孪生档案馆：基于数字孪生的新型档案服务模式

吴倩

摘要：该文立足于数字孪生技术，提出数字孪生档案馆的概念及其面向馆舍、档案与用户的三维度工作场景，并基于此，从形成孪生档案馆“点到面”运行模式、智慧型人才队伍建设与组建关键型核心技术框架等新视角的运行策略出发，希冀为新时代档案馆运行模式的转型与发展提供理论指导。

关键词：数字孪生技术 档案馆 工作场景

2020年6月，新修订的《中华人民共和国档案法》（以下简称《档案法》）明确提出“国家鼓励和支持档案科学研究和技术创新，促进科技成果在档案收集、整理、保护、利用等方面的转化和应用，推动档案科技进步”[1]。数字孪生作为新时代的十大技术前沿之一，与档案相结合，将会推动档案科技的持续发展与档案馆服务的智慧化转型。数字孪生是指以虚拟映射、模拟仿真的数字化方式创建物理实体的虚拟孪生体，借助历史数据、实时数据以及算法模型等實现对物理实体全生命周期过程的检测、控制等[2]，其作为一种新兴前沿战略技术，已被广泛应用于各个领域。同时，它也可为档案馆的运营模式创新提供崭新的研究视角。

数字孪生最早起源于1969年美国国家航空航天局阿波罗计划提到的空间飞行器孪生体，但一直到2003年美国密歇根大学的迈克尔·格里夫斯（Michael Grieves）教授才提出数字孪生的概念：用于虚拟表达、描述真实事物以实现现实环境与状态的数字复制品[3]，即数字孪生体。随着新技术时代的发展，数字孪生与档案馆相互结合，作为档案响应6G时代的新型运营模式，数字孪生档案馆应运而生。数字孪生档案馆是基于数字孪生实现档案馆与孪生档案馆之间的信息实时交互映射，从而达到对档案馆全运行周期的统筹规划、资源开发与服务创新。孪生档案馆对实体档案馆的全要素精准映射很好地弥补了智慧档案馆无法反映档案馆运行生命周期全貌、难以实现对全域价值的信息挖掘与整体系统的统筹规划等不足。

孪生档案馆是基于实体档案馆的虚实映射，其主要面向馆舍、档案及用户三者，构成多维度服务场景，如图1所示。

（一）面向馆舍的维护场景

1.智能规划馆藏设计，实现资源优化配置。孪生档案馆利用虚拟仿真技术构建物理档案馆的三维仿真集成，使得库房不仅仅停留在浏览展示层面，更为重要的是为了达到库房管理简单化、直观化、系统化的运营效果，可以对实体档案馆所映射的数据进行可视化分析，通过资源重组实现馆藏设计与资源配置的优化。

孪生档案馆会根据不同档案库房对温湿度、设备使用等的要求，选择合适的地理位置设立库房。这不仅使得档案馆的空间得到最大利用，在一定程度上也提高了档案管理的效率与用户的便捷性。此外，孪生档案馆会立足于近年档案归档的数据趋势，预估当年的档案归档数量，预留充足的库房空间。这减免了因档案库架规划不周，使得档案进行高频率搬动调整所造成的资源浪费，甚至是档案的损坏与丢失。孪生档案馆智能规划馆藏设计的功能，使得档案馆的资源得到充分利用，可以实现档案管理效益的最大化。

2.统筹协调系统变化，创建智能生态档案馆。一是孪生档案馆智能识别功能可以推进绿色档案馆的建设。2019年3月，国家档案局发布的《绿色档案馆建筑评价标准》[4]推动了档案馆的“绿色”建设与运行，孪生档案馆成为绿色档案馆建设的重要途径。孪生档案馆会对馆内的实时情况进行追踪，实现智能化的资源管理。以智能化管理系统为例，该系统基于红外感应、时间控制等技术，根据馆内工作需要，实时调节各区域的光照、空调等设备，实现在满足利用需求的基础上减少不必要的资源消耗，促进绿色档案馆的建设与运行。

二是档案馆故障检测功能逐步走向智能化。孪生档案馆与实体档案馆实时动态交互，可以对实体档案馆现实状态进行可视化，这在一定程度上也实现了档案馆故障检测的功能。在传统情况下，当档案馆的设备出现故障时，从工作人员发现设备故障到通知售后人员到场维修，这一流程不仅可能会由于故障发现不及时造成设备修复的时间滞后，而且很大程度上会降低设备的维修效率，影响用户的利用效益。孪生档案馆根据设备的温度、载荷等数据分析，对设备的故障进行预测，并将故障原因提前反馈给馆员，以减小设备故障对档案利用造成的影响。同时，数字孪生、传感网络技术等协同应用将实现远程实时监控与危险预警[5]，形成孪生档案馆系统智能防控的安全保障。

