智慧化美術館的建設方案研究

陳 鑫，嵇 夏，包 震

（1.中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019；2.國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司，江蘇 淮安 223001）

0 引 言

隨著5G、人工智能、混合現實等技術的蓬勃發展，傳統以陳列方式為主的藏品展陳形式亟待改善，人工智能時代下的美術館在建設過程中將融合多種信息化技術與多媒體應用，提升游客與藏品的互動性及體驗感，通過線上與線下結合的方式，建成獨具自身特色的虛擬美術館和實體美術館。

1 建設現狀與難點

1.1 智慧化應用較少

當前大部分美術場館的智慧化應用較少，項目建設時智慧場館一般并入智能化建設范疇中，而受資金限制，場館智慧化應用數量被壓縮，無法提供多元化的信息內容，進而影響游客的體驗感與互動性[1]。

1.2 公眾號/App普及率低

公眾號和App存在的意義在于使美術館的館藏資源和場館得以推廣，吸引更多游客，而現在多數場館公眾號或App端信息的呈現效果一般，缺乏館內建設成果的展示以及虛擬場館的游覽，僅僅局限于藏品的介紹與門票預約而沒有個性化功能，導致場館App普及率低且增長用戶少。

1.3 各系統管理主機分散

由于館內各系統相對獨立，部分地區的美術場館在建設初期未考慮建設綜合管理平臺集中管理各系統，導致系統管理主機分散在各樓層弱電間或機房中，數據監測缺乏可視化平臺，不利于后期統一的運維管理。

1.4 信息共享水平低

當前大部分美術館的藏品未實現數字化建模，且缺乏完善的管理系統，與上級信息共享平臺也未實現對接，無法實現跨館信息的互聯互通。

2 建設需求分析

美術館信息化建設要通過引入主流信息化技術，抓好網絡系統、計算機系統、智能化樓宇控制、多媒體系統、機房建設工程等基礎設施建設，在此基礎上提高美術館網上服務能力，將藏品進行數字圖像化、3D化，結合虛擬現實（Virtual Reality，VR）等技術在三維虛擬美術館中展示，結合多媒體數字展示系統進一步提升美術館藏品展陳的現代化、數字化、智慧化水平與能力，滿足不同類型與觀賞層次游客人群的觀賞要求，提高大眾對藝術品、美術品的認識和欣賞能力。通過移動互聯網、大數據分析提供周全、智慧的展廳管理與服務，為游客提供智能、精準的音視頻媒體信息推送與知識介紹，通過互聯網隨時隨地提供查閱館藏資料和常識，在藏品管理、綜合業務管理、展覽的資源管理都需要采用最新的信息化技術，將美術館的參觀人數、參觀質量、社會服務、志愿者管理、藝術家服務、藏品保護、數據庫建設以及公眾教育等實現有效結合，提高公眾對館藏品的基礎認識并提高智慧游覽的體驗[2]。

3 建設方案

3.1 智能化系統

美術館應通過相關智能化系統提高整個美術館安防措施、樓宇自動化控制、建筑設備管理的水平，促進美術館管理、業務管理的智能化與便捷性，保障與促進美術館業務的良好開展[3]。智能化系統重點建設內容如下文所述。

3.1.1 安全防范系統

利用入侵報警系統、出入口控制系統、視頻監控系統、無線對講系統以及電子巡查系統等，在前端部署監控攝像機、雙鑒探測器、門禁一體機、震動探測器、巡更點以及吸頂天線等設備，接入智能網，通過綜合安防管理平臺對人流、車流進行有效監管，對于重點場所與文物采用多重技術防護[4]。

3.1.2 建筑設備管理系統

建筑設備管理系統包括樓宇自動化系統（Builoling Automation System，BAS）、環境溫濕度控制、能耗監測、智能照明等系統。

BAS可采用以太網架構，館內空調機組、送排風機、水泵、電梯等設備上聯直接數字控制（Direct Digial Control，DDC），DDC通過智能網接入平臺統一監控，對于自成系統的設備通過網關進行接入。利用溫濕度傳感器、漏水檢測儀監測庫房溫濕度，保障文物收藏保管環境。在前端部署智能電表、智能水表、智能燃氣表，基于RS485通信協議或ModBus通信協議輸出儀表數據，手拉手組網運用能源分析系統統一監管。智能照明系統通過在前端部署移動傳感器、照度傳感器、智能開關面板、智能照明模塊，基于KNX、BACNET或EIB等總線協議根據策略進行自動照明控制。

3.1.3 一卡通系統

一卡通系統作為美術館智慧化應用的重要組成部分，系統部署于辦公網中，各設備與管理平臺連接進行數據交換，通過基礎信息平臺可進行寫卡、掛失、充值等操作，系統主要服務員工與訪客，包括日常的考勤管理、消費、場所出入等功能。

3.1.4 多媒體會議系統

通常美術館會設置會議室、報告廳等區域，用以新聞發布、培訓、報告會及學術交流等，包括進行視頻錄播、遠程視頻會議等。對于報告廳，顯示系統可部署高清投影或發光二極管（Light-Emitting Diode，LED）大屏，結合音頻處理器、功率放大器、無線話筒、線陣音箱、臺唇音箱、返聽音箱以及補音音箱搭建報告廳的擴聲系統，通過多點控制單元（Multi Control Unit，MCU）與視頻會議終端搭建視頻會議系統。會議室可設置無紙化系統、投影顯示系統、擴聲系統，配置全向麥克風、會議單元、可升降會議終端、多媒體主機、專業音箱、投影儀以及一體機等設備。

