博物馆智慧应用系统思考

进入 21 世纪，我国的博物馆建设迎来了新的高 潮，无论是数量，还是规模，都前所未有。目前，全国的博物馆总数已经达到 5 000 多座，在传统的综 合、历史、艺术等主流博物馆基础上，科技、自然、 民族、民俗等类型博物馆逐渐增多，同时旧址、遗 址、生态、社区、数字等新型博物馆也越来越多地进 入人们的视野。 2017 年 2 月发布实施的《国家文物事业发展“十 三五”规划》，要求在全国范围内“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。”规划要求推进文物信息化建设，推动文物保护、 利用、管理、研究信息化整合共享工作，建设国家文 物大数据库。智慧博物馆成为博物馆建设的发展方向。

一、智慧博物馆的起源

智慧博物馆是在实体博物馆、数字博物馆概念基 础之上，随着科学技术进步而演变发展起来的。传统实体博物馆因观念、技术、场地、展陈能力限制等因 素，所能展示、提供的文物信息量不多，在时间、空 间与展示形式上的内在局限性，制约了博物馆的社会 教育和文化传播能力。 中国数字博物馆建设从 20 世纪 90 年代起步，逐 步进入快速发展阶段。从“博物馆数字化”“博物馆 上网”到“数字化博物馆”“数字博物馆”，以“北京 数字博物馆平台”“中国数字科技馆”开通运行为代 表，一批数字博物馆、数字科技馆突破时间和空间的 限制，方便快捷地为社会公众提供公益性信息资源服务，成为展示中华历史文化的舞台。但由于数字信息 为单向传递模式，导致了其所提供信息的时效性、真 实性、交互性和现场体验感与实体博物馆存在巨大的 差异；同时，由于信息的不互通，对管理、保护和研 究工作的系统支持不大。事实上，全国的数字化博物 馆建设依然处于“播种”阶段，应用十分有限。 智慧博物馆拟以多模态感知“数据”替代数字博 物馆的集中式静态采集“数字”，并以此为基础，建 立更加全面、深入和泛在的互联互通，消除信息孤 岛，使人与人、人与物、物与物之间形成系统化的协 同工作方式，全面提升博物馆的智慧管理、保护、服务能力。智慧博物馆强调人的主体地位，注重观众的 参与感与体验感，淡化了实体博物馆之间的界限，形 成了以博物馆业务需求为核心，以不断创新的技术手 段为支撑，线上线下相结合的新型博物馆发展模式。

二、智慧博物馆现状

（1）相关标准对智慧博物馆的要求

JGJ 66 – 2015《博物馆建筑设计规范》［1］第 10. 5 节对博物馆的智能化系统作了一些针对性的要求，例 如：第 10. 5. 1 条“…… 2 应满足面向社会公众的 展示、文化传播、教学研究和资料存储等信息化应用 的需求；3 应建立满足博物馆藏 （展） 品的展示、库 藏和运输的公共安全防护体系，以及应对突发事件的 应急防范措施 ……”第 10. 5. 3 条“博物馆建筑的信 息化应用系统应符合下列规定：1 公众区域应设置 多媒体信息显示、信息查询和无障碍信息查询终端； 2 宜设置语音导览系统，支持数码点播或自动感应 播放的功能；3 博物馆的藏品和展品宜实施电子 标签；4 宜建立数字化博物馆网站和声讯服务系 统。”第 10. 5. 6 条“博物馆建筑应设置博物馆信息管 理系统，并宜与智能化集成系统构成信息管理共享平 台。”从以上规定可以看出，博物馆建筑的智能化系 统较其他建筑增加了更多的信息化应用系统，尤其对 公共安全的要求也更高。 GB 50314 – 2015《智能建筑设计标准》［2］对博物 馆的智能化系统也有相关要求。例如：第 9. 0. 1 条 “博物馆建筑智能化系统设置应符合下列规定：1 应 适应对文献和文物的展示、查阅、陈列、学研等应用 需求；2 应适应博览物品向公众展示信息化的发展； 3 应满足博物馆建筑物业规范化运营管理的需要。” 该标准着重强调了信息化应用系统的配置，如：第 9. 0. 3 条“信息化应用系统应满足博物馆建筑业务运 行和物业管理的信息化应用需求 ……”第 9. 0. 4 条 “博物馆的公共服务系统宜配置触摸屏、多媒体播放 屏、语音导览、多媒体导览器等设备，并宜配置手持 式多媒体导览器。”第 9. 0. 5 条“博物馆的主要出入 口和需控制人流密度的场所宜设置客流分析系统。” 以及其他对展陈文物保护、安防系统的要求。 正在编制的某地方标准《数字博物馆建设标准》， 将智慧博物馆系统按功能分为智慧服务、智慧管理、 智慧保护三大类，不仅有智慧应用系统，也包括了门 禁、安防系统、灯光控制系统、停车场管理系统等常 规智能化系统。这本标准将数字博物馆等同于智慧博 物馆的作法值得商榷。 综上所述，就上述 3 本标准所规定的内容来看， 各类标准对智慧博物馆系统设置没有统一明确标准， 行业内对智慧博物馆的定义尚在探索中。

