導(dǎo)語：如何才能寫好一篇文物數(shù)字化技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

20世紀80年代以來,信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為了傳統(tǒng)博物館用來宣傳、展覽、行銷的一種主要手段。到了20世紀末期,隨著三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)在傳統(tǒng)博物館文物信息加工方面的應(yīng)用,產(chǎn)生了博物館的新形態(tài)――數(shù)字化博物館(Digital Museum,簡稱DM)。數(shù)字化博物館使傳統(tǒng)的內(nèi)部藏品管理和外界信息查詢工作發(fā)生了巨大的根本性變革,使博物館在實物藏品信息的儲存、傳播與共享方面,大大向前邁進一步。數(shù)字化博物館的特點是,存儲數(shù)字化、傳遞網(wǎng)絡(luò)化、管理電腦化、資源共享化。

我國博物館系統(tǒng)從提出博物館信息化以來,博物館數(shù)字化工作已經(jīng)開展了二十幾年。經(jīng)過了這二十幾年的實驗預(yù)備階段后,尤其在2003年11月28日中國博物館學(xué)會數(shù)字化專業(yè)委員會成立之后,我國的數(shù)字化博物館建設(shè)正逐步朝成熟邁進,雖然就全國情況來看,發(fā)展情況仍然參差不齊。

二、數(shù)字化博物館建設(shè)中的問題

數(shù)字化博物館雖然給博物館及觀眾帶來了優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)文化信息服務(wù),但在建設(shè)過程中仍存在一系列問題。

1.觀念和意識問題:首先,我國的博物館界存在著“重藏輕用”的觀念,不關(guān)心有多少藏品被有效地用來滿足社會和公眾的需要。其次,將博物館的藏品視為本館所有、本部門所有或個人所有,排斥社會利用、同行利用或他人利用,進行資料封鎖和壟斷。再次,行政和管理人員習(xí)慣于傳統(tǒng)的工作方式,習(xí)慣于墨守成規(guī),在觀念上排斥新技術(shù)。

2.統(tǒng)一規(guī)范問題:當前數(shù)字化博物館建設(shè)標準化和規(guī)范化程度低下,缺乏清晰和統(tǒng)一的程序格式,表現(xiàn)在兩方面:首先,資料保存方面,沒有統(tǒng)一標準,每個博物館都有自己的一套方法,按照自己的方式對藏品進行描述。比如藏品的定名,存在同一種器物在不同的博物館中稱謂不統(tǒng)一的現(xiàn)象。再如藏品的分類,由于文物本身的復(fù)雜性,無論從質(zhì)地或用途上分,都難免有無法確指的現(xiàn)象。其次,在管理系統(tǒng)開發(fā)上采取不同的方法及軟件,各自為政,不僅不利于全國統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫建設(shè),而且會造成重復(fù)投資和浪費。

3.人才問題:在開發(fā)和使用計算機管理系統(tǒng)的過程中,人是關(guān)鍵性的因素。計算機雖然功能強大,但也只是一種手段,很大程度上會受到操作人員素質(zhì)的影響,可以說人員培養(yǎng)是關(guān)系到數(shù)字化博物館能否順利實施的關(guān)鍵。

4.經(jīng)費設(shè)備問題:博物館屬非營利性機構(gòu),經(jīng)費有限,而博物館的數(shù)字化建設(shè)意味著在硬件、軟件及維護人員等方面的投入花資巨大。目前我國幾乎所有博物館數(shù)字化的建設(shè)都采用由博物館提供經(jīng)費、軟件公司編程的方式來進行,開發(fā)軟件費用之高可想而知。

5.著作權(quán)、版權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)保護問題:著作權(quán)、版權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)最突出的特點之一是它的專有性,而網(wǎng)絡(luò)上的信息則是公開的、公用的,很難受到權(quán)利人的控制。各種文物藏品的圖片是數(shù)字化博物館的主要展示內(nèi)容,但這種信息涉及文物研究版權(quán)的問題,不可能完全無償?shù)叵蛴^眾提供所有的圖片下載服務(wù)。另外,數(shù)字化建設(shè)中還存在庫藏品的高透明度暴露問題。所以說盡管博物館藏品信息的共享有利于社會進步,但若知識產(chǎn)權(quán)不能得到有效保護。也會影響?zhàn)^方實施數(shù)字化的積極性。

6.影響博物館經(jīng)濟收入問題:博物館一般單憑財政撥款并不能完全滿足經(jīng)濟支出,在門票和餐飲服務(wù)、紀念品出售方面的收入是博物館經(jīng)濟來源的渠道之一,而網(wǎng)上博物館的開通很可能會減少部分觀眾參觀量。

三、相應(yīng)對策

只有處理好阻礙數(shù)字化建設(shè)進程的種種問題,數(shù)字化博物館才能真正實現(xiàn)。

1.針對觀念和意識問題,博物館工作人員要克服觀念的制約,轉(zhuǎn)變舊有觀念,真正樹立為公眾和社會服務(wù)的意識,與時俱進,在思想上接受新技術(shù)。

2.針對統(tǒng)一規(guī)范問題,國家文物局已于2002年過《博物館藏品信息指標體系規(guī)范(試行)》和《博物館藏品二維影像技術(shù)規(guī)范(試行)》兩個規(guī)范性文件。為完善數(shù)字化博物館建設(shè)的規(guī)范和標準,確保實施的科學(xué)性,在這兩個《規(guī)范》的基礎(chǔ)上,還應(yīng)建立更完善的、成系列的規(guī)范體系。還可在“中國博物館學(xué)會數(shù)字化專業(yè)委員會”下增設(shè)一個數(shù)字化標準制定委員會,專門負責專業(yè)指標、標準的制定和數(shù)字化專業(yè)技術(shù)的推廣普及。在系統(tǒng)的開發(fā)方面,盡可能使用兼容性好的軟件,采用相同或相近的設(shè)計思想。

3.關(guān)于人才問題的解決,數(shù)字化博物館建設(shè)中涉及的人才大致分為兩種:基礎(chǔ)型和專業(yè)型,對基礎(chǔ)型人才的要求是懂得基本操作,包括簡單操作如打字,繁難操作如系統(tǒng)維護、網(wǎng)絡(luò)維護;專業(yè)型人才則要具備實際編程能力。對具有博物館專業(yè)知識的人員,只要加強計算機基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和經(jīng)過短期崗位培訓(xùn),即可勝任基本操作的工作。至于專業(yè)型人才,則需要引進計算機專業(yè)人員,并對其加強博物館專業(yè)知識的培訓(xùn),使之熟悉博物館的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。從長遠來看,還有一種辦法可以應(yīng)用,即與大專院校聯(lián)合,在計算機專業(yè)或文博考古專業(yè)增設(shè)一個交叉學(xué)科――博物館數(shù)字化專業(yè),有針對性地培養(yǎng)出一批復(fù)合人才。

4.有關(guān)經(jīng)費設(shè)備問題,博物館中使用的軟件如果自行開發(fā),則需要較多的資金投入,但如果購買現(xiàn)成的軟件,博物館只需投入一定的操作時間和人工勞動,花費將大大降低。

5.針對著作權(quán)、版權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)保護問題,博物館內(nèi)部管理和外部可有兩套數(shù)據(jù)庫,按館藏量全數(shù)錄入數(shù)據(jù),形成內(nèi)部數(shù)據(jù)庫,然后在此基礎(chǔ)上復(fù)制一份,但刪除那些不宜對外的數(shù)據(jù)記錄,從而形成專門供對外使用的數(shù)據(jù)庫。館內(nèi)使用的數(shù)據(jù)庫是可改寫的,但適用范圍上有限定,具有保密要求。對外的數(shù)據(jù)庫是只讀性的,但不限定使用范圍。針對網(wǎng)絡(luò)下載行為,可采用電子水印加密技術(shù)?？傊岣邤?shù)字化博物館的維權(quán)意識,采用高科技進行保護。

篇2

關(guān)鍵詞：建筑物自動化總線技術(shù)

中國行業(yè)標準JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第26章《建筑物自動化系統(tǒng)（BAS）》所規(guī)定的模擬和數(shù)字混合的集散型系統(tǒng)（TDS），已面臨更新為全數(shù)字系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。就像工業(yè)自動化一樣，建筑物自動化市場在技術(shù)接受期曲線上，通常落后于商業(yè)領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用會有幾年之久，因此，在商業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)成功運用多年的個人計算機和以太網(wǎng)通信，現(xiàn)在卻成為BAS更新途徑的熱門話題。PC-BasedControl和以太網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)開始全面進入BAS領(lǐng)域。2000年3月，Honewell公司推出的全數(shù)字化閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)DVM，就用PC-BasedVideoServer，類似于商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的個人計算機式視頻服務(wù)器，取代了傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字混合的CCTV閉路電視矩陣切換器和磁帶錄象設(shè)備；DVM系統(tǒng)中，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換接口把所有攝像機的視頻信號直接連入以太網(wǎng)通信，每20臺攝像機使用1臺VideoServer。這種第三代保安監(jiān)控電視的全數(shù)字化CCTV以太網(wǎng)系統(tǒng)，已經(jīng)在澳大利亞悉尼機場使用。

PC機技術(shù)日新月異的進步，使BAS的中央站功能不斷增強；PC機的商業(yè)軟件，如ODBC、API等等，已成為BAS的標準軟件；基于PC機技術(shù)的分站不斷發(fā)展。信息領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)自動化和建筑物自動化各個層面的影響，從上到下。BAS管理層的以太網(wǎng)正在下植到自動化層和更低的現(xiàn)場層。BAS三層結(jié)構(gòu)將會成為以太網(wǎng)"一網(wǎng)到底"的三層網(wǎng)絡(luò)。完成這項"通體透明網(wǎng)絡(luò)"革新的主要技術(shù)，就是以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。以太網(wǎng)現(xiàn)場總線，也可稱為以太網(wǎng)I/O（Input/Output），是控制技術(shù)和信息技術(shù)的完美結(jié)合，性能發(fā)揮到極致，它或許能夠解決工業(yè)自動化長期爭論不休的現(xiàn)場總線標準化問題，是商業(yè)技術(shù)影響工控技術(shù)的一個范例。

以總線為脈絡(luò)，分析計算機總線、測控總線和網(wǎng)絡(luò)總線在BAS技術(shù)發(fā)展中分別擔綱的角色，可以加深對BAS未來發(fā)展的了解。

1、總線BUS

總線一詞，源于計算機技術(shù)?？偩€是各種信號線的集合（包括地址、數(shù)據(jù)、控制、電源等），是各種信息傳輸?shù)耐?，有匯總的涵義。微軟百科詞典定義總線為：計算機系統(tǒng)中各部件之間用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M硬件連線（導(dǎo)線）。IBM公司將其簡稱為用于傳輸信號或功率的一根或多根導(dǎo)體。在建筑物自動化中，BAS總線可解釋為用來連接中央站分站、現(xiàn)場設(shè)備或者各種系統(tǒng)的那些具有導(dǎo)電性的通路，以完成數(shù)據(jù)或信號的傳輸。

以應(yīng)用范圍來分，BAS總線可劃分為計算機總線、測控總線和網(wǎng)絡(luò)總線、。計算機總線用于上位管理計算機和中央站內(nèi)部部件的連接。測控總線用于中央站與分站的連接，分站與現(xiàn)場設(shè)備的連接，現(xiàn)場設(shè)備之間的連接。網(wǎng)絡(luò)總線則是將上位管理計算機和中央站、瀏覽器等視為節(jié)點而共同連接在一起的一條多分支線路，將數(shù)據(jù)置于網(wǎng)絡(luò)總線中，數(shù)據(jù)將會經(jīng)所有的節(jié)點檢測后，由其指定地址的節(jié)點接收。BAS管理層的以太網(wǎng)就是網(wǎng)絡(luò)總線。當以太網(wǎng)下植到自動化層和現(xiàn)場層以后，以太網(wǎng)又扮演著測控總線的角色，在這種背景下，我們借用"網(wǎng)絡(luò)就是計算機"的概念，不免也可以說"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"，因為所有傳感器、執(zhí)行器、分站、中央站已經(jīng)遍布以太網(wǎng)中，以太網(wǎng)被賦予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力，人們可以隨心所欲使用以太網(wǎng)，無論是進行實時控制還是傳遞管理信息。

2、標準化Standardization

作為信息傳輸通路的總線，追求標準化，是各種總線的共同目標；只有標準總線，才能夠支持更多的性能不同的產(chǎn)品的連接，完成更多更好的系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)更完善的控制和管理，因此，總經(jīng)以其有匯集性能的特點，尤其需要標準化。標準總線的形成，主要有兩種方法，一種是由非商業(yè)的或政府組織所產(chǎn)生的標準，目的在于使某一種類型總線開發(fā)和使用規(guī)范化，例如RS232C；這種正規(guī)的合法的技術(shù)標準，是在對已有方法、途徑及技術(shù)開發(fā)進行仔細研究的基礎(chǔ)上起草，并經(jīng)正式批準后產(chǎn)生，這種標準通常包括著一些國際標準。另外一種方法，是有某一家公司先行開發(fā)出一種總線技術(shù)，由于成功，得到其它公司模仿和廣泛使用，以至一偏離該總線就會產(chǎn)生不兼容問題，導(dǎo)致產(chǎn)品在市場中受到限制，例如現(xiàn)場總線LonTalkBus；這類事實上的總線技術(shù)標準，是基于市場需求產(chǎn)生而形成的，無需正式批準，這種標準通常包括大量流行的工業(yè)標準。

3、計算機總線ComputerBus

中國行業(yè)標準JGJ/T16-92第26章BAS，對中央站硬件、組態(tài)、系統(tǒng)軟件的規(guī)定（26.4.26.5）非常簡單，僅是基于采用計算機作為監(jiān)控中心的一般原則，如應(yīng)設(shè)置CPU、CIU、CRT、打印機等規(guī)定，對上位管理計算機則僅限于優(yōu)化控制與管理某些功能要求。但是，近年來計算機技術(shù)發(fā)展很快，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、存儲系統(tǒng)、處理器技術(shù)、輸入輸出系統(tǒng)和計算機結(jié)構(gòu)，都是如此，其中，計算機總線技術(shù)與工業(yè)自動化、建筑物自動化關(guān)系密切，計算機總線是計算機系統(tǒng)信息總通道，性能優(yōu)劣，對BAS上位管理計算機和工作站的影響是至關(guān)重要的。因為采用先進的計算機總線，可以提高工作站的帶寬，改變工作站的兼容性和開放性，并能提高工作站的可靠性，這對控制系統(tǒng)無疑是最重要的性能。例如，使用PCI總線技術(shù)的PC機，每年停機時間可以小于315秒中，可靠性高達99.99%，因此，BAS用戶已經(jīng)開始關(guān)心工作站的計算機總線，2000年9月山西省太原市某國際貿(mào)易中心大廈BAS招標文件中，明確提出中央站應(yīng)該使用計算機33MHz三總線結(jié)構(gòu)PCI（外部設(shè)備互聯(lián)總線），說明用戶不僅關(guān)心各種功能模塊設(shè)置，還要求提供工控級別的總線來保證工作站性能。隨著基于PC機控制的技術(shù)進展，計算機總線對BAS的影響會更加重要。因為BAS將逐漸最終成為由一臺PC機控制幾條現(xiàn)場總線的系統(tǒng)。

3．1計算機總線的發(fā)展歷史

1970年，DEC公司首先推出了稱為Unibus的總線，把PDP11小型計算機上所有的部件、設(shè)備都連接在一起。它是一種單總線結(jié)構(gòu)。

1981年，IBM公司在第1臺個人計算機IBMPC/XT上推出了XT總線，也是單總線，1984年，采用16位CPU的IBMPC/AT出臺，AT總線在XT總線結(jié)構(gòu)上，增加了一組輸入/輸出總線，形成雙總線結(jié)構(gòu)。AT總線就是著名的工業(yè)標準總線ISA，全稱是IndustrialArchitecture工業(yè)標準結(jié)構(gòu)，它是通過將板卡出入IBMPC及其兼容機的標準擴展槽來添加計算機部件的總線設(shè)計規(guī)范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基礎(chǔ)上，推出EISA，擴展工業(yè)標準結(jié)構(gòu)，這是一種把附加卡（例如視頻卡、內(nèi)置卡MODEM卡及支持其它設(shè)備的卡）聯(lián)接到PC機主板的一種總線標準。EISA總線操作頻率比ISA高很多，能提供很多的數(shù)據(jù)吞吐率。