（二）面向档案的管理场景

1.丰富档案信息功能，探索数据驱动新路径。孪生档案馆通过对档案孪生数据的资源整合，建立了电子档案数据管理体系，智能化的数据管理与服务是孪生档案馆实现数据驱动的重要体现。孪生档案馆会利用RFID技术实现档案的智能化管理，当档案编目信息被录入系统时，RFID标签会建立档案实体与孪生档案馆的关联。用户只需搜索相关的档案信息，便可快速定位所需档案，此时系统会向用户提供档案的具体库房号、排列号及3D导航等智能化信息服务。

此外，孪生档案馆的档案信息功能可以使系统实现数据驱动，包括数据分析、数据分类与数据压缩。数据分析是实现对档案数据进行审查校验的过程，目的在于分析输入与输出档案的异同，发现存在的数据与格式错误，从而保证档案数据的一致性。数据分类是指系统会根据馆员设置的分类维度，实现档案的自动化分类。为提高档案存储能力，孪生档案馆会利用数据压缩技术，在保证电子档案信息不被篡改的基础上，对传输过程中的档案数据进行压缩与解压。这可以使系统逐步实现档案管理的自动化与数据驱动的运行模式，促进档案馆的智能化运行。

2.实施安全监测服务，构建档案安全体系。电子档案的原始记录性与不稳定性使得孪生档案馆必须具备足够安全的运行系统。基于此，孪生档案馆集多元技术于一体的系统为档案提供了安全可信的环境。这里涉及网络环境安全与档案信息安全。

（1）网络环境安全。孪生档案馆与实体档案馆之间的实时交互都是建立在网络信息传递的基础上，因此一个安全可行的网络环境便显得尤为重要。在网络访问方面，系统限制连接端口以提高性能，定期检查与审核设备软件保持在最新版本的状态，在确保系统设备与软件不断更新的同时，保证整个系统的安全。此外，孪生档案馆通过设置故障检测单元与防御网等抵御外界服务器的攻击。当系统检测出任何不符合安全原则的输出时，安全防御网则会自动切断输出，使得系统处于安全状态，为整个系统的网络环境提供安全保障。

（2）档案信息安全。为确保档案信息安全，孪生档案馆将涉密的信息系统按照不同的标准分割成若干个安全等级明确的小系统。其安全优势之一就是采用集内容不可篡改、信息共享等功能于一体的区块链技术形成一个技术保护框架[6]，对档案数据进行隐私保护与权限管理，在确保孪生档案信息资源不被篡改的同时，促进档案资源的信息共享，最大程度上提高档案数据运行全周期的安全性。

（三）面向用户的服务场景

1.立足不同群体，打造档案创客空间。孪生档案馆可立足于不同用户群体的需求，根据不同类别创建实体创客空间。以天文档案创客空间为例，孪生档案馆可利用3D打印技术依据天文档案内容生成物理的天体模型，设置档案历史长廊、3D电子档案展厅等以满足天文爱好者的个性化需求。基于此，孪生档案馆也应构建虚拟创客空间，以满足用户在网络世界的档案需求。虚拟创客空间是对实体空间的拓展，强调虚拟环境下网络资源、技术以及人员之间的交流与互动，避免出现用户不能及时获取信息或获取信息不全的弊端，提升创客获取信息的成效[7]，如美国北卡罗来纳大学的Self Design Studio等都能为孪生档案馆的虚拟档案创客空间提供借鉴，为满足不同群体用户的个性化需求提供多元化的档案服务平台。

2.创建孪生馆员，营造智能化互动情景。孪生档案馆是旨在为用户提供多元化、个性化虚拟服务的平台，是当前数字档案馆向智慧档案馆转型的重要途径之一。用户对档案的需求有显性需求与隐性需求之分，只有那些被明确需求的档案资源才能得到充分的利用，而小部分潜在档案需求则往往无法被识别，从而形成档案需求的“待挖掘区”。孪生馆员则很好地弥补了这一需求实现的空缺，档案馆馆员可以通过虚拟化身等方式向用户提供在线服务与多场景的交流互动。用户向孪生馆员描述其无法检索的档案需求，孪生馆员则会根据用户的描述进行相对应的档案需求识别，向用户推荐相关的档案资源。用户在利用相关档案资源的过程中便可将自己的潜在信息需求转化为明确的档案需求，这样也就增加了用户的黏度。

