智慧場館建設規劃與探索

陳昌 管峰

摘要：文章在總結“十三五”經驗教訓的前提下，根據“十四五”規劃發展方向，立足北京天文館實際，針對北京天文館智慧場館建設規劃，從建設目標、需求分析、總體設計以及重點舉措等方面進行了詳細闡述，以期為北京天文館“十四五”智慧化建設提供借鑒。

關鍵詞：北京天文館;智慧場館;需求分析;總體設計

中圖分類號：G261

文獻標識碼：A

一、引言

近年來，從中央到地方都在持續加強對文物的保護與活化利用工作，大力推動智慧博物館建設，并陸續發布了眾多政策及法律法規，以確保文物工作最終能落到實處。

2017年2月21日，國家文物局印發了《國家文物事業發展“十三五”規劃》（后簡稱《規劃》），《規劃》中指出：“運用物聯網、大數據、云計算、移動互聯等現代信息技術，研發智慧博物館技術支撐體系、知識組織和‘五覺虛擬體驗技術，建設智慧博物館云數據中心、公共服務支撐平臺和業務管理支撐平臺，形成智慧博物館標準、安全和技術支撐體系?！?/p>

21世紀以來，學科交叉融合加速，新興學科不斷涌現，前沿領域不斷創新。信息技術創新代際周期大幅縮短，創新活力、集聚效應和應用潛能裂變式釋放，以更快的速度、更廣的范圍、更深的程度引發了新一輪科技革命和產業變革。物聯網、云計算、大數據、人工智能、機器深度學習、區塊鏈、生物基因工程等新技術驅動網絡空間從人人互聯向萬物互聯演進，數字化、網絡化、智能化服務將無處不在。

筆者立足于北京天文館的發展需要，結合對國家及北京市科學技術研究院“十四五”建設規劃的研究分析，從建設目標、需求分析、總體設計以及重點舉措等方面詳細闡述北京天文館“十四五”期間智慧場館的建設規劃。

二、建設目標

北京天文館的建設目標是，根據目前博物館的數字化、信息化現狀以及未來的業務發展需要，利用多種先進、成熟的現代技術，夯實博物館數字化、信息化基礎，建立智慧博物館，實現對博物館的智慧保護、智慧管理以及對群眾的智慧服務，加大文物資源的共享力度，促進業務協同管理、流程標準化，進一步提高博物館運轉效能和觀眾服務水平，促進博物館功能的充分發揮。

北京天文館力求實現館內各要素的互聯互通與智慧管理，以期提高內部運行效率，實現“以人為本”的智慧服務，提升對觀眾的服務質量實現當地文化資源匯集，建設文化交流與融合圣地;探索智慧博物館建設標準，樹立智慧博物館建設典范;實現博物館服務轉型升級，開辟“互聯網+博物館”新模式。

（一）“十三五”建立的發展基礎

1.已有基礎

北京天文館經過長時間的建設和發展，在信息化建設方面已經初具規模。北京天文館“十三五”期間的信息化建設完成了對機房服務器及存儲設備、網絡設備的升級改造，先后完成了虛擬北京天文館、無線網絡全覆蓋、新媒體展覽輔助信息系統、古觀象臺數字化、新版北京天文館官網的中英文版網站升級、北京天文館內部信息網升級、北京天文館圖書資料管理系統等項目的建設，基本能滿足現階段館內各項業務順利進行的信息化需求。

2.存在的問題

北京天文館已有的信息化建設內容和基礎越來越難以適應當前形勢的快速變化，智慧化程度也無法滿足觀眾日益增長的體驗需求。北京天文館之所以存在這樣的問題，主要原因包括以下四個方面。

（1）已有的信息化設備亟待更新和升級

為適應用戶需求和研究環境的變化，北京天文館曾采購過一批信息化設備。但時至今日，這些設備已經陳舊，部分設備老化嚴重，這些設備與當前北京天文館面臨的日益提升的技術需求越來越難以匹配。同時，由于空間有限，北京天文館的計算能力和存儲空間的拓展均受到了影響，這些問題對北京天文館業務的限制已經越來越明顯。

（2）硬件基礎薄弱

北京天文館機房的網絡安全防護僅由一臺深信服防火墻提供支持，且沒有熱備設備，在運行過程中一旦受到攻擊或設備發生故障，館內各種網絡設備都將中斷，這將對北京天文館的日常工作造成很大影響。這是運行過程中存在風險。北京天文館的網絡核心機房及信息化水平無法達到相應的信息化等級保護的要求。

