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智慧博物馆建设概略

智慧博物馆讨论和建设的热潮已经在我国博物馆行业持续了一段时间,今年以来随着国家文物局等多部委倡导的“‘互联网+’中华文明三年行动计划”的推进,这股热潮更形成燎原之势,大大小小的行业会议都离不开这个话题。最近看到的一些博物馆的信息化、智慧化建设设计方案,有的还是行政管理部门想要颁布的行业管理办法,更是想从实践层面践行这些理念。建设热情固然重要,但代替不了源于扎实的行业分析和透彻的技术洞察的理论研究,没有理论指导的实践活动,结果只能是盲人摸象、莫衷一是,一哄而上、一哄而散,浪费财力、物力、人力。

在我看来,数字博物馆是运用以计算机技术为基础的各类信息处理手段,收集、处理、存储、聚合多种资源,如文字、数字、图像、视频、音频、三维影像等,并以一定的方式组织关联起来,形成与实体博物馆融合并相互补充的博物馆。这一类博物馆与传统博物馆最大的区别就在于:1、充分实现了藏品实体资源和产生于实体资源的数字化资源以及围绕着实体资源产生的衍生资源的组合、关联;2、充分纳入了人的因素,使观众、研究者能够利用关联规则获取大量围绕着藏品实体的相关资源,解决了传统博物馆单向传输信息、观众单一接受信息的问题,实现了博物馆与公众之间的双向信息互联。

智慧博物馆既不是浮于博物馆传统业务表面的技术应用,更不是传统技术对业务的粗暴贴合,而是通过人工智能技术和设备代替人类从事部分有变化规律、需要反复调整、枯燥而单调的工作,对现有粗放的博物馆运营模式进行脱胎换骨的改造,使之进化为精细的运营模式,避免人类难以克服的松懈、易受情绪影响、需要长期学习的弊病,从而更好地保护自然和文化遗产,更加细致地为公众提供服务。到目前为止,博物馆行业全部业务的运行全部依赖于人的智慧而展开,通过人对外界的感知、基于对知识的学习、记忆、理解和联想,运用逻辑分析的方法来辨别、计算、判断,得到可致成功的决定,再予以恰当地实施。这个过程实施的完善与否,不可能不受到主观因素的影响,不同的人会导至不同的结果。

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Tags: 智慧博物馆 建设

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智慧博物馆核心系统刍议

一、智慧化建设

2008年11月,美国IBM公司向全世界介绍了一个重要的新看法——智慧地球,认为这个世界的运行方式将因此发生深刻的变化。信息技术的广泛应用深刻地改变着社会的运行方式,不断地调整着人与人之间、物与物之间、人与物之间的关系,大量的信息积累既增加了处理的难度,也奠定了密切联系、精细管理的数据基础。据IBM统计仅在2007年到2010年的短短三年内,全球IP流量总数超过半个zettabyte(即1万亿GB)[1],全球在网络空间中已经积累的数据量之庞大是人们无法想象的。IBM公司全球董事长及首席执行总裁Sam•J•Palmisano认为,首先世界正变得“物联化”,可以通过智能传感设备将所关注的物理基础设施和物品相互连接成网,从而将传统的物理世界信息化,这就是物联网;其次,世界正变得“互联化”,物联网与现在已经形成并且快速发展的互联网可以充分互联,从而实现物理世界与人类社会系统的全面互联网络,系统和物体可以相互交流、访问;第三,在这样一个全面互联的网络基础上,世界就具备了智慧的基础,而所有的事物都能变得“智能化”。新的计算模式能处理海量的终端设备和传感器,并把它们与强大的后台系统连接起来,所有的物件将变得更加智能[2]。在这种理论框架的指导下,IBM凭借对全球化进程的深入洞察,以及领先的科技力量,力求将智慧融入世界运转的各个方面,以创建一个更智慧的地球,构想为整个世界带来更高的智能化–让每个人、每个企业、每个组织和机构更好、更高效地沟通。