（2）智慧博物馆调研

在没有统一建设标准的情况下，智慧博物馆的建设现状是什么样呢？笔者在设计成都自然博物馆过程 中，对标调研了浙江某自然博物馆、武汉某自然博物 馆、成都某博物馆，发现各博物馆智慧系统差异较 大，初期造价也不尽相同，大部分馆都是在传统的智能化系统基础上增加了一些智慧应用系统。表 1 列出 这 3 个博物馆的智慧应用系统设置基本情况。 这几个博物馆的智慧应用系统的建设资金来 源各异，造价不同，系统设置及实现的功能差别较 大，呈现的效果和用户的体验也大不相同。表 1 中序 号 1 ~ 8 项为智慧博物馆的基本应用系统，也是智慧 博物馆运营必需的最低标准。 在调研中，运营方诟病最多的问题是在建设初 期，智慧博物馆建设一般都包含在传统智能化系统造 价中，并无专项经费，由此而增加的经费也非常有 限；或虽然有单独造价，却由于没有对标价，预算很 低，这些因素决定了智慧博物馆系统建设标准参差 不齐。以成都博物馆为例，由于资金限制，仅建设 了 5 个系统，智慧程度远远达不到运营管理要求，而 且由于没有建立综合管理平台，现有的各应用系统主机分散设置在各个楼层或区域，管理十分不便。笔者 了解的其他博物馆，综合管理平台的应用功能也十分 有限。

智慧博物馆的建设难点，主要表现和归因于以下 方面：

① 与博物馆相关的 （信息资源、设备、技术、 知识产权保护等） 标准规范研究和制定严重滞后，已 建立的数字博物馆系统各成体系、互不相容，给将来 资源共享和整合传播带来困难。

② 对智慧博物馆的 认知水平不平衡。文博系统内部看不到数字博物馆建 设对于提高博物馆管理水平和促进发展，以及忽略基 础数字典藏而只在意新鲜虚拟展示的大有人在，观念 成为制约数字博物馆发展的“瓶颈”，对智慧博物馆 的认知更是少之又少。

③ 当前智慧博物馆需要使用 的技术 （特别是虚拟现实等展示技术） 成本过高，与 博物馆的需求形成强烈反差，众多博物馆普遍只能 “望洋兴叹”而于心不甘。

④ 智慧博物馆建设缺乏必 要的政策和财力支持，同时也缺少专业技术人员。

三、博物馆智慧应用系统思考

博物馆是以展品为核心的功能 建筑。展品是一座博物馆的灵魂， 是人们回望过去、思考现在和展望 未来的核心物质载体。展品的展陈、 保护储藏、修复研究及其他社会服 务是博物馆的三大核心，围绕展品 的服务、管理和保护这三大功能设 置智慧博物馆系统应是设计的重点。

（1）设计原则

以用户为中心，关联人、物、 数据三大要素，集成物联网、互联 网、大数据和云计算四大技术，突 出感知度、交互性、体系化和决策 力，推进服务、管理和保护三大业 务智慧运转是智慧博物馆的核心理 念。博物馆智慧应用系统设计应满 足可扩展性、可兼容性、安全性、 可靠性、可管理性原则。

