智慧化美术馆的建设方案研究

陈 鑫，嵇 夏，包 震

（1.中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019；
2.国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司，江苏 淮安 223001）

随着5G、人工智能、混合现实等技术的蓬勃发展，传统以陈列方式为主的藏品展陈形式亟待改善，人工智能时代下的美术馆在建设过程中将融合多种信息化技术与多媒体应用，提升游客与藏品的互动性及体验感，通过线上与线下结合的方式，建成独具自身特色的虚拟美术馆和实体美术馆。

1.1 智慧化应用较少

当前大部分美术场馆的智慧化应用较少，项目建设时智慧场馆一般并入智能化建设范畴中，而受资金限制，场馆智慧化应用数量被压缩，无法提供多元化的信息内容，进而影响游客的体验感与互动性[1]。

1.2 公众号/App普及率低

公众号和App存在的意义在于使美术馆的馆藏资源和场馆得以推广，吸引更多游客，而现在多数场馆公众号或App端信息的呈现效果一般，缺乏馆内建设成果的展示以及虚拟场馆的游览，仅仅局限于藏品的介绍与门票预约而没有个性化功能，导致场馆App普及率低且增长用户少。

1.3 各系统管理主机分散

由于馆内各系统相对独立，部分地区的美术场馆在建设初期未考虑建设综合管理平台集中管理各系统，导致系统管理主机分散在各楼层弱电间或机房中，数据监测缺乏可视化平台，不利于后期统一的运维管理。

1.4 信息共享水平低

当前大部分美术馆的藏品未实现数字化建模，且缺乏完善的管理系统，与上级信息共享平台也未实现对接，无法实现跨馆信息的互联互通。

美术馆信息化建设要通过引入主流信息化技术，抓好网络系统、计算机系统、智能化楼宇控制、多媒体系统、机房建设工程等基础设施建设，在此基础上提高美术馆网上服务能力，将藏品进行数字图像化、3D化，结合虚拟现实（Virtual Reality，VR）等技术在三维虚拟美术馆中展示，结合多媒体数字展示系统进一步提升美术馆藏品展陈的现代化、数字化、智慧化水平与能力，满足不同类型与观赏层次游客人群的观赏要求，提高大众对艺术品、美术品的认识和欣赏能力。通过移动互联网、大数据分析提供周全、智慧的展厅管理与服务，为游客提供智能、精准的音视频媒体信息推送与知识介绍，通过互联网随时随地提供查阅馆藏资料和常识，在藏品管理、综合业务管理、展览的资源管理都需要采用最新的信息化技术，将美术馆的参观人数、参观质量、社会服务、志愿者管理、艺术家服务、藏品保护、数据库建设以及公众教育等实现有效结合，提高公众对馆藏品的基础认识并提高智慧游览的体验[2]。

3.1 智能化系统

美术馆应通过相关智能化系统提高整个美术馆安防措施、楼宇自动化控制、建筑设备管理的水平，促进美术馆管理、业务管理的智能化与便捷性，保障与促进美术馆业务的良好开展[3]。智能化系统重点建设内容如下文所述。

3.1.1 安全防范系统

利用入侵报警系统、出入口控制系统、视频监控系统、无线对讲系统以及电子巡查系统等，在前端部署监控摄像机、双鉴探测器、门禁一体机、震动探测器、巡更点以及吸顶天线等设备，接入智能网，通过综合安防管理平台对人流、车流进行有效监管，对于重点场所与文物采用多重技术防护[4]。

3.1.2 建筑设备管理系统

建筑设备管理系统包括楼宇自动化系统（Builoling Automation System，BAS）、环境温湿度控制、能耗监测、智能照明等系统。

BAS可采用以太网架构，馆内空调机组、送排风机、水泵、电梯等设备上联直接数字控制（Direct Digial Control，DDC），DDC通过智能网接入平台统一监控，对于自成系统的设备通过网关进行接入。利用温湿度传感器、漏水检测仪监测库房温湿度，保障文物收藏保管环境。在前端部署智能电表、智能水表、智能燃气表，基于RS485通信协议或ModBus通信协议输出仪表数据，手拉手组网运用能源分析系统统一监管。智能照明系统通过在前端部署移动传感器、照度传感器、智能开关面板、智能照明模块，基于KNX、BACNET或EIB等总线协议根据策略进行自动照明控制。

3.1.3 一卡通系统

一卡通系统作为美术馆智慧化应用的重要组成部分，系统部署于办公网中，各设备与管理平台连接进行数据交换，通过基础信息平台可进行写卡、挂失、充值等操作，系统主要服务员工与访客，包括日常的考勤管理、消费、场所出入等功能。

3.1.4 多媒体会议系统

通常美术馆会设置会议室、报告厅等区域，用以新闻发布、培训、报告会及学术交流等，包括进行视频录播、远程视频会议等。对于报告厅，显示系统可部署高清投影或发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）大屏，结合音频处理器、功率放大器、无线话筒、线阵音箱、台唇音箱、返听音箱以及补音音箱搭建报告厅的扩声系统，通过多点控制单元（Multi Control Unit，MCU）与视频会议终端搭建视频会议系统。会议室可设置无纸化系统、投影显示系统、扩声系统，配置全向麦克风、会议单元、可升降会议终端、多媒体主机、专业音箱、投影仪以及一体机等设备。

