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摘要：本文分析了博物館建設(shè)工程項(xiàng)目在防火、防潮、防盜等方面區(qū)別于普通公共建筑的特點(diǎn)，梳理了現(xiàn)代博物館作為公共建筑在智能應(yīng)用方面的門禁、安防、照明等要求，并針對博物館的特殊屬性如防火防潮要求高、防盜設(shè)計(jì)和展品安全技術(shù)高等提出了與之相匹配的智能應(yīng)用場景，結(jié)合案例體現(xiàn)了智能化應(yīng)用的優(yōu)勢，以期為后續(xù)類似博物館建設(shè)工程提供借鑒和思考。

關(guān)鍵詞：博物館工程；智慧化應(yīng)用；應(yīng)用場景

0引言

博物館是國家文博行業(yè)的支柱型機(jī)構(gòu)，是展示歷史變遷、社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展和各類歷史文物的重要場所。博物館是征集、典藏、陳列和研究代表自然和人類文化遺產(chǎn)的實(shí)物的場所，對館藏物品分類管理，為公眾提供知識(shí)、教育和欣賞的文化教育的機(jī)構(gòu)、建筑物、地點(diǎn)或者社會(huì)公共機(jī)構(gòu)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和博物館公眾服務(wù)要求的提升，以信息技術(shù)、控制技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為支撐的建筑智能化系統(tǒng)逐漸成為博物館建設(shè)不可缺少的組成部分。對智能化應(yīng)用雖然已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，但針對公共博物館工程的智能化應(yīng)用建設(shè)尚缺乏針對性，未充分考慮公共博物館的特點(diǎn)。在博物館工程建設(shè)中，如果直接套用常規(guī)公共建筑的智能化建設(shè)模式，可能不會(huì)完全滿足博物館功能需求，限制博物館的功能發(fā)揮。本文將結(jié)合博物館建設(shè)工程的特點(diǎn)，逐一梳理博物館工程對智能化應(yīng)用的需求。智慧博物館的智能化應(yīng)用以人的需求為驅(qū)動(dòng)，重新梳理和構(gòu)建博物館各要素，提供“物、人、數(shù)據(jù)”三者之間的雙向多元信息交互通道。

1加載智能化應(yīng)用

已成為現(xiàn)代博物館建設(shè)的必然趨勢隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的興起和逐漸發(fā)展，智慧城市、智慧建筑、智慧場館成為必然趨勢，現(xiàn)代博物館作為重要的公共活動(dòng)空間，必然需要順應(yīng)時(shí)代潮流，考慮智能化應(yīng)用。

1.1智能技術(shù)的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）是指通過各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用在現(xiàn)代博物館中，可通過傳感器等收集參觀者對不同展品的注意力數(shù)據(jù)，剖析參觀者行為，優(yōu)化運(yùn)營。人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，通過生產(chǎn)類似以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能技術(shù)運(yùn)用在現(xiàn)代博物館中，可還原文物生動(dòng)有趣的一面，有助于使單一靜態(tài)的展陳方式更加生動(dòng)有趣。區(qū)塊鏈（BlockChain）是利用加密鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)與驗(yàn)證數(shù)據(jù)、利用分布式共識(shí)算法來新增和更新數(shù)據(jù)、利用運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的代碼來保證業(yè)務(wù)邏輯自動(dòng)強(qiáng)制執(zhí)行的一種全新的多中心化基礎(chǔ)與分布式計(jì)算范式。區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用在現(xiàn)代博物館中，利用其可追溯性的特點(diǎn)可幫助辨識(shí)藝術(shù)品的來源和去向，改善博物館展品的流通和收藏等。大數(shù)據(jù)（bigdata），指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大，擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策更積極目的的資訊。大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用在現(xiàn)代博物館中，有助于使藏品和展品資源更加清晰明了，有助于館藏文物展示在線上平臺(tái)，避免文物“沉睡”。

