博物馆安防监控系统的智能化应用

栾明杰

摘 要：文章通过作者主持并参与的烟台自然博物馆智能化安防监控系统从需求、设计到实现的过程，分析探讨了现代博物馆如何通过构建智能化的安防监控系统来健全完备博物馆安全保障体系，并进一步对数据进行拓展和挖掘，为博物馆数字化建设奠定底层基础。

关键词：博物馆;智能安防;数字化建设;监控系统;智能化

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2022.06.027

改革开放以来，我国各类博物馆的数量稳步增多，种类持续丰富，展陈质量逐步提高，各方面的功能也在不断完善。可以说，博物馆行业在促进全民文化素质提高和科学普及等方面正在逐步发挥越来越大的作用。特别是为了进一步发挥博物馆在科学知识普及、文化信息传播等方面的重要作用，自2008年宣传部、财政部、文化部发布《关于全国博物馆、纪念馆免费开放的通知》以来，各类博物馆免费向公众开放的步伐持续深入，我国免费开放的博物馆数量逐步提升。截至2019年，全国免费开放的博物馆已经达4929家，占博物馆总数量的89.05%，带动了博物馆行业蓬勃发展，日益繁荣。自“十三五”以来，我国每个月平均新增15家博物馆左右，截至2020年底，全国共有各类已经备案的博物馆5788家，其中国家级博物馆达1224家。文物类、自然历史类、科技类、天文类、遗址类、公园类等类型丰富的博物馆如雨后春笋般涌现，标志着我国现代博物馆体系已经基本形成，中国博物馆事业呈现出良好发展态势。据国家文物局统计数据显示，2019年全年，国内的各类博物馆共计办展2.86万次，接待观众12.27亿人次。伴随着博物馆行业的井喷式爆发发展，以及近年来自上而下的安全生产意识的逐渐提高，如何保障游客的人身安全以及展品的资产安全，越来越成为博物馆特别是国有博物馆面对的重要课题①。

烟台自然博物館作为自然资源部下属中国地质博物馆的烟台分馆，是烟台市委市政府确立的重点工程，是文化烟台的重要组成部分。其馆藏藏品万余件，是一处以烟台本地著名的黄金矿产以及王懿荣甲骨文为特色，以国内丰富的矿产、化石等资源为特点，人文艺术与自然科学交相辉映的综合类自然博物馆。自2012年开馆以来，烟台自然博物馆始终坚持以科普教育为核心任务，以打造高质量展陈、为市民提供高质量文化产品为目标，持续推进各方面工作开展，取得了良好的社会反响。特别是自2020年免费开放以来，游客数量暴涨，给馆内安保力量增加了不少压力，加之模拟信号监控系统已运行近10年，各项技术指标全面落后，设施设备早已进入淘汰年限，面对持续增加的安防压力难以为继，迫切需要对监控系统进行全面升级改造。

1 烟台自然博物馆场所及旧有监控系统现状分析

1.1 场所现状分析

烟台自然博物馆占地共100亩（约6.67万平方米），建筑面积2.63万平方米，其中展陈面积1.3万平方米，主体建筑中1层为办公区，3层为展陈区，1层为库房及设备层。另有室外景观8处，附属一层独立展区一栋，主体建筑进出口4个，广场进出口3个，原有监控点位196处。场所具有空间广阔、边界曲折、建筑内结构复杂、安保人员较少、濒临海边腐蚀情况较为严重等特点。