為了提高PC機性能，使某些擴展板可以直接與微處理器通信，而不必經(jīng)過通常使用的系統(tǒng)總線，Intel公司提供了PCI總線規(guī)范。這種局部總線允許在計算機上安裝多至10個PCI兼容的擴展卡，PCI局部總線系統(tǒng)需要在某個PCI兼容插槽中安裝一塊PCI控制卡，每次可以以32位或64位的速度與CPU進行數(shù)據(jù)交換。PCI規(guī)范還考慮了多路復(fù)用Multiplexing。因此，PCI總線已成為今天計算機事實上的局部總線標準。由于PCI獨立于處理器，不僅Intel系列可用，DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用，它的向前向后兼容性，能使現(xiàn)有的多種計算機都能平滑過度到新標準，所以尤其受工業(yè)控制機行業(yè)的歡迎，建立了PCI工業(yè)計算機協(xié)會PCIIndustrialComputerManufacturersGroup（PCIMG），致力于在工控機行業(yè)推廣PCI總線。1995年，出版了CompactPCI規(guī)范。

PCI總線在計算機中配置了3組總線，時鐘33MHz，與CPU時鐘頻率無關(guān)，寬度32位，可擴展至64位，帶寬達132Mbps至246Mbps，可以和ISA、EISA、VL-BUS等總線兼容，支持5V和3.3V兩種電壓，可以在芯片、軟件和開發(fā)工具方面廣泛利用PC機豐富資源，它具有良好的網(wǎng)絡(luò)性能、圖形視窗介面和數(shù)據(jù)存貯性能，是工業(yè)自動化和建筑物自動化中央站理想的計算機總線。

3．2標準計算機總線

國際標準

IEEE969（S-100）微機通用

IEEE488（HP-IB）測試儀器

IEEE1394（FireWire）測試儀器

EIARS232C設(shè)備總線

EIARS422/423/449/485設(shè)備總線

ANSISCSI小型計算機，設(shè)備總線

VESAVL-BUS局部總線

工業(yè)標準（流行微機總線）

ISA系統(tǒng)總線

EISA系統(tǒng)總線

PCI局部總線

3．3新一代計算機總線（正在開發(fā)中）

1998.9PCI-XCompaqIBMHP

1998.12NGIO（NextGenerationI/O）IntelDellSunNEC日立NEC西門子

1999.2FutuieI/OCompaqIBMHP

4、網(wǎng)絡(luò)總線NetworkBus

中國標準JGJ/T16-92第26章BAS，規(guī)定"優(yōu)先采用共享總線型"局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為BAS管理層、自動化層、現(xiàn)場層的網(wǎng)絡(luò)拓撲，即用一條總線，把上位管理計算機、中央站、分站、現(xiàn)場設(shè)備各自連接在一起，形成三層局域網(wǎng)。因為所有節(jié)點共享一條傳輸通路，一次只能允許一個節(jié)點發(fā)送信息，所以需要建立信息發(fā)送的控制方式，JGJ/T96-在26.6.6條文說明中，沒有明確規(guī)定是用IEEE802.3以太網(wǎng)的CSMA/CD波及監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測爭搶發(fā)送，還是用IEEE802.4令牌總線排隊訪問控制，只有指出這兩種方法都是"目前流行的"，但是"并無一致的看法"。在26.6《信號傳輸與數(shù)據(jù)通信》中，則把現(xiàn)場層至自動化層之間的信息傳遞成為"信號傳輸"，把自動化層和管理層之間的信息傳遞，稱為"數(shù)據(jù)通信"，以示區(qū)別，前者為現(xiàn)場設(shè)備與計算機通信，包括模擬信號，后者為計算機之間通信，全部為數(shù)字信號。

20多年來，發(fā)展極為成功的以太網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)得到公認。人類進入英特網(wǎng)時代，以太網(wǎng)也迅速進入工業(yè)自動化的各層網(wǎng)絡(luò)。電氣電子工程師協(xié)會IEEE基于802.3以太網(wǎng)國際標準，正在積極制定現(xiàn)場與以太網(wǎng)通信的新標準，使以太網(wǎng)能夠直接為現(xiàn)場層所使用，可以預(yù)見，正象個人計算機PC迅速進入工業(yè)自動化領(lǐng)域一樣，以太網(wǎng)以及TCP/IP、UDP/IP協(xié)議將十分迅速進入工業(yè)自動化各個領(lǐng)域，包括BAS。

網(wǎng)絡(luò)總線是網(wǎng)絡(luò)通信總線的簡稱，在BAS中，網(wǎng)絡(luò)總線是上位管理計算機、中央站、分站、現(xiàn)場設(shè)備之間的連接總線，從計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度上看，它是計算機的外部總線，計算機總線則可視為內(nèi)部總線。網(wǎng)絡(luò)總線屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機總線屬于計算機技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)是多個計算機的集合系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信和資源共享是其特點。今天，已經(jīng)進?quot;網(wǎng)絡(luò)就是計算機"的時代，通信和計算機技術(shù)緊密結(jié)合、同步發(fā)展，計算機總線和網(wǎng)絡(luò)總線是計算機一種技術(shù)的兩個方面。新一代的計算機已經(jīng)把網(wǎng)絡(luò)接口集成到計算機母板上，網(wǎng)絡(luò)功能已經(jīng)嵌入到操作系統(tǒng)中，使得網(wǎng)絡(luò)總線可以視為計算機總線的外部延伸，密不可分。不進入網(wǎng)絡(luò)的工作站，是不完整的工作站。在建筑物領(lǐng)域，BAS是建筑物整體計算機網(wǎng)絡(luò)的重要子網(wǎng)，形成建筑物管理和建筑物設(shè)備控制一體化是從網(wǎng)絡(luò)開始的。計算機總站維系著BAS的通信子網(wǎng)，資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的組合，就是建筑物自動化網(wǎng)絡(luò)，就是建筑物自動化系統(tǒng)。

4．1以太網(wǎng)的發(fā)展歷史

1968-1972Aloha無線電系統(tǒng)夏威夷大學(xué)開創(chuàng)爭用型通信

1972-1977首臺以太網(wǎng)2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD

1979-1983粗同軸以太網(wǎng)10MCom（DEC、Intel、Xerox）10BASE5

1980-1982細同軸以太網(wǎng)商品化10M3ComISA總線與10BASE2相連

1984-1987雙絞線以太網(wǎng)1MUTPHP、AT&T1BASE5

1986-1990綜合布線+雙線絞線以太網(wǎng)10MSynOptics、HP10BASET

1990-1994交換式和全雙工以太網(wǎng)10MKalpanaEtherSwitch

1992-1995快速以太網(wǎng)100MUTPGrandJunction100BASET

1996-?千兆位以太網(wǎng)1000MIEEE802.3z1000BASEF

4．2以太網(wǎng)與局域網(wǎng)國際標準IEEE802.3

以太網(wǎng)是商業(yè)市場上發(fā)展的，而802.3標準是獨立的標準組織《電氣與電子工程師學(xué)會》開發(fā)的802.3是基于以太網(wǎng)第1個版本制定，但在一定程度上改進了設(shè)計，1983年公布以后，以太網(wǎng)以此又作了修改，原來互不兼容的局域網(wǎng)，變?yōu)榛ハ嗉嫒荩ǖ煌耆嫒荩６咧饕獏^(qū)別是結(jié)構(gòu)不同，例如，最大數(shù)據(jù)單元，802.3是1460字節(jié)，以太網(wǎng)是1500字節(jié)。但是，通?？梢园?02.3視同以太網(wǎng)。

以太網(wǎng)速率有10M和100M兩種，最大1518字節(jié)，最大段長度500米（粗同軸）、185米（細同軸）、100米（UTP），中斷段綜合長度2500米（粗同軸）、925米（細同軸）、2500米（UTP）。

在BAS中用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)總線時，現(xiàn)在BAS供應(yīng)商所提供的以太網(wǎng)接口卡NIC（安裝在中央站中），應(yīng)該是10M/100M自適應(yīng)型，以滿足用戶部署100M快速以太網(wǎng)的要求，例如Intel公司的PRO/100+管理適配器，適用于有PCI總線的臺式機，能自動監(jiān)聽集線器速度，從而自動選擇10M或100M，能支持最新的連接管理規(guī)范wfw2.0，支持所有的主要操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，WinNT、95、98、2000，Nerware、UNIX，支持10BAS-TX，5類UTP，RJ-45連接器，數(shù)據(jù)路徑寬度32位，可在0-55℃環(huán)境中工作。

4．3以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制（MAC）CSMA/CD

載波監(jiān)聽多址訪問/沖突檢測是以太網(wǎng)搶先式信息發(fā)送的主要技術(shù)，它包括有先聽再講、無聲則講、有空就講、邊講邊聽、一人獨講、退避三舍等信息發(fā)送規(guī)則，保證所有站點都能以公平方式通過競爭來訪問大家共享的以太網(wǎng)，雖然難免有"后到先服務(wù)"的現(xiàn)象，但是，由于CSMA/CD有一套完整的處理沖突的方法，大體上實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)總線的公平訪問。它是退避三舍的自調(diào)整功能，保證所有信息的發(fā)送都是成功的，例如常用的一種沖突退避延遲算法，稱為"截斷的二進制指數(shù)回退（EBE）"，它使發(fā)送信息的站點，每沖突一次，自動延遲一個以2的冪函數(shù)計算的退避時間，用這種不斷擴大回退時間來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的變化，這是一種很巧妙的方法。它規(guī)定了退避也是有限度的，即最大退避時間以210倍為限，忍讓次數(shù)也是有限的，以216次為限，否則就會丟掉這個屢發(fā)屢敗以太岡幀，這種情況是絕少發(fā)生的，除非以太網(wǎng)已經(jīng)癱瘓。

以太網(wǎng)每幀發(fā)送之間有一個固定的間隙64字節(jié)、512位，稱為時間片，用來識別由于沖突而失敗的發(fā)送信息幀碎片（最小幀規(guī)定為64字節(jié)，包括48字節(jié)數(shù)據(jù)），在512位時間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)岡所有站點檢測到載波（有信息發(fā)送）和合法的沖突、信息幀碎片，從而保證以太網(wǎng)能正常工作，不受非有效幀（碎片）的影響。

一般談到以太網(wǎng)，主要是指802.3的CSMA/CD協(xié)議，它是以太網(wǎng)的主經(jīng)軟件（其它還幀結(jié)構(gòu)軟件等）此外，以太網(wǎng)還包括以太網(wǎng)接口卡NIC、收發(fā)器、中繼器硬件?？傊?，以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)，是共享總線型局域網(wǎng)（包括集線器Hub網(wǎng)絡(luò)），是國際標準局域網(wǎng)之一，應(yīng)用最廣泛。

4．4以太網(wǎng)與TCP／IP

傳輸控制協(xié)議／網(wǎng)際協(xié)議（TCP／IP）是實踐中產(chǎn)生的解決網(wǎng)絡(luò)互連和異構(gòu)計算機之間提供可行的透明通信服務(wù)的一組協(xié)議，它是世界上最大網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)的基礎(chǔ)。以其公用性和有效性，成為公認的開放系統(tǒng)。TCP／IP是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸事實上的標準，或者簡稱其為因特網(wǎng)通信協(xié)議。

BAS結(jié)構(gòu)圖中，標明以太網(wǎng)，是說網(wǎng)絡(luò)采用共享總線拓撲，標明TCP／IP，是說數(shù)據(jù)傳輸采用因特網(wǎng)通信協(xié)議。

TCP／IP獨立于特定的計算機軟硬件、獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即使你不接入Internet，用它也是最好的組網(wǎng)方案，所以，我們在本文開始，對JGJ／T16－92BAS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就標明采用TCP／IP，更何況，BAS進入Internet也是勢在必行的事情。

TCP／IP協(xié)議有三個特點，首先它的開放性，可以把現(xiàn)行的各種局域網(wǎng)互聯(lián)起來，其次，它統(tǒng)一了地址規(guī)則，這種IP地址與域名系統(tǒng)的唯一性，保證了因特網(wǎng)走向全球，最后，高層協(xié)議基本標準化，使各種用戶可靠而且便利，這一特點，在工業(yè)自動化中，有很好的應(yīng)用，可以把標準化的控制總線協(xié)議，包裝在高層協(xié)議中，使TCP／IP成為工業(yè)控制通信協(xié)議。

TCP／IP分成4個層次：

應(yīng)用層--常用的應(yīng)用程序有SMTP（郵件傳送）、NFS（網(wǎng)絡(luò)文件）、NIS（網(wǎng)絡(luò)信息）、SNMNP（網(wǎng)絡(luò)管理）、FTP（文件傳輸）、DNS（域名系統(tǒng)）等，以及工業(yè)自動化通信協(xié)議，也可在本層打包，如Moddbus、HoneywellC-Bus等。

傳輸層--提供端到端（即應(yīng)用程序之間）的通信，主要功能是信息格式化、數(shù)據(jù)確認和丟失重傳等，主要有（TCP傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UserDataprogramProtocol，它在工業(yè)自動化應(yīng)用中看好，它把數(shù)據(jù)先打包，后經(jīng)IP發(fā)送，效率高于TCP）

網(wǎng)絡(luò)接口層--不同網(wǎng)或同網(wǎng)中計算機之間的通信，處理數(shù)據(jù)報和路由，主要是IP（網(wǎng)際互連協(xié)議）

網(wǎng)絡(luò)接口層--提供與物理網(wǎng)絡(luò)的連接，它包括所有現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)訪問標準，最重要的是以太網(wǎng)（802.3系列）。

5、測控總線MeasureandControlBus

BAS現(xiàn)場層和自動層的總線，可視為測控總線。JGJ／T16－92第26章BAS26.6.l節(jié)規(guī)定"從現(xiàn)場到計算機系統(tǒng)的信號傳輸，需綜合考慮""（1）簡化傳輸控制的硬件結(jié)構(gòu)；（2）減少傳輸導(dǎo)線的根數(shù)；（3）弱化維修的技術(shù)難度"，還進一步指出了采用的方法"可選用一對一的傳輸方式、矩陣選碼一公用線傳輸方式或多路復(fù)用技術(shù)的一路通道多方使用的傳輸方式（陣列式傳輸方式）""首先考慮時分制"等等。反映中國行業(yè)標準對測控信號傳輸?shù)闹匾曇约耙蟛捎米钚录夹g(shù)的愿望。在當時的歷史條件下，已經(jīng)把測控總線闡述得淋漓盡致。

自從HGH／TI6頒布近十年來，測控信號傳輸領(lǐng)域發(fā)生了重大的變化，這就是現(xiàn)場總線技術(shù)所帶來的深刻變革，對BAS的影響當然也是非常深遠的。只有現(xiàn)場總線技術(shù)才能符合JGJ/T1-92第26.6.1節(jié)規(guī)定的三項要求：最簡單的傳輸控制，最少的導(dǎo)線根數(shù)，最方便的維修技術(shù)；而且，最重要的是，現(xiàn)場總線帶來了工業(yè)自動化開放系統(tǒng)的新局面，減少了自控系統(tǒng)壽命周期成本LifeCycleCost。

因此，測控總線的討論，可以歸納為現(xiàn)場總線的討論。

國際電工委員會IEC定義現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。

安裝在控制室內(nèi)的BAS中央站與現(xiàn)場的分站，分站與現(xiàn)場的傳感器，它們之間的信號傳輸均適用現(xiàn)場總線技術(shù)。換言之，自動化層和現(xiàn)場層，采用現(xiàn)場總線技術(shù)是歷史發(fā)展的必然。當有人提?quot;現(xiàn)場總線是管理控制一體化方案的催化劑"時（美國Fisher公司Martin先生），我們深刻體會這一雋語的豐富內(nèi)涵。

5．1現(xiàn)場總線發(fā)展歷史

1983年，Honeywell公司推出的差分信號驅(qū)動器，成功地在4-20mA直流信號上疊加了數(shù)字信號，隨即投入市場的智能化儀表Smart變送器，是現(xiàn)場總線產(chǎn)品的前驅(qū)，這些帶有微處理器芯片的儀表，除了在原由模擬信號儀表的基礎(chǔ)上增加了復(fù)雜的計算功能外，還在4-20mA直流信號上迭加了數(shù)字信號，使現(xiàn)場與控制室之間的連接，從模擬信號過渡到了數(shù)字信號。這種工作機制，成為美國fisher-Rosemount公司著名的現(xiàn)場總線HART通信協(xié)議的基礎(chǔ)。

1984年，美國儀表協(xié)會ISA／SO50工作組，開始制定現(xiàn)場總線標準。IEC也成立現(xiàn)場總線工作組IEC／TC65／SC65C／WG6，開始研究現(xiàn)場總線標準。

1985年，國際電工委員會決定由ProwayWorkingGroup負責研究現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)和制定標準。

1986年，德國推出Profibus過程現(xiàn)場總線標準。

1990年，美國Echelon公司推出LonWorks現(xiàn)場總線產(chǎn)品。

1992年，Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司聯(lián)合，成立ISP協(xié)會，著手在Profibus基礎(chǔ)上制定標準。