1.2參觀者需求的轉(zhuǎn)變

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人民群眾對精神文化的需求與以往相比發(fā)生了許多改變。公共博物館作為展示歷史文化的重要載體，已成為人們學(xué)習(xí)、娛樂及旅游的場所，如圖1所示，近十年來博物館參觀人次逐年上升（2020年因新冠疫情原因暫時(shí)大幅回落），參觀對象從過去的團(tuán)體參觀居多到現(xiàn)在的家庭參觀和個(gè)體參觀者居多，參觀者的需求和興趣也更加個(gè)性化和多樣化。運(yùn)用新技術(shù)加載智能化應(yīng)用以適應(yīng)和滿足不斷變化和更新的參觀者需求已經(jīng)成為現(xiàn)代公共博物館發(fā)展的必然趨勢。

2博物館建設(shè)工程的特點(diǎn)分析

大型博物館建設(shè)工程作為公共建筑，具有使用上的開放性、大量的交通和人流以及功能上的多樣性等特點(diǎn)。此外，相對于一般的公共建筑，它還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2.1防火要求高

博物館內(nèi)收藏著大量的文物，一旦發(fā)生火災(zāi)將產(chǎn)生不可挽回的損失，而且部分藏品如紙質(zhì)書畫、紡織品等遇水即損，不可使用普通的噴水滅火系統(tǒng)。博物館內(nèi)嚴(yán)格控制使用明火。博物館內(nèi)配電設(shè)備、電氣線路、電器選型、安裝等應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范和防火要求，并配備適用的電器火災(zāi)防控裝置。博物館內(nèi)宜使用低壓弱電供電和冷光源照明，一般不得使用電熱器具和大功率用電器具。博物館保護(hù)范圍內(nèi)嚴(yán)禁生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存和經(jīng)營易燃易爆危險(xiǎn)品，嚴(yán)禁燃放煙花爆竹。嚴(yán)禁使用燃?xì)猓坏娩佋O(shè)燃?xì)夤芫€，不得堆放柴草、木料等可燃物，并應(yīng)明顯設(shè)立“禁止燃放煙花爆竹”、“禁止吸煙”、“禁止煙火”等標(biāo)志。藏品庫區(qū)、陳列室的墻體應(yīng)為非燃燒體，室內(nèi)裝修也應(yīng)該盡量選用阻燃材料。

2.2防潮除濕要求高

博物館室內(nèi)空間如果較潮濕，則容易導(dǎo)致書籍卷宗出現(xiàn)泛黃、斑點(diǎn)、紙張粘連、霉變腐蝕等現(xiàn)象。尤其是南方地區(qū)梅雨天氣或者溫差較大時(shí)，熱脹冷縮的現(xiàn)象更會(huì)加速和催化文物損壞。

2.3防盜設(shè)計(jì)和展品安全要求高

博物館陳列的文物、古籍等較為珍貴，需要進(jìn)行防盜方面的考慮，展品對安全技術(shù)的要求較高。

3現(xiàn)代博物館作為公共建筑屬性對智能應(yīng)用的需求

現(xiàn)代大型公共建筑對智能應(yīng)用的需求主要集中在以下幾方面：3.1門禁、安防、視頻監(jiān)控大型公共建筑因人員聚集和出入，需要設(shè)置出入口安檢、出入口控制、反恐防沖撞、視頻監(jiān)控等內(nèi)容。安全預(yù)警采用現(xiàn)場報(bào)警、無線傳輸與保安、公安建立通信聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)與區(qū)域報(bào)警中心聯(lián)網(wǎng)。借助智能化手段，可依托5G和WIFI構(gòu)建高速基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，借助人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、VR\AR等前沿技術(shù)，布設(shè)智慧化應(yīng)用系統(tǒng)，具體包括在入場通道加裝人臉識(shí)別和電子檢票系統(tǒng)，布設(shè)綜合安防系統(tǒng)進(jìn)行人員和車輛軌跡跟蹤、人流分析、煙火識(shí)別、告警監(jiān)控等。

3.2設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)

對建筑的冷熱源、供暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)、給排水、供配電、照明等設(shè)備采集溫度、濕度、照度、氣體濃度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

3.3應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)

在人流量密集的室內(nèi)空間設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警，并與公共廣播系統(tǒng)相連，一旦發(fā)生可疑緊急情況，可通過應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行信息傳遞和人群疏散。