1.2 旧有监控系统现状分析

烟台自然博物馆主体建筑及各项配套设施设备于2010年左右已经全部建成，因此现有监控系统已运行10年，主要存在以下几点问题：

①监控中心设备十分老旧，出现紧急情况无法做到大屏幕联动无延迟上墙。

②监控中心磁盘阵列损坏较严重，损坏率已超40%，无法达到公安相应的存储时限要求。

③图像清晰度差，已被行业淘汰，不能满足博物馆行业的高清化安防要求。

④系统采用模拟信号，随着设备的逐步老化，运维成本越来越高，维修难度越来越大，逐步面临无法维修换件的情况。

⑤防盗系统不够健全，缺乏热成像监控、人工智能周界限报警等的先进技术手段。

⑥出现紧急情况，缺乏有效的应急联动报警方式和预案处置流程。

⑦部分原有点位摄像头的旋转角度、分辨率等已不适应现有实际情况。

⑧预警能力缺失，安防系统没有智能分析，无法做到恶性事件的预判。

2 新改造智能安防监控系统的需求分析

智慧化、数字化是博物馆行业今后的发展方向，烟台自然博物馆历来重视博物馆数字化、信息化建设，始终将智慧博物馆作为长期奋斗的目标。智慧博物馆建成的前提，首先是数字化博物馆的建设。数字化博物馆建设中，云计算、人工智能、物联网、大数据、虚拟现实等新技术的综合应用，必须以各类数字信息的采集为起点，从而进行深化、拓展和挖掘②。安防监控系统作为博物馆数字信息采集的基石之一，无疑是最重要的组成部分。因此，如何在有限的财政资金预算前提下，尽可能完整地实现安防监控系统的智能化，尽可能充分地发挥安防监控系统的效用，成为迫切需要解决的一项课题。

经综合考量分析，为之后数字化博物馆搭建提供有效支撑，以下几点是结合博物馆实际比较迫切的需求。

2.1 必须保障系统运行的稳定、安全

安防监控系统作为人防、物防、技防“三位一体”博物馆安全保障体系中最关键和最基础的一环，其稳定性和安全性事关重大。只有选择行业内已经过多年实践反复检验、严格遵循行业内各项相关标准的头部设备商的主流设备，才能够确保其设备运行的稳定性。而系统运行的安全性很大程度上取决于整体系统设计规划的高度专业性、施工运行标准的严格执行、不可抗力或者人为破坏的承受力等因素，这些因素需要具备丰富行业内经验、具备相应资质的专业设计执行团队来保障。

2.2 分辨率满足智能化数据分析要求

目前安防视频监控系统的主流是200到1200万高清分辨率的摄像机产品。结合预算情况，应争取采用非重点部位200万像素，重点位置400万至600万像素摄像头的部署方案。

2.3 具备开放、兼容的数据接口

智能安防监控系统作为博物馆数字化的基础数据采集者和提供者，其采集的数据需要具备格式统一、便于分享、兼容性强等特点，要确保系统采用开发性的技术标准与通信接口，切实避免因系统升级、扩展、后续新系统接入等情形造成不必要的数据交流阻塞。

2.4 点位做到全方位无死角覆盖

防止展品破坏、防止展品被盗、应对暴恐事件、应对群体事件、应对纠纷事件等博物馆防范重点要求监控系统必须做到展厅区域100%无死角覆盖，工作区域尽可能覆盖等基本要求。博物馆的监控定位一般设在场馆周界、室外停车场、场馆出入口、展厅内重点部位、展厅出入口、库房、展品通道、电梯轿厢、设备机房等区域。针对光线较暗的部分展厅及地下库房等位置，可部署全彩摄像头。在博物馆的外广场制高点、室内大场景范围，可以部署全景摄像机，实现360度的全景画面监控，监控画面更加立体直观。针对监控中心的改造，在保持原有业务系统不停止运行的情况下，建设符合现代安防系统建设要求的监控中心，包括高清的拼接大屏和视频综合平台等一些高新技术产品。

2.5 系统支持各项智能化功能

系统能够智能识别危险事件，及时馆内提示，确保相应厅馆的安保人员能够及时赶到现场，从而从过去的事后处理转变为事前防范，显著降低因安保人员缺失产生的隐患。

2.5.1 无权限人员闯入报警

非博物馆人员进入办公区、库房、机房等管控区域，以及无权限的工作人员进入敏感权限区域等情况发生时，监控中心会自动报警，且相应区域能够做到友好提示人员撤离。

2.5.2 自动检测异常事件

能够对博物馆内设定的敏感区域内的非授权人员的异常行为进行主动识别，包括长时间逗留、乱写乱画、可疑物品放置、触摸非裸展展品等。

2.5.3 面部识别比对

重点出入口及枢纽部位部署的摄像头能够支持人脸自动识别、比对、跟踪等功能。从而为工作人员放行、馆内实时人流量统计、非法人员预警、人员行动路线分析、访客数据分析、访客感兴趣的展品、公安系统联网等后续功能的开展提供基础支持。

2.5.4 周界越界报警

能够对厅内重点展品的周界区域进行自定义，对周界入侵行为进行实时监测，当检测到有目标入侵至设定周界内即产生报警，并可实现现场声光警示。

2.5.5 实时人流统计及数据分析

通过面部识别等技术，实现馆内实时人流量统计、人群聚集提醒等功能，从而为疫情防控等工作提供情报和数据支持，并能够按日、周、月等时间段生成客流量统计分析报告，供相关科室分析数据，优化展陈布局和参观路线。

