

基金项目：2021年度新疆地震科学基金资助项目（202112）