陸文輝，郭 強(qiáng)

(1.上海申騰信息技術(shù)有限公司，上海 200040；2.上海浪潮信息科技有限公司)

0 引言

博物館的智慧化建設(shè)包括建設(shè)數(shù)字化音視頻資源庫(kù)，采用云端建立在線展廳、推送發(fā)布館藏展品和開設(shè)展覽等，這些是伴隨互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)興起的常用手段。業(yè)界將此類網(wǎng)絡(luò)展示展覽形式稱之為“網(wǎng)上博物館”，它極大地拓寬了信息的傳播領(lǐng)域，順應(yīng)了數(shù)碼時(shí)代的發(fā)展，也擴(kuò)大了輻射面和影響力。

1 網(wǎng)上博物館相關(guān)技術(shù)原理簡(jiǎn)述

1.1 多元云架構(gòu)技術(shù)體系

集群化發(fā)展是博物館數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新特征之一，在數(shù)字資源共享和個(gè)性化服務(wù)的基礎(chǔ)上，多元云系統(tǒng)所使用的微型服務(wù)結(jié)構(gòu)將單個(gè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化為一系列小規(guī)模的服務(wù)，通過(guò)定義系統(tǒng)的API 進(jìn)行通信的小型獨(dú)立服務(wù)組成。微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)使得應(yīng)用軟件可以迅速地進(jìn)行開發(fā)和迭代，并具有很好的可擴(kuò)展性，將應(yīng)用作為一個(gè)單獨(dú)的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)過(guò)程和每個(gè)微服務(wù)都是獨(dú)立的，因此，每個(gè)服務(wù)都可以進(jìn)行部署、更新和擴(kuò)展。該架構(gòu)圍繞業(yè)務(wù)應(yīng)用能力、端點(diǎn)智能、自動(dòng)化部署，語(yǔ)言與數(shù)據(jù)的分散控制等保持某些共性的技術(shù)特征，相比SOA（面向服務(wù)的體系架構(gòu)，Service Oriented Architecture）更具輕量級(jí)，更易實(shí)施與理解。圖1為多元云架構(gòu)技術(shù)體系圖。

圖1 多元云架構(gòu)技術(shù)體系圖

微服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)的一站式解決方案采用Spring Cloud，通過(guò)Spring Boot 全新框架簡(jiǎn)化了分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程，達(dá)到開發(fā)設(shè)計(jì)一鍵啟動(dòng)和部署。為與Spring 框架實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，采用Dubbo高性能、輕量級(jí)的開源服務(wù)框架，使各個(gè)應(yīng)用可通過(guò)高性能的RPC 解決服務(wù)的輸出和輸入功能，完成面向接口的遠(yuǎn)程方法調(diào)用、智能容錯(cuò)和負(fù)載均衡和服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)。

在具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，把應(yīng)用整合到容器，采用Docker 容器化部署，以實(shí)現(xiàn)虛擬化。為使數(shù)據(jù)可從主服務(wù)器向任意數(shù)量的從服務(wù)器上同步，從服務(wù)器可以是關(guān)聯(lián)其他從服務(wù)器的主服務(wù)器，采用key-value數(shù)據(jù)庫(kù)Redis，以設(shè)置多服務(wù)器集群，并實(shí)現(xiàn)分布式鎖。

針對(duì)網(wǎng)上博物館業(yè)務(wù)高并發(fā)及大流量的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，采用多級(jí)緩存機(jī)制以實(shí)現(xiàn)性能方面的優(yōu)化，在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的各個(gè)系統(tǒng)層級(jí)之間實(shí)施數(shù)據(jù)緩存，從而使訪問(wèn)效率得以提升。

1.2 相關(guān)多端融合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)核心技術(shù)

基于互聯(lián)網(wǎng)+的傳播優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，為建立“人—展品—活動(dòng)”的新模型以及在網(wǎng)站、移動(dòng)門戶、社會(huì)化媒體、天文愛好者、科普志愿者和天文專家等相關(guān)人群間構(gòu)筑社交網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)采用面向各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的“分眾化、多端化、線上線下一體化”多端融合服務(wù)部署。圖2為多端融合應(yīng)用部署圖。