2.6 系统应保证一段时间内的先进性、标准性

因烟台自然博物馆属于国有博物馆，本着经济的原则，系统的设计要具有较高的性价比，保证其在今后一段时间内都能满足场馆需求。系统的架构和技术要符合技术今后的发展方向，在满足目前功能需求的前提下，为以后技术的发展留好余地。另外，系统采用的视频音频编码协议和文件格式、各类接口和传输采用的协议等，要遵循标准化、开放化的原则。

2.7 系统的设计和施工要严格遵循相应规范

应严格遵循但不限于《博物馆和文物保护单位安全防范系统要求》（GB/T16571-2012）、《安全防范视频监控联网系统信息传输、交換、控制技术要求》（GB/T28181-2011）、《电子信息系统机房施工和验收规范》（GB50462-2008）、《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）、《文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定》（GA27-2002）等相应的国家法律法规、行业规范。

3 安防监控系统的详细设计

3.1 前端部分的设计思路

前端系统主要包含摄像头、拾音器、编码器、发声器等，前端点位的设计根据烟台自然博物馆的不同场景进行了详细规划，已达到经济条件下的最优化效果。根据安全防范的实际需要，以下区域作为防范的重点区域：馆外围周界、广场出入口3处、室外景观8处、公共停车场、内部停车场、强弱电间、13个展厅的出入口、主体建筑出入口、附属展厅出入口、库房出入口、13个展厅内每个展厅各设置3个重点位置。

3.2 传输部分的设计思路

随着网络摄像机的大规模应用，网络建设至关重要，只有对网络进行有效、合理的设计规划，烟台自然博物馆的监控系统才能更有效、更稳定和更安全地运行。视频监控网络相对于传统的数据网络还是有很大区别的，视频监控网络应该是功能层次分明的网络，要求有灵活的扩展能力、升级能力、可管理性和很高的安全性，具备满足要求的传输带宽，且带宽中至少要有25%～30%的网络余量，用来传输其他数据。核心的带宽根据前端接入交换机的总容量来计算，还要考虑平台存储解码等设备的带宽消耗③。

3.3 存储部分的设计思路

作为整个安防监控系统仓库的存储系统，需要满足稳定可靠、低故障率等要求，如：多台主机和系统连接时不发生单点故障;连续写入的状态下能够快速随机读取;存储时间满足公安部门要求;可快速对重要数据进行备份、恢复、迁移;系统稳定可靠，能够全天候运行，意外断电可立即切换备电重启。

3.4 中心部分的设计思路

作为安防监控系统的核心，监控中心是实现博物馆监控视频影像资源的控制及显示，并对视频图像资源进行统一管理和调度的关键。对于中心的设计，除了要满足基本的防水、防火、防闯入、防静电等安全方面的硬件需求外，还需要充分为今后的信息广播、智能停车、职工考勤、安保巡逻引导、人群聚集警告等功能扩展预留空间、接口，并需要考虑将网络机房的迁移等因素。

4 结论

烟台自然博物馆智能安防监控系统的升级改造已于2021年11月验收通过。本次监控系统的升级改造，在遵循安全生产相关规定要求、做到切实保障博物馆国有资产安全及游客人身安全的同时，充分考虑了目前博物馆能够实现的智能化功能，并全部得以实现。同时为今后烟台自然博物馆的智慧化、数字化建设留足了空间，达到并超出了预期效果。下一步，烟台自然博物馆将在现有安防系统基础上，探索更多业务与系统结合的可能性，争取建设完成一套博物馆综合安防管控平台，使数字化技术嵌入到博物馆工作的方方面面，助力智慧化博物馆建设。虽然行业内各博物馆在等级、展品数量、场所面积、游客数量、数字化进程等方面都存在不小的差异，但烟台自然博物馆在智能安防监控系统方面的探索，还是会为博物馆数字化改革提供可借鉴的宝贵经验，具有推广意义。

注释

①中华人民共和国公安部.文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定（GA27-2002）[S]. 2002.

②中华人民共和国国家市场监督管理总局.博物馆和文物保护单位安全防范系统要求（GB/T16571-2012）[S].2012;马宁.孔子博物馆安防系统设计与应用[J].文物鉴定与鉴赏，2021（8）：151-153.

③李贵州.当前博物馆安防工程建设中的一些问题和思考[J].中国博物馆，2019（1）：25-30.