博物館安防監(jiān)控系統(tǒng)的智能化應(yīng)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(jiān)控系統(tǒng)從需求、設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的過程，分析探討了現(xiàn)代博物館如何通過構(gòu)建智能化的安防監(jiān)控系統(tǒng)來健全完備博物館安全保障體系，并進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行拓展和挖掘，為博物館數(shù)字化建設(shè)奠定底層基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：博物館;智能安防;數(shù)字化建設(shè);監(jiān)控系統(tǒng);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(shù)量穩(wěn)步增多，種類持續(xù)豐富，展陳質(zhì)量逐步提高，各方面的功能也在不斷完善?？梢哉f，博物館行業(yè)在促進(jìn)全民文化素質(zhì)提高和科學(xué)普及等方面正在逐步發(fā)揮越來越大的作用。特別是為了進(jìn)一步發(fā)揮博物館在科學(xué)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(cái)政部、文化部發(fā)布《關(guān)于全國博物館、紀(jì)念館免費(fèi)開放的通知》以來，各類博物館免費(fèi)向公眾開放的步伐持續(xù)深入，我國免費(fèi)開放的博物館數(shù)量逐步提升。截至2019年，全國免費(fèi)開放的博物館已經(jīng)達(dá)4929家，占博物館總數(shù)量的89.05%，帶動了博物館行業(yè)蓬勃發(fā)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(jīng)備案的博物館5788家，其中國家級博物館達(dá)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(xiàn)，標(biāo)志著我國現(xiàn)代博物館體系已經(jīng)基本形成，中國博物館事業(yè)呈現(xiàn)出良好發(fā)展態(tài)勢。據(jù)國家文物局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年全年，國內(nèi)的各類博物館共計(jì)辦展2.86萬次，接待觀眾12.27億人次。伴隨著博物館行業(yè)的井噴式爆發(fā)發(fā)展，以及近年來自上而下的安全生產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)博物館的煙臺分館，是煙臺市委市政府確立的重點(diǎn)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(chǎn)以及王懿榮甲骨文為特色，以國內(nèi)豐富的礦產(chǎn)、化石等資源為特點(diǎn)，人文藝術(shù)與自然科學(xué)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(jiān)持以科普教育為核心任務(wù)，以打造高質(zhì)量展陳、為市民提供高質(zhì)量文化產(chǎn)品為目標(biāo)，持續(xù)推進(jìn)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(fèi)開放以來，游客數(shù)量暴漲，給館內(nèi)安保力量增加了不少壓力，加之模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)已運(yùn)行近10年，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全面落后，設(shè)施設(shè)備早已進(jìn)入淘汰年限，面對持續(xù)增加的安防壓力難以為繼，迫切需要對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行全面升級改造。

1 煙臺自然博物館場所及舊有監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

1.1 場所現(xiàn)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(qū)，3層為展陳區(qū)，1層為庫房及設(shè)備層。另有室外景觀8處，附屬一層獨(dú)立展區(qū)一棟，主體建筑進(jìn)出口4個，廣場進(jìn)出口3個，原有監(jiān)控點(diǎn)位196處。場所具有空間廣闊、邊界曲折、建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安保人員較少、瀕臨海邊腐蝕情況較為嚴(yán)重等特點(diǎn)。

1.2 舊有監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

煙臺自然博物館主體建筑及各項(xiàng)配套設(shè)施設(shè)備于2010年左右已經(jīng)全部建成，因此現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)已運(yùn)行10年，主要存在以下幾點(diǎn)問題：

①監(jiān)控中心設(shè)備十分老舊，出現(xiàn)緊急情況無法做到大屏幕聯(lián)動無延遲上墻。

②監(jiān)控中心磁盤陣列損壞較嚴(yán)重，損壞率已超40%，無法達(dá)到公安相應(yīng)的存儲時限要求。

③圖像清晰度差，已被行業(yè)淘汰，不能滿足博物館行業(yè)的高清化安防要求。

④系統(tǒng)采用模擬信號，隨著設(shè)備的逐步老化，運(yùn)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(tǒng)不夠健全，缺乏熱成像監(jiān)控、人工智能周界限報警等的先進(jìn)技術(shù)手段。

⑥出現(xiàn)緊急情況，缺乏有效的應(yīng)急聯(lián)動報警方式和預(yù)案處置流程。

⑦部分原有點(diǎn)位攝像頭的旋轉(zhuǎn)角度、分辨率等已不適應(yīng)現(xiàn)有實(shí)際情況。

⑧預(yù)警能力缺失，安防系統(tǒng)沒有智能分析，無法做到惡性事件的預(yù)判。

2 新改造智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析

智慧化、數(shù)字化是博物館行業(yè)今后的發(fā)展方向，煙臺自然博物館歷來重視博物館數(shù)字化、信息化建設(shè)，始終將智慧博物館作為長期奮斗的目標(biāo)。智慧博物館建成的前提，首先是數(shù)字化博物館的建設(shè)。數(shù)字化博物館建設(shè)中，云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)的綜合應(yīng)用，必須以各類數(shù)字信息的采集為起點(diǎn)，從而進(jìn)行深化、拓展和挖掘②。安防監(jiān)控系統(tǒng)作為博物館數(shù)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(cái)政資金預(yù)算前提下，盡可能完整地實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控系統(tǒng)的智能化，盡可能充分地發(fā)揮安防監(jiān)控系統(tǒng)的效用，成為迫切需要解決的一項(xiàng)課題。