“智慧地球”包括三个维度:第一,能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化;第二,促进世界更全面地互联互通;第三,在上述基础上,所有事物、流程、运行方式都将实现更深入的智能化,并因此获得更智能的洞察。在智慧化建设体系的框架下,人类通过相互连接的体系,利用众多来源提供的丰富实时信息,做出更明智的判断,从而做出有利的决策,这就是智能的洞察。为了获取这种智能洞察的能力,需要设计新的流程需求、开发新的业务关联,将原有系统以数据关联模式串联起来,实现在信息驱动下由动态流程支持的灵活的运营和运作,达到全新的生活和工作方式。通过这种智慧的运作,可获得更灵活运营、管理能力以适应瞬息万变的局面。这种动态流程架构以数据为依据,降低了系统整体改变的盲目性风险,具有智能化和安全特性、并能够与当前的业务环境以灵活、动态的方式相融合。通过这样的智能架构,可以更为快速地响应业务环境的变化,实现可持续的发展,从而提高工作效率和环境协调能力。

近年来在世界各国的科技发展布局中,“智慧地球”战略已经得到了各国的普遍认可。数字化、网络化和智能化,被公认为是未来社会发展的大趋势,而与“智慧地球”密切相关的物联网、云计算、大数据等,更成为科技发达国家制定本国发展战略的重点。自2009年以来,美国、欧盟、日本和韩国等纷纷推出本国的物联网、云计算、大数据相关发展战略,智慧城市建设在各国蓬蓬勃勃地发展了起来。

中国的博物馆经过三十余年的信息化建设,从基础的藏品管理信息系统到观众信息服务,都取得了长足的发展,各大型博物馆从多方面开展了信息化应用工作,尤其是在为观众服务方面更是大量利用信息化手段,使博物馆慢慢摆脱了展品静态展示模式,在语音、动画等表达形式的辅助下,通过微博、微信、导览机等传播技术手段,逐渐使展品“活”了起来。近年来国家文物局大力推动智慧博物馆建设,促使博物馆在信息化建设的基础上,全面变革博物馆的管理、经营和服务模式,使原先粗放管理模式下的博物馆进入到精细化的管理模式。

在智慧博物馆模式中,博物馆的管理、运营、服务等功能在信息驱动下,以博物馆核心系统为对象,使得核心系统内部的相关物件之间、各核心系统之间发生有利于整体正向发展的推动力,而且这种推动力在发生作用时,是以已有有效行为规则为准则自主进行,尽量避免或减少人为随意性的判断或操作;同时,通过大量的信息汇聚、整合、分析,使管理者获知有可能的发展态势,并将这种判断通过实践检验证实后,形成为系统新的行为规则。

二、智慧博物馆核心系统
2006年实施的中国《博物馆管理办法》根据当时国际通行的看法,定义了“博物馆是指收藏、保护、研究、展示人类活动和自然环境的见证物,经过文物行政部门审核、相关行政部门批准许可取得法人资格,向公众开放的非营利性社会服务机构”。此后国际博物馆协会(ICOM)在2007年修改了《国际博物馆协会章程》,认为“博物馆是一个为社会及其发展服务的、向公众开放的非营利性常设机构,为教育、研究、欣赏的目的征集、保护、研究、传播并展出人类及人类环境的物质及非物质遗产”。

综合来看,公共博物馆的核心业务就是征集收藏、保护、研究、传播展示四大部分,涉及到了博物馆围绕藏品、研究者和观众组织开展的各项活动。为了明确智慧体系在博物馆中的建立,就必须分析博物馆的这四项核心业务,明确其中各对象之间的作用关系,进而利用信息技术等手段建立起采集、传输各种对象所产生数据的方式,通过各类已有规则或通过大量数据分析得到的新规则对得到的数据进行判断,进而获取有效的解决方案,推动整个系统向着有利的方向发展。

在这四项核心业务中几乎都是有关人对物、人对人的活动,而物与物、人与物之间的互动描述较为薄弱,比如藏品与藏品的联系、馆舍与观众的关系,这些关系在现实中客观存在,并时时发挥着作用。