（3）智慧場館理念與信息化水平落后的矛盾日益突出

近年來，在北京市財政局和北京市科學技術研究院的支持下，北京天文館把握住智慧場館和人工智能理念帶來的機遇，迎接相應的挑戰，開展了一系列與信息化建設相關的工作，取得了豐碩的成果和突破性進展。然而，由于諸多方面的限制，北京天文館的信息化水平還是相對落后，目前場館現有的互動體驗項目運用的技術比較單一，無法滿足觀眾日益增長的體驗需求。場館的數字化虛擬展示環節相對薄弱，目前尚未實現用VR、AR、全息等現代化技術對展品、影像資料、天文場景進行多樣化的展示和線上直播導覽。北京天文館在針對觀眾的個性化服務方面仍處在探索和研究階段，觀眾目前仍無法享受沉浸式、個性化的體驗服務?？偠灾?，北京天文館整體的智慧化水平不高。

（4）管理機制尚不成熟

北京天文館的科研、辦公、人事、財務等方面未實現程序化管理，辦公效率相對較低。北京天文館缺乏符合本單位要求，能保證審批工作在應用系統中安全、高效、可靠地被執行的科研科普項目綜合管理系統，無法利用網絡面向項目審批部門機構，實現科研科普工作人員的項目申報工作、上級審批的協同工作、館領導對項目審批的進度及結果提供動態監督檢查;無法實現自動化辦公，無法通過各部門間的信息共享、辦公聯動，規范辦公程序、節約出行成本、提高辦事效率;財務工作缺乏全面的信息化管理，無法實現財務信息的實時共享與追溯查詢、遠程查詢等功能。

三、需求分析

需求分析包含人員和業務的需求分析。

（一）人員需求分析

北京天文館場館智慧化建設方案圍繞北京天文館內部管理和對外服務等工作，涉及北京天文館各部門的各項業務工作，與各部門工作人員息息相關，也影響著觀眾的參觀體驗及其對北京天文館的評價。

1.館內工作人員。本項目將為工作人員提供各類基礎數據、分析報表、資源共享和自動化管理，改變信息不對稱、共享困難的情況，減輕工作負擔。來自館內辦公室、科研部、黨委宣傳部、展覽設計部、科普教育部、公眾服務部、綜合保障部、編輯部、經營開發部、古觀象臺等各部門的工作人員，均能直接或間接使用項目所提供的數據和服務。

2.觀眾。這里的“觀眾”既包含到館參觀的線下觀眾，也包括未到館參觀的線上觀眾。本項目將通過預約服務、多媒體展示、資訊推送、參觀導覽、互動體驗、評論反饋等方式提供從參觀前、參觀中到參觀后的全周期服務。

（二）業務需求分析

業務需求管理包含藏品管理、庫房管理、數字資源管理、展覽管理、觀眾管理、媒體管理等。以下主要分析藏品管理和庫房管理。

1.藏品管理分析。智慧博物館建設應當幫助藏品管理部門解決藏品檔案查閱不便、信息不對稱等弊端，建立科學、完善、高效的現代化藏品管理制度，明確不同崗位職權，實現藏品管理的科學化、規范化、信息化、精細化、便捷化，提高相關人員的工作效率，保障藏品信息的真實性。

2.庫房管理分析。智慧博物館的建設應當有助于庫房管理信息的完整、真實記錄，促進庫房管理制度落實到位，實現文物庫房管理的規范化、信息化、高效化，減少乃至防止自然和人為因素導致的庫管物品的損害、丟失等事故，提高庫房管理效率，保障庫房安全。

四、總體設計

（一）設計原則

為達成智慧博物館的各項建設目標，在項目設計過程中，相關工作人員應遵循標準規范性、技術先進性、系統開放性、完整性、穩定性、可恢復性等原則。

（二）設計依據

北京天文館場館智慧化建設的設計依據為博物館行業相關法律法規、軟件開發標準規范、信息安全標準規范相關文件等。

（三）總體框架

北京天文館應嚴格按照國家文物局發布的統一標準規范進行智慧博物館的設計、開發、建設，確保各個系統之間能夠進行數據共享與互聯，實現數字資源的接入、管理與使用一體化，建設一個綜合、先進、好用的智慧博物館服務平臺。

