论奥运遗产保护利用的科技手段

冯云

(北京奥运博物馆,北京 100101)

论奥运遗产保护利用的科技手段

冯云

(北京奥运博物馆,北京 100101)

北京奥运会成功举办凝聚着全国人民的智慧和汗水,利用RFID馆藏智能化管理系统是融合当前RFID技术发展先进成果和符合文化遗产管理发展要求的智慧型现代化藏品业务管理系统,它结合计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、数字监视技术和RFID 技术于一体,实现了文物库存保管中入、出、查、盘的科学、高效地管理。

RFID 文化遗产 藏品管理 应用 施组

公元2008年8月8日至9月17日，万众瞩目的第29届奥林匹克运动会及残奥会在北京成功举办，13亿中国人的百年奥运梦想成功实现。“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理念，作为北京奥运会最鲜明的特色，成为举办成功的关键，不仅充分体现了奥林匹克精神与时代发展的结合，更为中国乃至世界留下了弥足珍贵的文化和物质财富。据了解，按照国际惯例和其他奥运会举办城市约定俗成的做法，世界各国凡奥运会举办城市在奥运会闭幕后，均建设博物馆或纪念馆一类的公共设施，用以诠释奥林匹克精神与宗旨，展示承办城市和国家的文化特色以及为国际奥林匹克运动所做出的贡献等内容。

随着这一届凝聚着全国人民期盼、智慧与辛勤汗水的奥运盛会圆满落幕，北京奥运博物馆建设的筹备工作也日益提上日程，作为对北京奥运会成功举办所取得历史功绩的全面总结和回顾，集中展览、展示北京奥运会的专题性博物馆，同时也将成为继续弘扬和宣传奥林匹克精神与宗旨的重要场所。

北京奥运博物馆位于鸟巢零层南侧，建筑面积34500平方米。2008年奥运会的大部分遗产将进入博物馆收藏和陈列。北京奥运博物馆将通过奥运实物、经典图片、丰富视频、原景重现等多手段，多角度展示奥林匹克的魅力，弘扬奥林匹克精神和文化，结合观众互动，给人们在此留下难忘的“奥运”经历。藏品是博物馆开展各项业务活动的基础。博物馆的陈列、研究、教育等活动都离不开藏品，博物馆的藏品的数量和质量直接影响到博物馆的业务水平和社会效益。

北京奥运博物馆作为专题性博物馆，其收藏范围相对专一，对奥运遗产奥运专题的文物收藏相对要更细、更全面，要突出一个“全”字。奥运藏品目前已经征集到10万件套。主要分类包括:奖牌、奖状、奖杯、服装、运动用具、生活用具、医疗用具、工作人员用具、运动设施、裁判用具、纪念品、相关物、书画、饰品、证件、票证、宣传画/册、其它。北京奥运会是中国人民乃至世界人民都亲身经历过的，距离现在时间很近，对于相关奥运遗产进入奥运博物馆成为众多奥运藏品，难以取舍。要管理好奥运遗产，就要有科学的、先进的管理手段。因此，奥运藏品管理系统应根据北京奥运会的相关特点进行研究及定制，完成对北京奥运会提供的各种遗产进行管理。应能实现从藏品及相关资料的征集、藏品信息的编目、藏品的保管、藏品的鉴定、以及藏品的展陈管理等一系列的功能。

利用RFID技术，对博物馆的物品检验、入库、出库、移库移位、库存盘点、自动定位等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证博物馆管理各个作业环节数据输入的效率和准确性，确保管理人员及时准确地掌握库存的真实数据。通过RFID 技术对馆藏品进行科学的管理。

根据奥运遗产的相关特点进行研究及定制，通过采用先进的RFID(无线射频卡)技术和设备，采集相关人员与藏品信息，实现藏品出入库、手持终端盘点、快速查找等自动化管理，为博物馆的管理与决策提供有价值的基础数据与分析数据。