3.1.5 机房工程

美术馆信息中心机房可按照B类机房标准进行设计，应具有不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系统、动力环境监控系统，部署2套UPS系统保障机房内机柜及弱电间信息网机柜用电，通过动环系统监控温湿度传感器、漏水检测仪、监控摄像头、烟感、精密空调以及门禁等设备状态与信息。监控中心机房除设置UPS、动力环境监控系统外，还应部署LED大屏显示系统，通过综合安防平台实时调取美术馆监控画面、保障机房设备运转正常。

3.1.6 计算机网络系统

美术馆宜设置3套相互独立、物理隔离的网络，即智能化设备网、办公网、观众网，其中部署于智能化设备网中的设备和系统包括综合安防系统、BAS、智能照明、温湿度监控系统等；
部署于办公网中的设备和系统包括业务管理系统、游客及人员管理系统、数据资源库等；
部署于互联网中的设备和系统包括无线接入点（Access Point，AP）、办公电脑等。

核心层由办公网核心交换机、智能网核心交换机和互联防火墙组成。办公网核心交换机承载全网所有的业务流量，利用虚拟化技术，建立逻辑隔离的网络通道，实现不同业务之间无干扰的稳定运行；
智能网核心交换机承载全网所有的监控流量；
观众网主要是访客的无线互联网接入，不单独设置核心交换机，共用办公网核心交换机；
互联防火墙对办公网和智能网进行安全管控及访问策略的控制；
核心层设备采用双机集群模式来增加稳定性。

网络系统架构如图1所示。

图1 网络系统架构

考虑等级保护需求，应在安全管理中心部署日志审计系统、堡垒机、漏洞扫描等设备，于出口防火墙侧部署入侵检测设备来提高网络系统的安全性。

3.2 虚拟美术馆

可基于HTML5+WebGL标准下的B/S架构构建网上虚拟美术馆，通过门户网站、App、公众号、小程序等对外平台将美术馆馆藏、场馆漫游、场馆信息等移至线上，即使游客足不出户也能查看美术馆的特色展陈与精品资源。

3.2.1 门户网站

借助FLASH、混合现实（Mixed Reality，MR）等技术使美术馆门户网站更加鲜活，起到展示和宣传作用。门户网站对外可进行活动宣传、藏品推荐、申办展览、参观预约、学术研究、在线服务等；
对内的功能包括网站统计、游客管理、会员管理、新闻发布以及检索热词统计等。针对特殊人群，可提供无障碍网站服务，页面结构清晰、页面操作简化。

3.2.2 三维全景漫游

可通过3D Max、Maya等三维建模软件对美术馆主体建筑、内部结构、外围环境仿真建模，配合多媒体技术全面展示美术馆的整体风貌、交通方式、展馆分布、展陈活动等信息。漫游模式中，游客可自由选择参观路线，选择艺术品了解具体内容，720°任意漫游。

3.2.3 虚拟展厅

可通过Unity、全景VR、三维实景等技术构建虚拟展厅，借助Java、activex、flash等插件，访客使用鼠标控制视角方向，在固定展台设置虚拟人物进行讲解，并能实现藏品的720°旋转展示。

3.3 综合资源库

综合资源库是美术馆信息化建设的基础，包含基础资源库、专项资源库、数据库、知识库等，资源库在建设过程中应考虑信息系统的扩展性、通用性。其中，基础资源库的主要内容包括对资源库的调优、重组、安全管控、数据备份等；
专项资源库主要是借助三维激光扫描仪对美术馆馆藏进行实物扫描，利用3D扫描分析软件拼接点云数据生成三维点云图形，通过人工进行去噪、填补空洞、光滑处理等。通过数据转换将点云数据转换成可与3D软件对接的数据格式，如OBJ、STL等。

3.4 安防综合管理平台

安防综合管理平台基于J2EE平台与面向服务架构（Service Oriented Architecture，SOA），整合视频监控、门禁、考勤、入侵报警、停车场管理等安防系统，接入设备网通过CMM管理模块进行集中管控，包括设置门禁权限、录像回放、重点人员记录、大屏控制等功能，与移动端、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）对接，基于电子地图实现业务管理与视频监管，利用手机、平板进行远程操作，加强信息交互与及时性[5]。

3.5 中央管理平台

美术馆中央管理平台应设置于监控指挥中心内，负责数据采集及运行状态监控，系统联动总体控制、数据统计及报表展示。平台通过标准与各业务子系统对接，采集各子系统的实时数据，包括进出馆人数、库房藏品入库、出库情况、业务数据以及智能化系统的运行参数（如能耗监测、BAS、照明情况、信息发布等）。通过搭建可视化平台构建图表形象化展现数据，辅助管理人员决策。对于应急突发事件能提供完整的处置流程，提高办事水平与效率。中央管理平台数据逻辑流转如图2所示。

图2 中央管理平台数据逻辑流转图

传统美术馆游客与展品的互动性较差、展陈方式单一，与美术馆智慧化的需求还存在较大差距。通过多媒体技术、智能化技术可使展品数字化，增强游客体验感，提升服务水平，配合中央管理平台管理各信息系统，保障美术馆智慧化运行。总之，建设智慧化的美术馆应结合各自场馆的特色与定位，数字化形式上别具一格，打造高水平的智慧美术馆。