物聯網,即物物相連的互聯網,是全球信息化第三次浪潮的代表之一。通過特定技術與設備把物品與互聯網相連,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
智慧管理:人與物的互動
國家文物局科技司副司長羅靜告訴記者,從傳統博物館向智慧博物館演進的過程中,伴隨著信息技術的應用,出現了“數字博物館”的概念,主要表現出以技術為先導的發展動向:一是在實體博物館中,通過虛擬現實、3D技術的應用,輔助展覽展示;二是依托互聯網,建設網上的虛擬博物館。經過多年的探索,“數字博物館”的建設并沒有取得實質進展。究其原因,是在這個過程中人們主要著眼于如何將更多的信息技術應用到博物館中來,導致聲光電技術在博物館中的濫用和虛擬博物館內容匱乏。因此應該提倡“智慧博物館”,這是一種發展基調的回歸,恢復了博物館業務需求在信息化進程中的主導地位。
以先進的智能控制技術為支撐,博物館可以打破傳統的管理模式和工作機制,構建無縫集成現代智能技術的博物館創新管理模式,在減小博物館管理人員壓力的同時,保證館內人、財、物的科學、有序管理,提高博物館管理能力,為文物的保護和傳承利用提供前提保障。
敦煌莫高窟建立了涵蓋莫高窟大環境、洞窟微環境、文物本體、游客及景區工作人員在內的人流量監控,檔案、人事管理,以及監測展示等在內的綜合監測系統。敦煌研究院文物保護所所長蘇伯民對記者介紹了這個系統的運作過程。
首先是數據采集。數據采集分文物監測和游客監測。文物監測包括洞窟文物本體及窟區環境。敦煌研究院在60多個洞窟安裝了200多個傳感器,包括:溫濕度、CO2監測設備、崖體內部溫濕度、崖體裂隙、壁畫病害等傳感器。山頂和窟區布置氣象站和風沙監測站,窟區安裝空氣監測站。洞窟內采用低功耗無線傳感網,窟區采用WiFi網絡,窟頂采用GPRS或3G網絡,將數據實時傳到監測終端。監測與保護資源綜合信息數據庫系統自動運行,并將分析結果分別實時傳給洞窟開放管理系統和莫高窟監測中心,同時,數據還展示于安裝在窟區入口的顯示屏上。
游客監測則通過RFID技術實現。RFID是射頻識別系統,由電子標簽、閱讀器、數據處理器組成,利用專門的讀寫設備能夠在一定距離內將無線電發射的信號進行接收、讀取和識別。每位講解員都佩戴RFID標簽卡,在進入洞窟前預先錄入相關游客信息,通過洞窟內的RFID標簽閱讀器對游客實現實時監測。目前,已有40多個洞窟安裝有RFID標簽閱讀器。
“洞窟環境閾值濕度為62%、CO2為1500ppm”。這些數據可不是隨口說出的,而是經過多年的采集分析得出的結論。一旦達到或超過這個數值,系統將發出預警,并通過短信平臺傳給相關人員,以采取相應的保護措施,調整洞窟開放路線、進入洞窟人數等。配合這套檢測管理系統,莫高窟對游客實行預約制,以便合理地分配不同時間段游客數量。
文物保護:從“內”到“外”精準監測
敦煌研究院文物保護所根據對洞窟環境的檢測,建立了洞窟檔案管理系統,方便工作人員利用web及時、快速地查閱洞窟檔案信息,為保護利用提供技術支持。基于對洞窟內微環境和洞窟外區域環境狀況的實時監測,可對環境狀況作出分析。莫高窟內裝置有自動閘窗、自動紗窗、鋁板百葉等,根據判斷結果,可以對洞窟環境實施適當的分割控制調節,達到預防性保護的目的。
秦始皇帝陵博物院在運用物聯網對文物實施保護方面起到了示范作用。據秦始皇帝陵博物院院長趙昆介紹,秦始皇帝陵文化遺產保護和管理的綜合應用系統由文物保存環境監測、文物本體監測、文物資產管理、人員行為管理、觀眾導覽服務5個子系統組成。
秦始皇陵博物院利用綜合傳感器、視頻圖像以及無線射頻等物聯網相關技術,在3個秦兵馬俑陪葬坑、綜合陳列樓、文物庫房、修復室以及驪山園部分遺址部署了環境監測傳感器,實現文物保存環境檢測。檢測對象包括遺址區的溫濕度、顆粒物、有害氣體、光照、紫外線強度等環境要素的監測,以及對氣象環境(大氣壓、風速、風向、降雨量、室外溫濕度)。目前,已實現對遺址的遠程、大范圍的監測。針對野外遺址,利用震動傳感器采用震動信號,結合震動強度、頻率、發生時間、傳播方向等多因素,開展入侵行為監測。文物資產管理則是將RFID技術應用于文物藏品管理工作中,建立文物、裝具、RFID標簽的密切關聯,為每件文物建立唯一的身份憑證。RFID標簽與文物藏品數據庫相結合后,使管理人員能夠實時獲取具體文物的詳細信息(包括文物基本信息、多媒體信息、位置信息等),同時,RFID門禁系統的自動偵測,也可詳細、實時記錄文物出入庫信息,為文物管理提供有效的管理依據和手段。
服務觀眾:物聯網更快、更全、更有趣
羅靜認為,服務的智慧是智慧博物館的題中之意。秦始皇帝陵博物院不僅注重文物的保護,也注重物聯網相關技術運用到對觀眾的導覽服務中。目前該院通過手機短信、WAP網站、微信推送、二維碼以及移動終端APP等多種形式,為游客提供包括文本、圖片、音頻和視頻等形式多樣的文化遺產相關信息,實現文化遺產信息的推送和自助導覽服務。
以秦始皇帝陵博物院為代表的眾多博物館已經做到針對到館觀眾,基于傳感、虛擬現實、增強現實等技術,豐富陳列形式,開啟高品質、沉浸式的輕松文化之旅。打破博物館傳統的時空界限,充分利用各種智能終端提供遠程服務,擴展了博物館的公眾服務廣度、深度與時限。
博物館的網站、虛擬平臺應當建立新型的知識組織方式,推動研究與教育互動,將網絡平臺打造成為學生的第二課堂和公眾終身教育的場所。同時在嘗試利用3D等技術推出展覽應用,配合展覽推出主題游戲、多媒體平臺,讓觀眾通過現場互動終端即可獲得生動的參觀感受。
與會專家還建議,根據觀眾在博物館參觀的行為,可以發展電子商務。該項收益在發達國家博物館的運營收入中占三分之一以上。通過物聯網相關技術可以精準推薦游客興趣度高的文物的相應衍生商品,例如3D打印的文物復制品,高清印刷的高仿字畫,以及基于文物素材創作的文博衍生紀念品。對于文化旅游者,博物館各相關垂直部門應當通力合作,提供相關的食、住、行、游、購、娛服務。
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