智慧场馆建设规划与探索

陈昌 管峰

摘要：文章在总结“十三五”经验教训的前提下，根据“十四五”规划发展方向，立足北京天文馆实际，针对北京天文馆智慧场馆建设规划，从建设目标、需求分析、总体设计以及重点举措等方面进行了详细阐述，以期为北京天文馆“十四五”智慧化建设提供借鉴。

关键词：北京天文馆;智慧场馆;需求分析;总体设计

中图分类号：G261

文献标识码：A

一、引言

近年来，从中央到地方都在持续加强对文物的保护与活化利用工作，大力推动智慧博物馆建设，并陆续发布了众多政策及法律法规，以确保文物工作最终能落到实处。

2017年2月21日，国家文物局印发了《国家文物事业发展“十三五”规划》（后简称《规划》），《规划》中指出：“运用物联网、大数据、云计算、移动互联等现代信息技术，研发智慧博物馆技术支撑体系、知识组织和‘五觉虚拟体验技术，建设智慧博物馆云数据中心、公共服务支撑平台和业务管理支撑平台，形成智慧博物馆标准、安全和技术支撑体系。”

21世纪以来，学科交叉融合加速，新兴学科不断涌现，前沿领域不断创新。信息技术创新代际周期大幅缩短，创新活力、集聚效应和应用潜能裂变式释放，以更快的速度、更广的范围、更深的程度引发了新一轮科技革命和产业变革。物联网、云计算、大数据、人工智能、机器深度学习、区块链、生物基因工程等新技术驱动网络空间从人人互联向万物互联演进，数字化、网络化、智能化服务将无处不在。

笔者立足于北京天文馆的发展需要，结合对国家及北京市科学技术研究院“十四五”建设规划的研究分析，从建设目标、需求分析、总体设计以及重点举措等方面详细阐述北京天文馆“十四五”期间智慧场馆的建设规划。

二、建设目标

北京天文馆的建设目标是，根据目前博物馆的数字化、信息化现状以及未来的业务发展需要，利用多种先进、成熟的现代技术，夯实博物馆数字化、信息化基础，建立智慧博物馆，实现对博物馆的智慧保护、智慧管理以及对群众的智慧服务，加大文物资源的共享力度，促进业务协同管理、流程标准化，进一步提高博物馆运转效能和观众服务水平，促进博物馆功能的充分发挥。

北京天文馆力求实现馆内各要素的互联互通与智慧管理，以期提高内部运行效率，实现“以人为本”的智慧服务，提升对观众的服务质量实现当地文化资源汇集，建設文化交流与融合圣地;探索智慧博物馆建设标准，树立智慧博物馆建设典范;实现博物馆服务转型升级，开辟“互联网+博物馆”新模式。

（一）“十三五”建立的发展基础

1.已有基础

北京天文馆经过长时间的建设和发展，在信息化建设方面已经初具规模。北京天文馆“十三五”期间的信息化建设完成了对机房服务器及存储设备、网络设备的升级改造，先后完成了虚拟北京天文馆、无线网络全覆盖、新媒体展览辅助信息系统、古观象台数字化、新版北京天文馆官网的中英文版网站升级、北京天文馆内部信息网升级、北京天文馆图书资料管理系统等项目的建设，基本能满足现阶段馆内各项业务顺利进行的信息化需求。

2.存在的问题

北京天文馆已有的信息化建设内容和基础越来越难以适应当前形势的快速变化，智慧化程度也无法满足观众日益增长的体验需求。北京天文馆之所以存在这样的问题，主要原因包括以下四个方面。

（1）已有的信息化设备亟待更新和升级

为适应用户需求和研究环境的变化，北京天文馆曾采购过一批信息化设备。但时至今日，这些设备已经陈旧，部分设备老化严重，这些设备与当前北京天文馆面临的日益提升的技术需求越来越难以匹配。同时，由于空间有限，北京天文馆的计算能力和存储空间的拓展均受到了影响，这些问题对北京天文馆业务的限制已经越来越明显。

