張鵬

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)的運(yùn)用，智慧博物館開始興起并嶄露頭角。智慧博物館在數(shù)字博物館基礎(chǔ)上演變而來，融合了物、人和數(shù)據(jù)等資源與信息，為公眾提供更美好的體驗(yàn)，是博物館未來發(fā)展趨勢。文章從功能架構(gòu)、設(shè)計(jì)要求等方面探討系統(tǒng)的智慧服務(wù)、智慧保護(hù)和智慧管理等主要功能以及智慧博物館的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);大數(shù)據(jù);云計(jì)算;智慧博物館

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2022.07.021

博物館是文物征集、陳列展覽、藝術(shù)賞析等公共文化場所，不僅能使公眾獲取知識，更能使公眾身心愉悅。近些年，隨著科技的發(fā)展和數(shù)字化社會的到來，博物館傳統(tǒng)陳展模式及配套服務(wù)已經(jīng)不能滿足公眾日益增長的需求，各種新技術(shù)融入博物館陳展中，增強(qiáng)了博物館的展示能力，并拓展了陳展方式。在此背景下，智慧博物館應(yīng)運(yùn)而生，為公眾提供更美好的體驗(yàn)。

1 概述

智慧博物館是博物館的未來發(fā)展方向。隨著科技的發(fā)展和文化需求的提高，博物館原有落后、陳舊、單一的陳展方式已經(jīng)不能滿足公眾日益增長的需求。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、3D建模、云計(jì)算等技術(shù)興起，以博物館藏品數(shù)字化為途徑，出現(xiàn)了數(shù)字博物館。數(shù)字博物館是實(shí)體博物館融入新技術(shù)演變而來，彌補(bǔ)了文物展覽方式的單一性和限制性。實(shí)體博物館發(fā)展經(jīng)歷了信息化、數(shù)字化和智慧化。數(shù)字化博物館以藏品為基礎(chǔ)，體現(xiàn)了物到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，使原“物—人”的單一關(guān)系演變?yōu)椤拔铩獢?shù)”和“數(shù)—人”的關(guān)系①，比傳統(tǒng)模式更高效地展示了藏品。然而，數(shù)字博物館也具有“以物為主”的不足一面，不能更好地為公眾帶來數(shù)字化以外的人文價(jià)值。智慧博物館在數(shù)字博物館的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，采用“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+VR/AR+5G+大數(shù)據(jù)+云計(jì)算”技術(shù)架構(gòu)，克服了數(shù)字博物館的物、人和數(shù)據(jù)信息等方面相互孤立的狀況，前期的“以物為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙匀藶橹鳌蹦Ｊ?，融合了物、人、?shù)據(jù)等資源，演變?yōu)椤拔铩恕獢?shù)”的關(guān)系，更好地為公眾提供智慧化服務(wù)，全面提升博物館的管理水平。

2 發(fā)展方向

2.1 傳統(tǒng)博物館階段

博物館以傳統(tǒng)陳展方式展覽文物，陳展方式單一并受到時間、環(huán)境和空間等因素的限制，在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、VR等新興技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境下已略顯劣勢，觀眾參觀積極性下降。由于空間限制等客觀性因素，展覽文物的數(shù)量受到限制，需要定期更換展廳所陳列的文物才能更好地展示文物，文物展覽利用率極低，大部分館藏文物都存放在庫房，不能做到全部同時展示。現(xiàn)今，數(shù)字博物館新的展示方式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)陳展的不足，提高了博物館藏品的展覽利用率。

2.2 數(shù)字博物館階段

數(shù)字博物館是在實(shí)體博物館基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，遵循博物館的一般工作方式，增加了文物的展示途徑。數(shù)字博物館以博物館藏品為基礎(chǔ)，是“以物為主”模式來建設(shè)藏品可視化數(shù)據(jù)庫。采用數(shù)字掃描、VR、AR、3D建模等技術(shù)，對藏品進(jìn)行信息采集，收集文物的三維參數(shù)、數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)“物—數(shù)”的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)藏品數(shù)字化，完成數(shù)字藏品數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，采用多媒體顯示技術(shù)呈現(xiàn)給公眾，完成“數(shù)—人”的聯(lián)系，是藏品虛擬數(shù)字化的一種展示方式。

