浅谈智慧博物馆

张鹏

摘 要：随着科技的快速发展，物联网、大数据、云计算等新兴技术的运用，智慧博物馆开始兴起并崭露头角。智慧博物馆在数字博物馆基础上演变而来，融合了物、人和数据等资源与信息，为公众提供更美好的体验，是博物馆未来发展趋势。文章从功能架构、设计要求等方面探讨系统的智慧服务、智慧保护和智慧管理等主要功能以及智慧博物館的建设。

关键词：物联网;大数据;云计算;智慧博物馆

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

博物馆是文物征集、陈列展览、艺术赏析等公共文化场所，不仅能使公众获取知识，更能使公众身心愉悦。近些年，随着科技的发展和数字化社会的到来，博物馆传统陈展模式及配套服务已经不能满足公众日益增长的需求，各种新技术融入博物馆陈展中，增强了博物馆的展示能力，并拓展了陈展方式。在此背景下，智慧博物馆应运而生，为公众提供更美好的体验。

1 概述

智慧博物馆是博物馆的未来发展方向。随着科技的发展和文化需求的提高，博物馆原有落后、陈旧、单一的陈展方式已经不能满足公众日益增长的需求。物联网、大数据、3D建模、云计算等技术兴起，以博物馆藏品数字化为途径，出现了数字博物馆。数字博物馆是实体博物馆融入新技术演变而来，弥补了文物展览方式的单一性和限制性。实体博物馆发展经历了信息化、数字化和智慧化。数字化博物馆以藏品为基础，体现了物到数据的转换，使原“物—人”的单一关系演变为“物—数”和“数—人”的关系①，比传统模式更高效地展示了藏品。然而，数字博物馆也具有“以物为主”的不足一面，不能更好地为公众带来数字化以外的人文价值。智慧博物馆在数字博物馆的基础上发展而来，采用“互联网+物联网+VR/AR+5G+大数据+云计算”技术架构，克服了数字博物馆的物、人和数据信息等方面相互孤立的状况，前期的“以物为主”转变为“以人为主”模式，融合了物、人、数据等资源，演变为“物—人—数”的关系，更好地为公众提供智慧化服务，全面提升博物馆的管理水平。

2 发展方向

2.1 传统博物馆阶段

博物馆以传统陈展方式展览文物，陈展方式单一并受到时间、环境和空间等因素的限制，在当前互联网、多媒体、VR等新兴技术不断发展的环境下已略显劣势，观众参观积极性下降。由于空间限制等客观性因素，展览文物的数量受到限制，需要定期更换展厅所陈列的文物才能更好地展示文物，文物展览利用率极低，大部分馆藏文物都存放在库房，不能做到全部同时展示。现今，数字博物馆新的展示方式弥补了传统陈展的不足，提高了博物馆藏品的展览利用率。

2.2 数字博物馆阶段

数字博物馆是在实体博物馆基础上发展起来的，遵循博物馆的一般工作方式，增加了文物的展示途径。数字博物馆以博物馆藏品为基础，是“以物为主”模式来建设藏品可视化数据库。采用数字扫描、VR、AR、3D建模等技术，对藏品进行信息采集，收集文物的三维参数、数据和信息，实现“物—数”的转换，实现藏品数字化，完成数字藏品数据库的建设。通过互联网进行传输，采用多媒体显示技术呈现给公众，完成“数—人”的联系，是藏品虚拟数字化的一种展示方式。

2.3 智慧博物馆阶段

智慧博物馆是以实体文物为载体，采取新兴技术，通过数字化手段发展起来的，是博物馆发展更高的阶段。随着科技的发展，互联网、人工智能、大数据、云计算、5G等新技术的出现，新技术无缝地融入公众的日常生活中，科技也快速地促进了日常生活方式的改变，使公众体会到科技让生活更美好。公众生活方式的改变也间接影响着博物馆公众服务和文物陈展模式，对博物馆藏品展览提出了新的要求。同时新技术也影响着博物馆的数字化建设和虚拟化建设，智慧博物馆在此背景下顺应发展趋势应运而生，融合了多种新技术，采用“基础层、技术层、数据层和应用层”功能架构，以公众为主，融合了物联网、数据库、大数据和云计算等技术，实现博物馆的信息化、数字化和智慧化。破解了原有“物—数”“数—人”和信息等数据链相对孤立的现状，演变成“物—人—数”模式，体现出“以公众为主”的理念，折射出智慧博物馆的人文价值。智慧博物馆是集智慧服务、智慧保护和智慧管理等主要功能的综合平台，通过智能平台为博物馆提供公众服务个性化、藏品保护智能化、业务管理信息化等功能，为公众提供更优质的服务和体验，也为馆管理层决策提供科学依据。