1993年，Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP協(xié)會，有120家公司參加，準備以法國標準FIP（FactorInsrtumentationProtocol）為基礎(chǔ)制定標準。

1994年，ISP和WorldFIP北美部份合并，成立FF現(xiàn)場總線基金會（FieldbusFoundation）。推動現(xiàn)場總線國際標準的開發(fā)。

1996年，F(xiàn)F公布了低速總線H1標準。

2000年1月4日，IEC宣布現(xiàn)場總線國際標準以86%贊成、12%反對通過，IEC-61158面世。

5．2現(xiàn)場總線國際標準IEC-61158

8種現(xiàn)有的現(xiàn)場總線納入國際標準，如果考慮到世界上已有30多種現(xiàn)場總線，這也還是在統(tǒng)一的路程上，前進了一大步。

從上表可以看出，8種現(xiàn)場，有8種通信協(xié)議，互不兼容，距離統(tǒng)一標準的現(xiàn)場總線，還有很大距離，雖然這些現(xiàn)場總線在功能上可以互補。

為了解決現(xiàn)場總線統(tǒng)一問題，借鑒IT行業(yè)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通信標準，就是第5種類型，即以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。1998年，在美國休斯敦召開的ISA展覽會期間，成正了工業(yè)自動化開放式網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟IAONA，建議把FF的H2高速現(xiàn)場總線，改成高速以太網(wǎng)HSE，有Honeywell參加的18個公司31位工程師正在Foxboro公司積極進行開發(fā)，希望HSE能成為眾望所歸的現(xiàn)場總線。

HSE的特點是速度高（100Mbps），數(shù)據(jù)通過量大，與計算機聯(lián)接容易，價格低。有兩類用途，一類是完成由于計算量過大而不適合在現(xiàn)場儀表中進行的運算，另一類是作為多條低速H1總線或其他網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

HSE是否適用干BAS，是有待研究的事情。

在IEC61158國際標準中，有歐洲標準建筑物自動化系統(tǒng)MBS－TC247推薦的ProfibusFMS總線和WorldFIP總線，但是沒有歐洲推薦的LonWorks總線和歐洲設(shè)備總線EIB。

5．3現(xiàn)場總線的三層結(jié)構(gòu)

從IEC61158標準中的8類總線，可以看出現(xiàn)場總線并不需要保持與ISO／OS17層結(jié)構(gòu)一致，只需物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層等三層就可以了。因為面向控制的信息比較簡單，但需要快速而可靠地到達目的地，七層模式使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換變慢，會滯后實時控制的時間要求，七層有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接口成本也較高，同時，現(xiàn)場設(shè)備也不需要OSI地址。

IEC61158還規(guī)定，所有2至8類現(xiàn)場總線，均需對類型1的FF總線提供接口，但2至8類總線之間，不要求提供接口。

5．4以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線的主要問題及其解決方法

由于以太網(wǎng)802.3采用隨機式的CSMA/CD信息發(fā)送方式，對事實控制來說，就帶來一?quot;不確定性"問題，不能事先預(yù)言測控信息傳送的時間，存在著"后到先服務(wù)"現(xiàn)象。而令牌式"排隊發(fā)言"信息傳送是可以預(yù)言的。要克服這個缺點，就要提高以太網(wǎng)的傳輸能力。由于10／100BASE－T全雙工交換式以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，基本上解決了CSMA／CD隨即發(fā)送帶來的"不確定性"問題。1990年，智能交換機的出現(xiàn)，基本上淘汰了信息發(fā)送時的沖突，而且，智能交換機的成本不斷下降，為工業(yè)控制實際應(yīng)用提供了可能。智能交換機（網(wǎng)絡(luò)開關(guān)EtherSwitch），能同時提供多條數(shù)據(jù)傳輸途徑，功能和電話交換機相似，使整體吞吐量顯著提高，同時智能交換機還使用一種名為"切入法"（CutThrough）的新橋接技術(shù)（常規(guī)橋接是使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)），是延遲時間又降低了一個數(shù)量級。1993全雙工技術(shù)是以太網(wǎng)可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，理論上又可以使傳輸速度翻上一番，再加上快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)在處理事實控制方面，已經(jīng)可以做到測控信息的傳輸不再是"不確定"的，而是有著"良好概率GoodProbability"的表現(xiàn)，能夠適應(yīng)事實控制的需要。

以太網(wǎng)傳送測控信息的另一個問題是線路"利用率"，線路效率。利用率是指線路用來成功地傳輸幀的時間部分。每個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中那些不代表實際數(shù)據(jù)部分（同步、地址、字段長度、錯誤檢驗）較大，共26個字節(jié)，這種"開銷"使線路利用率下降。在測控領(lǐng)域，實際數(shù)據(jù)很短，例如，DI20個字節(jié)、DO16個字?、AIAO200個字節(jié)、通信接口500字節(jié)、PID運算500字節(jié)、計數(shù)器4個字節(jié)等，這樣，當使用以太網(wǎng)信息包包裝時，大量信號還需要加上填充符才能滿足最小48個字節(jié)數(shù)據(jù)段的長度要求，如DI、DO、計數(shù)器，因此，效率較低。

但是，實際上，由于爭先式發(fā)送，會改變效率，計算指出，如果連續(xù)發(fā)送兩個64字節(jié)的以太網(wǎng)信息包，效率可以提高到54％。盡管如此，在工業(yè)自動化領(lǐng)域，仍然重視如何減少"開銷"，提高通信效率，例如，在通信協(xié)議中，想已用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP來取代最常用的傳輸控制協(xié)議TCP，因為UDP信息包的包裝比TCP簡單，只有4個字節(jié)，而TCP，則是26個字節(jié)。IEC61158國際標準現(xiàn)場總線HSE高速以太網(wǎng)就考慮采用UDP／IP來代替TCP／IP。

不過，以太網(wǎng)的高速度，已經(jīng)把這些問題全部覆蓋了，就算是以最低速3Mbps有效速率運行，一個100個字節(jié)的實時控制信息，在以太網(wǎng)的傳輸時間，只有0.336毫秒（[100＋26]×8/3M），對BAS，已是很理想的數(shù)據(jù)了。

5．5TCP／IP作為現(xiàn)場總線的通信協(xié)議的討論

TCP／IP協(xié)議是一組協(xié)議，采用四層結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)場總路線三層結(jié)構(gòu)很相似，因此，適用于現(xiàn)場總線。

采用TCP／IP的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線，由于數(shù)據(jù)鏈路層的CSMA／CD，使得數(shù)據(jù)傳輸時間是建立?quot;概率"基礎(chǔ)上，但由于以太網(wǎng)線路的改進，情況大為改善。

TCP／IP是非常流行的技術(shù)，移植到現(xiàn)場總線是順理成章的事，問題之一是TCP／IP是為因特網(wǎng)設(shè)計的，TCP是要處理面對成千上萬的網(wǎng)站，它要處理好這么多路由的連接，只能采取在TCP層，設(shè)置發(fā)送機和接收機，提供端到端的可靠的進程間的通信，使數(shù)據(jù)報在傳輸過程中始終保持連接狀態(tài)，只有雙向通信。TCP才去發(fā)送數(shù)據(jù)報（雙向通信不是指兩機器獨占式通過網(wǎng)絡(luò)對話，而是說兩臺機器間有一交互信息流），TCP發(fā)出信號后，必須等待對方應(yīng)答信號，否則會重發(fā)，這種定向連接協(xié)議，使兩個端機經(jīng)常以適當?shù)乃俣认嗷ネㄔ挘琓CP傳輸控制在兩個機器問來回發(fā)送狀態(tài)信息。而UDP用戶數(shù)據(jù)表協(xié)議卻比TCP簡單得多。對于自動控制的應(yīng)用程序來說，并不需要時時保持個連接，以節(jié)約開銷和網(wǎng)絡(luò)通信量，而UDP是一個無連接系統(tǒng)，從TCP到UDP放棄了許多功能，簡單了許多，只是作為一個數(shù)據(jù)報的發(fā)端機和收端機操作，而不理會二者之間的連接。幀的結(jié)構(gòu)簡化為源端口2字節(jié)，目的端口2字節(jié)，長度2字節(jié)，校驗2字節(jié)。UDP傳遞服務(wù)不建立通信雙方的連接，發(fā)完數(shù)據(jù)就完事大吉，所以，比較靈活，效率高，非常適合測控數(shù)據(jù)的發(fā)送，因為這類數(shù)據(jù)非常短，還有，在控制網(wǎng)絡(luò)中，通行的站點比起因特網(wǎng)來，少之又少，非常強調(diào)二者之間的連接管理，就顯得多余，比起TCP的大文件來，測控程度只是"發(fā)出一個請求"或者"等待一個響應(yīng)"，三言兩語，傳遞本身就會很可靠。此外，在實時控制中，有時強調(diào)一種完全控制，即使在信號傳輸過程中發(fā)生錯誤，控制器業(yè)能夠自行處理作出決策，而不需要讓TCP一遍又一遍重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)，因為自控系統(tǒng)控制器的自制能力都極強。

無論TCP還是UDP，應(yīng)用程序都是駐留在通信協(xié)議頂層的應(yīng)用中，包括控制和人機接口等一系列應(yīng)用程序以及用于系統(tǒng)集成的OPC，都藉信息傳輸，獲取其中的數(shù)據(jù)。

5．6以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

美國Foxboro公司在1995年就推出了采用以太網(wǎng)10BASE－5粗同軸電纜I／AnodeBus用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，近年來，新I／A現(xiàn)場總線系統(tǒng)已經(jīng)改為雙絞線BASE－T，室內(nèi)及機柜內(nèi)，都使用RJ-45接插件，對室外及振動嚴重的場所，則按防護等級IP-67生產(chǎn)了密封式RJ-45的連接器，Hirschman公司也能提供現(xiàn)場總線中作為以太網(wǎng)連接的接插件，抗震密封，適用于工業(yè)環(huán)境。

1997年，Schneider公司為其著名現(xiàn)場總線ModbusTCP通信協(xié)議產(chǎn)品，它的PLC產(chǎn)品中的I／O模塊，Momentum系列，均可以設(shè)置以太網(wǎng)端口。這些I／O模塊通過這些端口直接連入以太網(wǎng)中。Schneider公司把Modbus通信協(xié)議變址為TCP／IP通信協(xié)議，這是世界上較早的以太網(wǎng)I／O產(chǎn)品。TCP／IP和UDP／IP的一個重要的優(yōu)點是在同一個以太網(wǎng)中，可以運行許多不同的通信協(xié)議，它們都變址在TCP／IP或UDP／IP中。

Honeywell公司幾年前就已經(jīng)開始著手把以太網(wǎng)用于建筑物自動化系統(tǒng)自動化層總線通信的應(yīng)用工作，目前，第一步已經(jīng)實現(xiàn)，即，把所有測控總線通過TCP／IP接口連入以太網(wǎng)中，通過以太網(wǎng)得數(shù)據(jù)通信，進行實時控制。以太網(wǎng)成為BA、FA、SA集成的通信平臺，進而與管理系統(tǒng)在此平臺上完成管理控制一體化集成。

隨著以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的進一步發(fā)展，把以太網(wǎng)芯片內(nèi)嵌與現(xiàn)場設(shè)備的一天，也許會很快來臨，意味著因特網(wǎng)內(nèi)置與現(xiàn)場設(shè)備的時代終會來到，其意義在于因特網(wǎng)與控制網(wǎng)融為一體，因特網(wǎng)無處不在，會進一步改變工業(yè)自動化和建筑物自動化的面貌。

5．7建筑物自動化的現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線這個技術(shù)熱點，長期爭論不休，雖然出臺了IEC61158所推薦的8種國際標準總線，但是仍然沒有一種統(tǒng)一的標準現(xiàn)場總線能夠滿足各種行業(yè)有要求。在這紛爭的局面中，以太網(wǎng)的確受到了許多廠商的重視，在管理層（工廠級）采用以太網(wǎng)已經(jīng)成了共識，而在低層次上的應(yīng)用，還要假以時日，許多廠商正在積極研究和開發(fā)。

目前，LonWorks現(xiàn)場總線在BAS行業(yè)中的地位，是很重要的，尤其LonMark產(chǎn)品給用戶帶來產(chǎn)品互換互操的巨大利益（大幅度下降系統(tǒng)的壽命周期成本），所以受到用戶的重視。Honeywell公司在2000年6月推出了全LonWorks現(xiàn)場總線系統(tǒng)，原來的C-BUS已經(jīng)可以換用LonTalk現(xiàn)場總線，所有其它生產(chǎn)廠商的LonWorks現(xiàn)場總線，可以直接聯(lián)入Honeywell中央站。

篇3

關(guān)鍵詞：穩(wěn)定化處理 資源化技術(shù)

1　概述

污泥穩(wěn)定化處理與資源化技術(shù)生產(chǎn)性研究，目的是開發(fā)高效低耗的城市污水處理廠污泥的減容化、穩(wěn)定化、無害化、資源化技術(shù)，實現(xiàn)生物能的綜合利用及有效回收。主要內(nèi)容有以下四個方面：

（1）污泥厭氧消化是解決污泥穩(wěn)定和污泥減容的最佳途徑，通過提高消化池進泥濃度降低了消化池體積，減省了加熱、攪拌消耗的能量，通過最佳運行參數(shù)的探索，提高了有機物去除率和產(chǎn)氣率，實現(xiàn)了高效低耗的目標；

（2）兩相厭氧技術(shù)采用酸化和產(chǎn)甲烷段分開，高溫酸化，中溫產(chǎn)甲烷的技術(shù)路線，停留時間較常規(guī)厭氧消化減少40%，其處理效果與常規(guī)厭氧相近，可以明顯節(jié)省工程投資；

（3）厭氧產(chǎn)生的沼氣通過沼氣利用系統(tǒng)可以最大限度回收利用生物能，實現(xiàn)污水廠部分能量自給，解決了沼氣脫硫的技術(shù)關(guān)鍵，建成了沼氣驅(qū)動鼓風(fēng)機、余熱回收、沼氣鍋爐污泥加熱的整體系統(tǒng)，實現(xiàn)了沼氣生物能的最大回收；

（4）污泥無害化處理，解決了好氧高溫發(fā)酵制肥料的靜態(tài)裝置和工藝技術(shù)，另外采用燃氣紅外線烘干污泥，可以有效殺滅蟲卵，實現(xiàn)無害化。

以上幾項技術(shù)基本實現(xiàn)了污泥高效減容、無害、沼氣最大限度回收用于補充污水處理廠能量消耗的目標。消化污泥經(jīng)高溫堆肥或烘干可以滿足衛(wèi)生指示，在重金屬不超標情況下，可安全用于農(nóng)業(yè)，其公效明顯，經(jīng)濟效益可觀。實現(xiàn)了污水處理的良好生態(tài)循環(huán)。

2　污泥高效厭氧消化技術(shù)

生產(chǎn)性試驗是通過對天津市東郊日處理40萬噸的污水處理廠1.0立方米中溫污泥消化池進行的，結(jié)論意見為：

（1）對該廠剩余活性污泥、一沉混合污泥、濃縮污泥、一級消化污泥、二級消化污泥、脫水污泥共計42個項目的化驗分析，及對近幾年東郊污水處理廠污泥化驗數(shù)據(jù)的整理分析，其結(jié)果認為，天津市東郊污水處理廠污泥具有我國大城市污水污泥的典型性和代表性，它為低有機份、低脂肪、高碳水化合物污泥。具體指標為：濃縮污泥有機份年平均值為53.57%，與歐美國家70～80%的有機份相比少得多。有機份中碳水化合物僅占50%，脂肪占10%，與歐美國家正好相反，這種低脂肪、高碳水化合物污泥屬產(chǎn)氣量少、沼氣中甲烷含量低的污泥。

（2）為了研究污泥厭氧消化過程中有機物的降解規(guī)律，平行進行了兩組規(guī)模為10升/池的污泥中溫 (35±2℃) 厭氧消化模擬小試。小試仍以天津市東郊污水處理廠濃縮池出泥為試驗?zāi)鄻樱淮瓮赌?，連續(xù)攪拌運行。運行19天時，有機分解率為32.72%已趨于穩(wěn)定。通過對小試試驗結(jié)果的分析，得出：