4博物館的特殊屬性對智能應(yīng)用的需求

現(xiàn)代公共博物館因其文物保管、陳列、研究等功能上的特殊屬性，對智能應(yīng)用還存在以下幾點(diǎn)需求：

4.1更精細(xì)的設(shè)備監(jiān)控保障

①監(jiān)測公眾區(qū)域空氣中的溫濕度、二氧化碳、硫化物的含量，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)以保證游覽群體的舒適度。②在藏品熏蒸、消毒、修復(fù)的工作區(qū)域監(jiān)測有害氣體，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)量，當(dāng)達(dá)到閾值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，從而保障工作人員的安全和健康。③在展品和藏品庫區(qū)進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)采集，報(bào)警和空調(diào)調(diào)節(jié)，使得文物處于其各自最合理的保存溫度和濕度水平。④藏品庫區(qū)設(shè)置漏水報(bào)警，一旦檢測到庫區(qū)有漏水現(xiàn)象，立即自動(dòng)開啟警報(bào)，提醒博物館的運(yùn)營工作人員進(jìn)行緊急處理，以減少對文物的毀壞。⑤分區(qū)域?qū)鹎檫M(jìn)行預(yù)警，在高大空間的展廳設(shè)置紅外光束感煙探測器、吸氣式火災(zāi)探測器，在機(jī)房、系統(tǒng)控制室和重要設(shè)施隱蔽處設(shè)置纜式線型定溫探測器。

4.2更智能的控制管理

①智能防滲除濕系統(tǒng)：針對古建筑、文物儲(chǔ)藏對溫濕度控制的需求，以及根據(jù)不同文物和儲(chǔ)存空間的實(shí)際工況，匹配不同規(guī)格型號的電滲透，可以有效控制環(huán)境的相對濕度，減少附著在文物表面上的水分，抑制細(xì)菌繁殖，避免出現(xiàn)霉變長斑的情況。尤其在我國南方的梅雨季節(jié)，需要對文物所處環(huán)境進(jìn)行密切的關(guān)注并及時(shí)采取措施，通過智能防滲除濕系統(tǒng)可以有效避免文物因受外界氣候和環(huán)境的影響而收到破壞。②珍貴展品的實(shí)時(shí)定位和追蹤：對較重要的珍貴展品尤其是古文物進(jìn)行定位和實(shí)時(shí)追蹤等，完善現(xiàn)有藏品管理系統(tǒng)。

4.3更豐富的觀展體驗(yàn)