（2）设计思路

对比《智能建筑设计标准》和 《数字博物馆建设标准》 的要求， 可以看出，传统建筑智能化系统和智慧博物馆系统设 置有重叠交叉，也各有不同，为有利于智慧博物馆的 建设，有必要对两者的工作作个分界。笔者认为，根 据项目情况将博物馆的建筑智能化系统和智慧专用系 统分开，涉及博物馆核心业务的应用开发划分为智慧 博物馆专用系统，并按智慧服务、智慧管理、智慧保 护进行分类设置。根据调研的项目实施经验，智慧博 物馆专用系统大都属于专项设计，由为数不多的几家 专业公司设计及实施，常规建筑智能化系统设计则由 智能化专项设计完成。由于博物馆安防系统的设计要 求及造价较高，安防系统可作为智能化专项设计，也 可归于博物馆智慧应用系统。 不同类型的博物馆的要求不同，但总体来说，围 绕博物馆智慧应用系统的业务需求，可有以下的一些 应用：门户网站、微信公众号、预约参观服务、博物 馆应用 APP、微信导览、AR 导览、虚拟场景和藏品 展示、语音解说、信息发布、多点触摸互动大屏、问卷调查等可归于智慧服务；藏品管理、协同管理、客 流统计分析、观众聚集量检测、门禁安检、视频监 控、无线 WiFi 服务管理、展陈管理、灯光管理、综 合信息显示平台、文创管理、数字资源管理、志愿者 管理、图书资料管理、应急管理、智慧停车场等可归 于智慧管理；文物保护与修复管理、电子标签文物移 动检测、文物保护环境监控管理、安全监控管理、数 字化保护等可归于智慧保护。各部分的子系统建设内 容可根据博物馆类型和实际需求选择。

（3）系统架构

参照《智能建筑设计标准》构架体系，智慧博物馆 采用“五横两纵”的总体架构，如图 1 所示，五横指基 础设施层、通信层、支撑层、应用层、用户展现层；两 纵指行业标准规范体系和安全管理及运维体系。 第一层为基础设施层，包括布线设施、网络设 施、服务器设施、存储设施、感知系统设施等基础设 施；第二层为通信层，包括标准化、非标准化、专用 协议的数据库接口，用于与基础设施或集成系统的数 据通信；第三层为应用支撑层，包括数据资源、集成 开发工具、数据分析和展现模块，以支撑第四层的应 用服务；第四层则是应用层，包括智慧服务、智慧管 理和智慧保护等应用系统；第五层为用户展现层，为 管理部门和公众提供综合管理平台、门户网站、大数 据可视化大屏、微信公众号和微信小程序等服务窗口。

（4）融合管理平台

《博物馆建筑设计规范》第 10. 5. 6 条要求：“博物 馆建筑应设置博物馆信息管理系统，并宜与智能化集 成系统构成信息管理共享平台。”目前大部分博物馆的 智慧应用系统和智能化系统分别建设，独立运行。常规 建筑智能化系统均采用 IBMS 系统平台，集成需要联 动多个业务系统，存在一些问题，比如平台接口不统一， 对接工作量大；存在信息孤岛和数据通信壁垒等等。 为了实现各智慧应用系统与智能化系统的数据互通， 建立融合管理平台十分必要。该平台可将博物馆分散 于各业务主线的数据进行集成，从智慧服务、智慧管理、 智慧保护三个方面，实现对人（公众）、物（藏品）、事 （馆务）等资源的智能配置和信息聚合，同时还具备和 智慧城市相关系统通信的接口。图 1 中智慧博物馆融 合管理平台通过与第三方接口，可与上级联网。 融合管理平台作为博物馆智慧应用管理中枢，汇 聚建筑物、安全、人流、机电设施、配套设备等数据 和信息，从中提取出对物联网及运营管理有价值的各 方数据，通过 AR 虚拟现实技术与现场场景信息进行 绑定，使多维度的数据与空间场景结合，将数据与信 息可视化呈现在视频实景地图上，如图 2 所示。基于 物联网的融合管理平台应是未来智慧博物馆发展方向。

四、博物馆智慧应用

（1）智慧服务

智慧服务重点是围绕文物的陈列和人与物互动， 运用新技术，实现全方位的展品活化与展示创新，为 观众创造方便快捷、身心愉悦的参观体验。以下为智 慧服务的几个典型应用。

a. 门户网站。门户网站是博物馆对外服务的窗 口，用户可快速了解详细的活动资讯和专业学术成 果，同时为公众提供在线预约购票、活动报名、文创 产品呈现等功能。

b. 微信公众服务。利用微信公众号及小程序， 打造一个集展示、导览、学习、互动为一体的微信公 众服务。主要功能包括博物馆介绍、参观须知、馆藏 精粹、文创展示、藏品扫码讲解、志愿者服务、留言 簿等内容，同时还能为智慧导览系统、虚拟博物馆、 预约购票等提供微信端入口。

c. 票务服务。针对博物馆门票、收费展览、活 动和讲座等相关票务的设置、预约、支付、打印、校 验、查询和统计的应用系统。主要功能包括票务管 理、阀值设置、在线预约、自助取票、人工取票台、 检票管理、流量监控、统计分析、检票闸机、自助票 务终端、手持检票机及门票打印机。