笔者认为智慧博物馆的核心系统是:建筑/设备系统、业务系统、观众系统、数据通信系统、决策支持系统五个部分。

1、建筑/设备系统
建筑是博物馆得以安全存在并正常开展活动的重要基础。生活在公元前一世纪的古罗马建筑师马可·维特鲁威(Marcus Vitruvius Pollio)在《建筑十书》中就早已指出建筑由秩序、布置、匀称、均衡、得体和配给六个要素组成,并在“得体”这一要素中强调建筑要注重功能、继承传统、道法自然,要根据建筑的服务对象来设计建筑的针对性功能,遵循有效的传统方法,而不是随心所欲地标新立异,要选择合适、健康、安全的地点建设建造物[3]。

《博物馆建设标准》(送审稿)[4]认为博物馆建筑应满足博物馆藏品收藏、保护、研究、展示的需要,同时应满足观众教育、服务,以及馆舍运营、管理等功能的需要。一般而言,博物馆建筑成可划分为 4个功能分区:陈列、展览、教育与服务分区、藏品库分区、技术工作分区和行政与研究办公分区。在建筑布局上各个功能分区互有联系,如为了安全保卫和管理方便,建筑物的平面与空间布局设计,必须把观众参观路线与内部工作人员行经路线、藏品运送路线明确分开。

博物馆建筑的服务对象主要是观众和藏品,提供基本的安全、舒适、便利的空间,以达到保护藏品、参观展览的目的。博物馆建筑空间主要由藏品库房、展览陈列厅、观众服务区域、技术和设备用房、办公用房、室外广场/绿地等组成,各个区域的大小、层级、间隔、绝对/相对位置、连接方式与距离直接关系到博物馆的安全运营和有效利用,如《博物馆建筑设计规范》(JGJ66-99)规定“珍品及对温湿度变化比较敏感的藏品不应通过露天运送”,《博物馆建设标准》(送审稿)更是从建筑的功能布局、空间配置、流线部署、材料选择等多方面规定了博物馆的建筑要达到环境控制稳定、安全防范严密、利于身心健康的要求。

博物馆建筑为博物馆提供了基本的物质保障条件,但要切实实现博物馆的安全防范、环境控制,还有赖于各类设备的部署与运行。博物馆建筑设备包括给排水系统及设备、电气控制系统及设备、暖通与空调系统及设备、安全防范工程技术及设备、建筑智能化系统及设备,以及与藏品保护、科学实验等博物馆日常业务工作开展密切相关的专用技术设备等,在地震多发地区,还需要设置博物馆建筑结构的地震反应监测系统。

电力是当代生活中须臾不可或缺的主要动力来源,电气控制系统是保障功能复杂的当代建筑可以被正常使用的基础要素。在对电气设备的操作与监视中,传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被计算机控制系统及电子组件所取代,由此构成了计算机自动化控制的基础。给排水系统也是任何建筑都必不可少的重要组成部分。一般建筑物的给排水系统包括生活给水系统、生活排水系统和消防系统。消防水系统与火灾自动报警系统、消防自动灭火系统密切,因此消防给水系统由消防联动控制系统进行控制。生活给水系统主要是对给水系统的状态、参数进行监控与控制,保证系统的运行参数满足建筑的供水要求以及供水系统的安全。暖通包括采暖、通风、空气调节三个方面,在功能上属于建筑的组成部分,创造、控制并保持着舒适、清洁的室内空气和温湿度环境。这几个系统都是楼宇自动化系统重要的监控对象。

安全防范工程技术(技防)是保障博物馆中藏品和人员安全的重要技术。对博物馆的藏品、展品的安全保障不同于一般社会面的安全监控,技防不能仅仅依赖视频监控所取得的图像资料作为事后追溯的线索,因为针对博物馆藏品的盗窃案件虽然被破获,但藏品极有可能已遭受损失;由于博物馆依赖于藏品对公众开展展示活动,其安全措施也不能等同于银行等系统,无法通过严格的物防将展品与公众隔离开来,许多展品甚至是以“裸展”的方式呈现在公众面前。因此,博物馆安全防范系统的设立原则是建立起纵深防护体系,根据被防护对象所处的环境条件和安全管理的要求,对整个防范区域实施由外到里或由里到外、层层设防的防护措施,设立有周界、监视区、防护区和禁区的防护体系,目的是延迟、阻止安全事故的发生。随着时代的发展,博物馆的安防对象从单一的藏品扩展到了观众,不仅要保障藏品的安全,还要尽可能地保证观众的安全,《博物馆条例》第十条中就明确规定了博物馆要有“确保观众人身安全的设施、制度及应急预案”。