① 濃縮后污泥有機分解率在32.72%時，理論產(chǎn)沼氣量為7.14～8.42m3氣m3泥。

② 在干泥中有機成分的比例為：

碳水化合物:脂肪:蛋白質(zhì)＝4.8:1:3.7～3.9

理論上分解1克有機物產(chǎn)沼氣量為825 mL／gvss左右；

③ 經(jīng)試驗分析，各有機物的產(chǎn)氣量為：

碳水化合物產(chǎn)44～48%

脂肪產(chǎn)21～23%

蛋白質(zhì)產(chǎn)30～33%；

（3）以天津市東郊污水處理廠2# 消化池及其相應(yīng)的設(shè)備、裝置、儀表為試驗設(shè)施，以濃縮池出泥為試驗用泥樣，在保持泥含水率、pH值、酸堿度、碳氮比、重金屬等原有特性的情況下，按照污泥消化溫度、污泥投配率、沼氣攪拌間隔、投泥間隔的不同，做了4組生產(chǎn)性試驗。通過試驗結(jié)果的分析及近幾年來實際運行狀況的總結(jié)，得出東郊污水處理廠污泥中溫消化穩(wěn)定運行的最佳工藝參數(shù)為：

pH值：6.5～7.5；

含水率：94.8～96.5%；

消化溫度：35±2℃；

消化時間：不低于16.7天；

攪拌：連續(xù)沼氣攪拌，攪拌強度l m3／m2／h；

有機投配負荷：0.7～1.7 kg／（m·d）。

（4）攪拌方式是影響產(chǎn)氣率的重要因素，為此，以正在運行中的消化池為實驗?zāi)Ｐ?，進行了大型的示蹤劑動態(tài)和靜態(tài)的生產(chǎn)試試驗。在研究中參考化學(xué)工程理論，應(yīng)用LevenspieL化學(xué)工程反應(yīng)器混合模型，推導(dǎo)了污泥消化池污泥混合效果的數(shù)學(xué)表達式：

1n（C／CO）＝t／ta＋Ln[(v1V／V2)／ta]

經(jīng)數(shù)據(jù)分析得出：

當投泥量為600 m3／d時，該消化池的平均水力停留時間約為12天，池內(nèi)死容積約占總?cè)莘e的28%，池內(nèi)短流率占活區(qū)總流率的39%。

這樣的試驗結(jié)果與國外運行比較好的消化池大體相當，進而說明，東郊污水處理廠消化池采用的管束式沼氣攪拌方式攪拌效果比較理想，能夠在池內(nèi)大部分區(qū)域達到均勻攪拌。

（5）降低消化池進泥的含水率是降低運行成本，提高產(chǎn)氣率的關(guān)鍵。為此本課題組對東郊污水處理廠的剩余活性污泥、混合污泥、初沉生污泥進行了重力濃縮試驗，并對剩余活性污泥進行了氣浮濃縮試驗。通過污泥的濃縮試驗和生產(chǎn)實際的考察，剩余活性污泥重力濃縮和氣浮濃縮均取得了較好的小試效果。但是剩余污泥與初沉污泥分別進行單獨濃縮，不但要增加處理設(shè)施，而且初沉污泥流動性差，易堵塞，也不宜單獨處理。而將剩余活性污泥回流到初沉池，不但可提高初沉池的處理效率，使初沉池底流含水率提高到98%，具有較好的流動性，不易堵塞，濃縮池的底流含水率也達到95%，達到了污泥消化所需要的含水率。

（6）污泥厭氧消化的進泥濃度由30 g／L提高到50 g／L，可以減少消化池約40%的體積。采用剩余污泥回流至一沉池，由一沉池排泥至濃縮池的運行方式，合理設(shè)置濃縮時間，濃縮池排泥濃度可達50 g／L，可省去一般機械濃縮方法簡便，經(jīng)濟實用；獲得了消化池運行的最佳工況，在最佳工藝條件下，消化池運行的效率參數(shù)為：

產(chǎn)氣率：5.87～8.36 m3氣／m3泥；

分解單位重量有機物產(chǎn)氣量：0.734～0.762m3／kg·vss，與理論產(chǎn)沼氣量0.825m3／kg·vss相比，達到了理論產(chǎn)沼氣量的88.97～92.36％；

有機分解率：37.37～41.09%；

沼氣組成：甲烷含量達70.34～72.73%。

其結(jié)果達到了合同規(guī)定的“在不增加基建投資和運行費用”情況下，達到理論產(chǎn)沼量的80%”的要求。

（7）對重金屬影響的評價

① 濃縮污泥中各種重金屬的含量基本上還沒有達到對厭氧消化產(chǎn)生抑制作用的濃度。

② 消化后的污泥與農(nóng)用污泥污染物控制標準比較，重金屬中，除鉛（Pb）以外，都嚴重超標，鎳的含量與標準值非常接近，脫水后不適于采用堆肥處理。

3　污泥兩相厭氧消化技術(shù)的生產(chǎn)性研究

將“八五”國家科技攻關(guān)中試成果應(yīng)用于上海石化水質(zhì)凈化廠的消化池的改建工作中，在生產(chǎn)性裝置上重點研究污泥兩相（高溫酸化＋中溫甲烷化）厭氧消化工藝和消化池污泥射流攪拌技術(shù)，獲得優(yōu)化工藝及運行參數(shù)。

① 將原有的二級消化改造成加熱（高溫酸化）和一級消化（中溫甲烷化、污泥射流攪拌或泵循環(huán)攪拌），而二級消化以沉淀分離為主。

② 采用污泥兩相厭氧消化工藝（高溫55℃酸化＋中溫35℃甲烷化），在平行的運行條件下，分析比較了污泥射流沼氣攪拌和普通的泵循環(huán)攪拌對污泥消化系統(tǒng)處理效果的影響。

攪拌方式的影響：污泥射流沼氣攪拌較泵循環(huán)攪拌：VS去除率提高l0～19.4%，產(chǎn)氣率提高15.6～17.3%，COD去除率也有不同程度的提高。

攪拌強度（時間）對消化效果及產(chǎn)氣率的影響：試驗確定了最佳攪拌強度，在此工況下VS去除率可達36.6%，產(chǎn)氣率0.553m3／kgVS去除，采用泵循環(huán)VS去除率31.4%，產(chǎn)氣率0.538m3／kgVS去除。

運行穩(wěn)定性比較：污泥射流沼氣攪拌時，加強了沼氣泡的聚并，上升和向空中釋放，使酸性氣體CO2少留存于消化液中，使系統(tǒng)運行穩(wěn)定性更強。

4　污泥生物能綜合利用技術(shù)

借鑒國內(nèi)外同類工程的經(jīng)驗，對青島海泊河污水處理廠的沼氣脫硫系統(tǒng)、沼氣儲罐、消化池進行了技術(shù)改造，為測定生物能綜合利用系統(tǒng)的運行參數(shù)，在生物能綜合利用系統(tǒng)安裝了部分儀表，購置了專用測試儀器。對生物能綜合利用系統(tǒng)進行了檢修，更換了沼氣鼓風(fēng)機的關(guān)鍵部件，為試驗測試奠定了堅實可靠的基礎(chǔ)。進行了二年多的測試工作。為生物能綜合利用系統(tǒng)的綜合分析提供了大量寶貴的測試數(shù)據(jù)。其結(jié)論為：

（1）沼氣組分對利用系統(tǒng)的影響

研究證明進水中有機物種類的比例是決定沼氣含量的主要因素，同時與有機物去除率有關(guān)。沼氣是一種混合氣體，同時還含有水份、懸浮物，在應(yīng)用之前需對沼氣進行凈化，去除水份、懸浮物、H2S、并在系統(tǒng)中設(shè)置儲氣柜、火炬、燃燒速率是評價沼氣質(zhì)量的重要指標，此值決定于利用系統(tǒng)的效率。

（2）沼氣脫硫系統(tǒng)

采用干式脫硫系統(tǒng)，研究了溫度、濕度、沼氣結(jié)露、壓力損失、硫容、空速對脫硫的影響，其結(jié)果為：

沼氣進脫硫塔前，必須脫除其中的液態(tài)水，防止液態(tài)水在塔內(nèi)積累。

溫度對脫硫的影響顯著，沼氣氧化鐵干法脫硫的運行溫度在28～40℃之間最佳。

使脫硫塔內(nèi)沼氣含水率為飽和含水率的80%，可提高脫硫效果。

沼氣脫硫塔壓降與沼氣流量呈線性關(guān)系，且隨運行時間的持續(xù)而增加。

當脫硫塔進口沼氣[H2S]=10～20mdL，空速為20h-l，可將[H2S]去除到0.2mg／L；空速為30h-l，可將[H2S]去除到0.2～0.61mg／L，空速為60h-1，可將[H2S]去除到1～5mg／L。

本次試驗結(jié)束時，脫硫劑硫容可達30%。

（3）沼氣鍋爐熱能平衡

通過對鍋爐進出水溫度、流量和消耗的沼氣量進行測試，其熱效率為：

以沼氣為燃料，沼氣鍋爐的熱效率為50～90%；

額定燃氣量為400m3／h的沼氣鍋爐:當燃沼氣量小于300m3／h時，沼氣鍋爐的熱效率為50～80%；當燃沼氣量大于300m3／h時，沼氣鍋爐的熱效率為80～90%；

沼氣鍋爐出水溫度在40～55℃。

（4）沼氣驅(qū)動鼓風(fēng)機系統(tǒng)熱能平衡

沼氣驅(qū)動鼓風(fēng)機是生物能利用系統(tǒng)的核心，為使沼氣最大限度被利用，沼氣驅(qū)動鼓風(fēng)機設(shè)有冷卻水回收和煙氣回收裝置，回收余熱用于消化池污泥加熱，使沼氣熱能利用率大于70%。

通過青島海泊河水處理廠沼氣發(fā)動機驅(qū)動鼓風(fēng)機組運轉(zhuǎn)的測試結(jié)果表明，在污水處理廠處理污水的同時，對所獲得的副產(chǎn)品――沼氣進行廣泛的研究利用是大勢所趨，就可做為污水處理電耗的補充，降低的運行、管理費用。

海泊河污水廠沼氣發(fā)動機每臺沼氣用量為134 m3／h，綜合熱效率85.1%，其中發(fā)動機熱能利用率28.9%，冷卻水吸收能量占36.1%，廢氣熱回收率20.1%。按每套機組正常連續(xù)運行，可回收電量2146×103 kWh／a，回收費用約107萬元／a。利用余熱提高污泥溫度可節(jié)省耗煤量4236 t／a，并可向曝氣池內(nèi)供應(yīng)氧氣2203 m3／h。

沼氣發(fā)動機系統(tǒng)的余熱要充分利用，首先要使整個系統(tǒng)形成閉路運行。就是從廢氣熱交換器的出水熱量與消化污泥的需熱量達到平衡，在夏季可不采取再加熱就可去消化段加熱污泥:在出現(xiàn)故障或冬季時，可采用煤鍋爐或沼氣鍋爐提高水溫，這才能有效地利用熱源，使之體現(xiàn)了經(jīng)濟性和合理性。

（5）污泥生物能綜合利用探索出了影響脫硫效果的幾個因素，合理控制這些因素可以提高脫硫效果，獲得了沼氣利用系統(tǒng)的熱平衡參數(shù)，為正確指導(dǎo)工程設(shè)計和污水廠運行提供了科學(xué)依據(jù)。熱回收價值分析見表1、表2。

沼氣熱值

21509 KJ／Nm3

發(fā)動機用氣量

134 m3／h

沼氣含熱量

3054278 KJ／h 機械轉(zhuǎn)換率

28.9%

熱能消耗

617211.4 KJ／h

折合電量

245 kWh／h×24h＝5880 kWh／d

年累計節(jié)電

5880 kWh／d×365d＝2146×103 kWh／a

電費

0.5 元kWh

合計價值

0.5元kWh×2146×103 kWh＝107.31萬元／年

循環(huán)水量

29.3 m3／h

水溫變化范圍

42～56℃（14℃）

水獲熱量

29.3 m3／h×1000 kg×4.1868 KJ／kg·℃×14℃＝1717425 KJ／h

燃煤種類

煙煤

燃煤熱值

5000 KJ／kg

燃燒效率

70%，熱值5000 KJ／kg×70%＝3500 KJ／kg

折合煤耗

1717425 KJ／h／3500 KJ／kg＝490 kg／h

月計節(jié)煤量

0.49 T／h×24×30＝353 T／月

年計節(jié)煤量

353 T／月×12＝4236 T／年

燃煤價格

200 元／T

月回收價值

7.766 萬元

年回收價值

93.192 萬元

5　污泥顆粒肥高溫干燥技術(shù)

脫水后污泥經(jīng)過污泥顆粒成型機成形，用燃氣窯爐烘干，使污泥含水率10%左右，烘干時間約30分鐘，可以殺滅絕大部分蛔蟲卵、大腸桿菌、無害化處置周期比好氧堆肥技術(shù)縮短幾十倍，完全滿足考核指標縮短10%～20%的要求。

污泥經(jīng)燃氣紅外干化爐窯干處理后，得到的污泥產(chǎn)品具有如下特點：

（1）氮、磷、鉀的含量沒有減少，有機物含量與干化前相比也沒有什么變化，污泥產(chǎn)品在干化后完全達到保持原來肥效的目的；

（2）污泥中大腸桿菌、蛔蟲卵已完全殺死，霉菌等微生物總量也得到了控制，說明污泥產(chǎn)品已達到了衛(wèi)生上無害化、穩(wěn)定化的目的；

（3）污泥在干化前后，重金屬含量沒有發(fā)生變化，對重金屬含量較低的城市污水廠污泥而言，污泥產(chǎn)品可用于農(nóng)田作物及園林綠化；

（4）污泥產(chǎn)品便于運輸、貯存、便于生產(chǎn)上使用。

6　利用城市污泥生產(chǎn)有機復(fù)合

6.1　污泥的高效綜合農(nóng)業(yè)利用

以海泊河污水處理廠的消化后污泥，曬干后經(jīng)配方稱料混勻后，采用圓鼓滾動和圓盤造粒法制作復(fù)混肥，該方法的粘結(jié)機理是依賴強壓下的化學(xué)鍵和范得華引力，使物料升值，在陳化冷卻過程中散發(fā)一些水分，然后進行包裝，應(yīng)用此有機復(fù)合肥分別進行了有機污染和病原物傳播、重金屬污泥土壤的研究，對多種農(nóng)作物的能效試驗，重金屬以作物果實的污染指數(shù)等試驗研究，獲得了大量的技術(shù)數(shù)據(jù)，為全面評價污泥的肥份及副作用提供了科學(xué)數(shù)據(jù)。為污泥的農(nóng)業(yè)利用提供了依據(jù)。

(1) 污泥中重金屬對農(nóng)用的影響

污泥中含有的重金屬（鋅、銅、鎳、鉻、鎘、汞、鉛、砷）鋅含量約3000mg／kg干污泥，超過國家農(nóng)用污泥控制標準（GB4284－84），其余各重金屬元素的含量均在國標要求范圍內(nèi)。

污泥中的重金屬主要以可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、硫化物及有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)五中形態(tài)存在。其中，前三種為不穩(wěn)定態(tài)，后兩種為穩(wěn)定態(tài)。污泥中鋅和鎳主要以不穩(wěn)定態(tài)的形式（鋅的不穩(wěn)定態(tài)含量約74%、鎳約71%）存在，銅主要以硫化物及有機結(jié)合態(tài)存在（約70%），汞、鎘、砷、鉻、鉛等毒性大的金屬元素主要以殘渣存在。重金屬的這種分布特征對污泥農(nóng)用比較有利。

S2-離子對重金屬的穩(wěn)定有一定作用。向污泥中投加SO42-，能促進不穩(wěn)定態(tài)的重金屬的消化過程中向穩(wěn)定的硫化物的轉(zhuǎn)化，從而提高其穩(wěn)定性，穩(wěn)定率分別提高到鋅：39%（可交換離子態(tài)降低了75%）、銅：100%、鎳：33%、鉻：70%、汞：100%、鉛：100%、砷：100%。

60天的淋溶試驗表明：該廠污泥中重金屬的返溶率很低，淋溶出水中重金屬濃度遠低于國家固體廢物污染控制標準（GB5085－85）。因此，土地施用時不會造成重金屬污染。

一般作物為施污泥混肥100 kg，隨施肥進入土壤的污泥只有50 kg左右，僅占耕層土重的0.03%，在本污泥重金屬元素含量就不超標的情況下，施工用量又很小，土壤不會因此而受污染。對小麥和甘蘭施用污泥復(fù)混肥土壤的測定結(jié)果表明，二種作物、土壤8種重金屬元素含量不僅沒有超標，而且單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)都遠小于污染起始值1，與施用雞糞復(fù)混肥和對照區(qū)的土壤污染指數(shù)幾乎無差異。

(2) 污泥肥效

污泥中有機質(zhì)含量為48～60%，氮、磷、鉀三要素含量為33%、15%、0.46%。是一種很好的農(nóng)肥資源，通過對6種作物的栽培試驗，不同作物施用污泥復(fù)混肥都有明顯的增產(chǎn)作用，其效果大，小順序為：大白菜（31.9%）＞玉米（25.5%）＞花生（23.4%）＞小麥（16.7%）＞甘蘭（13.1%）＞辣椒（9.4%）；從3種不同復(fù)混肥的增產(chǎn)效果來看，污泥復(fù)混肥優(yōu)于無機復(fù)混肥，玉米、花生、小麥和大白菜4種作物平均增產(chǎn)5.3%，增幅1.5%～7.8%，與雞糞復(fù)混肥的增產(chǎn)效果互有高低，二者基本持平。