1 什么是RFID技术

RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。为便于推广和应用，近年来人们习惯于将RFID(无线射频识别)称之为“电子标签”。按照目前比较标准的说法，电子标签是一种非接触式的自动识别技术，是目前使用的条形码的无线版本。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息可更改等优点。电子标签的应用将给零售、物流等产业带来革命性变化，很有可能在几年以内取代条形码扫描技术。这种标签可以透过货物的包装进行读取，即使是集装箱中也可以，而不需要向条形码那样逐个扫描，也不一定非要向现在的条形码安放在货物的表面，而且一个RFID读卡器可以同时读取多个标签的内容。不过，目前RFID所使用的无线频率并没有统一，目前所使用的无线频率主要是125kHz～135kHz、13．56MHz、860～960MHz、5．8GHz三种，前三种属于电磁感应方式，而第四种则属于微波方式，微波方式使用无线电波传输信号。RFID的天线接收到读卡器发出的无线电波后，就会在天线内部共振产生电流供应RFID标签。读卡器和RFID标签就是通过天线的通信来完成交换数据的。RFID目前已经广泛应用在多个领域了，比如物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处理、邮件/快运包裹处理、文档追踪/博物馆管理、动物身份标识、运动计时、门禁控制/电子门票、道路自动收费、固定资产管理等都是很成熟的应用了。

2 RFID系统组成

射频识别(RFID)系统通常由电子标签、阅读器和天线这三个主要部分组成。

(1)电子标签(Tag):由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；当受无线电射频信号照射时，能反射回携带有数字字母编码信息的无线电射频信号，供阅读器处理识别。(2)阅读器(Reader):有时也被称为查询器、通讯器或称为读出装置，用以产生发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回的无线电射频信号，经处理后获取标签数据信息，有时还可以写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；(3)天线(Antenna):在标签和阅读器间传递射频信号。(4)数据管理系统主要完成数据信息的存储及管理、数据管理系统可以由简单的小型数据库担当，也可以是集成了RFID管理模块的大型数据库管理软件。(5)一些大型的RFID系统由于读写机具的多样和数据库管理的复杂，还需要用到RFID中间件。

3 电子标签分类

3.1 按照载波频率划分

低频标签、高频标签、超高频标签；(1)低频标签(30kHz～300kHz):常用的是125KHz、134．2KHz的产品。(2)高频标签(3MHz～30MHz):常用的是13．56MHz的产品。(3)超高频标签(300MHz～3GHz):常用的是433Mhz、860MHz～960MHz、2．45GHz和5．8GHz等。

3.2 按照电子标签的供电方式划分

主动式标签、半主动式标签和被动式标签。

3.3 按读写方式划分

只读标签与可读可写标签；根据内部使用存储器类型的不同，电子标签可以分成只读标签与可读可写标签。只读标签内部只有只读存储器ROM(READ ONLY MEMORY)。ROM中存储有标签的标识信息。这些信息可以在标签制造过程中由制造商写入ROM中，也可以在标签开始使用时由使用者根据特定的应用目的写入特殊的编码信息。这种信息只能是一次写入，多次读出。只读标签中还有缓冲存储器，用于暂时存储调制后等待天线发送的信息。只读标签通常容量较小，一般可以用作标识标签。对于标识标签来说，一个数字或者多个数字字母字符串存储在标签中，这个储存内容是进入信息管理系统中数据库的钥匙(KEY)。标识标签中存储的只是标识号码，用于对特定的标识项目，如人、物、地点进行标识，关于被标识项目的详细的特定的信息，只能在与系统相连接的数据库中进行查找。

可读可写标签内部的存储器除了ROM、缓冲存储器之外，还有非活动可编程记忆存储器。这种存储器一般是EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)，它除了存储数据功能外，还具有在适当的条件下允许多次对原有数据的擦除以及重新写入数据的功能。可读可写标签还可能有RAM(RANDOM ACCESS MEMORY)，用于存储标签反应和数据传输过程中临时产生的数据。可读写标签一般存储的数据比较大，这种标签一般都是用户可编程的，标签中除了存储标识码外，还存储有大量的被标识项目其它的相关信息，如生产信息，防伪校验码等等。在实际应用中，关于被标识项目的所有的信息都是存储在标签中的，读标签就可以得到关于被标识目标的大部分信息，而不再必须连接到数据库进行信息读取。另外在读标签的过程中，可以根据特定的应用目的控制数据的读出，实现在不同的情况下读出的数据部分不同。