（2）硬件基础薄弱

北京天文馆机房的网络安全防护仅由一台深信服防火墙提供支持，且没有热备设备，在运行过程中一旦受到攻击或设备发生故障，馆内各种网络设备都将中断，这将对北京天文馆的日常工作造成很大影响。这是运行过程中存在风险。北京天文馆的网络核心机房及信息化水平无法达到相应的信息化等级保护的要求。

（3）智慧场馆理念与信息化水平落后的矛盾日益突出

近年来，在北京市财政局和北京市科学技术研究院的支持下，北京天文馆把握住智慧场馆和人工智能理念带来的机遇，迎接相应的挑战，开展了一系列与信息化建设相关的工作，取得了丰硕的成果和突破性进展。然而，由于诸多方面的限制，北京天文馆的信息化水平还是相对落后，目前场馆现有的互动体验项目运用的技术比较单一，无法满足观众日益增长的体验需求。场馆的数字化虚拟展示环节相对薄弱，目前尚未实现用VR、AR、全息等现代化技术对展品、影像资料、天文场景进行多样化的展示和线上直播导览。北京天文馆在针对观众的个性化服务方面仍处在探索和研究阶段，观众目前仍无法享受沉浸式、个性化的体验服务。总而言之，北京天文馆整体的智慧化水平不高。

（4）管理机制尚不成熟

北京天文馆的科研、办公、人事、财务等方面未实现程序化管理，办公效率相对较低。北京天文馆缺乏符合本单位要求，能保证审批工作在应用系统中安全、高效、可靠地被执行的科研科普项目综合管理系统，无法利用网络面向项目审批部门机构，实现科研科普工作人员的项目申报工作、上级审批的协同工作、馆领导对项目审批的进度及结果提供动态监督检查;无法实现自动化办公，无法通过各部门间的信息共享、办公联动，规范办公程序、节约出行成本、提高办事效率;财务工作缺乏全面的信息化管理，无法实现财务信息的实时共享与追溯查询、远程查询等功能。

三、需求分析

需求分析包含人员和业务的需求分析。

（一）人员需求分析

北京天文馆场馆智慧化建设方案围绕北京天文馆内部管理和对外服务等工作，涉及北京天文馆各部门的各项业务工作，与各部门工作人员息息相关，也影响着观众的参观体验及其对北京天文馆的评价。

1.馆内工作人员。本项目将为工作人员提供各类基础数据、分析报表、资源共享和自动化管理，改变信息不对称、共享困难的情况，减轻工作负担。来自馆内办公室、科研部、党委宣传部、展览设计部、科普教育部、公众服务部、综合保障部、编辑部、经营开发部、古观象台等各部门的工作人员，均能直接或间接使用项目所提供的数据和服务。

2.观众。这里的“观众”既包含到馆参观的线下观众，也包括未到馆参观的线上观众。本项目将通过预约服务、多媒体展示、资讯推送、参观导览、互动体验、评论反馈等方式提供从参观前、参观中到参观后的全周期服务。

（二）业务需求分析

业务需求管理包含藏品管理、库房管理、数字资源管理、展览管理、观众管理、媒体管理等。以下主要分析藏品管理和库房管理。

1.藏品管理分析。智慧博物馆建设应当帮助藏品管理部门解决藏品档案查阅不便、信息不对称等弊端，建立科学、完善、高效的现代化藏品管理制度，明确不同岗位职权，实现藏品管理的科学化、规范化、信息化、精细化、便捷化，提高相关人员的工作效率，保障藏品信息的真实性。

2.库房管理分析。智慧博物馆的建设应当有助于库房管理信息的完整、真实记录，促进库房管理制度落实到位，实现文物库房管理的规范化、信息化、高效化，减少乃至防止自然和人为因素导致的库管物品的损害、丢失等事故，提高库房管理效率，保障库房安全。

四、总体设计

（一）设计原则

为达成智慧博物馆的各项建设目标，在项目设计过程中，相关工作人员应遵循标准规范性、技术先进性、系统开放性、完整性、稳定性、可恢复性等原则。

（二）设计依据

北京天文馆场馆智慧化建设的设计依据为博物馆行业相关法律法规、软件开发标准规范、信息安全标准规范相关文件等。

（三）总体框架

北京天文馆应严格按照国家文物局发布的统一标准规范进行智慧博物馆的设计、开发、建设，确保各个系统之间能够进行数据共享与互联，实现数字资源的接入、管理与使用一体化，建设一个综合、先进、好用的智慧博物馆服务平台。