采用燃氣紅外窯烘干污泥具有投資省，衛(wèi)生指標好，經(jīng)過改進后便于在污水廠推廣使用，污泥干化前后植物養(yǎng)分與病原體及微生物總量對照，見表3、表4。

類別

N

P（P2O5）

K（K2O）

有機物

風(fēng)干泥

1.33

5.60

0.058

63.7

干化泥

1.44

6.36

0.057

63.1

污 泥 種 類

大腸桿菌

蛔蟲卵

細菌(cfu/g干泥)

放線菌(cfu／g干泥)

霉菌（cfu／g干泥）

脫水進泥（濕泥）

1.22×106

281

2.44×109

2.0×104

2.06×105

干化爐窯出泥(干化爐溫200～250℃)

190

20

230

6.2利用城市污泥生產(chǎn)有機復(fù)合肥

將深圳市某污水處理廠的脫水污泥與干污泥及樹葉粉等按一定比例充分混勻，保持混合物料水分含量在50%～65%，C／N為15～30：1，裝入直徑1.6m，高度1.5m的發(fā)酵桶，將發(fā)酵桶放入長36m，寬1.7m發(fā)酵槽中，發(fā)酵槽側(cè)墻高2m，發(fā)酵槽中鋪設(shè)供發(fā)酵桶滾動鐵軌，發(fā)酵槽四周密封，頂部有防雨工棚，沿發(fā)酵槽側(cè)壁有臭氣收集管道，將發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣收集排放，利用發(fā)酵桶的自重，使其在坡度3～5°的鐵軌上緩慢滾動，每天滾動一周，從而達到物料的翻動通氣，該發(fā)酵周期5～6天，溫度可上升至50℃以上2～3天，然后將物料轉(zhuǎn)入二次發(fā)酵池。采用強制通氣發(fā)酵，該過程約2～3周?？傻酶於逊省Ｔ摱逊仕趾啃∮?0%，臭味減少。病原和寄生蟲（卵）大部分被殺滅?；?qū)⑸鲜霰壤奈勰嗷旌衔镅b入長10m，寬2.0m，高1.5m強制通氣發(fā)酵池中，發(fā)酵池底部有兩條30cm寬，15cm深，相距50cm的強制通氣道，采用鼓風(fēng)機間歇式強制通氣，通風(fēng)量控制在6～12m3（空氣／m3（混合物）·h，堆體溫度在55℃以上可保持5～7天，一次發(fā)酵過程約2周。其中間翻垛一次，然后將物料轉(zhuǎn)入二次發(fā)酵池進行后熟發(fā)酵，通氣量增加到10～20 m3（空氣／m3（混合物）·h，持續(xù)約2～3周，即可得腐熟堆肥。該腐熟堆肥無臭味，病原和寄生蟲（卵）被殺滅，不招惹蚊蠅等，水分含量減少（小于45%）適于土地利用，綜合分析表明，強制通氣靜態(tài)垛發(fā)酵工藝比滾桶發(fā)酵工藝經(jīng)濟、可靠，且維持費用較低。

根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和植物對養(yǎng)分的需求，將污泥堆肥烘干、粉碎然后給其中添加適量的化學(xué)肥料（尿素、氯化鉀、硫酸鉀等）制成顆粒狀有機復(fù)合肥，或給其中加入一定量的有益微生物（固氮菌、解磷、解鉀菌等）制成生物型的有機復(fù)合肥料，該肥料產(chǎn)品符合廣東省有機復(fù)合肥料地方標準（DB44／84－1966）和企業(yè)標準（Q／WL001－2000），產(chǎn)品試銷表明，對水稻、蔬菜、果樹等增產(chǎn)明顯。市場前景良好。

篇4

關(guān)鍵詞：《臥虎藏龍》；武術(shù)文化；字幕翻譯技巧

電影作為一種將文化和娛樂融為一體的藝術(shù)形式，在文化交流中有著極其重要的作用。臺灣導(dǎo)演李安指導(dǎo)的《臥虎藏龍》是武俠電影中的經(jīng)典之作，該電影成功的打開了華語電影通往奧斯卡的大門，曾獲第73屆奧斯卡金像獎最佳電影提名和最佳外語片、最佳攝影等四項奧斯卡大獎。電影字幕為觀眾展示了中華武術(shù)的博大精深，要準確翻譯這些武術(shù)文化需要很高的技巧。

一.電影字幕翻譯和文化翻譯

在許多對武俠電影字幕翻譯的處理中，譯者壓縮和濃縮具有中國文化特色的對白，讓更多的外國人接受中國的武俠電影。筆者認為，這樣的處理雖然簡潔了字幕，但是卻弱化了電影傳遞文化的功能。在今天文化走出去大背景下，文化傳播顯然是舉足輕重的。李運興教授提出了譯者在處理電影字幕中的文化詞語時，有五種常見的模式。直入式：源語文化詞語直譯或音譯；阻斷式：源語文化詞語被略去；詮釋式：提供相關(guān)語境；融合式：源語文化表達形式與譯語表達形式融合，以一種新的語言形式進入譯語；歸化式：用譯語文化詞語代替源語文化詞語。（李運興，2001：38-40）這些技巧在《臥虎藏龍》字幕翻譯中都有很好的運用，值得學(xué)習(xí)。同時，筆者也提出了一些自己的看法和翻譯。

二.《臥虎藏龍》電影字幕中武術(shù)文化的翻譯技巧分析

（一）武俠人名稱謂

在武俠電影中，江湖上的人初次見面都要報上名號?！杜P虎藏龍》中出現(xiàn)的人名結(jié)構(gòu)是：擅長的招式/武器結(jié)合姓名。譯者結(jié)合電影中人物的特點，采取直譯加音譯法（直入式）來保留原文結(jié)構(gòu)和姓名特色，幫助譯語觀眾體驗有趣的“江湖文化”。

例1：在下“冀東鐵鷹爪”宋明。I’m Iron Eagle Sung.

例2：在下“鐵臂神拳”米大彪。I am Iron Arm Mi.

例3：在下“鳳陽山魁星五手”魯君雄。I am Shining Phoenix Mountain Gou.

例1、2、3中都是些“假大空”的人物。譯者采用直譯法，保留原有姓名結(jié)構(gòu)，并用夸張的詞語來突出人物性格。例3的姓名是擅長的招式和地點組合結(jié)構(gòu)。這時候譯者使用歸化式，譯出主要信息“魁星”（中國古代神話中的神仙），凸顯人物自我吹噓的特點。筆者建議將例3改譯為：“I am Gold Fist Lu.”

（二）武術(shù)器械名稱

兵器在武俠電影中是必不可少的，一如常見的棍、劍等，或一些反派人物使用的暗器，如飛鏢、毒針等。譯者在翻譯時，多采用直譯（直入式）的方式，保留原有文化內(nèi)涵。

例4：青冥劍？你要把它送給貝勒爺？The Green Destiny sword？ You are giving it to Sir Te？

在電影中，青冥劍是一把用漢代冶煉技術(shù)鍛造的寶劍，有400多年的“殺戮史”（賈磊磊，2008：3），劍身青光幽幽，寒氣冥冥，是一把極陰之劍。譯者采用直譯法，原因在于就劍的外形來說，它是green（綠色的），或是murky（冥暗的），但是此劍昭示了電影中的女性人物敢于反抗命運（destiny）的決心。

例5：是九轉(zhuǎn)紫陰針。She used Purple Yin Poison.

九轉(zhuǎn)紫陰針是電影中的反派用的毒針。譯者采用直譯加音譯的方式，譯出了“Purple Yin”，但是卻沒有用“needle”來翻譯“針”，而是突出了九轉(zhuǎn)紫陰針是一種有毒的暗器，至于是針還是飛鏢，觀眾可以通過電影畫面了解到。

（三）劍法、招式

《臥虎藏龍》中出現(xiàn)的招式是作者奇思妙想的產(chǎn)物，現(xiàn)實中不存在，也無從考究。譯者在翻譯時應(yīng)盡量采用音譯加注（直入式）或著釋譯（詮釋式）的方法。

例6：小心她的點穴。She is going to paralyze you.

點穴本為中醫(yī)針灸中的治療手段，作者卻賦予它神奇的功能。譯者采用釋譯法，突出了招式的功能。但筆者認為，這種譯法不能使譯語觀眾深刻的體會中國武術(shù)文化的博大。筆者建議將其改譯成“Mind her Dian Xue！”，再在畫面上方加入標注“Dian Xue：a Kongfu style to stop（paralyze）people.”

例7：你這“玄牝劍法”從哪里學(xué)來的？Where did you learn that“Xuan Pin”move？

電影中的“玄牝劍法”是武當派的劍法絕學(xué)，“玄牝”二字更是充滿了道教的哲思，無法用一兩句語言概括出來，譯語觀眾也沒有相應(yīng)的文化背景。因此，譯者采用了音譯法，讓電影蒙上了一層神秘的東方色彩。

（四）武術(shù)門派

例8：你是武當派的門人？You are being trained at Wudang？

《臥虎藏龍》中只出現(xiàn)了武當派這一個門派，電影中的人物與武當派都有千絲萬縷的聯(lián)系。電影對白是在問對方是否是武當派的弟子，譯者在處理“武當派”、“門人”這些譯語觀眾陌生的文化意象時，使用了直入式和阻斷式。筆者建議將對白改譯為“Are you a member of Wudang Family？”，保留原汁原味的武術(shù)文化，并且不影響譯語觀眾對電影的理解。

三.結(jié)語

武俠電影作為最有中國文化特色的電影類型之一，一直是國外認識中華武術(shù)文化的媒介。電影字幕中的武術(shù)文化有效地為觀眾提供了一個了解中華武術(shù)的平臺。因此，在中國文化走出去的時代大背景下，本文能在一定程度上，為中國武術(shù)文化對外傳播，起到一定的指導(dǎo)意義。

（作者單位：西華大學(xué)）

參考文獻：

[1]賈磊磊. 劍：中國武俠電影的“主題道具”及其文化價值觀[J]. 西南大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2008（03）.

[2]李運興. 字幕翻譯的策略[J]. 中國翻譯，2001（07）.

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摘 要：文章結(jié)合遼寧公共數(shù)字文化建設(shè)的實踐

>> 公共文化服務(wù)體系中的公共圖書館服務(wù)建設(shè)研究 淺議公共圖書館參與公共文化服務(wù)體系建設(shè)的策略 公共文化服務(wù)體系建設(shè)背景下公共圖書館面臨的機遇與挑戰(zhàn) 公共圖書館在公共文化服務(wù)體系建設(shè)中的創(chuàng)新與發(fā)展 公共文化服務(wù)體系中公共圖書館的地位與作用分析 西部地區(qū)公共圖書館服務(wù)體系建設(shè)的現(xiàn)狀與思考 公共圖書館服務(wù)體系建設(shè)的現(xiàn)狀與對策 公共圖書館服務(wù)體系建設(shè) 圖書館與公共文化服務(wù)體系建設(shè) 構(gòu)建以縣級公共圖書館為基礎(chǔ)的農(nóng)村公共文化服務(wù)體系 文化權(quán)利、公共文化服務(wù)體系與公共圖書館事業(yè) 公共文化服務(wù)體系中的公共圖書館服務(wù) 新疆高校圖書館參與公共數(shù)字文化服務(wù)體系建設(shè)的思考 關(guān)于公共文化服務(wù)體系建設(shè)中公共圖書館作用的探討 如何發(fā)揮公共圖書館在公共文化服務(wù)體系建設(shè)中的作用 新時期公共圖書館在公共文化服務(wù)體系建設(shè)中的作用 公共圖書館在公共文化服務(wù)體系中的位置 公共文化服務(wù)體系中的縣級公共圖書館發(fā)展研究 公共文化服務(wù)體系下的縣級公共圖書館發(fā)展探究 探究現(xiàn)代公共文化服務(wù)體系中的公共圖書館 常見問題解答 當前所在位置：l.

[3][6] 遼寧公共電子閱覽室：積極拓展公共文化服務(wù)有效途徑[EB/OL].[2012-02-17].http：///whhm_pd/yw_whhm/201202/t20120217_506717.shtml.

[4] 盧丹，吳麗杰.區(qū)域文獻資源共享 打造公共文化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)——遼寧省公共圖書館文獻資源合作網(wǎng)建設(shè)[A].2012中國——東盟文化論壇論文集[C].南寧，2012：252-260.

[5] 文化部，財政部.關(guān)于進一步加強公共數(shù)字文化建設(shè)的指導(dǎo)意見[Z].文社文發(fā)[2011]54號，2011.

[7] 石彩霞.論政府在地區(qū)公共圖書館服務(wù)體系建設(shè)中的作用[J].圖書館論壇，2010（3）：121-123.

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關(guān)鍵詞：服務(wù)器虛擬化 高校 數(shù)字校園

一、服務(wù)器虛擬化的基本概念及優(yōu)勢

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化校園乃至智慧校園是高校信息化發(fā)展的必然趨勢，學(xué)校規(guī)模的擴大和管理要求的提高需要綜合、高效、實用的信息系統(tǒng)支撐。對任何一個高校來說，這都是一個非常龐大和復(fù)雜的工作，由于校園數(shù)字化建設(shè)與應(yīng)用牽扯面寬、量大，包含了大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、事務(wù)管理、周邊模塊等多個子系統(tǒng)，需要一個部署簡便、聯(lián)通快捷、便于擴展的硬件平臺。在大多數(shù)情況下，硬件系統(tǒng)在整個數(shù)字化校園建設(shè)的資金投入中占據(jù)相當大的比重。因此，在規(guī)劃數(shù)字化校園系統(tǒng)硬件平臺時，必須合理考慮硬件設(shè)備的選型，在滿足應(yīng)用系統(tǒng)需求以及未來一段時間內(nèi)系統(tǒng)擴展需求的情況下，盡可能避免潛在的資源浪費。如果在解決這一問題上繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的思維模式，往往會聯(lián)系到服務(wù)器的增加、部署、互通互聯(lián)等內(nèi)容，有限空間內(nèi)物理設(shè)備數(shù)量的不斷增長、巨大的布線壓力、設(shè)備運行及運行環(huán)境的高耗能、頻繁部署應(yīng)用程序引發(fā)的兼容性與維護等問題都將長期困擾高校信息化建設(shè)的進程。隨著虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展和日益完善，越來越多的高校在數(shù)字校園建設(shè)中開始采用虛擬化技術(shù)對服務(wù)器進行整合，簡化資源管理方式、提高數(shù)據(jù)的能效和資源利用率，提升服務(wù)器的利用率等。因此，虛擬化技術(shù)以已成為當前各高校信息化建設(shè)中最為令人關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域之一。

通常來講，虛擬化技術(shù)是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運行，其優(yōu)勢在于，提高硬件的利用效率，簡化軟件的重新配置過程，允許在同一個硬件實體平臺上同時運行多個虛擬平臺系統(tǒng)，并且各虛擬平臺的應(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高硬件平臺的可用性、擴展性和工作效率。

就信息化建設(shè)實踐應(yīng)用來說，服務(wù)器虛擬化技術(shù)是指在一臺物理機上同時運行多個虛擬環(huán)境，因而在多個環(huán)境間共享這一臺服務(wù)器的資源，以達到提高計算機資源利用率的目的。相對于傳統(tǒng)的服務(wù)器架設(shè)而言，虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢在一個物理系統(tǒng)中能夠支持多個應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)，虛擬機與主機和其他虛擬機完全隔離。如果一個虛擬機崩潰，所有其他虛擬機不會受到影響，虛擬機之間不會泄露數(shù)據(jù)，而且應(yīng)用程序只能通過配置的網(wǎng)絡(luò)連接進行通信。完整的虛擬機環(huán)境保存為單個文件，便于進行備份、移動和復(fù)制，為應(yīng)用程序提供標準化的虛擬硬件，可保證其兼容性。

二、服務(wù)器虛擬化的實際應(yīng)用

1.實現(xiàn)了物理服務(wù)器的資源整合、高效利用

信息化建設(shè)的快速發(fā)展，使各種應(yīng)用如辦公系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、科技管理系統(tǒng)等等均對現(xiàn)有硬件資源產(chǎn)生了巨大的壓力。如果將用不同技術(shù)開發(fā)的網(wǎng)站及系統(tǒng)應(yīng)用放置在一臺服務(wù)器上，相互之間容易互相沖突。與此相對應(yīng)，某些獨立服務(wù)器的利用率不高，而這些利用率不高的服務(wù)器造成資源閑置浪費又占據(jù)了機房空間，為避免沖突又不能投入其他應(yīng)用，對信息化建設(shè)發(fā)展非常不利。