2.3 智慧博物館階段

智慧博物館是以實(shí)體文物為載體，采取新興技術(shù)，通過數(shù)字化手段發(fā)展起來的，是博物館發(fā)展更高的階段。隨著科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G等新技術(shù)的出現(xiàn)，新技術(shù)無縫地融入公眾的日常生活中，科技也快速地促進(jìn)了日常生活方式的改變，使公眾體會到科技讓生活更美好。公眾生活方式的改變也間接影響著博物館公眾服務(wù)和文物陳展模式，對博物館藏品展覽提出了新的要求。同時新技術(shù)也影響著博物館的數(shù)字化建設(shè)和虛擬化建設(shè)，智慧博物館在此背景下順應(yīng)發(fā)展趨勢應(yīng)運(yùn)而生，融合了多種新技術(shù)，采用“基礎(chǔ)層、技術(shù)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層”功能架構(gòu)，以公眾為主，融合了物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)博物館的信息化、數(shù)字化和智慧化。破解了原有“物—數(shù)”“數(shù)—人”和信息等數(shù)據(jù)鏈相對孤立的現(xiàn)狀，演變成“物—人—數(shù)”模式，體現(xiàn)出“以公眾為主”的理念，折射出智慧博物館的人文價(jià)值。智慧博物館是集智慧服務(wù)、智慧保護(hù)和智慧管理等主要功能的綜合平臺，通過智能平臺為博物館提供公眾服務(wù)個性化、藏品保護(hù)智能化、業(yè)務(wù)管理信息化等功能，為公眾提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和體驗(yàn)，也為館管理層決策提供科學(xué)依據(jù)。

3 功能架構(gòu)

智慧博物館平臺融合了智慧服務(wù)、智慧保護(hù)和智慧管理等主要功能，功能架構(gòu)為基礎(chǔ)層、技術(shù)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層（圖1）。

3.1 智慧服務(wù)

智慧博物館以公眾為主。智慧服務(wù)是智慧博物館的重要組成，也是面向公眾的開放性文化窗口。為公眾提供網(wǎng)上預(yù)約、智能導(dǎo)覽、全景體驗(yàn)、在線社教和公眾參與等服務(wù)。技術(shù)層以物聯(lián)網(wǎng)、VR、AR、3D、WebGis、FRID、云計(jì)算等技術(shù)，將基礎(chǔ)層實(shí)物轉(zhuǎn)換成數(shù)字資源，打通應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層之間的阻隔，并聯(lián)通各功能層。通過移動互聯(lián)有效整合線上、線下資源，本地、外地文博數(shù)字資源共享，提高整個文博行業(yè)的資源利用率。原始數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)經(jīng)過云計(jì)算處理后，通過高速率、低延時5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至公眾的移動智能終端和穿戴智能終端，為公眾提供虛擬數(shù)字化體驗(yàn)、實(shí)時遠(yuǎn)程實(shí)景AR、在線社教、數(shù)字文創(chuàng)產(chǎn)品和智能導(dǎo)覽等服務(wù)。

①在線預(yù)約。預(yù)約服務(wù)能夠滿足團(tuán)體和個人的預(yù)約需求，根據(jù)不同年齡段的觀眾和愛好習(xí)慣，通過文旅平臺、移動終端、城市便民App等平臺，進(jìn)行預(yù)約和參觀，為觀眾提供有效引導(dǎo)和溫馨提示，做到文明參觀。

②智能導(dǎo)覽。設(shè)計(jì)展廳智能導(dǎo)覽地圖，通過5G實(shí)現(xiàn)移動終端互聯(lián)，為參觀游客提供智能線路圖，推薦評分較高的陳展文物和文創(chuàng)產(chǎn)品，提供語音講解、便民措施和溫馨提示。根據(jù)游客基本信息推送游客感興趣、關(guān)注度較高的展覽、活動和資訊。在參觀過程中，根據(jù)不同觀眾的語言表達(dá)和興趣愛好，為觀眾提供詳略、專業(yè)等不同程度的講解服務(wù)。根據(jù)觀眾在展廳中的位置及時推送周邊就近的陳展文物，鼓勵觀眾在社交媒體上進(jìn)行分享、點(diǎn)評和宣傳。