总体架构采用多层模式，模块化的设计充分体现了“高内聚、低耦合”思想，每个模块相对独立且逻辑层次清晰，便于相关工作人员进行维护管理，同时能够随时弹性扩展，以应对未来新的业务发展需求。智慧博物馆总体构架如图1所示。

五、“十四五”期间智慧场馆重点规划

（一）藏品管理系统

藏品管理是北京天文馆的重要工作之一。近年来，北京天文馆的藏品数量不断增加，其中不乏极为珍贵的望远镜和陨石，急需一套能将藏品进行统一管理的数字化系统。该系统要能将藏品的来源、属性、历史价值、材质、保护记录、维护信息、研究信息等资料进行可以通过数字技术对藏品进行多维度的立体展示，通过信息化手段将藏品中珍贵且易损的古籍、古仪器进行数字信息化加工处理，从而便于藏品的管理、展览、保护。藏品管理系统通过信息化手段收集、整理、研究、保存、利用这些藏品信息，实现对北京天文馆藏品的迅速查询、定位、展示和利用等功能。

北京天文馆藏品管理系统是一套以藏品为中心，涉及藏品信息管理、藏品保管业务管理、库房日常管理、数字化资源管理和利用、门户管理等内容的综合性藏品管理与资源利用的软件系统。该系统能够实现全过程动态管理藏品信息登记、业务审批流程的协同操作，实现藏品查询调阅、状态监管的数字化管理，支持自定义条件下的分析统计与结果导出，使藏品管理业务流程更加规范，藏品利用更加高效、安全，为北京天文馆资源管理的计划、组织、领导、控制等相关决策提供支持，使管理工作更科学、智能、高效。

（二）数字资源管理系统

数字资源是博物馆的重要资产，被广泛应用于馆藏业务管理、文化展示、学术研究、观众服务等方面，同时也为其他信息化平台提供了丰富的数据内容。目前，国内各博物院经过多年的业务积累，已初步完成馆内藏品数字资源的采集和编目工作，但仍存在资源分散、缺乏标准、大量冗余、共享困难等问题，在数字资源的安全利用等方面也有待完善和提升。为了对博物院现有以及将来的数字资源进行规范化、科学化的管理和再加工，以使之成为具有博物馆特色的数字资产，北京天文馆迫切需要建设一个数字资源管理系统。

数字资源管理系统将北京天文馆目前散布在各部门的不同对象、不同格式的数字化资源，按照统一标准，从加工、发布、检索、利用等方面入手进行规范化管理，并在促进资源高度便捷、共享的同时，维护北京天文馆的合法权益，为研究、展示和其他数字化应用提供丰富且高质量的资源，最大限度地发挥数字资源的价值。

（三）项目管理系统

项目管理系统能结合展览、活动、基建、信息化、课题等业务项目的管理重点，对从立项到结项期间的重要成果资料、实施进度、经费开支进行统一规范管理，并提供多种自动化辅助手段，协助项目人员熟悉流程、促进资料共享。因此，建设一个项目管理系统就显得尤为重要。

（四）新媒体综合管理系统

新媒体综合管理系统是针对博物馆的网站、微信、微博等新媒体平台进行资源整合、统一发布、集群管理的业务系统。该系统可实现内容一键跨平台发布、用户数据统一采集和个性服务智能推送，能够显著降低人力维护成本、提升新媒体运营效率和用户忠诚度。因此，北京天文馆迫切需要建立一个新媒体综合管理系统。

（五）办公自动化系统

办公自动化系统旨在根据不同部门、岗位的特点，提供个性化的工作平台和事务预警，实现日常事务处理的信息化和自动化，全面提高工作人员办公效率，降低繁复的日常事务性工作带来的工作负担;建立起快捷畅通的内部通信和信息交流渠道，提高北京天文馆工作的协同效率。