通過虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)了需要不同運行環(huán)境的業(yè)務(wù)系統(tǒng)在同一臺物理服務(wù)器中進行部署的可能性，令物理服務(wù)器的物理資源能得到更充分的共享利用，減少了物理服務(wù)器的數(shù)量。例如網(wǎng)站、辦公系統(tǒng)、防病毒系統(tǒng)等集中部署在同一臺服務(wù)器后，服務(wù)器硬件資源將可被上述系統(tǒng)充分利用，系統(tǒng)管理員只需集中確保該服務(wù)器硬件正常，即可基本保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)硬件環(huán)境正常。服務(wù)器虛擬化的核心觀點就是整合， 將所有虛擬化的服務(wù)器作為一個資源池進行管理， 因此在同一個資源池內(nèi)的操作， 無論是遷移還是平衡負載， 都不會出現(xiàn)服務(wù)中斷的情況， 網(wǎng)絡(luò)管理員只需要登錄單一的管理控制臺即可管理及監(jiān)控全局網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬環(huán)境。

同時，業(yè)務(wù)系統(tǒng)在運行過程中可能存在業(yè)務(wù)變更、地點遷移、系統(tǒng)升級等各種迫使應(yīng)用有潛在中斷服務(wù)可能性的維護管理工作。由于虛擬服務(wù)器的應(yīng)用系統(tǒng)具有可復(fù)制性，即在多個虛擬服務(wù)器上建立同樣的服務(wù)，還可以在不停機、不中斷服務(wù)的狀態(tài)下，遷移至另一臺物理服務(wù)器上，在出現(xiàn)問題時，極短時間即可恢復(fù)服務(wù)，這無疑為我們確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)可用性和服務(wù)連續(xù)性提供了一種有效手段。

2.降低了設(shè)備管理難度，提升工作效能

通過服務(wù)器虛擬化技術(shù)，數(shù)字化校園建設(shè)過程中的硬件部署工作大大簡化。在實際操作中，通過將不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)置于一個虛擬硬件平臺上，實現(xiàn)了對它們的統(tǒng)一管理。同時，通過使用虛擬機模板可以避免重復(fù)的安裝和配置工作，可重復(fù)使用的虛擬機映像使得部署新服務(wù)器工作變得方便快捷。創(chuàng)建一臺新的虛擬機的工作變得極為簡單，只需選擇合適的虛擬機模板，通過短短幾分鐘時間，便可完成一臺服務(wù)器的部署工作。

3.簡化了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的災(zāi)難恢復(fù)程序

通常，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)故障包括誤操作、數(shù)據(jù)丟失、應(yīng)用系統(tǒng)損壞、黑客破壞等等。數(shù)據(jù)應(yīng)用保護要求在發(fā)生任意一種事故時，都能快速地恢復(fù)到最近的正常工作點。通常采用的容災(zāi)策略有：應(yīng)用日志恢復(fù)、磁帶備份、陣列快照等，這些措施雖能實現(xiàn)一定的保護，但在程序和時間上都難以令人滿意。相比之下，虛擬服務(wù)器是與硬件無關(guān)的獨立體系，在虛擬機完成部署后，虛擬機軟件將業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨立生成一個對應(yīng)的虛擬機文件，任何一臺物理服務(wù)器，均可通過讀取該虛擬機文件，實現(xiàn)相應(yīng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的恢復(fù)。

實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化后，虛擬機軟件將整個系統(tǒng)，包括硬件配置、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用等以文件的方式保存在普通的存儲介質(zhì)中，并且可以通過自定義時間間隔執(zhí)行一次快照的方式不斷更新虛擬機文件，乃至復(fù)制多個副本。一旦虛擬服務(wù)器由于中毒、被黑或人為操作不當而導(dǎo)致操作系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至宕機，無須重新進行系統(tǒng)部署，只需復(fù)制克隆與業(yè)務(wù)系統(tǒng)環(huán)境相對應(yīng)的虛擬化文件，即可迅速恢復(fù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的運行，配合生產(chǎn)數(shù)據(jù)備份，可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)業(yè)務(wù)恢復(fù)。

三、服務(wù)器虛擬化應(yīng)注意的問題

1.服務(wù)器虛擬化不等于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用集成

雖然服務(wù)器虛擬化技術(shù)通過將硬件層抽象化，在主機上同時運行多個虛擬機，將分散的應(yīng)用系統(tǒng)在硬件層面上進行了整合，但并未改變各業(yè)務(wù)平臺在獨立的系統(tǒng)環(huán)境中運行的狀態(tài)。虛擬機將整個系統(tǒng)，包括硬件配置、操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序等封裝成一個文件，每一個虛擬機都與同在一臺主機上的其他虛擬機相隔離。 虛擬環(huán)境下的各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)對應(yīng)獨立的虛擬硬件資源環(huán)境，各系統(tǒng)仍然保留原有的應(yīng)用架構(gòu)。因此，從實際應(yīng)用的角度來看，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)仍然保持分散部署、分散運行的狀態(tài)，并未改變技術(shù)架構(gòu)標準不統(tǒng)一、運行環(huán)境復(fù)雜、系統(tǒng)間信息“孤島”現(xiàn)象明顯，并非完全意義上的應(yīng)用系統(tǒng)整合。

2.虛擬化后物理主機的安全問題更加突出

虛擬化之后，多個虛擬機運行在同一臺服務(wù)器主機上，意味著“多個雞蛋放在同一個籃子里”，雖然提高了服務(wù)器資源的利用效率，但同時也增加了因單臺服務(wù)故障導(dǎo)致更大損失的可能性。一旦物理主機存在漏洞或者受到攻擊，所有運行在這臺主機上的虛擬機都將面臨安全威脅。另外，虛擬化后每一臺物理主機上都會運行多個應(yīng)用程序來對外提供服務(wù)。這些應(yīng)用程序?qū)帄Z同一臺硬件服務(wù)器的處理器、內(nèi)存、帶寬和存儲等資源，在這個過程中一些關(guān)鍵的應(yīng)用程序可能會遇到網(wǎng)絡(luò)瓶頸和性能問題，嚴重時會因服務(wù)器負載過重而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

3.承載虛擬機的服務(wù)器對網(wǎng)絡(luò)傳輸有較高要求

雖然服務(wù)器虛擬化提升了服務(wù)器利用率，從總體上降低了成本、減少了能源消耗，實現(xiàn)了服務(wù)器資源的高效率應(yīng)用。但是，同時運行多個虛擬機的物理主機的業(yè)務(wù)吞吐量會極大增加，使得單位區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求可能比非虛擬化條件下增長十多倍甚至數(shù)十倍。虛擬化之前的服務(wù)器由于利用率低下，吞吐帶寬很低，業(yè)務(wù)流量經(jīng)過不斷匯聚后只有在網(wǎng)絡(luò)核心有一定的帶寬需求；而服務(wù)器虛擬化之后使得單臺服務(wù)器吞吐量大幅上升，在網(wǎng)絡(luò)接入層的帶寬需求已經(jīng)接近傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗，同時由于密集流量對網(wǎng)絡(luò)的沖擊，使得網(wǎng)絡(luò)在滿足高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的同時還要能夠應(yīng)對不確定的流量突發(fā)，因此在實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化時應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)的承受能力。

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關(guān)鍵詞 博物館;數(shù)字化;優(yōu)點,策略

一、博物館數(shù)字化的含義

博物館數(shù)字化是指博物館運用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等把博物館的各類收藏、研究、展示、娛樂及教育等用數(shù)字化的方式展示出來,服務(wù)于人類社會。

博物館數(shù)字化是以博物館物理實體為基礎(chǔ)的,通過數(shù)字技術(shù)再現(xiàn)和補充。具體地講,就是采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機構(gòu)內(nèi)部的信息,將傳統(tǒng)的博物館的日常活動和管理內(nèi)容等與計算機網(wǎng)絡(luò)緊密的結(jié)合,構(gòu)筑博物館大環(huán)境,創(chuàng)建博物館的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和虛擬化的新形象。

二、博物館數(shù)字化發(fā)展的必然性分析

博物館數(shù)字化包括藏品陳列、考古挖掘活動、文物保護及管理、科學(xué)研究、組織管理的人事和物流等。例如文物的整理盤點、出入庫記錄、色彩的修復(fù)及分析、文物碎片的拼接和演示、陳列品的安全措施等。

1、博物館數(shù)字化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及文化事業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果

現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,各行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)普及和應(yīng)用,博物館順應(yīng)科技潮流,擺脫傳統(tǒng)的束縛,進行數(shù)字化革命,使得社會科學(xué)和自然科學(xué)進一步交叉融合,使文化傳播結(jié)合高科技創(chuàng)造出嶄新的領(lǐng)域,從博物館功能和組織管理上實現(xiàn)再定位,適應(yīng)現(xiàn)代信息化社會的需求。隨著國際機構(gòu)對文化遺產(chǎn)概念的近一步探討,除了對文物實體的靜態(tài)結(jié)果的研究之外,人們開始關(guān)注文物研究的動態(tài)過程,研究文物的技術(shù)和形成過程,可見,文化事業(yè)的深入發(fā)展,也是博物館數(shù)字化的必然結(jié)果。

2、博物館數(shù)字化是組織管理工作發(fā)展的必然要求

博物館使用網(wǎng)絡(luò)化辦公,辦公人員通過網(wǎng)絡(luò)處理電子郵件、異地事件、展品信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸、簡約的數(shù)據(jù)存儲等提高了工作效率;同時通過網(wǎng)絡(luò)進行文化交流、社會調(diào)查、方案征集研討等,擴大了交流面積,帶動了社會力量的參與,通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了高速、高效的辦公業(yè)態(tài),節(jié)省了物力、人力、時間和空間,不僅節(jié)省成本還大大優(yōu)化了工作組織系統(tǒng),促進博物館事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

3、博物館數(shù)字化在對外信息展示上的優(yōu)點

博物館數(shù)字化在對外信息展示方面的優(yōu)點包含兩方面,一是互聯(lián)網(wǎng)的信息展示優(yōu)點,另一方面是現(xiàn)場參觀群眾的信息展示優(yōu)點。

(1)、博物館數(shù)字化通過互聯(lián)網(wǎng)信息形式的展示優(yōu)點

博物館數(shù)字化使物理空間減小,手續(xù)簡化,且方便群眾參閱。博物館數(shù)字化是虛擬和現(xiàn)實的結(jié)合,大量的數(shù)據(jù)信息存儲在磁盤的存儲器中,通過計算機網(wǎng)絡(luò)形成一個聯(lián)機系統(tǒng),節(jié)省了物理空間;利用博物館的數(shù)字虛擬化,參觀人員可以不用直接和博物館的工作人員見面,通過網(wǎng)絡(luò)在線咨詢,網(wǎng)絡(luò)辦理相關(guān)手續(xù),便可以參觀瀏覽博物館的各種藏品和其相關(guān)介紹,提前得知博物館最近展覽活動等節(jié)省了時間,實現(xiàn)了文化與休閑,技術(shù)與研究的雙相結(jié)合。

(2)博物館數(shù)字化對現(xiàn)場觀眾的信息展示優(yōu)點。根據(jù)現(xiàn)場觀眾的喜好等因素,運用多媒體現(xiàn)場導(dǎo)讀和視頻點播介紹,以便現(xiàn)場觀眾檢索自己感興趣的展覽區(qū)塊,方便快捷的到展室選看自己喜歡的展品。

4、博物館數(shù)字化的各種形式信息的運用,提高了文物的展出率和展出效果。數(shù)字化的展覽客服了現(xiàn)實文物與藏品的陳列受資金和展室的限制,藏品展出的比例較小,而通過數(shù)字化,可以利用虛擬的空間、圖像及聲音等多媒體技術(shù)進行網(wǎng)上陳列和精品介紹,滿足了參觀者的多種需求。

5、博物館數(shù)字化有利于文化的快速傳播和信息交流,也是保持和延續(xù)文化遺產(chǎn)的最佳手段。

一方面,通過網(wǎng)絡(luò)可以查閱各件藏品的數(shù)據(jù)、圖片、描述、視頻影像、三維模擬展示等詳細信息,比較直觀,通過3D動態(tài)過程強化了感性體驗,彌補了傳統(tǒng)展覽形式的單調(diào)。另一方面,博物館是文化遺產(chǎn)的收藏地,博物館數(shù)字化對藏品的管理,建立數(shù)字檔案和無形資產(chǎn)的收藏,減少藏品實物的流通次數(shù),降低損耗,減少丟失竊風(fēng)險,同時借助數(shù)字化的加工和資源共享,使學(xué)術(shù)研究更深入和廣泛。

6、博物館數(shù)字化,業(yè)內(nèi)人士把其優(yōu)勢總括為三個基本方面

(1)、博物館的數(shù)字化使其管理更加智能化。以自動化技術(shù)為主,樓宇自動化及消防系統(tǒng)等建立起的文物環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),以及為文物保護而專門研制的裝置系統(tǒng)等科學(xué)而簡約的完成了文物的智能化管理。

(2)、博物館數(shù)字化使信息化優(yōu)勢增強。由信息的快速交流而實施伴隨的博物館工作體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整和相關(guān)制度的提高,辦公系統(tǒng)自動化、文物藏品數(shù)據(jù)庫的科學(xué)化和文物修復(fù)工作的專業(yè)化等均是其體現(xiàn)。

(3)、博物館數(shù)字化使文物知識工程更加標準化。使分類、定名、術(shù)語、方法、標記、環(huán)境、鑒定、語言處理等更加完善和貼切。

三、博物館數(shù)字化發(fā)展的新策略

1、博物館數(shù)字化發(fā)展技術(shù)是其關(guān)鍵

采用高科技支持系統(tǒng),諸如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)、信息抽取技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)等虛擬現(xiàn)實技術(shù),建立各種數(shù)字資源整合,不僅對展品的科學(xué)管理,又給博物館的參觀者創(chuàng)造了逼真的境界。高科技是博物館數(shù)字化的基礎(chǔ)和保證,數(shù)字技術(shù)的資源整合則是博物館數(shù)字化發(fā)展的重要措施,。

2、人才引進與培養(yǎng)是博物館數(shù)字化發(fā)展的能動因素

提高現(xiàn)有博物館工作人的素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平,定期培訓(xùn)科學(xué)技術(shù)和管理內(nèi)容,提高員工的積極性,保證博物館數(shù)字化的順利進行,同時引進行業(yè)領(lǐng)域的高科技人才,借助社會公共資源的專業(yè)力量,做好博物館的數(shù)字化建設(shè),促進博物館數(shù)字化的發(fā)展?？梢?“以人為本”的理念應(yīng)始終貫穿博物館數(shù)字化建設(shè)的全過程。

四、結(jié)論

總之,博物館數(shù)字化發(fā)展的必然趨勢是社會進步的體現(xiàn),博物館數(shù)字化也是非常有意義的一項工程。無論是博物館在組織機構(gòu)辦公上,還是參觀者對文物的文化交流上,亦或者是文物考古研究上博物館數(shù)字化的應(yīng)用確實給我們帶來了便利和好處,我們堅信,隨著博物館數(shù)字化的建設(shè),會有更多的驚喜。

參考文獻

[1]李靜華.數(shù)字化博物館與博物館的信息化建設(shè)[J].邊疆經(jīng)濟與文化.2009年第9期

篇8

一、文獻多媒體化；

二、文物虛擬現(xiàn)實化；

三、史料極大豐富；

四、計算機網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)成為史料學(xué)的命脈，等。具體材料請詳見：

提要：隨著信息技術(shù)的進步，史料數(shù)字化已成潮流。把史料分為歷史文獻和史跡遺存兩類進行研究，提出了建立對應(yīng)的數(shù)字圖書館和數(shù)字博物館的解決方案，并對實現(xiàn)這一方案的具體技術(shù)從理論到實踐作了歸納和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：史料；數(shù)字化；數(shù)字博物館；虛擬現(xiàn)實

緣起

史料包括歷史文獻與史跡遺存，是史學(xué)研究的基礎(chǔ)。中國歷史悠久，歷代文獻遺物浩如煙海，近現(xiàn)代又有大批新史料發(fā)現(xiàn)與累積。史學(xué)界對史料的整理和研究歷來非常重視。王國維使用兩重證據(jù)法，“取地下之實物與紙上之遺書辨證，取異族之故書與吾國之故籍互相補證，取外來之觀念與固有之材料互相參證”，進行古史新證，解決了許多重大史學(xué)問題。顧頡剛等“古史辨”派以疑古辨?zhèn)螢樽谥?，進行了系統(tǒng)的古史辨?zhèn)?，“古史辨”作為對“古書”與“古事”的—種史料考訂工作，頗有意義。[1]以傅斯年為代表的史料學(xué)派提出了“史學(xué)即是史料學(xué)”的觀點，傅氏認為：“只要把材料整理好，則事實自然顯明了。一分材料出一分貨，十分材料出十分貨，沒有材料便不出貨”，他們徹底從故紙堆中脫身而出，宣稱不讀書只找材料，“上窮碧落下黃泉，動手動腳找東西”，[2]在考古等領(lǐng)域很快取得舉世矚目的成績，一舉超越前人的成就。陳寅恪和陳垣等諸先生也都十分重視史料，把考實作為治史方法的前提。郭沫若、呂振羽、、侯外廬、范文瀾等先生高舉史學(xué)觀之利器，“將歷來為封建學(xué)者所湮沒、改造、曲解的古代史料，加以重新辨別、整理和闡發(fā)”，開辟了中國歷史研究的新途徑。