③虛擬博物館。以傳統(tǒng)展館為基礎(chǔ)，采用數(shù)字信息掃描、互聯(lián)網(wǎng)、VR、AR技術(shù)，將館藏品、文創(chuàng)產(chǎn)品等實(shí)物數(shù)字化，形成數(shù)字可視化資源，將數(shù)字藏品通過多媒體技術(shù)呈現(xiàn)給公眾，為公眾提供一種三維互動體驗(yàn)方式。公眾通過網(wǎng)站、移動終端足不出戶即可參觀線上虛擬博物館，為公眾提供感知性、沉浸性、交互性的服務(wù)，讓公眾在線上體驗(yàn)到在實(shí)體展館中參觀的感覺。

④虛擬互動。全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。其第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息，此即拍攝過程形成全息照片;第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息，這是成像過程。利用VR、AR、3D全息技術(shù)、云計(jì)算和5G等技術(shù)在展廳指定空間建設(shè)一個虛擬展館，為游客提供三維漫游、720度全景虛擬展、VR虛擬互動展示。觀眾可身臨其境地體驗(yàn)靈鳥、許昌人、洛神、文姬歸漢、官渡之戰(zhàn)、迎帝都許等遠(yuǎn)程實(shí)時景象等活動。

⑤線上社教。定期組織公眾參與公益性活動，如做月餅、包粽子、做刺繡、做香囊、彈古琴、打拓片、文博演講、志愿者等公益活動，同時在線上直播公益活動并提供相關(guān)指導(dǎo)，公眾可遠(yuǎn)程線上和主持人互動。定期推出數(shù)字文創(chuàng)產(chǎn)品、文物講解、文物科普、演講視頻、愛國教育等線上數(shù)字資源，根據(jù)公眾的興趣愛好，平臺定期針對不同的公眾推送感興趣的文物知識和教育資源，可供公眾網(wǎng)上學(xué)習(xí)。

3.2 智慧保護(hù)

文物是人類社會發(fā)展過程中留存下來的具有歷史、文化、藝術(shù)和佐證價(jià)值的遺跡，一旦損壞消亡不能重新創(chuàng)造，因此文物保護(hù)是文物工作的基本要求和根本保障。

①預(yù)防性保護(hù)。文物保護(hù)是文物系統(tǒng)不能忽視的問題，是黨和國家高度重視的問題，也是文物保管一項(xiàng)主要任務(wù)。預(yù)防性保護(hù)是文物保護(hù)的前提和根本，是通過監(jiān)測庫房的濕度、溫度和光照等環(huán)境，對環(huán)境進(jìn)行有效的調(diào)控，給文物提供一個相對穩(wěn)定、安全的存放環(huán)境，最大力度延長文物存世時間、阻止文物劣化，達(dá)到超長期保存文物、歷史資料。

②智慧保護(hù)。傳統(tǒng)性保護(hù)手段已略顯劣勢，新技術(shù)出現(xiàn)彌補(bǔ)了其不足之處。智慧保護(hù)利用物聯(lián)網(wǎng)②技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)任何時間、任何地點(diǎn)，人、機(jī)、物的互聯(lián)互通，是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。智慧保護(hù)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在展廳、展柜、庫房安裝監(jiān)測裝置，實(shí)時監(jiān)測文物保存的環(huán)境參數(shù)，傳感器將監(jiān)測到的溫度、濕度、浮塵、污染、光照、輻射、二氧化碳、二氧化硫等數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的指標(biāo)參數(shù)核對實(shí)時接收的數(shù)據(jù)，如監(jiān)測到數(shù)據(jù)異常系統(tǒng)會采取保護(hù)措施控制關(guān)聯(lián)設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，將文物保存環(huán)境參數(shù)控制在安全指標(biāo)范圍內(nèi)，達(dá)到庫房環(huán)境和展廳環(huán)境的規(guī)定要求，并展開空氣凈化和文物消毒防霉等工作，確保文物安全。

③藏品數(shù)字冗余。數(shù)字冗余是指做好數(shù)據(jù)備份，以備數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備損壞或數(shù)據(jù)丟失時能及時使用。文物保護(hù)中是指對藏品進(jìn)行數(shù)字化處理，采用數(shù)字掃描、3D建模等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)藏品3D數(shù)字化模型，完成對藏品數(shù)字化復(fù)制，將藏品的3D數(shù)據(jù)、參數(shù)和信息記錄在數(shù)據(jù)庫中。一旦發(fā)生孤件文物損壞、消亡且沒有相似的情況，可調(diào)用數(shù)據(jù)庫3D數(shù)字模型，依據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行人工修復(fù)和復(fù)原;可通過網(wǎng)絡(luò)連接3D打印機(jī)，將數(shù)據(jù)參數(shù)發(fā)送文物修復(fù)室3D打印機(jī)打印出“復(fù)制體文物”，為文物修復(fù)及復(fù)原提供三維數(shù)據(jù)支撐。