博物館常規(guī)的觀展方式為館方挑選部分藏品放置在玻璃陳列柜中，參觀者進(jìn)入展廳觀賞，信息交互表現(xiàn)為最直接的從“物”到“人”。在智能化應(yīng)用系統(tǒng)的支持下，可通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等手段，將藏品進(jìn)行信息化轉(zhuǎn)化為“數(shù)字”，然后通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行線上展示，信息交互表現(xiàn)為從“物-數(shù)字”和“數(shù)字-人”。同時(shí)，在常規(guī)展覽方式下受制于有限的場地空間，不是所有的藏品均有機(jī)會(huì)在展廳進(jìn)行陳列。某個(gè)時(shí)段內(nèi)，需要根據(jù)不同的主題挑選一部分展品進(jìn)行陳列。在智能化應(yīng)用模式下，不再有空間和時(shí)間的限制，可以在對藏品實(shí)物進(jìn)行數(shù)字化處理，使得所有藏品同時(shí)展出在技術(shù)上沒有障礙。如圖2所示。①文物3D數(shù)據(jù)管理：基于文物保護(hù)的目的，博物館內(nèi)的展品都收藏在展柜中，受到展柜空間的限制，觀眾無法近距離觀看展品細(xì)節(jié)，也看不到文物被展柜遮擋的部分。同時(shí)，還有一些文物不可或不便移動(dòng)如壁畫、石窟等。借助三維建模、高動(dòng)態(tài)影像、攝影測量等技術(shù)，采集文化遺產(chǎn)環(huán)境的實(shí)景，獲取高分辨率圖像資料，方便參觀者進(jìn)行觀賞，對物品的表面、紋理和色彩等細(xì)節(jié)方面獲得更豐富的感知。②線上閱覽平臺(tái)：通過三維激光點(diǎn)云和三維高清影像及紋理原始數(shù)據(jù)，采集高清照片，搭建文物的三維數(shù)據(jù)庫，并制作配套的視頻，使公眾在博物館數(shù)字資源平臺(tái)上能夠鑒賞文物、觀看視頻、學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，突破實(shí)體博物館在時(shí)間、空間和展示形式上的局限性，使得溫度、濕度、光線等問題不再成為制約展示的障礙，擴(kuò)展博物館的延伸空間，最大限度的拓展博物館功能，滿足社會(huì)大眾的多層次多方位需求。③數(shù)字交互體驗(yàn)系統(tǒng)：利用kinect體感互動(dòng)、unity等技術(shù)，打造體感互動(dòng)展項(xiàng)，使得歷史人物的照片和畫像在流水幕布上緩緩流動(dòng)，游客雙手可觸摸，交錯(cuò)展示時(shí)間軸和人物事跡，能更好地發(fā)揮社會(huì)功能和教育功能。在實(shí)體文物旁邊放置立體顯示觸摸屏終端，或者在必要的參觀引導(dǎo)處懸掛立體顯示設(shè)備，讓參觀者與該數(shù)字文物進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對虛擬文物的旋轉(zhuǎn)、放大縮小等操作，隨意從任何角度多種精度觀賞高真實(shí)數(shù)字文物，并能獲取大量平時(shí)無法從實(shí)體文物中獲取的信息，從而實(shí)現(xiàn)了真實(shí)文物無法提供的新穎的交互式參觀模式。這一模式可以彌補(bǔ)智能參觀模式下人與物之間聯(lián)系的分離，并加強(qiáng)了人與物之間并行關(guān)系的處理，提供給參觀者更多的體驗(yàn)感和參與感。④數(shù)字古建復(fù)原：基于古建筑保護(hù)的目的，很多時(shí)候，參觀者只能在圍欄外或者隔著玻璃參觀古建筑內(nèi)景，受到室內(nèi)光線和參觀距離的限制，室內(nèi)陳設(shè)模糊不清，往往無法達(dá)到理想的參觀效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入后，可將文物古跡用數(shù)字化形式展現(xiàn)給觀眾，讓觀眾在實(shí)際游覽中無法進(jìn)入的著名宮殿建筑中無憂暢游，零距離觀賞宮殿內(nèi)部陳設(shè)和古建筑原貌，在保護(hù)文物古跡不被損傷的同時(shí)滿足了人們的求知欲。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對古建筑、文博遺址進(jìn)行數(shù)字古建復(fù)原，幫助參觀者了解古跡的發(fā)現(xiàn)、挖掘和重建、修復(fù)的過程。

4.4更先進(jìn)的運(yùn)營管理

①智慧導(dǎo)覽和講解：利用多媒體信息手段，拓展語音導(dǎo)覽內(nèi)容及形式，為參觀者提供更多語種、更多版本、針對性更強(qiáng)的導(dǎo)覽內(nèi)容，滿足公眾多元化參觀需求，持續(xù)提升廣大參觀者的觀展體驗(yàn)。②定點(diǎn)人數(shù)統(tǒng)計(jì)，以頭部為識(shí)別目標(biāo)統(tǒng)計(jì)展廳中陳列的各展品的瞬時(shí)人數(shù)，進(jìn)行用戶畫像，并根據(jù)受歡迎程度調(diào)整展品，將參觀者停留時(shí)間長和停留人數(shù)多的展品陳列在更明顯的位置，同時(shí)優(yōu)化展線。③智慧客流分析：通過人臉動(dòng)態(tài)識(shí)別技術(shù)和紅外線技術(shù)，對觀眾的參觀路徑與動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和統(tǒng)計(jì)消除安全隱患，保障參觀人群的安全和舒適。通過客流分析結(jié)果防止人群過于密集，在達(dá)到博物館單個(gè)展廳可承受上限時(shí)發(fā)出預(yù)警，及時(shí)進(jìn)行智能化導(dǎo)流和分流，必要時(shí)進(jìn)行限流，減少排隊(duì)等待時(shí)長，幫助民眾實(shí)現(xiàn)舒適化游覽等。