以上这些系统是建筑与建筑中的人和物产生联系的桥梁,与建筑的形式、功能划分、空间设置密切相关,与人和物在建筑中活动的方式、对环境的要求密切相关。对于博物馆而言,这些系统是不可或缺的组成部分,其设计、施工、管理、维护的优劣,直接关系到博物馆的安全与舒适程度。然而在传统的博物馆中,这些系统并没有得到太多的重视,被排斥在博物馆的基础业务之外,最明显的是全国尚无一家博物馆能做到各个展柜中的微环境能由暖通自动化控制系统统一管理,常见到的场景是夏天在展厅的公共空间内设置很低的温度,以此调节展柜内的温度,并希冀借此调节展柜内的湿度,不仅浪费了能源,也使得公共空间中为观众服务的舒适性空调不再舒适。导致这种情况的原因就在于,博物馆的建设者没有意识到暖通等系统是博物馆的重要基础业务,在博物馆馆舍建设时,展览形式的设计和施工大大滞后于建筑和机电设备的设计与施工,展柜位置、大小、形式的延迟确定,使得土建工程时期就必须同步进行的机组分区、风道、烟管无法预先根据展览的要求来设计和安装。

在智慧博物馆体系中,建筑/设备系统是重要的数据来源,并且这些数据每天会呈现规律性的变化,这种变化直接影响到藏品保管/展示、文物保护、观众的变化与感受。

2、业务系统
根据前文的描述,博物馆主要业务就是围绕着藏品的征集、保护、研究和传播的活动。 博物馆藏品的来源主要有考古发掘、拍卖/收购、捐赠、交换、调拨、移交等渠道,在这个过程中,博物馆调动的资源主要有人力、物件和资金,人力是指以考古、文物鉴定、文物保护专家为主的知识团队,由他们对征集对象进行专业考察,在真伪、时代、质地及历史、科学或艺术价值方面做出准确的鉴定与判断,并从中确定是否符合本馆的收藏标准与要求;物件是指对征集对象有参照意义的藏品、记录;资金则可能有渠道、额度等条件限制。在这个过程中,博物馆需要把握的是专家的专业水准和专业覆盖面,需要控制物件影像、数据的完整性、可靠性、准确度和资金风险、运输风险。在国内传统博物馆中,藏品的征集具有很大的偶然性和随机性,期间的决策在很大程度上受到主观因素的控制。首先,有资质的国家文物鉴定委员会专家稀少,无法满足众多博物馆的征集鉴定需求;其次,大部分博物馆的征集资金极为有限,很难通过拍卖等渠道获取藏品,只能以私下接触、谈判的方式来进行;第三,考古研究所从博物馆中分离后,大部分的博物馆失去了藏品有序、持续的来源,捐赠、交换、调拨和移交藏品更是可遇不可求的事,多数博物馆只好根据藏品的缺项或展览的要求,各显其能地多方嗅探,谋得一逞,或是长期守株待兔,难以作为。

虽然藏品征集是博物馆的重要业务,但信息化应用水平极低,几乎处于空白状态[5],其主要原因就在于鉴定方式还停留在人为判断阶段,对征集对象的所有认知都以专家脑海中的知识储备为基础,以专家的经验、喜好、擅长为依靠,过程充满了不确定性。目前阶段,信息化应用并不能全面取代人脑的作用,但能够利用计算机和网络强大的存储、计算和传输能力,全面、准确、快速地整合已有相关数据,为人脑的判断提供有效的帮助。如提取藏品的特征值,自动集成相关藏品和研究成果形成标本库,为征集鉴定提供基础的判断数据。