一般电子标签的ROM区存放有产商代码和无重复的序列码，每个产商的代码是固定和不同的，每个产商的每个产品的序列码也是肯定不同的。所以每个电子标签都有唯一码，这个唯一码又是存放在ROM中，所以标签就没有可仿制性，是防伪的基础点。

4 RFID工作原理

电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。

一般而言，低频和高频的射频识别(RFID)系统的是通过线圈之间的磁场耦合的方式工作，产品通常具有工作距离近，成本低，天线尺寸大，通讯速度低等特点，这类电子标签一般对人体没有影响；而超高频的射频识别(RFID)系统是通过无线电波发射和反射的方式工作，产品通常具有工作距离远，天线尺寸小，通讯速度高等特点，这类电子标签一般会有发射功率限制，以避免对人体或环境造成伤害。

在当前有关的射频约束下，在欧洲的大部分地区各向同性有效辐射功率限制在500mW，这样的辐射功能在870MHz，可近似达到0．7米。在美国、加拿大以及其他一些国家，无需授权的辐射约束为各向同性辐射功率为4W，这样的功率将会达到2米的阅读距离。在获得授权的情况下，在美国发射30W的功率将使阅读区增大到5．5米左右。如果采用有源电子标签，能够阅读的距离能达到10米以上。

电子标签系统一般由两部分组成:电子标签和读写器。读写器是寻呼器，通过射频信号同电子标签进行近距离通信，系统通过读写器给电子标签发送指令，并通过读写器分析电子标签返回的有关信息；电子标签是应答器，用来相响应读写器的指令，并报告处理的结果。电子标签系统的组成如下图所示:

电子标签是RFID系统真正的数据载体，由标签天线和标签芯片组成。标签天线是读写器和标签芯片之间信号和能量传递的中介，标签芯片则根据读写器的指令作出相应的操作和响应。在读写器的感应范围之外时，电子标签处于无源状态，当电子标签进入到读写器的感应范围之内时，读写器则通过耦合单元传输能量给电子标签使之工作。

读写器是读写电子标签中数据的装置，由RF模块、控制电路、接口电路以及天线等组成。读写器的基本功能就是提供与标签进行数据传输的途径。读写器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。读写器通常采用RS232或USB数据接口同电脑进行通讯，以便将所获得的数据传输给计算机。电子标签中除了存储需要传输的信息外，还必须含有一定的附加信息，如错误校验信息等。

5 RFID电子标签的特点

数据存储量大、读写速度快、数据安全性高、使用方便、封装形式多样、读写距离远。

RFID技术随着现代化博物馆对效率、信息流和灵活性的要求的提高应运而生，总体优势如下。

(1)传统的博物馆系统内部，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，以人为记忆实施博物馆内部的管理。对于整个馆区而言，人为因素的不确定性，导致劳动效率低下，人力资源严重浪费。

(2)随着馆区内的物品品种及数量的增加以及出入库频率的剧增，传统的博物馆作业模式严重影响正常的运行工作效率。而现有已经建立的计算机管理的博物馆管理系统，随着物品流通的加剧，也难以满足博物馆管理快速准确实时的要求。通过RFID系统，自动化程度提高，大大缩短藏品出入库核对时间，提高整个业务操作效率。

(3)RFID技术在解决了博物馆作业人员的数据输入的自动化的同时，实现了数据的准确传输，确保博物馆作业效率，有利于充分利用有限的博物馆空间。大批量数据实时采集能力，缩短藏品盘点时间，增强藏品盘点的准确性。

