博物館安防監控系統的智能化應用

欒明杰

摘 要：文章通過作者主持并參與的煙臺自然博物館智能化安防監控系統從需求、設計到實現的過程，分析探討了現代博物館如何通過構建智能化的安防監控系統來健全完備博物館安全保障體系，并進一步對數據進行拓展和挖掘，為博物館數字化建設奠定底層基礎。

關鍵詞：博物館;智能安防;數字化建設;監控系統;智能化

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2022.06.027

改革開放以來，我國各類博物館的數量穩步增多，種類持續豐富，展陳質量逐步提高，各方面的功能也在不斷完善。可以說，博物館行業在促進全民文化素質提高和科學普及等方面正在逐步發揮越來越大的作用。特別是為了進一步發揮博物館在科學知識普及、文化信息傳播等方面的重要作用，自2008年宣傳部、財政部、文化部發布《關于全國博物館、紀念館免費開放的通知》以來，各類博物館免費向公眾開放的步伐持續深入，我國免費開放的博物館數量逐步提升。截至2019年，全國免費開放的博物館已經達4929家，占博物館總數量的89.05%，帶動了博物館行業蓬勃發展，日益繁榮。自“十三五”以來，我國每個月平均新增15家博物館左右，截至2020年底，全國共有各類已經備案的博物館5788家，其中國家級博物館達1224家。文物類、自然歷史類、科技類、天文類、遺址類、公園類等類型豐富的博物館如雨后春筍般涌現，標志著我國現代博物館體系已經基本形成，中國博物館事業呈現出良好發展態勢。據國家文物局統計數據顯示，2019年全年，國內的各類博物館共計辦展2.86萬次，接待觀眾12.27億人次。伴隨著博物館行業的井噴式爆發發展，以及近年來自上而下的安全生產意識的逐漸提高，如何保障游客的人身安全以及展品的資產安全，越來越成為博物館特別是國有博物館面對的重要課題①。

煙臺自然博物館作為自然資源部下屬中國地質博物館的煙臺分館，是煙臺市委市政府確立的重點工程，是文化煙臺的重要組成部分。其館藏藏品萬余件，是一處以煙臺本地著名的黃金礦產以及王懿榮甲骨文為特色，以國內豐富的礦產、化石等資源為特點，人文藝術與自然科學交相輝映的綜合類自然博物館。自2012年開館以來，煙臺自然博物館始終堅持以科普教育為核心任務，以打造高質量展陳、為市民提供高質量文化產品為目標，持續推進各方面工作開展，取得了良好的社會反響。特別是自2020年免費開放以來，游客數量暴漲，給館內安保力量增加了不少壓力，加之模擬信號監控系統已運行近10年，各項技術指標全面落后，設施設備早已進入淘汰年限，面對持續增加的安防壓力難以為繼，迫切需要對監控系統進行全面升級改造。

1 煙臺自然博物館場所及舊有監控系統現狀分析

1.1 場所現狀分析

煙臺自然博物館占地共100畝（約6.67萬平方米），建筑面積2.63萬平方米，其中展陳面積1.3萬平方米，主體建筑中1層為辦公區，3層為展陳區，1層為庫房及設備層。另有室外景觀8處，附屬一層獨立展區一棟，主體建筑進出口4個，廣場進出口3個，原有監控點位196處。場所具有空間廣闊、邊界曲折、建筑內結構復雜、安保人員較少、瀕臨海邊腐蝕情況較為嚴重等特點。

1.2 舊有監控系統現狀分析

煙臺自然博物館主體建筑及各項配套設施設備于2010年左右已經全部建成，因此現有監控系統已運行10年，主要存在以下幾點問題：

①監控中心設備十分老舊，出現緊急情況無法做到大屏幕聯動無延遲上墻。

②監控中心磁盤陣列損壞較嚴重，損壞率已超40%，無法達到公安相應的存儲時限要求。

③圖像清晰度差，已被行業淘汰，不能滿足博物館行業的高清化安防要求。

④系統采用模擬信號，隨著設備的逐步老化，運維成本越來越高，維修難度越來越大，逐步面臨無法維修換件的情況。

⑤防盜系統不夠健全，缺乏熱成像監控、人工智能周界限報警等的先進技術手段。

⑥出現緊急情況，缺乏有效的應急聯動報警方式和預案處置流程。

⑦部分原有點位攝像頭的旋轉角度、分辨率等已不適應現有實際情況。

⑧預警能力缺失，安防系統沒有智能分析，無法做到惡性事件的預判。

2 新改造智能安防監控系統的需求分析

智慧化、數字化是博物館行業今后的發展方向，煙臺自然博物館歷來重視博物館數字化、信息化建設，始終將智慧博物館作為長期奮斗的目標。智慧博物館建成的前提，首先是數字化博物館的建設。數字化博物館建設中，云計算、人工智能、物聯網、大數據、虛擬現實等新技術的綜合應用，必須以各類數字信息的采集為起點，從而進行深化、拓展和挖掘②。安防監控系統作為博物館數字信息采集的基石之一，無疑是最重要的組成部分。因此，如何在有限的財政資金預算前提下，盡可能完整地實現安防監控系統的智能化，盡可能充分地發揮安防監控系統的效用，成為迫切需要解決的一項課題。