保护在这里指的是藏品的保存管理和利于藏品长期存有的技术保护。藏品保管的程序有接收、鉴选、登录、分类、入库、保管(养)、提用、核对、注销、统计等,这个过程的本质就是藏品信息的完善和提取、藏品信息与藏品本体的核对,我国博物馆信息化工作的肇始就源于藏品的管理。目前各大型博物馆均建立有藏品管理信息系统,近年来国家文物局也是通过这样的系统开展了文化遗产的普查工作,开始逐步掌握了全国的文化遗产数据。

藏品的技术保护包括修复性保护和预防性保护,其中预防性保护包含了清除保存环境对藏品的累积性侵害,如温湿度的变化、光线照射、空气污染、生物危害等,这些破坏力看似细小微弱、过程缓慢,但经年累月后对藏品的破坏效果能达到惊人的程度。因此对环境的监控数据是决定环境调控的基本依据,是藏品日常预防性保护的重要基石。经过保护处理的藏品对环境有着不同的要求,然而这种要求很难有通畅的信息渠道传送到藏品库房管理者和策展人那里,造成藏品再次面临受到损害的危险。另外,大量的物理、化学手段应用于藏品保护之中,各项数据指标、实验结果的记录和对比分析,能够起到纠正错误认识、改进技术手段、提升保护水平的作用。但现状是这些数据和记录大多掌握在研究者个人手中,并不为技术团队所共享,不利于藏品保护技术的整体快速提高。

围绕着藏品的研究是博物馆生产精神文化产品——展览的基础工作,通过相关的研究明确藏品所反映的当时时代的各种状态,再将研究的成果转化为通俗的、有序的、和藏品本体相配合的展览呈现给观众。多年以前笔者在一篇文章中认为对藏品的研究是博物馆的弱项,而且面临众多的藏品难以解释,或是解释众多,博物馆难以取舍[6]。博物馆研究功能的信息化水平不高,主要是因为研究长期以来是个体的行为,对信息共享的要求不迫切,研究的成果大都归属于个人,博物馆很难掌控。在智慧博物馆建设看来,研究需要数据资源的服务,图书信息管理系统、档案管理信息系统、藏品管理信息系统等都可以为研究提供便捷的数据支撑,研究的成果也可以被采集存储起来,成为今后各项应用的支撑基础。

博物馆传播功能是以展览为基础,加上围绕展览所开展的一系列相关活动,如图录编篡、文创产品开发、宣传等来实现。在信息社会中传播的模式多种多样,并大多建立在信息技术平台之上,由于自媒体形式的出现和普及,传播不再是单向的,而是双向多维,不仅影响着接收者,也影响着发布者。展览是博物馆中重要的信息集散地和数据源,集合了策展思路、展览纲要、藏品信息、研究信息、知识产权、观众分析、资金预算、建筑空间布局、形式设计、材料信息、施工管理、运输信息、运营策略、出版编辑、宣传方案、统计手段等多种信息和方法,因此,展览信息管理系统是智慧博物馆中重要的一个环节。

3、观众系统
观众是博物馆服务的主体,长期以来我国博物馆将观众视为被教育的对象,观众只能是被动地接受博物馆的内容传递,现在随着博物馆行业观念的转变,观众服务日益成为博物馆最重要的服务。按分属划分原则应属于博物馆的业务系统,但由于前述的业务系统都是博物馆的内部工作范畴,而观众是博物馆的外部工作对象,并且博物馆的大量内部工作的结果要针对观众来展开,因此将观众系统独立出来。

围绕着观众服务附着了许多的信息化和智能化的应用:领售票系统、观众流量统计分析系统、观众聚集量检测系统、安全防范监控系统、舒适性空调智能化系统、交通管理系统、导览与咨询服务系统、商品销售服务系统、博物馆活动参与系统、展览共创系统、志愿者服务系统、紧急救治服务系统等等。

4、数据通信系统
通信是在一定的媒体中进行的信息传递,通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称,数据通信系统是将分布在各点的数据终端和数据传输设备、数据交换设备和通信线路互相连接而成的通信系统。