經(jīng)綜合考量分析，為之后數(shù)字化博物館搭建提供有效支撐，以下幾點(diǎn)是結(jié)合博物館實(shí)際比較迫切的需求。

2.1 必須保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定、安全

安防監(jiān)控系統(tǒng)作為人防、物防、技防“三位一體”博物館安全保障體系中最關(guān)鍵和最基礎(chǔ)的一環(huán)，其穩(wěn)定性和安全性事關(guān)重大。只有選擇行業(yè)內(nèi)已經(jīng)過多年實(shí)踐反復(fù)檢驗(yàn)、嚴(yán)格遵循行業(yè)內(nèi)各項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的頭部設(shè)備商的主流設(shè)備，才能夠確保其設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。而系統(tǒng)運(yùn)行的安全性很大程度上取決于整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的高度專業(yè)性、施工運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)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(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)、具備相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)設(shè)計(jì)執(zhí)行團(tuán)隊(duì)來保障。

2.2 分辨率滿足智能化數(shù)據(jù)分析要求

目前安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流是200到1200萬高清分辨率的攝像機(jī)產(chǎn)品。結(jié)合預(yù)算情況，應(yīng)爭取采用非重點(diǎn)部位200萬像素，重點(diǎn)位置400萬至600萬像素?cái)z像頭的部署方案。

2.3 具備開放、兼容的數(shù)據(jù)接口

智能安防監(jiān)控系統(tǒng)作為博物館數(shù)字化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集者和提供者，其采集的數(shù)據(jù)需要具備格式統(tǒng)一、便于分享、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，要確保系統(tǒng)采用開發(fā)性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與通信接口，切實(shí)避免因系統(tǒng)升級、擴(kuò)展、后續(xù)新系統(tǒng)接入等情形造成不必要的數(shù)據(jù)交流阻塞。

2.4 點(diǎn)位做到全方位無死角覆蓋

防止展品破壞、防止展品被盜、應(yīng)對暴恐事件、應(yīng)對群體事件、應(yīng)對糾紛事件等博物館防范重點(diǎn)要求監(jiān)控系統(tǒng)必須做到展廳區(qū)域100%無死角覆蓋，工作區(qū)域盡可能覆蓋等基本要求。博物館的監(jiān)控定位一般設(shè)在場館周界、室外停車場、場館出入口、展廳內(nèi)重點(diǎn)部位、展廳出入口、庫房、展品通道、電梯轎廂、設(shè)備機(jī)房等區(qū)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(diǎn)、室內(nèi)大場景范圍，可以部署全景攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)360度的全景畫面監(jiān)控，監(jiān)控畫面更加立體直觀。針對監(jiān)控中心的改造，在保持原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)不停止運(yùn)行的情況下，建設(shè)符合現(xiàn)代安防系統(tǒng)建設(shè)要求的監(jiān)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(shù)產(chǎn)品。

2.5 系統(tǒng)支持各項(xiàng)智能化功能

系統(tǒng)能夠智能識別危險事件，及時館內(nèi)提示，確保相應(yīng)廳館的安保人員能夠及時趕到現(xiàn)場，從而從過去的事后處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑胺婪?，顯著降低因安保人員缺失產(chǎn)生的隱患。

2.5.1 無權(quán)限人員闖入報警

非博物館人員進(jìn)入辦公區(qū)、庫房、機(jī)房等管控區(qū)域，以及無權(quán)限的工作人員進(jìn)入敏感權(quán)限區(qū)域等情況發(fā)生時，監(jiān)控中心會自動報警，且相應(yīng)區(qū)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?qū)Σ┪镳^內(nèi)設(shè)定的敏感區(qū)域內(nèi)的非授權(quán)人員的異常行為進(jìn)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(diǎn)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(nèi)實(shí)時人流量統(tǒng)計(jì)、非法人員預(yù)警、人員行動路線分析、訪客數(shù)據(jù)分析、訪客感興趣的展品、公安系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等后續(xù)功能的開展提供基礎(chǔ)支持。

2.5.4 周界越界報警

能夠?qū)d內(nèi)重點(diǎn)展品的周界區(qū)域進(jìn)行自定義，對周界入侵行為進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)檢測到有目標(biāo)入侵至設(shè)定周界內(nèi)即產(chǎn)生報警，并可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場聲光警示。

2.5.5 實(shí)時人流統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)分析

通過面部識別等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)館內(nèi)實(shí)時人流量統(tǒng)計(jì)、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(shù)據(jù)支持，并能夠按日、周、月等時間段生成客流量統(tǒng)計(jì)分析報告，供相關(guān)科室分析數(shù)據(jù)，優(yōu)化展陳布局和參觀路線。

2.6 系統(tǒng)應(yīng)保證一段時間內(nèi)的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)性