(4)在博物馆管理中，由于产品品种、式样的多变性，使得博物馆管理人员频繁处理各种出入库单据，往来穿梭于计算机与博物馆之间。致使工作效率低下，出错率较高。采用无线RFID手持终端机，使得博物馆管理人员在任何地点都可以及时通过无线传输得到由后台管理系统传来的信息，根据手持终端机的提示进行操作。同时利用条码技术一一扫描货物上的条形码，校验物品的准确性。

(5)借助于行业标准和信息共享，可以实现藏品在整个参观环节的跟踪，明确出错环节，提升管理水平。

RFID馆藏智能化管理系统由RFID专用设备系统、RFID藏品标签管理系统、RFID智能移动终端应用系统、RFID智能通道管理系统、RFID智能定位系统及接口系统组成。通过这个管理平台博物馆可以实现对库房内藏品放置的位置和环境变化进行实时动态追踪、监测；对藏品整个管理流程(包括文物的入库、出库、盘点、移库、维修保养以及出让等)进行全程跟踪管理，并与藏品综合管理系统、门禁系统等从业务层面、数据层面、应用层面、界面层面实现无缝集成。

6 藏品展陈方面的RFID应用

6.1 展品布展(陈列现场安装与布置)方面的RFID应用

(1)利用RFID展品清点设备和展品电子标签对展品进行清点、分拣。(2)根据展陈内容和形式设计要求，对展览互动、展项评估的相关设施(RFID读写器、接收天线、展项触发电子标签)进行布置。

6.2 展品安全监控方面的RFID应用

利用RFID技术进行展品防盗监控管理:当展品摆放位置超过展品防盗电子标签所能检测到的安全距离，则通过声光报警装置发出展品安全防盗警报。

6.3 展项评估与行为分析方面的RFID应用

(1)行迹追溯:观众行迹追溯利用RFID电子门票和相关行迹追溯信息采集设备所采集的观众参观轨迹信息(观众信息、参观起止时间、进出方向、参观场馆序列、参观展品序列)，并在场馆地图上对观众位置、参观轨迹进行定位、显示，来实现对观众参观轨迹的跟踪、追溯，有效保障运营服务、安保工作。(2)展项评估:利用RFID电子门票、展项电子标签、展项评估RFID读写器和天线所监测到的展项驻留与关注信息，按照停留判断、去重处理等规则对展项进行评估，为合理组织观众感兴趣的展品、创新设计展览布局提供数据支持。(3)观众行为分析:利用基于RFID的行迹追溯、展项评估的结果，按照观众个人特征来分析观众对展项的偏好、喜爱程度、参观行为特征，为决策工作提供科学依据，减小运营成本，提升服务质量和水平。

7 藏品教育与服务方面的RFID应用

7.1 陈列讲解方面的RFID应用——语音导览

(1)在有语音标识的解说地点，观众可通过语音播放终端的按键来选择参观标识牌上的编码，以便收听相应的解说内容。(2)在自动触发区域，观众无需手动操作，利用RFID电子门票与展项RFID标签进行信号感应，自动调阅并播放语音播放终端的相应解说内容。

7.2 互动展览方面的RFID应用——互动体验与导览

观众持RFID卡参观展项，展项刷卡后启动，并允许观众参与互动活动。互动结果以观众(RFID编号)为单位保存，可以是问答成绩、互动完成作品、现场拍摄照片等，也可通过Email发给观众。互动展览将增强观众体验，提升展教效果。互动展览设施建设:包括整体策划展览全局、展项内容设计、互动系统与展项结合、RFID启动展项、统一展项互动信息库、互动信息为评估展览效果提供数据依据等工作。

7.3 电化教育方面的RFID应用——数字展播教育、互动视频点播

利用RFID技术，以后端展播资源和视频资源制作、前端互动播放的方式，开展互动式数字展播教育、互动式视频点播等电教服务。

7.4 服务设施方面的RFID应用——参观、学习、研究、特殊群体服务

(1)基于RFID的一卡通消费服务设施:包括参观服务设施(停车、餐饮零售等)、学习服务设施(电子阅览、学习等)、研究服务设施(资料复印打印等)。(2)基于RFID的残疾人服务设施:电梯控制、互动参观体验。