經綜合考量分析，為之后數字化博物館搭建提供有效支撐，以下幾點是結合博物館實際比較迫切的需求。

2.1 必須保障系統運行的穩定、安全

安防監控系統作為人防、物防、技防“三位一體”博物館安全保障體系中最關鍵和最基礎的一環，其穩定性和安全性事關重大。只有選擇行業內已經過多年實踐反復檢驗、嚴格遵循行業內各項相關標準的頭部設備商的主流設備，才能夠確保其設備運行的穩定性。而系統運行的安全性很大程度上取決于整體系統設計規劃的高度專業性、施工運行標準的嚴格執行、不可抗力或者人為破壞的承受力等因素，這些因素需要具備豐富行業內經驗、具備相應資質的專業設計執行團隊來保障。

2.2 分辨率滿足智能化數據分析要求

目前安防視頻監控系統的主流是200到1200萬高清分辨率的攝像機產品。結合預算情況，應爭取采用非重點部位200萬像素，重點位置400萬至600萬像素攝像頭的部署方案。

2.3 具備開放、兼容的數據接口

智能安防監控系統作為博物館數字化的基礎數據采集者和提供者，其采集的數據需要具備格式統一、便于分享、兼容性強等特點，要確保系統采用開發性的技術標準與通信接口，切實避免因系統升級、擴展、后續新系統接入等情形造成不必要的數據交流阻塞。

2.4 點位做到全方位無死角覆蓋

防止展品破壞、防止展品被盜、應對暴恐事件、應對群體事件、應對糾紛事件等博物館防范重點要求監控系統必須做到展廳區域100%無死角覆蓋，工作區域盡可能覆蓋等基本要求。博物館的監控定位一般設在場館周界、室外停車場、場館出入口、展廳內重點部位、展廳出入口、庫房、展品通道、電梯轎廂、設備機房等區域。針對光線較暗的部分展廳及地下庫房等位置，可部署全彩攝像頭。在博物館的外廣場制高點、室內大場景范圍，可以部署全景攝像機，實現360度的全景畫面監控，監控畫面更加立體直觀。針對監控中心的改造，在保持原有業務系統不停止運行的情況下，建設符合現代安防系統建設要求的監控中心，包括高清的拼接大屏和視頻綜合平臺等一些高新技術產品。

2.5 系統支持各項智能化功能

系統能夠智能識別危險事件，及時館內提示，確保相應廳館的安保人員能夠及時趕到現場，從而從過去的事后處理轉變為事前防范，顯著降低因安保人員缺失產生的隱患。

2.5.1 無權限人員闖入報警

非博物館人員進入辦公區、庫房、機房等管控區域，以及無權限的工作人員進入敏感權限區域等情況發生時，監控中心會自動報警，且相應區域能夠做到友好提示人員撤離。

2.5.2 自動檢測異常事件

能夠對博物館內設定的敏感區域內的非授權人員的異常行為進行主動識別，包括長時間逗留、亂寫亂畫、可疑物品放置、觸摸非裸展展品等。

2.5.3 面部識別比對

重點出入口及樞紐部位部署的攝像頭能夠支持人臉自動識別、比對、跟蹤等功能。從而為工作人員放行、館內實時人流量統計、非法人員預警、人員行動路線分析、訪客數據分析、訪客感興趣的展品、公安系統聯網等后續功能的開展提供基礎支持。

2.5.4 周界越界報警

能夠對廳內重點展品的周界區域進行自定義，對周界入侵行為進行實時監測，當檢測到有目標入侵至設定周界內即產生報警，并可實現現場聲光警示。

2.5.5 實時人流統計及數據分析

通過面部識別等技術，實現館內實時人流量統計、人群聚集提醒等功能，從而為疫情防控等工作提供情報和數據支持，并能夠按日、周、月等時間段生成客流量統計分析報告，供相關科室分析數據，優化展陳布局和參觀路線。