人類已經(jīng)進入信息時代，我們現(xiàn)在不僅面臨著用新技術(shù)來整理舊史料的問題，而且隨著考古新發(fā)現(xiàn)的不斷涌現(xiàn)和科技的發(fā)展，史料的容量和形式急劇膨脹。以何種方法處理、存儲史料，并且能夠讓學(xué)者從中方便迅速地檢索和得到所需的信息，是當前史料學(xué)的一個大問題。

數(shù)字化是史料處理的必由之路。第一，把各種史料統(tǒng)一為計算機數(shù)據(jù)，方便存儲和檢索；第二，使史料的物理體積大大縮小，方便攜帶；第三，可以低成本無差錯拷貝，方便傳播和普及。目前，不論是印刷文檔、手寫稿，還是電子文檔、音像文件、甚至于遺址與文物，越來越多的史料逐漸被數(shù)字化，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫（Datawarehousing）、數(shù)據(jù)集市(Datamart)、數(shù)據(jù)采集（Datamining）等新概念和信息數(shù)字化處理方法，逐步形成了大數(shù)據(jù)量存儲和管理模式。全球范圍內(nèi)，建立史料數(shù)據(jù)庫逐步成為潮流。聯(lián)合國推動MemoryoftheWorld計劃以挽救某些瀕臨滅絕的人類文明，西方各國也無不積極推動數(shù)字圖書館、數(shù)字博物館或數(shù)字典藏建設(shè)，如：美國有國會圖書館的AmericanMemory計劃和六所大學(xué)所主導(dǎo)的數(shù)字圖書館計劃等；加拿大有國家數(shù)字典藏計劃(Canada’sNationalDigitalCollections)；日本和IBM合作的數(shù)字博物館計劃；大英圖書館的敦煌數(shù)據(jù)數(shù)字化計劃等，不勝枚舉。自上世紀90年代中期以來，因特網(wǎng)技術(shù)對整個社會的影響程度全面加深，信息科技已然啟開了社會全面急速變遷的序幕。借助網(wǎng)絡(luò)之一利器，分散在世界各地的史料數(shù)據(jù)資源得以有效整合，因特網(wǎng)已經(jīng)成為一個超大型的史料數(shù)據(jù)庫。但是，從總體來看，史料數(shù)字化的研究和實踐才剛剛起步，還處于探索階段，因此，對史料數(shù)字化進行整體的研究是很有必要的。

下面，把史料按照其性質(zhì)分為兩類進行討論，其一為人類精神產(chǎn)品類史料——文獻；其二為物質(zhì)產(chǎn)品類史料——文物。

歷史文獻的數(shù)字化

歷史文獻作為人類精神產(chǎn)品，具有可復(fù)制性和可移植性，并且必須依托載體而存在。國家標準局批準公布的GB4894—85《情報與文獻工作詞匯——基本術(shù)語》定義道：“文獻是記錄有知識的一切載體”。根據(jù)這一標準定義，歷史文獻就是以文本、圖形、符號、音像、軟件等各種形式固化在一定物質(zhì)載體上的歷史資料，其物質(zhì)載體為：紙、膠片、磁帶、光盤等。歷史文獻數(shù)字化的目標是將原來在各種物理載體上存儲的信息，統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)樽罨镜谋忍兀?和1來表示，成為計算機可以識別的數(shù)據(jù)。

歷史文獻數(shù)字化的終極形式為數(shù)字圖書館的出現(xiàn)。所謂數(shù)字圖書館，就是利用現(xiàn)代信息技術(shù)對有價值的圖像、文本、語音、音響、影像、影視、軟件和科學(xué)數(shù)據(jù)庫等多媒體信息進行收集，組織規(guī)范性的加工和壓縮處理，使其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，然后通過計算機技術(shù)進行高質(zhì)量保存和管理，實施知識增值，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)進行高效、經(jīng)濟地傳播、接收，使用戶可以在任何時間、任何地點，都能從網(wǎng)上得到各種服務(wù)，為公民的終身學(xué)習(xí)機會做出貢獻，成為國家的知識基礎(chǔ)設(shè)施。[3]

建立數(shù)字圖書館的關(guān)鍵在于以統(tǒng)一的標準和規(guī)范為基礎(chǔ)，表現(xiàn)為同一類型文件格式的統(tǒng)一。當前，數(shù)字圖片格式主要有BMP、GIF、JPG、PCX、TGA、TIF等；數(shù)字音頻格式有WAV、MP3、MIDI等；數(shù)字視頻格式有mpg、mov、avi、rm等；網(wǎng)頁格式有html,vrml，xml，sgml等；數(shù)據(jù)庫有Oracle,SQLServer,Sybase,DB2,Informix,Access等。文獻數(shù)字化的過程中一般采取最通用的文件格式，這樣既便于為最多的人服務(wù)，又便于數(shù)據(jù)的升級。數(shù)字圖書實現(xiàn)形式主要有兩種：一是采用掃描錄入方式將書籍資料按原貌逐頁存儲為圖象文件；二是以文本方式存儲文獻內(nèi)容，輔之以全文檢索系統(tǒng)構(gòu)成全文檢索數(shù)據(jù)庫。前一種方式適合古籍善本和以往出版圖書的數(shù)字化，后一種適合新出版圖書的數(shù)字化。

建立數(shù)字圖書館的設(shè)想首先由美國人提出，1994年6月，美國召開了“第一屆數(shù)字圖書館理論與實踐年會”。同年9月，美國國家科學(xué)基金會（NSF）、國家宇航局（NASA）和國防部高級研究署(AKPA)聯(lián)合公布了一項為期4年、投入2440萬美元的《數(shù)字圖書館啟動計劃》（DLI，DigitalLibraryInitiative），在斯坦福大學(xué)、密西根大學(xué)、伊利諾斯大學(xué)、卡耐基-梅隆大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校和圣·巴巴拉分校等6所高校進行數(shù)字圖書館的分項研究。同年10月，美國國會圖書館推出數(shù)字化項目，領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)全國的公共圖書館、研究圖書館，將其收藏的圖書、繪畫、手稿、照片等轉(zhuǎn)換成高清晰度的數(shù)字化圖像并存儲起來，通過互聯(lián)網(wǎng)供公眾利用。繼美國之后，英國、法國、日本、德國等西方發(fā)達國家以及亞洲的新加坡、韓國也先后提出各自的數(shù)字圖書館計劃，投入巨額實施資金。

我國數(shù)字圖書館建設(shè)開始于1997年，北京圖書館作為國家圖書館，經(jīng)國家計委批準建立了“中國試驗型數(shù)字圖書館”項目，并開展了與此有關(guān)的專題科研。同年12月，我國民營計算機高科技企業(yè)北京世紀超星信息技術(shù)有限公司將其遠程圖書瀏覽器安裝到瑞得在線網(wǎng)站上，創(chuàng)建了國內(nèi)首家以圖像存儲為主的數(shù)字圖書館——超星數(shù)字圖書館，此后，國家連續(xù)實施了“中國數(shù)字圖書館工程”和“中國數(shù)字圖書館示范工程”，國內(nèi)各大圖書館和高校紛紛跟進，掀起了一股數(shù)字化潮流。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)的中文數(shù)字圖書館已達數(shù)百家之多，以學(xué)術(shù)專業(yè)書籍為主要內(nèi)容的超星數(shù)字圖書館的數(shù)字圖書已超過到40萬種，中國數(shù)字圖書館也已達20萬種以上。此外，書生之家“中國圖書網(wǎng)”和方正apabi數(shù)字圖書館也都非常有實力。

目前，我國科技期刊的全文數(shù)據(jù)庫主要有“中國期刊網(wǎng)”、“萬方數(shù)字化期刊網(wǎng)”和“維普中文科技期刊全文數(shù)據(jù)庫”等，以中國期刊網(wǎng)為例，收有幾年來5300種期刊的全部文章，重要期刊幾乎被網(wǎng)羅殆盡。

除此之外，因特網(wǎng)上一些小型的數(shù)字書庫更是數(shù)不勝數(shù)，如：香港中文大學(xué)中國文化研究所“華夏文庫”及“古文獻資料庫”；臺灣的漢學(xué)研究中心典藏目錄及數(shù)據(jù)庫，包括典藏國際漢學(xué)博士論文摘要資料庫、明人文集聯(lián)合目錄及篇目索引資料庫、兩漢諸子研究論著目錄資料庫、經(jīng)學(xué)研究論著目錄資料庫、敦煌學(xué)研究論著目錄資料庫、外文期刊漢學(xué)論著目次資料庫、國際漢學(xué)資源機構(gòu)錄資料庫，可進行資料庫整合查詢；北京書同文數(shù)字化技術(shù)有限公司的《四庫全書》、《四部叢刊》、《康熙字典》的電子版等等。[4]千萬不要小看這些局部的文獻數(shù)字化工作，集腋成裘，聚沙成塔，這些數(shù)據(jù)經(jīng)因特網(wǎng)而整合為一體，完全不受其物理距離的影響，從長遠看，分散的學(xué)術(shù)單位與個學(xué)者是文獻數(shù)字化的真正主力軍，整個因特網(wǎng)，就是一個大的數(shù)字圖書館集合。

文物史料的數(shù)字化

文物為人類有形的史跡遺存，它具有不可復(fù)制性和唯一性。根據(jù)中華人民共和國文物保護法（修正本）第二條之規(guī)定，文物包括以下內(nèi)容：（一）具有歷史、藝術(shù)、科學(xué)價值的古文化遺址、古墓葬、古建筑、石窟寺和石刻；（二）與重大歷史事件、革命運動和著名人物有關(guān)的，具有重要紀念意義、教育意義和史料價值的建筑物、遺址、紀念物；（三）歷史上各時代珍貴的藝術(shù)品、工藝美術(shù)品；（四）重要的革命文獻資料以及具有歷史、藝術(shù)、科學(xué)價值的手稿、古舊圖書資料等；（五）反映歷史上各時代、各民族社會制度、社會生產(chǎn)、社會生活的代表性實物。具有科學(xué)價值的古脊椎動物化石和古人類化石同文物一樣受國家的保護。需要注意的是第四款規(guī)定的革命文獻資料以及手稿、古舊圖書資料等為文物與對史料的分類并不矛盾，這類文物其內(nèi)容為文獻，其物質(zhì)載體為文物。

文物作為史料的價值，在于其中包含的歷史信息。所以對文物信息的擷取與整理一直受到人們的重視。如對甲骨文的墨拓、整理而成的《甲骨文合集》，如對青銅器進行整理而成的《兩周金文辭大系圖錄考釋》，這些信息擷取成果目前大多以文獻的形式而存在?，F(xiàn)代以來，經(jīng)科學(xué)考古而發(fā)現(xiàn)的遺址和遺物都有詳細的考古報告。報告中的繪圖形式有平面圖、剖面圖、結(jié)構(gòu)圖、局部圖、分解圖、透視圖以及器物繪畫等；照相有地貌全景、發(fā)掘區(qū)全景、不同角度和感光的遺物特寫，其他如專業(yè)技術(shù)鑒定報告、文物修復(fù)與模型制作、拓印圖片等等，有的還附有航拍圖片和電影、錄像?？脊艌蟾媸菍ξ奈锃h(huán)境、外觀、結(jié)構(gòu)、尺寸、顏色、紋理、成份、氣味等信息的全面擷取。文物的數(shù)字化即為文物信息的數(shù)字化。

文物數(shù)字化的終極形式為數(shù)字化博物館，最新技術(shù)為虛擬現(xiàn)實（virtualreality）。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是上世紀90年代以來為科學(xué)界和工程界所廣泛關(guān)注的技術(shù)。它利用計算機生成一種模擬的實物與環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接自然交互。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)生首先源于軍事訓(xùn)練的需要，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、航海、醫(yī)學(xué)訓(xùn)練，建筑和環(huán)境規(guī)劃，影視制作，甚至于核試驗的虛擬。對大眾來說，最切身的感受是虛擬現(xiàn)實技術(shù)使我們在電影侏羅紀公園中看到了栩栩如生的恐龍?，F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)做到了網(wǎng)絡(luò)的分布式互動，支持多人實時通過網(wǎng)絡(luò)進行交互活動，每個用戶在一個虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，通過計算機與其它用戶進行交互動作，并共享信息。我們可以在許多網(wǎng)吧中看到玩“大地勇士”游戲的青年，他們同分布在世界各地的人們在虛擬的“埃及金字塔”中進行激烈槍戰(zhàn)。

文物的虛擬現(xiàn)實只是靜態(tài)實物的虛擬，因此，在技術(shù)實現(xiàn)上要容易得多，我們把所有依據(jù)科學(xué)考古而得到的文物信息輸入計算機，就能借助虛擬現(xiàn)實生成程序來“制造”出三維的虛擬現(xiàn)實文物，借助這一技術(shù)，許多不易接觸、難得一見的歷史文物可以被普通學(xué)者摩挲于股掌之間。另外，使用360度全景攝影技術(shù)拍攝的高質(zhì)量圖像也可以生成逼真的虛擬情景，從而使得用戶可以使用普遍微機通過鼠標和鍵盤真實的感受到和虛擬現(xiàn)實一樣效果，不過它的人機交互性能要差許多。在日本早稻田大學(xué)網(wǎng)站，我們可以看到該校建筑學(xué)系編纂的從1996年到2002年對埃及PyramidsofDahshur的8次考古發(fā)掘報告，其中包括了用vrml技術(shù)制作的虛擬現(xiàn)實墓室結(jié)構(gòu)和用QuickTimeVRPanorama全景攝影技術(shù)制作的金字塔外部環(huán)境。

我國的數(shù)字博物館建設(shè)和文物數(shù)字化工作已經(jīng)開始起步，故宮博物院是具有600年歷史、8000座殿宇樓閣、百萬件文物的我國最大博物館，其網(wǎng)站于2001年7月16日開通，最初只收錄了各類圖片4000余張，實現(xiàn)了文物影像的細節(jié)瀏覽和虛擬展廳的360度旋轉(zhuǎn)展示[5]。到了2002年7月30日，由中國故宮博物院和日本凸版印刷公司共同建立的故宮文化遺產(chǎn)數(shù)字化應(yīng)用研究所召開記者招待會，宣布以故宮太和殿為中心的紫禁城虛擬現(xiàn)實工程目前進展順利[6]。這說明故宮文物的數(shù)字化工作已經(jīng)進入了虛擬現(xiàn)實的實質(zhì)性階段。北京四方臺數(shù)字技術(shù)有限公司使用360度全景攝影技術(shù)，已經(jīng)制作了所有中國世界遺產(chǎn)的虛擬實景，此外他們還制作了中國古城鎮(zhèn)民居、中國歷史文化名城、寺廟及宗教建筑等虛擬實景專題。臺灣今年啟動了“數(shù)位典藏國家型科技計劃”，其專題內(nèi)容包括：“臺灣建筑史”、“不朽的殿堂—漢代的墓葬與文化”、“玄奘西域行”、“商王大墓重現(xiàn)”、“火器與明清戰(zhàn)爭”等等，在實施過程中，虛擬現(xiàn)實就是其中的一種重要技術(shù)手段[7]。使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以重現(xiàn)已經(jīng)不存在的歷史人物、建筑、地理環(huán)境等。今年1月，中國刑警學(xué)院法醫(yī)系教授趙成文，依據(jù)古長沙國丞相夫人辛追顱骨的X光片、出土?xí)r拍攝的面部照片，以及長沙市馬王堆漢墓帛畫和相關(guān)歷史文獻資料，使用自己研制的警星CCK－3型人像模擬系統(tǒng)成功地復(fù)原了這一2000多年前的人物相貌，雖然這一技術(shù)還有待完善，但是不能否認它很好的發(fā)展前景。總體看來，數(shù)字博物館的建設(shè)正在受到人們的重視，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)也處于發(fā)展與普及過程之中。

迎接史料數(shù)字化時代

要之，無論文獻數(shù)字化和文物數(shù)字化，歸根結(jié)底，就是把史料統(tǒng)一為計算機數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)而整合成為一個大的史料數(shù)據(jù)庫。

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，史料學(xué)正在孕育并發(fā)生著重大的變革。新史料學(xué)有四個基本特點：

一、文獻多媒體化；

二、文物虛擬現(xiàn)實化；

三、史料極大豐富；

四、計算機網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)成為史料學(xué)的命脈。史料數(shù)字化的時代已經(jīng)到來。讓我們張開雙臂去迎接她吧！新晨

參考文獻：

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[3]2002年數(shù)字圖書館國際論壇及工程項目洽談會網(wǎng)站.數(shù)字圖書館的歷史與演變[EB/OL].