3.1.5 機房工程

美術館信息中心機房可按照B類機房標準進行設計，應具有不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系統、動力環境監控系統，部署2套UPS系統保障機房內機柜及弱電間信息網機柜用電，通過動環系統監控溫濕度傳感器、漏水檢測儀、監控攝像頭、煙感、精密空調以及門禁等設備狀態與信息。監控中心機房除設置UPS、動力環境監控系統外，還應部署LED大屏顯示系統，通過綜合安防平臺實時調取美術館監控畫面、保障機房設備運轉正常。

3.1.6 計算機網絡系統

美術館宜設置3套相互獨立、物理隔離的網絡，即智能化設備網、辦公網、觀眾網，其中部署于智能化設備網中的設備和系統包括綜合安防系統、BAS、智能照明、溫濕度監控系統等；部署于辦公網中的設備和系統包括業務管理系統、游客及人員管理系統、數據資源庫等；部署于互聯網中的設備和系統包括無線接入點（Access Point，AP）、辦公電腦等。

核心層由辦公網核心交換機、智能網核心交換機和互聯防火墻組成。辦公網核心交換機承載全網所有的業務流量，利用虛擬化技術，建立邏輯隔離的網絡通道，實現不同業務之間無干擾的穩定運行；智能網核心交換機承載全網所有的監控流量；觀眾網主要是訪客的無線互聯網接入，不單獨設置核心交換機，共用辦公網核心交換機；互聯防火墻對辦公網和智能網進行安全管控及訪問策略的控制；核心層設備采用雙機集群模式來增加穩定性。

網絡系統架構如圖1所示。

圖1 網絡系統架構

考慮等級保護需求，應在安全管理中心部署日志審計系統、堡壘機、漏洞掃描等設備，于出口防火墻側部署入侵檢測設備來提高網絡系統的安全性。

3.2 虛擬美術館

可基于HTML5+WebGL標準下的B/S架構構建網上虛擬美術館，通過門戶網站、App、公眾號、小程序等對外平臺將美術館館藏、場館漫游、場館信息等移至線上，即使游客足不出戶也能查看美術館的特色展陳與精品資源。

3.2.1 門戶網站

借助FLASH、混合現實（Mixed Reality，MR）等技術使美術館門戶網站更加鮮活，起到展示和宣傳作用。門戶網站對外可進行活動宣傳、藏品推薦、申辦展覽、參觀預約、學術研究、在線服務等；對內的功能包括網站統計、游客管理、會員管理、新聞發布以及檢索熱詞統計等。針對特殊人群，可提供無障礙網站服務，頁面結構清晰、頁面操作簡化。

3.2.2 三維全景漫游

可通過3D Max、Maya等三維建模軟件對美術館主體建筑、內部結構、外圍環境仿真建模，配合多媒體技術全面展示美術館的整體風貌、交通方式、展館分布、展陳活動等信息。漫游模式中，游客可自由選擇參觀路線，選擇藝術品了解具體內容，720°任意漫游。

3.2.3 虛擬展廳

可通過Unity、全景VR、三維實景等技術構建虛擬展廳，借助Java、activex、flash等插件，訪客使用鼠標控制視角方向，在固定展臺設置虛擬人物進行講解，并能實現藏品的720°旋轉展示。

3.3 綜合資源庫

綜合資源庫是美術館信息化建設的基礎，包含基礎資源庫、專項資源庫、數據庫、知識庫等，資源庫在建設過程中應考慮信息系統的擴展性、通用性。其中，基礎資源庫的主要內容包括對資源庫的調優、重組、安全管控、數據備份等；專項資源庫主要是借助三維激光掃描儀對美術館館藏進行實物掃描，利用3D掃描分析軟件拼接點云數據生成三維點云圖形，通過人工進行去噪、填補空洞、光滑處理等。通過數據轉換將點云數據轉換成可與3D軟件對接的數據格式，如OBJ、STL等。

3.4 安防綜合管理平臺

安防綜合管理平臺基于J2EE平臺與面向服務架構（Service Oriented Architecture，SOA），整合視頻監控、門禁、考勤、入侵報警、停車場管理等安防系統，接入設備網通過CMM管理模塊進行集中管控，包括設置門禁權限、錄像回放、重點人員記錄、大屏控制等功能，與移動端、地理信息系統（Geographic Information System，GIS）對接，基于電子地圖實現業務管理與視頻監管，利用手機、平板進行遠程操作，加強信息交互與及時性[5]。

3.5 中央管理平臺

美術館中央管理平臺應設置于監控指揮中心內，負責數據采集及運行狀態監控，系統聯動總體控制、數據統計及報表展示。平臺通過標準與各業務子系統對接，采集各子系統的實時數據，包括進出館人數、庫房藏品入庫、出庫情況、業務數據以及智能化系統的運行參數（如能耗監測、BAS、照明情況、信息發布等）。通過搭建可視化平臺構建圖表形象化展現數據，輔助管理人員決策。對于應急突發事件能提供完整的處置流程，提高辦事水平與效率。中央管理平臺數據邏輯流轉如圖2所示。

圖2 中央管理平臺數據邏輯流轉圖

4 結 論

傳統美術館游客與展品的互動性較差、展陳方式單一，與美術館智慧化的需求還存在較大差距。通過多媒體技術、智能化技術可使展品數字化，增強游客體驗感，提升服務水平，配合中央管理平臺管理各信息系統，保障美術館智慧化運行?？傊?，建設智慧化的美術館應結合各自場館的特色與定位，數字化形式上別具一格，打造高水平的智慧美術館。