在智慧博物馆体系中数据通信系统是整体能够有效发挥作用的生命线,通过传输线路把分布在不同地点的多个独立的信息应用系统连接在一起,在标准与规则的约束下,让用户共享数据资源。为了保障数据能够顺利传输和共享,需要建立标准体系和维护体系。

5、决策支持系统
决策支持系统是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,支持决策活动的具有智能作用的人机系统。决策支持系统通过信息技术手段——交互语言系统、问题系统、数据库、模型库、方法库、知识库管理系统等,为决策者提供需要的数据和背景资料,筛选、比对、识别呈现出来的问题,协助判明决策的目标,提供各种可选择的解决方案,并且指明各种方案的特点、优势和缺点,通过人机交互功能进行分析、比较和判断,以优选的方式排序,为正确的决策提供必要的支持。

在智慧博物馆体系中,决策支持系统是对“智慧”最集中的表现,在这个系统中要综合处理文物数据、保护数据、研究数据、观众数据、管理数据和社会数据。在物与物的关系中,一个物的变化数据通过在知识库、规则库中的比对、判断,可以调动执行机构自动触发对另一个物的变化。在人和物的关系中,物的变化所产生的数据可以成为人的行为依据;人的行为对物所施加的影响,能够以数据方式传递到知识库、规则库中,通过符合性对比分析得出行为恰当与否的判断。在人与人的关系中,决策支持系统决定了协同的方式和融合的程度。为了最终实现所有知识、规则的统一利用,达到智慧型运作的目的,还必须建立起标准、规范体系,在统一模式下约束数据的产出、传输、存储、处理、利用方式。

三、智慧博物馆建设
凡是智慧的生命体均具有“感知——判断——执行”这样的基本功能。人是智慧的动物,当面前有一道沟的时候,眼睛会看见(感知),对于沟的大小、深度的信息就传递给了大脑,大脑根据以往亲身的经验或是习得的知识,来判断能否直接跨过去,根据这个判断来指挥腿是否向前走(执行)。

围绕着智慧博物馆的核心系统,首先需要建立起完善的信息化管理系统,才能开展智慧博物馆的建设,智慧博物馆要解决的是博物馆中物和物、人和物、人和人的关系互动问题。例如博物馆中最重要的物是文物,不同质地的文物对环境要求不一样,在库房、展柜中部署温湿度传感器,感知温度和湿度的变化,判断是否符合文物的保护要求,如果不符合,就要自动启动空调等设备调整温湿度。考古遗址中往往是一起出土大量不同质地的文物,进入博物馆库房后就被分开到不同的库房中,因此需要有信息技术将这些文物连接起来,提供给研究人员或观众,展示全面的历史信息。观众在参观时,一般只能看到简单的介绍,往往通过展板的信息,很难看懂展览,因此需要将与展品相关的信息连接起来,以各种方式提供给观众。这些都是智慧博物馆需要解决的问题。

总之,智慧博物馆是改变博物馆粗放经营的现状,使之进步到精细化管理的阶段,是博物馆一次脱胎换骨的发展。

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注释
1. Sam•J• Palmisano,智慧地球发展进入黄金十年,http://www.ibm.com/smarterplanet/global/files/cn__zh_cn__government__idea3__183kb.pdf

2。 Sam•J• Palmisano,一个新时代的降临,http://www.ibm.com/smarterplanet/global/files/smarterplanet_healthcare_4_1_update.pdf

3. 维特鲁威,I.D.罗兰  英译,陈平  中译,建筑十书,北京大学出版社,2012年。

4. 《博物馆建设标准》(送审稿)由中国文化遗产研究院承担编制,2014年在厦门举行的博物馆博览会上,项目组向与会的文博专家汇报了标准的内容。2015年送审稿已提交国家住房与城乡建设部,待进一步征求意见和审核。

5. 根据《国家文物局十三五信息化建设规划》(征求意见稿)的披露,国家文物局信息系统中尚无和藏品征集相关的应用。

6. 张小朋,数字博物馆的视角:使用博物馆,http://http://blog.njmuseum.com/article.asp?id=98

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