3 功能架构

智慧博物馆平台融合了智慧服务、智慧保护和智慧管理等主要功能，功能架构为基础层、技术层、数据层和应用层（图1）。

3.1 智慧服务

智慧博物馆以公众为主。智慧服务是智慧博物馆的重要组成，也是面向公众的开放性文化窗口。为公众提供网上预约、智能导览、全景体验、在线社教和公众参与等服务。技术层以物联网、VR、AR、3D、WebGis、FRID、云计算等技术，将基础层实物转换成数字资源，打通应用层、数据层和基础层之间的阻隔，并联通各功能层。通过移动互联有效整合线上、线下资源，本地、外地文博数字资源共享，提高整个文博行业的资源利用率。原始数据、实时数据经过云计算处理后，通过高速率、低延时5G网络传输至公众的移动智能终端和穿戴智能终端，为公众提供虚拟数字化体验、实时远程实景AR、在线社教、数字文创产品和智能导览等服务。

①在线预约。预约服务能够满足团体和个人的预约需求，根据不同年龄段的观众和爱好习惯，通过文旅平台、移动终端、城市便民App等平台，进行预约和参观，为观众提供有效引导和温馨提示，做到文明参观。

②智能导览。设计展厅智能导览地图，通过5G实现移动终端互联，为参观游客提供智能线路图，推荐评分较高的陈展文物和文创产品，提供语音讲解、便民措施和温馨提示。根据游客基本信息推送游客感兴趣、关注度较高的展览、活动和资讯。在参观过程中，根据不同观众的语言表达和兴趣爱好，为观众提供详略、专业等不同程度的讲解服务。根据观众在展厅中的位置及时推送周边就近的陈展文物，鼓励观众在社交媒体上进行分享、点评和宣传。

③虚拟博物馆。以传统展馆为基础，采用数字信息扫描、互联网、VR、AR技术，将馆藏品、文创产品等实物数字化，形成数字可视化资源，将数字藏品通过多媒体技术呈现给公众，为公众提供一种三维互动体验方式。公众通过网站、移动终端足不出户即可参观线上虚拟博物馆，为公众提供感知性、沉浸性、交互性的服务，让公众在线上体验到在实体展馆中参观的感觉。

④虚拟互动。全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程形成全息照片;第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成像过程。利用VR、AR、3D全息技术、云计算和5G等技术在展厅指定空间建设一个虚拟展馆，为游客提供三维漫游、720度全景虚拟展、VR虚拟互动展示。观众可身临其境地体验灵鸟、许昌人、洛神、文姬归汉、官渡之战、迎帝都许等远程实时景象等活动。

⑤线上社教。定期组织公众参与公益性活动，如做月饼、包粽子、做刺绣、做香囊、弹古琴、打拓片、文博演讲、志愿者等公益活动，同时在线上直播公益活动并提供相关指导，公众可远程线上和主持人互动。定期推出数字文创产品、文物讲解、文物科普、演讲视频、爱国教育等线上数字资源，根据公众的兴趣爱好，平台定期针对不同的公众推送感兴趣的文物知识和教育资源，可供公众网上学习。

3.2 智慧保护

文物是人类社会发展过程中留存下来的具有历史、文化、艺术和佐证价值的遗迹，一旦损坏消亡不能重新创造，因此文物保护是文物工作的基本要求和根本保障。

①预防性保护。文物保护是文物系统不能忽视的问题，是党和国家高度重视的问题，也是文物保管一项主要任务。预防性保护是文物保护的前提和根本，是通过监测库房的湿度、温度和光照等环境，对环境进行有效的调控，给文物提供一个相对稳定、安全的存放环境，最大力度延长文物存世时间、阻止文物劣化，达到超长期保存文物、历史资料。

②智慧保护。传统性保护手段已略显劣势，新技术出现弥补了其不足之处。智慧保护利用物联网②技术，在互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通，是新一代信息技术的重要组成部分。智慧保护以物联网为基础，在展厅、展柜、库房安装监测装置，实时监测文物保存的环境参数，传感器将监测到的温度、湿度、浮尘、污染、光照、辐射、二氧化碳、二氧化硫等数据发送到数据库，系统根據设定的指标参数核对实时接收的数据，如监测到数据异常系统会采取保护措施控制关联设备进入运行状态，将文物保存环境参数控制在安全指标范围内，达到库房环境和展厅环境的规定要求，并展开空气净化和文物消毒防霉等工作，确保文物安全。

③藏品数字冗余。数字冗余是指做好数据备份，以备数据在存储设备损坏或数据丢失时能及时使用。文物保护中是指对藏品进行数字化处理，采用数字扫描、3D建模等技术，实现藏品3D数字化模型，完成对藏品数字化复制，将藏品的3D数据、参数和信息记录在数据库中。一旦发生孤件文物损坏、消亡且没有相似的情况，可调用数据库3D数字模型，依据数据参数进行人工修复和复原;可通过网络连接3D打印机，将数据参数发送文物修复室3D打印机打印出“复制体文物”，为文物修复及复原提供三维数据支撑。

④修复经验共享。文物修复是文物工作的重点工作，传统上文物修复是老师带学生，由老师言传身教并指导学生完成文物修复，容易造成修复技术和经验封闭化，无法做到经验共享，影响了技术交流和合作。通过智慧保护平台，提供了文物修复申请、修复方案、修复过程、修复验收和资料归档等流程，完整地记录文物修复措施、方法、资料等环节相关涉及的图片资料和视频资料，为单位工作人员提供培训和可借鉴经验，也可共享文物修复数字视频资料为文博工作做出贡献。