2.6 系統應保證一段時間內的先進性、標準性

因煙臺自然博物館屬于國有博物館，本著經濟的原則，系統的設計要具有較高的性價比，保證其在今后一段時間內都能滿足場館需求。系統的架構和技術要符合技術今后的發展方向，在滿足目前功能需求的前提下，為以后技術的發展留好余地。另外，系統采用的視頻音頻編碼協議和文件格式、各類接口和傳輸采用的協議等，要遵循標準化、開放化的原則。

2.7 系統的設計和施工要嚴格遵循相應規范

應嚴格遵循但不限于《博物館和文物保護單位安全防范系統要求》（GB/T16571-2012）、《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》（GB/T28181-2011）、《電子信息系統機房施工和驗收規范》（GB50462-2008）、《安全防范工程技術規范》（GB50348-2004）、《文物系統博物館風險等級和安全防護級別的規定》（GA27-2002）等相應的國家法律法規、行業規范。

3 安防監控系統的詳細設計

3.1 前端部分的設計思路

前端系統主要包含攝像頭、拾音器、編碼器、發聲器等，前端點位的設計根據煙臺自然博物館的不同場景進行了詳細規劃，已達到經濟條件下的最優化效果。根據安全防范的實際需要，以下區域作為防范的重點區域：館外圍周界、廣場出入口3處、室外景觀8處、公共停車場、內部停車場、強弱電間、13個展廳的出入口、主體建筑出入口、附屬展廳出入口、庫房出入口、13個展廳內每個展廳各設置3個重點位置。

3.2 傳輸部分的設計思路

隨著網絡攝像機的大規模應用，網絡建設至關重要，只有對網絡進行有效、合理的設計規劃，煙臺自然博物館的監控系統才能更有效、更穩定和更安全地運行。視頻監控網絡相對于傳統的數據網絡還是有很大區別的，視頻監控網絡應該是功能層次分明的網絡，要求有靈活的擴展能力、升級能力、可管理性和很高的安全性，具備滿足要求的傳輸帶寬，且帶寬中至少要有25%～30%的網絡余量，用來傳輸其他數據。核心的帶寬根據前端接入交換機的總容量來計算，還要考慮平臺存儲解碼等設備的帶寬消耗③。

3.3 存儲部分的設計思路

作為整個安防監控系統倉庫的存儲系統，需要滿足穩定可靠、低故障率等要求，如：多臺主機和系統連接時不發生單點故障;連續寫入的狀態下能夠快速隨機讀取;存儲時間滿足公安部門要求;可快速對重要數據進行備份、恢復、遷移;系統穩定可靠，能夠全天候運行，意外斷電可立即切換備電重啟。

3.4 中心部分的設計思路

作為安防監控系統的核心，監控中心是實現博物館監控視頻影像資源的控制及顯示，并對視頻圖像資源進行統一管理和調度的關鍵。對于中心的設計，除了要滿足基本的防水、防火、防闖入、防靜電等安全方面的硬件需求外，還需要充分為今后的信息廣播、智能停車、職工考勤、安保巡邏引導、人群聚集警告等功能擴展預留空間、接口，并需要考慮將網絡機房的遷移等因素。

4 結論

煙臺自然博物館智能安防監控系統的升級改造已于2021年11月驗收通過。本次監控系統的升級改造，在遵循安全生產相關規定要求、做到切實保障博物館國有資產安全及游客人身安全的同時，充分考慮了目前博物館能夠實現的智能化功能，并全部得以實現。同時為今后煙臺自然博物館的智慧化、數字化建設留足了空間，達到并超出了預期效果。下一步，煙臺自然博物館將在現有安防系統基礎上，探索更多業務與系統結合的可能性，爭取建設完成一套博物館綜合安防管控平臺，使數字化技術嵌入到博物館工作的方方面面，助力智慧化博物館建設。雖然行業內各博物館在等級、展品數量、場所面積、游客數量、數字化進程等方面都存在不小的差異，但煙臺自然博物館在智能安防監控系統方面的探索，還是會為博物館數字化改革提供可借鑒的寶貴經驗，具有推廣意義。

注釋

①中華人民共和國公安部.文物系統博物館風險等級和安全防護級別的規定（GA27-2002）[S]. 2002.

②中華人民共和國國家市場監督管理總局.博物館和文物保護單位安全防范系統要求（GB/T16571-2012）[S].2012;馬寧.孔子博物館安防系統設計與應用[J].文物鑒定與鑒賞，2021（8）：151-153.

③李貴州.當前博物館安防工程建設中的一些問題和思考[J].中國博物館，2019（1）：25-30.