（六）综合门户管理系统

北京天文馆信息综合展示平台的建设目的是汇集现有系统的数据，在此平台上直观展现北京天文馆的运营状况，体现智慧场馆理念，消除信息孤岛，为北京天文馆业务部門及领导展现场馆运行状态，为后续业务开展做支撑。平台的设计应结合现有的票务系统、天文竞赛报名系统、库房管理系统、藏品管理系统以及人流监控系统等，汇集各个业务系统数据，形成数据仓库，基于业务需要完成数据分析和展现，将自身建设为可为馆内员工提供各类数据的综合平台。

（七）客流（观众行为）监控系统

现阶段，北京天文馆对观众的深度挖掘、分析以及北京天文馆与其他景区的关联仍处于空白状态。北京天文馆缺乏对观众的深度挖掘，包括观众的位置数据、行为数据、来源地、游览偏好、游览目的、驻留时间等信息。这导致北京天文馆的相关部门无法为馆内的陈设布置、活动策划、宣传等提供相应的数据支撑。外部关联分析方面，游客参观北京天文馆与游玩其他景区的关联关系未知，其他景区的观众特征、偏好等未知，这致使北京天文馆与其他景区策划联合活动时缺少数据支撑。

北京天文馆可以利用馆内现有的完善的4G移动基站，借助移动的大数据平台来提取和深度挖掘游客的行为数据;建立完善的场馆基础客流分析数据库，为馆内开放、展陈布置、活动策划提供数据支撑。通过对游客来源的分析（年龄、性别等），为游客提供精细化、定制化的公共服务。馆外关联分析将北京天文馆与全市景区、商圈等场景相互关联，分析旅游、文化、商业融合发展及带动情况;整合所有数据，通过3D可视化平台呈现数据，并进行北京天文馆长周期客流态势研究、与其他文旅产业的融合分析。

（八）人事管理系统

通过建设一个功能全面、操作便捷、界面友好的人事管理系统，对馆内人事事务和人事资料进行管理，帮助博物馆改变传统人事管理方式，实现北京天文馆人事管理工作的系统化、自动化和规范化，提高人事管理效率，保障人事资料安全，达到提高人力资源管理效率的目的。

（九）天文知识竞赛报名系统优化升级

天文知识竞赛报名系统自2014年建设完成之后，一直沿用至今。在历年全国中学生天文知识竞赛（2019年前称“全国中学生天文奥林匹克竞赛”）的使用过程中，根据新的需求不断改进优化，竞赛报名系统的功能已经较为完善。但该系统的设计构架老化，報名方式单一，网站安全性较弱。因此，笔者提出将竞赛报名系统进行升级改造，目标是将系统架构升级为新的可兼容HTML5的构架，提高系统的安全性，同时方便手机等移动终端操作，还可以开发微信接口，通过微信端实现网上报名。

（十）北京天文馆5G网络覆盖

随着5G网络技术的逐步完善，其在智能交通、智慧城市、智能物流及环境监控等行业已经初具规模和影响力。然而5G网络在各大博物馆场馆内尚未全面覆盖，5G技术在博物馆领域的应用仍处于探索和研究阶段，目前只被互动直播、可视化管理平台等少数平台应用。北京天文馆目前已覆盖4G网络和Wi-Fi，尚未覆盖5G网络。

随着智慧博物馆进程的推进，4G网络已经无法满足沉浸式展览VR、AR展示效果对网络的需求。今后数字化虚拟展示系统的发展趋势是基于5G智慧终端（包括手机端、AR眼镜等多种形式）为游客提供AR导览、智慧讲解、线上直播游览和天文场景沉浸式体验服务，这些展览均需要5G高速网络作为载体，利用5G网络建立前后端的高速通道，结合馆内实际布景和AR眼镜数字内容，实现天文现象的现场交互体验，提升观众的体验满意度。为了更好地为场馆沉浸式展览VR、AR展示等体验服务提供必要的基础条件，北京天文馆需尽快实现5G网络的覆盖。

（十一）线下展览数字化处理

北京天文馆可以利用VR技术将线下的常设展览和临时展览进行数字化保存，这样一方面可以将展览转换为数字资源永久保存，另一方面也可以采用线上展览的方式让观众在线体验展览。

六、结语

综上所述，笔者结合“十四五”规划发展趋势，对北京天文馆智慧化场馆的建设进行了详细阐述，对北京天文馆的未来发展进行了展望，以期给广大同仁提供借鉴和参考。