4.5更精密的文物修復(fù)和研究

①文物修復(fù)方案可行性檢驗(yàn)：博物館在運(yùn)營過程中，隨著時(shí)間的推移，其文物可能會(huì)出現(xiàn)脆化、脫色、剝落等現(xiàn)象，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以數(shù)字化記錄文物古跡的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，跟蹤監(jiān)測受損程度，還可以制定出相應(yīng)的虛擬修復(fù)方案，預(yù)先模擬修復(fù)過程，檢驗(yàn)修復(fù)技術(shù)和手段的可行性，從而避免直接人工操作帶來的不必要的文物損傷。②文物殘缺補(bǔ)全研究：依靠大量算法分析和數(shù)據(jù)智能梳理，輔助修復(fù)專家進(jìn)行文物清理預(yù)判、殘缺補(bǔ)全，有效補(bǔ)充專家經(jīng)驗(yàn)，提高修復(fù)的準(zhǔn)確性、可靠性以及修復(fù)效率。③古籍智能研究：古籍作為歷史文化和先人智慧的重要載體，具有重要意義，但因其多為紙質(zhì)文獻(xiàn)，易被損毀且難以傳播。通過數(shù)字化，讓古籍文字實(shí)現(xiàn)從紙本到網(wǎng)絡(luò)的空間轉(zhuǎn)移，不僅能長久地留存古籍內(nèi)容，延長古籍的文化生命力，而且還可以打破傳統(tǒng)古籍的種種限制，提升了古籍文獻(xiàn)的普及率。借助光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)，識(shí)別版刻古籍，并轉(zhuǎn)化為文本格式，再根據(jù)特定算法把古籍文本自動(dòng)標(biāo)注現(xiàn)代中文標(biāo)點(diǎn)符號。對古籍進(jìn)行全文解析、分級主題標(biāo)注等實(shí)現(xiàn)智能化信息檢索。利用知識(shí)圖譜手段，運(yùn)用大數(shù)據(jù)的計(jì)量統(tǒng)計(jì)、定位查詢、聚類查詢、空間分析、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)古典文獻(xiàn)和研究成果的圖譜化、智能化。為現(xiàn)代人減輕古文獻(xiàn)閱讀障礙，使得古籍閱讀更加容易，將專業(yè)領(lǐng)域的科研成果轉(zhuǎn)化為社會(huì)大眾共享的文化資源。

5案例

5.1項(xiàng)目概況

華東地區(qū)某省級博物館，陳列面積兩千余平方米，館藏文物二十余萬件。

5.2智能化應(yīng)用建設(shè)

該博物館在進(jìn)行智能化建設(shè)時(shí)，以藏品資源建設(shè)為核心，以信息基礎(chǔ)設(shè)施和綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)為基礎(chǔ)，加載了智慧客流分析、智慧安防監(jiān)測、館內(nèi)智能導(dǎo)覽、智能輔助文物修復(fù)、古籍文獻(xiàn)智能研究等應(yīng)用場景系統(tǒng)。（表1）以智慧客流分析系統(tǒng)為例，其數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)用途如圖3所示。

5.3智能化應(yīng)用效益

智能化應(yīng)用系統(tǒng)投入使用后，取得了多樣化的收益，包括但不限于降低能源消耗、節(jié)約人力成本、提升運(yùn)營管理效率、增加入館參觀人數(shù)、提升游客滿意度、輔助文物和古籍研究等方面。有些收益可以通過折算進(jìn)行定量化，有些只能定性描述，還有部分短時(shí)間內(nèi)未看到明顯效果但從長期來看是有價(jià)值的。根據(jù)該館加載智能化應(yīng)用前后的年度記錄，整理其具體效果如表2所示。

6結(jié)語

隨著智慧城市和智慧場館的發(fā)展，博物館工程在建設(shè)或改造時(shí)需要考慮當(dāng)下和未來的智慧化應(yīng)用，本文結(jié)合博物館工程的特點(diǎn)，分別梳理了其作為公共建筑屬性和特殊屬性對智能應(yīng)用的要求，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行了智能應(yīng)用的效益分析，以期為后續(xù)博物館工程建設(shè)提供借鑒和參考。

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作者:林楠 單位:上海建科工程咨詢有限公司