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[5]蘇敏.故宮走進數(shù)字時代[N].中國青年報，2001-7-17

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【關(guān)鍵詞】：博物館；數(shù)字技術(shù)；傳統(tǒng)技術(shù)

所謂數(shù)字展覽技術(shù)主要集結(jié)了多種優(yōu)勢特點于一身，并不會受到時間、空間等因素的限制，具有更強的直觀性以及便捷性。數(shù)字展覽技術(shù)能夠綜合處理文本、動畫、圖象、音頻和視頻等多種信息，將其應(yīng)用于博物館展覽過程中，比傳統(tǒng)展覽技術(shù)相比更能夠有效增強展品的細節(jié)表現(xiàn)、展示展品的原生環(huán)境、以動態(tài)過程直觀展現(xiàn)、提高展覽的互動效果。

一、博物館展覽中數(shù)字展覽技術(shù)與傳統(tǒng)展覽技術(shù)的對比

博物館展覽活動中所展出的文物均具有較高的價值，所以在傳統(tǒng)的博物館展覽過程中，出于保護文物安全方面的考慮，而限制了展品的活動空間。在這情況下，觀眾與文物之間存在著明顯的隔閡，不僅降低了觀眾的體驗質(zhì)量，也為博物館增加了陳列難度。而應(yīng)用數(shù)字化展覽技術(shù)，采用觸控屏、影院系統(tǒng)和虛擬實現(xiàn)等方式，能夠增強博物館展品的直觀性。同時，通過數(shù)字技術(shù)中的視頻和音頻技術(shù)能夠準確的呈現(xiàn)展品的相關(guān)信息，有效改變了傳統(tǒng)展覽中需實物加文字的陳列方式，提升了展覽的趣味性，能夠有效激發(fā)觀眾的主動參與意識。具體來說，數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)展覽技術(shù)相比，有著如下幾點優(yōu)勢。

（一）數(shù)字展覽技術(shù)與傳統(tǒng)展覽技術(shù)相比，有利于增強展品的細節(jié)表現(xiàn)

采用數(shù)字化技術(shù)開展展覽活動，有助于觀眾獲取更好的體驗。其中，尤其是數(shù)字化技術(shù)中的三維物體展示技術(shù)，能從不同方向、不同角度向觀眾進行藏品展示，甚至可展示出展品內(nèi)部中的不可見部分，觀眾的體驗也更加完整。此外，現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)還支持局部放大功能，通過放大文物展品的局部部位，能將作品中的細微特征更清晰的展示在觀眾面前，這是傳統(tǒng)展覽技術(shù)所無法達到的。例如，首都博物館就曾使用三維模型展示技術(shù)來展示夔金銅佛像，觀眾在參觀過程中可以自主的切換觀看的角度，大幅度增強了展品細節(jié)的觀看。

（二） 數(shù)字展覽技術(shù)與傳統(tǒng)展覽技術(shù)相比，有利于展示展品的原生環(huán)境

博物館中，無論文物或藏品都與其原生的環(huán)境有著密切的關(guān)聯(lián)。通過對藏品原生環(huán)境的研究，能獲取相關(guān)藏品的自然、社會以及歷史等背景信息，是研究藏品隱藏信息的重要途徑。展品被收入博物館的同時也切斷了展品與原生環(huán)境之間的聯(lián)系。傳統(tǒng)展覽方式無法展覽展品的原生環(huán)境，而通過現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)中的視頻技術(shù)，能很好的解決這一問題，從而將展品的原生環(huán)境生動的展示在觀眾面前。例如，中國古船博物館在展示古船的過程中，通過視頻將古船打撈錢在海底的狀態(tài)與其所處環(huán)境形象的展示在觀眾面前，有利于觀眾獲得更加直觀的體驗。

（三） 數(shù)字展覽技術(shù)與傳統(tǒng)展覽技術(shù)相比，有利于將展品以動態(tài)過程直觀展現(xiàn)

博物館舉辦展覽活動的目的，不僅僅是要展示單個作品或某件文物，而是要通過作品表達其背后的故事，如與展品相關(guān)的歷史事件等。就以“失臘法”為例，若采用傳統(tǒng)的展示方式，只是應(yīng)用圖示或模型的方式來表達，而這種方式需觀眾對相關(guān)知識有一定的了解，否則也很難理解背后的文化。而采用數(shù)字化技術(shù)中的影像或三維動畫技術(shù)，便能將該工藝的制作流程、變化過程以動態(tài)的方式生動、準確的展示在觀眾面前。

（四）數(shù)字展覽技術(shù)與傳統(tǒng)展覽技術(shù)相比，有利于提高展覽的互動效果

隨著時代的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)已廣泛運用到人們的日常生活中，在一定程度上改變了人們的日常生活方式和接受信息的習(xí)慣，而傳統(tǒng)博物館所采取的展示手段已逐漸無法滿足現(xiàn)代社會人們的需求。因此，在博物館展覽中利用數(shù)字展覽技術(shù)，能夠充分激發(fā)觀眾的主動參與意識，將觀眾從被動接受信息轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極參與的狀態(tài)，提升了觀眾的參與興趣。例如，博物館在展出藏品《唐人宮樂圖》時，通過利用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)，觀眾可通過點擊畫面中宮女手中的樂器來產(chǎn)生相應(yīng)的樂聲。不僅讓畫作的內(nèi)容更加生動，也激發(fā)了觀眾的參與熱情，更提升了博物館的展覽效果。

二、結(jié)論

綜上所述，傳統(tǒng)博物館的展覽方式過于單一，這也使得本身枯燥的展品顯得更加沒有吸引力。而隨著時代的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)，博物館展覽也應(yīng)積極創(chuàng)新，采用先進的數(shù)字技術(shù)增強博物館展覽的吸引力，讓博物館在數(shù)字化技術(shù)的引導(dǎo)下大放異彩。

參考文獻

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[2] 黃秋野. 數(shù)字技術(shù)對博物館展覽方式發(fā)展的影響[J]. 中國科技博覽， 2008（22）：80-81.

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2001年起，在國家教育部《面向21世紀教育振興行動計劃》之“現(xiàn)代遠程教育工程”中央財政專項資助下，山東大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、考古系、博物館經(jīng)過多年的合作，采用網(wǎng)絡(luò)、人機交互、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字水印等眾多計算機技術(shù)，研發(fā)了文物信息管理系統(tǒng)、網(wǎng)站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、虛擬博物館協(xié)同設(shè)計與漫游系統(tǒng)等系列軟件，實現(xiàn)了1萬余件文物的數(shù)字化，生成文字、圖像、音頻、視頻以及三維模型和場景等多媒體內(nèi)容，建立了“山東大學(xué)考古數(shù)字博物館”。

下面主要圍繞建設(shè)山東大學(xué)考古數(shù)字博物館所涉及的數(shù)字內(nèi)容生成、內(nèi)容管理、內(nèi)容展示及內(nèi)容安全四方面介紹所用到的部分計算機技術(shù)。

1數(shù)字內(nèi)容生成

山東大學(xué)數(shù)字博物館的文物標本延續(xù)時間長，質(zhì)地多樣，涉及文獻資料眾多。根據(jù)以上特點，在數(shù)字化工作過程中，首先由考古學(xué)及博物館專家對藏品進行以遺址、質(zhì)料、年代等為單位的分類編目與文字資料撰寫；同時對古代遺址資料及考古學(xué)相關(guān)信息，包括考古學(xué)小辭典、考古過程、考古名家等加以整理，使數(shù)字博物館瀏覽者全面了解考古博物館的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上對博物館資源進行數(shù)字化?？脊艛?shù)字博物館的數(shù)字內(nèi)容式豐富，包括了文字錄入、拍照、錄像與錄音、三維建模等。

(1)文物的三維建模技術(shù)

采用三維掃描技術(shù)重構(gòu)高分辨率的三維虛擬文物。三維掃描的基本過程包括將物理物體的形狀和表面特征加以數(shù)字化，將多個部分模型融合成一個完整的模型并為模型貼上相應(yīng)的材質(zhì)，構(gòu)建出高分辨率的虛擬物體。由于山東大學(xué)考古數(shù)字化博物館重構(gòu)的都是珍貴文物，因此采用了加拿大InSpeck公司的InSpeck3D-DF(非接觸式的結(jié)構(gòu)光技術(shù))三維掃描儀對文物進行三維掃描，完成了100余件文物珍品的三維建模。

(2)文物的復(fù)原技術(shù)

考古挖掘現(xiàn)場通常出土成千上萬的文物碎片，考古人員需要將其拼接成一個個完整的文物。這一工作主要靠手工完成，既耗費時間，又容易破壞文物，因此我們研究采用計算機技術(shù)輔助完成文物修復(fù)。計算機輔助修復(fù)一般需要以下幾個主要步驟：①文物碎片的獲取，通過三維掃描技術(shù)獲取文物碎片的三維模型并進行去噪等處理；②文物碎片分類，根據(jù)幾何特征和顏色紋理等信息，把來自同一文物的大量碎片歸為一類；③文物碎片拼接，在分類的基礎(chǔ)上對碎片進行局部匹配和全局匹配；④文物修補，補全丟失的幾何和紋理信息。其中分類是拼接和修補的基礎(chǔ)。我們研究了修復(fù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，提取旋轉(zhuǎn)體文物(很多文物一般都在旋轉(zhuǎn)盤上手工制成)的幾何特征和拼接方法，為考古人員拼接修復(fù)文物提供幫助。

(3)場景的三維建模技術(shù)

博物館建筑、古代墓葬遺址等場景需要采用合適的技術(shù)構(gòu)建三維模型。在建模過程中，像樓宇等較規(guī)則模型主要采用的是簡單幾何體并拼貼紋理的方法。為了加快構(gòu)建速度，我們采用計算機支持的協(xié)同設(shè)計技術(shù)開發(fā)了虛擬博物館協(xié)同設(shè)計平臺，支持不同知識背景的專家共同參與虛擬博物館的建設(shè)，對不同展廳進行主題布展，在布展過程中也可使用協(xié)同工具交流、討論。

2數(shù)字內(nèi)容管理

文物信息管理系統(tǒng)是山東大學(xué)考古數(shù)字博物館的數(shù)字內(nèi)容管理軟件，可提供博物館多媒體信息(主要是文物信息)的錄入、檢索、修改以及輸出、系統(tǒng)安全管理，為文物展示、虛擬場景漫游以及博物館網(wǎng)站提供數(shù)據(jù)支持。這些系統(tǒng)主要采用Sql Server數(shù)據(jù)庫后臺存儲相關(guān)信息，利用VB開發(fā)相應(yīng)的前臺管理程序。

(1)基于自然語言理解的檢索技術(shù)

系統(tǒng)主要提供兩種文物檢索方式：文字查詢和樹形檢索。文字查詢提供多種靈活的檢索方式，包括對文物不同字段信息的單獨或聯(lián)合檢索、模糊檢索等功能。還研究開發(fā)了基于自然語言理解的檢索技術(shù)，支持用戶輸入自然語言方式的查詢命令，通過一定的算法把用戶的輸入轉(zhuǎn)換成標準SQL語句，從數(shù)據(jù)庫進行查詢，也可在互聯(lián)網(wǎng)上進行相關(guān)信息檢索。

(2)基于XML的數(shù)字博物館數(shù)據(jù)集成技術(shù)

海量數(shù)字化內(nèi)容在互聯(lián)網(wǎng)上的展示，不同數(shù)字博物館系統(tǒng)之間大量的數(shù)據(jù)交換，都要求對交換數(shù)據(jù)的內(nèi)容和表現(xiàn)方式有所說明。目前還沒有形成數(shù)字博物館的數(shù)據(jù)表示標準，基本的文物信息描述都還沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；各數(shù)字博物館之間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)約定，博物館間信息交互效率低下，資源共享困難。我們基于XML實現(xiàn)了數(shù)字博物館數(shù)據(jù)的集成，開展了文物數(shù)字信息的元數(shù)據(jù)模型及其XML表示、XML與數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)映射等工作?；谖奈镌獢?shù)據(jù)模型和XML文檔結(jié)構(gòu)，從數(shù)據(jù)庫中抽取對應(yīng)字段編寫成XML文檔，配合應(yīng)用樣式信息文件(XSL文件)，方便地實現(xiàn)了文檔網(wǎng)上；通過借助DTD識別XML文檔中的標記，可以從標準格式的XML文檔中獲得需要的信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。

3數(shù)字內(nèi)容展示

對于眾多的文物數(shù)字化內(nèi)容，我們采用了多種展示方式，如采用Flas演示文物的演變；采用VRML、全景圖等技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)上顯示三維模型和場景；使用虛擬現(xiàn)實和人機交互技術(shù)實現(xiàn)虛擬博物館的漫游；使用RFID技術(shù)實現(xiàn)移動設(shè)備上博物館數(shù)字內(nèi)容的展示等。

(1)基于多通道交互技術(shù)的博物館漫游

我們設(shè)計的虛擬場景漫游系統(tǒng)提供了基于VRML技術(shù)的網(wǎng)上三維展示與漫游和具有沉浸感的虛擬漫游兩種方式。在后者的設(shè)計中，我們采用了多通道交互技術(shù)加強沉浸感。虛擬場景建立后，在環(huán)境漫游過程中采用多通道人機界面增強沉浸感和交互的自然性。系統(tǒng)既支持固定路徑虛擬漫游，又支持用戶指定路徑的漫游。觀眾使用頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等虛擬現(xiàn)實設(shè)備，在三維虛擬博物館漫游瀏覽、觀賞三維虛擬文物，也可利用手勢指定漫游路線、操縱文物模型。我們還建立了雙乳山漢墓虛擬漫游系統(tǒng)，觀眾也可使用頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等虛擬現(xiàn)實設(shè)備，在雙乳山漢墓周圍及其內(nèi)部漫游。

在進行復(fù)雜模型與場景的顯示時，利用LOD(levels of details)技術(shù)來提高顯示速度。LOD的基本原理是 根據(jù)視點與物體之間的距離選擇繪制模型的精細程度，較遠時選擇比較粗糙的模型，較近時選擇比較精細的模型，通過平滑過渡技術(shù)來顯示。在仿真管理器中，通過指定選擇模型的距離，根據(jù)視點離物體的遠近自動選擇要顯示的模型。

(2)基于全景圖技術(shù)的博物館漫游

基于照片的全景圖技術(shù)是一種快速生成、低成本的漫游手段。它通過全景照片的拼接，投影轉(zhuǎn)換到柱狀場景，實現(xiàn)真實感較強的瀏覽體驗。在研究沉浸式交互的同時，我們用全景圖技術(shù)對博物館的真實內(nèi)部展覽場景(五個展廳)和校園外景實現(xiàn)了瀏覽，保證了全景展示的高質(zhì)量。

(3)基于RFID技術(shù)和移動設(shè)備的博物館內(nèi)容展示

我們還基于RFID技術(shù)，并利用無線傳輸網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器上的博物館內(nèi)容，支持用戶在實際博物館中通過移動設(shè)備瀏覽當前文物的數(shù)字內(nèi)容，了解更多的信息，可起到替代導(dǎo)游的作用。

4數(shù)字內(nèi)容安全

文物數(shù)字內(nèi)容包含文本、圖像、音頻、視頻、三維模型等多種媒體類型，需要進行有效的數(shù)字版權(quán)保護。對此，我們研發(fā)了多種不同的數(shù)字水印技術(shù)，對圖像、三維模型等媒體信息進行信息隱藏，以期達到數(shù)字版權(quán)保護的目的。

5其他

在考古數(shù)字博物館的建設(shè)中，我們還用到了其他一些技術(shù)。網(wǎng)站系統(tǒng)的可用性評估是其中之一。由于數(shù)字博物館的建設(shè)有其獨特性，博物館藏品眾多、資料豐富、形式多樣，如何使資源以最有效的形式展示給用戶，讓用戶在訪問中感到滿意，吸引更多的用戶來訪問，提高整個網(wǎng)站的可用性，都對數(shù)字博物館的建設(shè)有重要的影響。我們采用啟發(fā)式評估、放聲思考法及個別訪談法等工程研究方法對山東大學(xué)考古數(shù)字博物館網(wǎng)站的可用性、布局和結(jié)構(gòu)進行了評估，對評估結(jié)果進行分析，并根據(jù)評估結(jié)果不斷修改與完善。

6總結(jié)