總體架構采用多層模式，模塊化的設計充分體現了“高內聚、低耦合”思想，每個模塊相對獨立且邏輯層次清晰，便于相關工作人員進行維護管理，同時能夠隨時彈性擴展，以應對未來新的業務發展需求。智慧博物館總體構架如圖1所示。

五、“十四五”期間智慧場館重點規劃

（一）藏品管理系統

藏品管理是北京天文館的重要工作之一。近年來，北京天文館的藏品數量不斷增加，其中不乏極為珍貴的望遠鏡和隕石，急需一套能將藏品進行統一管理的數字化系統。該系統要能將藏品的來源、屬性、歷史價值、材質、保護記錄、維護信息、研究信息等資料進行可以通過數字技術對藏品進行多維度的立體展示，通過信息化手段將藏品中珍貴且易損的古籍、古儀器進行數字信息化加工處理，從而便于藏品的管理、展覽、保護。藏品管理系統通過信息化手段收集、整理、研究、保存、利用這些藏品信息，實現對北京天文館藏品的迅速查詢、定位、展示和利用等功能。

北京天文館藏品管理系統是一套以藏品為中心，涉及藏品信息管理、藏品保管業務管理、庫房日常管理、數字化資源管理和利用、門戶管理等內容的綜合性藏品管理與資源利用的軟件系統。該系統能夠實現全過程動態管理藏品信息登記、業務審批流程的協同操作，實現藏品查詢調閱、狀態監管的數字化管理，支持自定義條件下的分析統計與結果導出，使藏品管理業務流程更加規范，藏品利用更加高效、安全，為北京天文館資源管理的計劃、組織、領導、控制等相關決策提供支持，使管理工作更科學、智能、高效。

（二）數字資源管理系統

數字資源是博物館的重要資產，被廣泛應用于館藏業務管理、文化展示、學術研究、觀眾服務等方面，同時也為其他信息化平臺提供了豐富的數據內容。目前，國內各博物院經過多年的業務積累，已初步完成館內藏品數字資源的采集和編目工作，但仍存在資源分散、缺乏標準、大量冗余、共享困難等問題，在數字資源的安全利用等方面也有待完善和提升。為了對博物院現有以及將來的數字資源進行規范化、科學化的管理和再加工，以使之成為具有博物館特色的數字資產，北京天文館迫切需要建設一個數字資源管理系統。

數字資源管理系統將北京天文館目前散布在各部門的不同對象、不同格式的數字化資源，按照統一標準，從加工、發布、檢索、利用等方面入手進行規范化管理，并在促進資源高度便捷、共享的同時，維護北京天文館的合法權益，為研究、展示和其他數字化應用提供豐富且高質量的資源，最大限度地發揮數字資源的價值。

（三）項目管理系統

項目管理系統能結合展覽、活動、基建、信息化、課題等業務項目的管理重點，對從立項到結項期間的重要成果資料、實施進度、經費開支進行統一規范管理，并提供多種自動化輔助手段，協助項目人員熟悉流程、促進資料共享。因此，建設一個項目管理系統就顯得尤為重要。

（四）新媒體綜合管理系統

新媒體綜合管理系統是針對博物館的網站、微信、微博等新媒體平臺進行資源整合、統一發布、集群管理的業務系統。該系統可實現內容一鍵跨平臺發布、用戶數據統一采集和個性服務智能推送，能夠顯著降低人力維護成本、提升新媒體運營效率和用戶忠誠度。因此，北京天文館迫切需要建立一個新媒體綜合管理系統。

（五）辦公自動化系統

辦公自動化系統旨在根據不同部門、崗位的特點，提供個性化的工作平臺和事務預警，實現日常事務處理的信息化和自動化，全面提高工作人員辦公效率，降低繁復的日常事務性工作帶來的工作負擔;建立起快捷暢通的內部通信和信息交流渠道，提高北京天文館工作的協同效率。