④修復(fù)經(jīng)驗(yàn)共享。文物修復(fù)是文物工作的重點(diǎn)工作，傳統(tǒng)上文物修復(fù)是老師帶學(xué)生，由老師言傳身教并指導(dǎo)學(xué)生完成文物修復(fù)，容易造成修復(fù)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)封閉化，無法做到經(jīng)驗(yàn)共享，影響了技術(shù)交流和合作。通過智慧保護(hù)平臺，提供了文物修復(fù)申請、修復(fù)方案、修復(fù)過程、修復(fù)驗(yàn)收和資料歸檔等流程，完整地記錄文物修復(fù)措施、方法、資料等環(huán)節(jié)相關(guān)涉及的圖片資料和視頻資料，為單位工作人員提供培訓(xùn)和可借鑒經(jīng)驗(yàn)，也可共享文物修復(fù)數(shù)字視頻資料為文博工作做出貢獻(xiàn)。

3.3 智慧管理

智慧管理是利用FRID、物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、紅外熱成像和大數(shù)據(jù)等技術(shù)對藏品、數(shù)字資源、公眾、智能導(dǎo)覽和辦公業(yè)務(wù)進(jìn)行信息化管理。

大數(shù)據(jù)處理是智慧管理的決策依據(jù)，根據(jù)公眾參觀收集到的信息經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析后可得出公眾的年齡段人數(shù)、性別比例、時段人數(shù)、排隊(duì)時長、高峰期人數(shù)、展廳人數(shù)、陳展文物關(guān)注度、文創(chuàng)產(chǎn)品關(guān)注度和文物獲得點(diǎn)贊數(shù)，為決策管理提供全面的數(shù)據(jù)和信息。一方面對公眾近期使用移動端設(shè)備搜索或關(guān)注過信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，平臺會結(jié)合博物館數(shù)據(jù)資源和網(wǎng)絡(luò)信息從中篩選密切關(guān)聯(lián)度的信息向公眾推薦;另一方面大數(shù)據(jù)處理為管理平臺提供有效數(shù)據(jù)和可靠信息，在陳列展覽、社教服務(wù)、文創(chuàng)產(chǎn)品、藏品管理、安全防范等方面為館管理層的科學(xué)決策提供有效依據(jù)。

①庫房管理。傳統(tǒng)的庫房管理不能及時監(jiān)測庫房環(huán)境、展柜環(huán)境和調(diào)控環(huán)境，人員進(jìn)出庫信息手動記錄、管理效率低下，智能庫房管理系統(tǒng)可彌補(bǔ)存在的缺陷。智能系統(tǒng)會自動完整地記錄進(jìn)庫、出庫、人數(shù)、姓名、時間、溫度、濕度等詳細(xì)的信息，會自動調(diào)控庫房的濕度、溫度、凈化和消毒，確保庫房環(huán)境符合文物保存的規(guī)定。

②藏品管理。傳統(tǒng)藏品管理采用手動記賬，藏品的分類、信息、位置、尺寸、進(jìn)庫、出庫、陳展、借用和調(diào)撥等業(yè)務(wù)均記錄在賬本上，查詢起來煩瑣、效率低下，智能藏品系統(tǒng)避免了這些不足。智能藏品系統(tǒng)并不是替代原有的藏品管理手續(xù)，而是增加了一種新的管理手段。利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器和FRID技術(shù)實(shí)時記錄藏品的相關(guān)信息：藏品入庫后文物所在庫房信息和存儲柜位置、文物出庫后所在陳展展柜的位置等數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳送到數(shù)據(jù)庫，方便管理人員及時、高效地查詢庫房文物現(xiàn)狀信息。

③數(shù)字資源管理。利用3D建模技術(shù)對藏品、征集品、文創(chuàng)產(chǎn)品和社教公益性活動進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，開發(fā)新的VR和AR數(shù)字文創(chuàng)產(chǎn)品（洛神、文姬歸漢、官渡之戰(zhàn)），數(shù)據(jù)資源存儲到數(shù)據(jù)庫為智能導(dǎo)覽和虛擬博物館提供可視化數(shù)據(jù)支持。