3.3 智慧管理

智慧管理是利用FRID、物联网、视频监控、红外热成像和大数据等技术对藏品、数字资源、公众、智能导览和办公业务进行信息化管理。

大数据处理是智慧管理的决策依据，根据公众参观收集到的信息经过大数据分析后可得出公众的年龄段人数、性别比例、时段人数、排队时长、高峰期人数、展厅人数、陈展文物关注度、文创产品关注度和文物获得点赞数，为决策管理提供全面的数据和信息。一方面对公众近期使用移动端设备搜索或关注过信息进行数据分析，平台会结合博物馆数据资源和网络信息从中筛选密切关联度的信息向公众推荐;另一方面大数据处理为管理平台提供有效数据和可靠信息，在陈列展览、社教服务、文创产品、藏品管理、安全防范等方面为馆管理层的科学决策提供有效依据。

①库房管理。传统的库房管理不能及时监测库房环境、展柜环境和调控环境，人员进出库信息手动记录、管理效率低下，智能库房管理系统可弥补存在的缺陷。智能系统会自动完整地记录进库、出库、人数、姓名、时间、温度、湿度等详细的信息，会自动调控库房的湿度、温度、净化和消毒，确保库房环境符合文物保存的规定。

②藏品管理。传统藏品管理采用手动记账，藏品的分类、信息、位置、尺寸、进库、出库、陈展、借用和调拨等业务均记录在账本上，查询起来烦琐、效率低下，智能藏品系统避免了这些不足。智能藏品系统并不是替代原有的藏品管理手续，而是增加了一种新的管理手段。利用物联网、传感器和FRID技术实时记录藏品的相关信息：藏品入库后文物所在库房信息和存储柜位置、文物出库后所在陈展展柜的位置等数据通过物联网传送到数据库，方便管理人员及时、高效地查询库房文物现状信息。

③数字资源管理。利用3D建模技术对藏品、征集品、文创产品和社教公益性活动进行数字化转换，开发新的VR和AR数字文创产品（洛神、文姬归汉、官渡之战），数据资源存储到数据库为智能导览和虚拟博物馆提供可视化数据支持。

④公众管理。传统公众管理手段不能及时、准确掌握每个展厅的参观人数，利用智能公众系统可以实时掌握游客分布情况和每个展厅的人数，提供智能引导、轨迹根据和安全防范等功能。

⑤黑名单预警。通过线上预约、人脸识别等技术快速识别公安系统黑名单人员，能够立即通知管理人员做好安全防范，并及时向公安部门报警。

⑥轨迹跟踪。发现或察觉到可疑人员，平台利用展厅高清监控摄像头，快速定位到可疑人员，实时跟踪、监视、录像、记录轨迹，可用于疫情期间对参观游客（体温异常、密接人员）跟踪定位和轨迹记录。

⑦客流管理。利用摄像头采集客流数据，分析馆内总客流、每个展厅局部客流，绘制出客流轨迹图，设置客流阈值参数，超过参数值系统发布预警，为馆管理层提供公共安全决策。

⑧信息发布。通过信息平台统一编辑信息、发布信息。可以同时向博物馆多个终端设备传输信息，实时发布，及时高效。

4 设计要求

智慧博物馆管理系统的开发建设，要结合博物馆的实际情况，应遵循先进性、可靠性、安全性、扩展性和经济实用性。

先进行：智慧管理系统开发应考虑到社会的发展趋势，技术的更新换代，采用技术先进的电子设备，具有远见的设计理念，使開发的管理系统能够满足公众服务的需求和单位开展业务的要求。

可靠性：系统采用性能可靠的电子设备，系统研发确保程序的稳定性和健壮性，避免在运行中发生故障，确保系统长期、可靠、稳定地运行。

安全性：系统采用安全性高的设备，防止数据被窃取、篡改、破坏;确保系统程序无漏洞，防止系统遭到攻击或侵入，避免数据遭到破坏、盗取和篡改。

扩展性：系统设计应遵循人机效应，操作简明，及时应对突发紧急情况。系统不仅要满足现阶段业务的需求，也要考虑到未来的文博业务增长需求，可根据未来业务需求扩充软件功能模块和增加电子设备。

经济实用性：在系统先进性、可靠性的前提下，满足博物馆目前和将来的业务需求，使系统具有高性价比。

5 结语

智慧博物馆是以实体博物馆为基础，在数字博物馆发展的基础上融入新兴技术形成新的博物馆概念。智慧博物馆不是替代传统博物馆，而是传统博物馆发展过程中全新的补充形式，突破了传统陈展方式的时间限制和空间限制。智慧博物馆通过技术手段给公众带来美好的体验，让公众更深层次了解文物背后蕴藏着的丰富知识，让文物更好走进公众，拉近了文物与公众的距离。

注释

①王楠.浅析智慧博物馆[J].文物鉴定与鉴赏，2019（24）：116-117.

②贾益刚.物联网技术在环境监测和预警中的应用研究[J].上海建设科技，2010（6）：65-67.