（六）綜合門戶管理系統

北京天文館信息綜合展示平臺的建設目的是匯集現有系統的數據，在此平臺上直觀展現北京天文館的運營狀況，體現智慧場館理念，消除信息孤島，為北京天文館業務部門及領導展現場館運行狀態，為后續業務開展做支撐。平臺的設計應結合現有的票務系統、天文競賽報名系統、庫房管理系統、藏品管理系統以及人流監控系統等，匯集各個業務系統數據，形成數據倉庫，基于業務需要完成數據分析和展現，將自身建設為可為館內員工提供各類數據的綜合平臺。

（七）客流（觀眾行為）監控系統

現階段，北京天文館對觀眾的深度挖掘、分析以及北京天文館與其他景區的關聯仍處于空白狀態。北京天文館缺乏對觀眾的深度挖掘，包括觀眾的位置數據、行為數據、來源地、游覽偏好、游覽目的、駐留時間等信息。這導致北京天文館的相關部門無法為館內的陳設布置、活動策劃、宣傳等提供相應的數據支撐。外部關聯分析方面，游客參觀北京天文館與游玩其他景區的關聯關系未知，其他景區的觀眾特征、偏好等未知，這致使北京天文館與其他景區策劃聯合活動時缺少數據支撐。

北京天文館可以利用館內現有的完善的4G移動基站，借助移動的大數據平臺來提取和深度挖掘游客的行為數據;建立完善的場館基礎客流分析數據庫，為館內開放、展陳布置、活動策劃提供數據支撐。通過對游客來源的分析（年齡、性別等），為游客提供精細化、定制化的公共服務。館外關聯分析將北京天文館與全市景區、商圈等場景相互關聯，分析旅游、文化、商業融合發展及帶動情況;整合所有數據，通過3D可視化平臺呈現數據，并進行北京天文館長周期客流態勢研究、與其他文旅產業的融合分析。

（八）人事管理系統

通過建設一個功能全面、操作便捷、界面友好的人事管理系統，對館內人事事務和人事資料進行管理，幫助博物館改變傳統人事管理方式，實現北京天文館人事管理工作的系統化、自動化和規范化，提高人事管理效率，保障人事資料安全，達到提高人力資源管理效率的目的。

（九）天文知識競賽報名系統優化升級

天文知識競賽報名系統自2014年建設完成之后，一直沿用至今。在歷年全國中學生天文知識競賽（2019年前稱“全國中學生天文奧林匹克競賽”）的使用過程中，根據新的需求不斷改進優化，競賽報名系統的功能已經較為完善。但該系統的設計構架老化，報名方式單一，網站安全性較弱。因此，筆者提出將競賽報名系統進行升級改造，目標是將系統架構升級為新的可兼容HTML5的構架，提高系統的安全性，同時方便手機等移動終端操作，還可以開發微信接口，通過微信端實現網上報名。

（十）北京天文館5G網絡覆蓋

隨著5G網絡技術的逐步完善，其在智能交通、智慧城市、智能物流及環境監控等行業已經初具規模和影響力。然而5G網絡在各大博物館場館內尚未全面覆蓋，5G技術在博物館領域的應用仍處于探索和研究階段，目前只被互動直播、可視化管理平臺等少數平臺應用。北京天文館目前已覆蓋4G網絡和Wi-Fi，尚未覆蓋5G網絡。

隨著智慧博物館進程的推進，4G網絡已經無法滿足沉浸式展覽VR、AR展示效果對網絡的需求。今后數字化虛擬展示系統的發展趨勢是基于5G智慧終端（包括手機端、AR眼鏡等多種形式）為游客提供AR導覽、智慧講解、線上直播游覽和天文場景沉浸式體驗服務，這些展覽均需要5G高速網絡作為載體，利用5G網絡建立前后端的高速通道，結合館內實際布景和AR眼鏡數字內容，實現天文現象的現場交互體驗，提升觀眾的體驗滿意度。為了更好地為場館沉浸式展覽VR、AR展示等體驗服務提供必要的基礎條件，北京天文館需盡快實現5G網絡的覆蓋。

（十一）線下展覽數字化處理

北京天文館可以利用VR技術將線下的常設展覽和臨時展覽進行數字化保存，這樣一方面可以將展覽轉換為數字資源永久保存，另一方面也可以采用線上展覽的方式讓觀眾在線體驗展覽。

六、結語

綜上所述，筆者結合“十四五”規劃發展趨勢，對北京天文館智慧化場館的建設進行了詳細闡述，對北京天文館的未來發展進行了展望，以期給廣大同仁提供借鑒和參考。