d. 智慧导览。以移动互联网技术为核心，通过 网络，以微博、微信等社会化媒体整合博物馆的展览 信息资源，发布、预告、互动展览信息，为参观游览 的观众提供相关图像、语音、文字等导览服务。功能 包括位置定位、路线导航、位置共享、智能检索、周 边推送、藏品展示、语音讲解、点赞评论及服务设 施等。

e. 1 + N 讲解。该系统支持现场人工讲解，支 持多人或多团队讲解时的分组讲解，多团队分组可调 频互相不干扰。

f. 线上虚拟博物馆。运用 360 度全景实景技 术、三维建模仿真技术、视频等技术创建虚拟博物 馆，将文物藏品制作成虚拟藏品，再将虚拟博物馆和 虚拟藏品上传到门户网站、触摸屏导览机、智能手机 等终端设备，为观众提供服务。主要功能包括场景导 航、地图导航、博物馆 / 展厅介绍、场景热点浏览、 虚拟漫游、重点展品展示、藏品导览及后台管理等。

g. 可视化仿真平台。平台提供完全封闭的沉浸 式体验，利用封闭的空间，用投影机投射出虚拟现实 的环境画面，让用户有身临其境的感觉。可根据不同 主题、不同场景，让体验者穿越时空，参与到历史现 场，或者感受到大自然不同的场景等。

h. MR 互动体验。MR 互动体验主要基于 AR、VR 和 MR 技术，提升博物馆内容多样化服务。支持 AR 导 航定位、AR 导览讲解、AR 寻宝式互动、AR 互动拍照、 VR 虚拟漫游、虚拟语音互动、AR 弹幕虚拟点评、AR 沙盘、AR 文物重现、AR 场景还原及全息投影。

（2）智慧管理

围绕博物馆业务的智慧管理主要通过转变传统协作管理模式，实现多源异构系统的集约管理和互联互通， 推动海量分散资源的高度聚合与便捷共享，强化部门联 动、提高管理效能。

a. 协同管理。功能包括检索中心、消息中心、 办公中心、业务中心、个人中心、信息中心、系统管 理、移动门户及应用支撑等。

b. 藏品管理。功能包括征集管理、拨库管理、 编目管理、藏品账、鉴定定级管理、藏品研究管理、 库房管理、藏品搜索、指标管理、藏品统计及 RFID 标签等。

c. 文创管理。功能包括文创 IP 管理、知识产权管 理、供应商管理、文创销售管理及市场分析。

d. 数字资源库管理。围绕博物馆数字资源的整 个生命周期，在功能上涵盖信息录入、资源编目、资 源审核、资源利用、资源检索、知识产权管理及资源 统计等方面。

e. 业务项目管理。功能包括项目管理、预算管 理、我的任务、项目排期、项目档案库、收支科目及 支出明细等。

f. 观众数字化管理。功能包括观众档案管理、 观众行为管理、观众流量监控、问卷调查、意见处理 中心、意见管理及统计报表等。

g. 社教管理。功能包括讲解管理、志愿者管 理、活动管理及统计报表。

h. 科教研究管理。功能包括科研审核、辅助管 理、项目流程化管理、量化核算及统计报表等。

i. 考古数字化管理。功能包括方案管理、现场 管理、信息采集管理、档案管理及成果管理等。

j. 固定资产管理。资产管理系统实现对非经营性 资产实物从登记、借用、清理到报废等方面进行全方 位准确监管，包括资产登记管理、基本信息管理、资 产领用管理、资产核销管理及资产统计报表等功能。 博物馆的应急管理、运维管理、物业管理也是智 慧管理的必要系统，其功能与传统建筑无异，在此不 赘述。

(3)智慧保护

智慧保护主要是针对文物的保护。包括数字化保 护、文物修复管理、文物环境监测。

a. 数字化保护。运用扫描、拍照、摄像设备， 收集、存储文物和标本的文字简介、图片、音频详 解、视频、三维模型及相关资料。

b. 文物修复管理。功能包括任务管理、信息采 集、方案管理、文物交接、修复记录、修复档案及修 复统计等。

c. 文物环境监测管理。功能包括环境监测、环 境调控、预警提醒、风险评估及统计报表等。

五、结语

智慧博物馆是当今博物馆建设的发展方向，在目 前并无完整的规范和标准的情况下，博物馆智慧应用 系统按智慧服务、智慧管理、智慧保护分类设置是比 较合理的方法。不同类型博物馆对智慧应用系统的需 求并不完全相同，而且也与建设投资相关，往往不能 一次建设到位。智慧博物馆设计应根据博物馆类型和 业主的需求，充分考虑系统的开放性、可扩展性、先 进性、成熟性和高可靠性等因素，结合智能化、展陈 设计，确定合理的设计方案。