因煙臺自然博物館屬于國有博物館，本著經(jīng)濟(jì)的原則，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要具有較高的性價比，保證其在今后一段時間內(nèi)都能滿足場館需求。系統(tǒng)的架構(gòu)和技術(shù)要符合技術(shù)今后的發(fā)展方向，在滿足目前功能需求的前提下，為以后技術(shù)的發(fā)展留好余地。另外，系統(tǒng)采用的視頻音頻編碼協(xié)議和文件格式、各類接口和傳輸采用的協(xié)議等，要遵循標(biāo)準(zhǔn)化、開放化的原則。

2.7 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工要嚴(yán)格遵循相應(yīng)規(guī)范

應(yīng)嚴(yán)格遵循但不限于《博物館和文物保護(hù)單位安全防范系統(tǒng)要求》（GB/T16571-2012）、《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》（GB/T28181-2011）、《電子信息系統(tǒng)機(jī)房施工和驗(yàn)收規(guī)范》（GB50462-2008）、《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》（GB50348-2004）、《文物系統(tǒng)博物館風(fēng)險等級和安全防護(hù)級別的規(guī)定》（GA27-2002）等相應(yīng)的國家法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范。

3 安防監(jiān)控系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 前端部分的設(shè)計(jì)思路

前端系統(tǒng)主要包含攝像頭、拾音器、編碼器、發(fā)聲器等，前端點(diǎn)位的設(shè)計(jì)根據(jù)煙臺自然博物館的不同場景進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃，已達(dá)到經(jīng)濟(jì)條件下的最優(yōu)化效果。根據(jù)安全防范的實(shí)際需要，以下區(qū)域作為防范的重點(diǎn)區(qū)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(nèi)部停車場、強(qiáng)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(nèi)每個展廳各設(shè)置3個重點(diǎn)位置。

3.2 傳輸部分的設(shè)計(jì)思路

隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的大規(guī)模應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)至關(guān)重要，只有對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效、合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃，煙臺自然博物館的監(jiān)控系統(tǒng)才能更有效、更穩(wěn)定和更安全地運(yùn)行。視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)相對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)還是有很大區(qū)別的，視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是功能層次分明的網(wǎng)絡(luò)，要求有靈活的擴(kuò)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?guī)捴兄辽僖?5%～30%的網(wǎng)絡(luò)余量，用來傳輸其他數(shù)據(jù)。核心的帶寬根據(jù)前端接入交換機(jī)的總?cè)萘縼碛?jì)算，還要考慮平臺存儲解碼等設(shè)備的帶寬消耗③。

3.3 存儲部分的設(shè)計(jì)思路

作為整個安防監(jiān)控系統(tǒng)倉庫的存儲系統(tǒng)，需要滿足穩(wěn)定可靠、低故障率等要求，如：多臺主機(jī)和系統(tǒng)連接時不發(fā)生單點(diǎn)故障;連續(xù)寫入的狀態(tài)下能夠快速隨機(jī)讀取;存儲時間滿足公安部門要求;可快速對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、恢復(fù)、遷移;系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能夠全天候運(yùn)行，意外斷電可立即切換備電重啟。

3.4 中心部分的設(shè)計(jì)思路

作為安防監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控中心是實(shí)現(xiàn)博物館監(jiān)控視頻影像資源的控制及顯示，并對視頻圖像資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度的關(guān)鍵。對于中心的設(shè)計(jì)，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(dǎo)、人群聚集警告等功能擴(kuò)展預(yù)留空間、接口，并需要考慮將網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的遷移等因素。

4 結(jié)論

煙臺自然博物館智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造已于2021年11月驗(yàn)收通過。本次監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造，在遵循安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定要求、做到切實(shí)保障博物館國有資產(chǎn)安全及游客人身安全的同時，充分考慮了目前博物館能夠?qū)崿F(xiàn)的智能化功能，并全部得以實(shí)現(xiàn)。同時為今后煙臺自然博物館的智慧化、數(shù)字化建設(shè)留足了空間，達(dá)到并超出了預(yù)期效果。下一步，煙臺自然博物館將在現(xiàn)有安防系統(tǒng)基礎(chǔ)上，探索更多業(yè)務(wù)與系統(tǒng)結(jié)合的可能性，爭取建設(shè)完成一套博物館綜合安防管控平臺，使數(shù)字化技術(shù)嵌入到博物館工作的方方面面，助力智慧化博物館建設(shè)。雖然行業(yè)內(nèi)各博物館在等級、展品數(shù)量、場所面積、游客數(shù)量、數(shù)字化進(jìn)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(jiān)控系統(tǒng)方面的探索，還是會為博物館數(shù)字化改革提供可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)，具有推廣意義。

注釋

①中華人民共和國公安部.文物系統(tǒng)博物館風(fēng)險等級和安全防護(hù)級別的規(guī)定（GA27-2002）[S]. 2002.

②中華人民共和國國家市場監(jiān)督管理總局.博物館和文物保護(hù)單位安全防范系統(tǒng)要求（GB/T16571-2012）[S].2012;馬寧.孔子博物館安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].文物鑒定與鑒賞，2021（8）：151-153.

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