④公眾管理。傳統(tǒng)公眾管理手段不能及時、準(zhǔn)確掌握每個展廳的參觀人數(shù)，利用智能公眾系統(tǒng)可以實(shí)時掌握游客分布情況和每個展廳的人數(shù)，提供智能引導(dǎo)、軌跡根據(jù)和安全防范等功能。

⑤黑名單預(yù)警。通過線上預(yù)約、人臉識別等技術(shù)快速識別公安系統(tǒng)黑名單人員，能夠立即通知管理人員做好安全防范，并及時向公安部門報(bào)警。

⑥軌跡跟蹤。發(fā)現(xiàn)或察覺到可疑人員，平臺利用展廳高清監(jiān)控?cái)z像頭，快速定位到可疑人員，實(shí)時跟蹤、監(jiān)視、錄像、記錄軌跡，可用于疫情期間對參觀游客（體溫異常、密接人員）跟蹤定位和軌跡記錄。

⑦客流管理。利用攝像頭采集客流數(shù)據(jù)，分析館內(nèi)總客流、每個展廳局部客流，繪制出客流軌跡圖，設(shè)置客流閾值參數(shù)，超過參數(shù)值系統(tǒng)發(fā)布預(yù)警，為館管理層提供公共安全決策。

⑧信息發(fā)布。通過信息平臺統(tǒng)一編輯信息、發(fā)布信息。可以同時向博物館多個終端設(shè)備傳輸信息，實(shí)時發(fā)布，及時高效。

4 設(shè)計(jì)要求

智慧博物館管理系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，要結(jié)合博物館的實(shí)際情況，應(yīng)遵循先進(jìn)性、可靠性、安全性、擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

先進(jìn)行：智慧管理系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)考慮到社會的發(fā)展趨勢，技術(shù)的更新?lián)Q代，采用技術(shù)先進(jìn)的電子設(shè)備，具有遠(yuǎn)見的設(shè)計(jì)理念，使開發(fā)的管理系統(tǒng)能夠滿足公眾服務(wù)的需求和單位開展業(yè)務(wù)的要求。

可靠性：系統(tǒng)采用性能可靠的電子設(shè)備，系統(tǒng)研發(fā)確保程序的穩(wěn)定性和健壯性，避免在運(yùn)行中發(fā)生故障，確保系統(tǒng)長期、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。

安全性：系統(tǒng)采用安全性高的設(shè)備，防止數(shù)據(jù)被竊取、篡改、破壞;確保系統(tǒng)程序無漏洞，防止系統(tǒng)遭到攻擊或侵入，避免數(shù)據(jù)遭到破壞、盜取和篡改。

擴(kuò)展性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循人機(jī)效應(yīng)，操作簡明，及時應(yīng)對突發(fā)緊急情況。系統(tǒng)不僅要滿足現(xiàn)階段業(yè)務(wù)的需求，也要考慮到未來的文博業(yè)務(wù)增長需求，可根據(jù)未來業(yè)務(wù)需求擴(kuò)充軟件功能模塊和增加電子設(shè)備。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用性：在系統(tǒng)先進(jìn)性、可靠性的前提下，滿足博物館目前和將來的業(yè)務(wù)需求，使系統(tǒng)具有高性價(jià)比。

5 結(jié)語

智慧博物館是以實(shí)體博物館為基礎(chǔ)，在數(shù)字博物館發(fā)展的基礎(chǔ)上融入新興技術(shù)形成新的博物館概念。智慧博物館不是替代傳統(tǒng)博物館，而是傳統(tǒng)博物館發(fā)展過程中全新的補(bǔ)充形式，突破了傳統(tǒng)陳展方式的時間限制和空間限制。智慧博物館通過技術(shù)手段給公眾帶來美好的體驗(yàn)，讓公眾更深層次了解文物背后蘊(yùn)藏著的豐富知識，讓文物更好走進(jìn)公眾，拉近了文物與公眾的距離。

注釋

①王楠.淺析智慧博物館[J].文物鑒定與鑒賞，2019（24）：116-117.

②賈益剛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警中的應(yīng)用研究[J].上海建設(shè)科技，2010（6）：65-67.