（一）夯实基础：促进共建共享，形成以“点到面”的运行模式

要使得全国档案馆实现从传统档案馆向孪生档案馆的智慧化转型，需要贯彻以“点到面”的运行模式，即从以个体孪生档案馆为建设单元的点模式逐渐实现共建共享的分布式孪生档案馆的面模式。

1.以个体孪生档案馆为建设单元的点模式。数字孪生在航空工业等方面的应用相对较为广泛，“数字孪生+档案”的运行模式在档案领域仍属于前沿性研究话题，因而孪生档案馆的实践经验较少。在这种时代背景下，我国应将个别数字化水平较高的数字档案馆作为实验点进行孪生档案馆的建设实践，形成以个体孪生档案馆为建设单元的点模式。

2.共建共享的孪生档案馆面模式。新《档案法》明确提出要加强档案信息资源的共建共享服务平台构建与共享利用[8]，孪生档案馆自然也不能局限于自身的馆建之中，形成难以互联互通的信息孤岛。基于此，各孪生档案馆应积极打破馆际界限，打造馆藏资源共建共享的分布式综合模式。用户通过“一站式”检索系统进行搜索，当其档案需求无法在该馆得到满足时，孪生档案馆则可通过馆际互通的方式，将所需电子档案通过安全的网络渠道传输到该馆，及时地满足用户的多元化、个性化需求。这不仅可以提高档案馆的服务效益，也在一定程度上可以增加用户的黏度。

（二）协同推进：纳入第三方力量，形成智慧型人才队伍建设

孪生档案馆的运行涵盖多种技术，在数字孪生构建的各环节都需要大量技术人才与专家的参与，倘若单靠档案人员当前的技术水平恐怕无法实现孪生档案馆应有的服务效果。因此，孪生档案馆的建设要从不同的维度出发，形成智慧型的人才队伍。

孪生档案馆在不断提升馆员自身素养与技术水平的同时，也应纳入社会第三方力量，培养多层次的智慧型专业人才。高校是培养国家顶尖数字人才的基地，可以为数字孪生在档案领域的应用提供高水平的知识人才储备。此外，用户是当前最大的潜在力量，其不仅仅是档案馆提供服务的利用者，更应成为档案开发与服务领域的参与者。如美国Citizen Archivist、英国Lib？ Crowds等档案众包项目都为我国将用户力量纳入档案服务提供了借鉴。第三方力量融入孪生档案馆的运行模式，为孪生档案馆引进各领域技术的交叉复合型人才提供了契机，可以为数字孪生应用于档案服务领域培养智慧型的人才队伍。

（三）多元融合：注入高水平技術，组建关键型核心技术框架

数字孪生虽具备较为成熟的虚实相应、智能决策等功能，但随着时代的不断进步，孪生档案馆也会形成核心技术的瓶颈，导致其无法满足时代要求与用户需求。因此，孪生档案馆必须基于现有技术不断进行关键技术的突破，与时俱进地迭代优化技术与设备，以保证系统运行与用户服务不断适应社会的发展，实现以新型技术带动整个技术系统的可持续运行。

技术的更新换代离不开理论的支持，孪生档案馆需要积极纳入新孪生理论与方法，与时俱进地注入新的技术理论。当前，孪生档案馆的建设仍处于发展期，倘若仅仅依靠孪生档案馆的自我优化，其整体的发展速度恐怕仍无法跟上时代的潮流。因此，孪生档案馆要以自主纳入的思维，积极融入时代发展的新型技术产物，形成涵盖孪生档案馆运行全生命周期的新型技术框架。孪生档案馆只有以融合新时代的高水平技术为推手，组建起关键型多元核心技术框架，才能在档案领域不断地推陈出新。

注释及参考文献：

[1][8]中华人民共和国档案法[EB/OL].[2020-05- 15]. https ： // www. saac. gov.cn/daj/falv/ 202006/79ca4f151fde470c996bec0d50601505.shtml.

[2]陶飞，刘蔚然，刘检华，等.数字孪生及其应用探索[J].计算机集成制造系统，2018，24（1）：1-18.

[3]秦晓珠，张兴旺.数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用[J].情报资料工作，2018（2）：103-111.

[4]沈显明，姜莉，王书静，等.基于层次分析法对档案馆绿色评价体系的研究探讨[J].档案学研究，2016（4）：113-118.

[5]任萍萍.5G技术驱动下的智慧图书馆应用场景与智慧平台模型构建[J].情报理论与实践，2020，43（7）：95-102.

[6]中国电子技术标准化研究院，树根互联技术有限公司.数字孪生应用白皮书[R].2020.

[7]张海萍，李敏，卢章平，等.虚拟创客空间建设的理论、实践及启示[J].图书馆，2020（8）：72-77.

作者单位：福建师范大学社会历史学院