7.5 旅游观光和文化休闲服务方面的RFID应用——参观导引、咨询服务、纪念品经销

(1)藏品参观导引、咨询服务:语音导引、语音自助咨询。(2)藏品衍生旅游纪念品的经营管理:一卡通消费(纪念品展卖)等。

8 RFID与其它技术结合实现藏品管理的探讨

在应用RFID技术进行博物馆藏品管理的过程中，可以尝试与其他相关技术相结合，实现全方位、多角度、立体化的藏品管理。

8.1 RFID与电子安防技术结合,实现藏品安全监管

将RFID技术与电子安全防范(门禁、视频监控)技术相结合，在多种电子安防设施的联动控制下，对藏品日常安全进行管理，实现严格的藏品安全监控。

8.2 RFID与面向服务体系技术结合,实现分布式电子标签应用

将RFID技术与面向服务体系架构技术相结合，按照分层架构来构建面向服务的应用架构，合理分担前后台应用服务，实现分布式藏品电子标签业务应用。

8.3 RFID与工作流技术结合,实现规范化藏品标签管理

将RFID技术与工作流技术相结合，通过封装RFID电子标签数据、处理流程和工作表单数据，实现规范化、流程化、高效率的藏品电子标签管理和应用。

8.4 RFID与全文检索技术结合,实现全方位藏品信息检索

将RFID技术与全文检索技术相结合，通过对RFID电子标签数据、全文检索数据进行映射、集成，实现对藏品信息的全方位、多视角的高效精准检索。

8.5 RFID与数据仓库技术结合,实现多维藏品信息管理

将RFID技术与数据仓库技术相结合，对RFID电子标签数据、藏品管理数据进行数据建模，深入挖掘信息资源，实现多维度、深层次的藏品信息管理。

8.6 RFID与商业智能技术结合,实现立体化藏品信息展现

将RFID技术与商业智能技术相结合，按照商业智能分析、报表和展现机制，对RFID电子标签数据资源进行整合与展现，实现立体化藏品信息展现。

8.7 RFID与数据交换技术结合,实现跨平台数据共享

将RFID技术与数据交换技术相结合，按照应用集成整合要求，制定RFID电子标签数据交换的标准与协议，实现跨平台藏品电子标签管理和数据共享。

8.8 RFID与数据完整性校验技术结合,实现数据安全控制

将RFID技术与数据完整性校验技术相结合，运用数据完整性校验算法，对藏品电子标签数据进行封装和验证，实现藏品及相关业务数据传输的安全控制。

8.9 RFID与数字版权保护技术结合,实现数字资源保护

将RFID技术与数字版权保护技术相结合，对藏品数字资源进行电子标签数据和版权保护数据的封装、加密、验证，实现对藏品数字资源的有效保护。

9 RFID藏品管理系统建设项目的实施与管理RFID藏品管理系统的项目建设工作应统筹规划、统一领导、统一管理和组织，开展可行性研究、初步设计、项目招标、项目投标、技术方案论证、项目监理、项目实施、项目管理与控制、项目验收、运行维护等工作。根据国家法律法规、博物馆的实际情况，参照相关工程建设经验，博物馆信息化建设工作采用如下项目实施管理组织机构:

上述组织机构将落实到技术总体管理、项目技术管理两个层面。

RFID馆藏智能化管理系统是融合当前RFID技术发展先进成果和符合文化遗产管理发展要求的智慧型现代化藏品业务管理系统，它结合计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、数字监视技术和RFID技术于一体，实现了文物库存保管中入、出、查、盘的科学、高效地管理。系统符合当前文化遗产管理技术发展的要求，为文物管理提供了崭新的先进和科学的手段。

冯云(1967—),北京人,大本,北京市委党校,博物馆馆员(中级),研究方向:北京奥运博物馆,博物馆管理,陈列研究。