圖2 多端融合應(yīng)用部署圖

為充分展現(xiàn)瀏覽終端的新特性，本文采用HTML5/CSS3標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)；遵循W3C標(biāo)準(zhǔn)化Web規(guī)范，解決適用性高和兼容性強(qiáng)等問(wèn)題；采用ECMAScript6 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向綁定、數(shù)據(jù)代理、異步管理、模塊化技術(shù)；內(nèi)容和資源采用異步加載方式，達(dá)到提高響應(yīng)速度、節(jié)省帶寬資源、迅速回應(yīng)用戶操作、優(yōu)化用戶體驗(yàn)；底層的融合計(jì)算采用數(shù)據(jù)隔離和邊界防護(hù)等安全策略，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用和服務(wù)的隔離；通過(guò)數(shù)據(jù)分級(jí)分類、面向不同用戶和應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定不同脫敏策略，以充分保護(hù)數(shù)據(jù)隱私與安全。

2 上海天文館網(wǎng)上博物館跨端多元融合云架構(gòu)設(shè)計(jì)

上海天文館作為上?？萍拣^的分館，其集科技館、自然博物館、天文館“三館合一”的超大型綜合性集群館，為此，在設(shè)計(jì)其網(wǎng)上博物館時(shí)，本文提出了“跨端多元融合云架構(gòu)”，保持原有IT 服務(wù)，又融入創(chuàng)新服務(wù)于系統(tǒng)體系中，為博物館集群數(shù)字化轉(zhuǎn)型嘗試新的技術(shù)路徑。

上海天文館網(wǎng)上博物館跨端多元融合云架構(gòu)由以下幾部分構(gòu)成（圖3）。

圖3 上海天文館網(wǎng)博跨端多元融合云架構(gòu)圖

⑴ 網(wǎng)上博物館突出PC 端、移動(dòng)端、現(xiàn)場(chǎng)展館“三端”，以“三館合一”為框架設(shè)計(jì)開發(fā)，以數(shù)據(jù)總線的形式實(shí)現(xiàn)館際數(shù)據(jù)互通，以控制總線的形式實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，以消息總線的形式實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)消息推送、統(tǒng)一發(fā)布。構(gòu)成統(tǒng)一的企業(yè)服務(wù)總線，也為橫向擴(kuò)展打下軟硬件基礎(chǔ)。

⑵在上海天文館、科技館和自然博物館之間，共享集成服務(wù)信息，建立共有云平臺(tái)。在此平臺(tái)上，采用數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)格存儲(chǔ)和搜索引擎等技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的博物館服務(wù)，做到聯(lián)合索引和資訊互通協(xié)同。

⑶通過(guò)SAAS 模式，實(shí)現(xiàn)了信息檢索、展覽庫(kù)、慕課庫(kù)、內(nèi)容存儲(chǔ)等基本服務(wù)，以及專家咨詢、知識(shí)推送、數(shù)據(jù)分析等高端服務(wù)。

⑷上海天文館的每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)基于獨(dú)立部署和集群，每個(gè)“微服務(wù)”通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接入平臺(tái)，微服務(wù)平臺(tái)提供服務(wù)通信，服務(wù)性能監(jiān)控等技術(shù)構(gòu)架支撐，形成支撐網(wǎng)站群、移動(dòng)APP、微信、虛擬終端等統(tǒng)一的聯(lián)合平臺(tái)。

3 上海天文館網(wǎng)上博物館的多端融合應(yīng)用場(chǎng)景

如圖4所示，上海天文館網(wǎng)上博物館構(gòu)建以“1核+3 入口+3 平臺(tái)+N 應(yīng)用”為核心的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，包括公眾服務(wù)平臺(tái)、綜合管理平臺(tái)、科普資源池，以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析服務(wù)等，達(dá)到“智慧服務(wù)、智慧運(yùn)行、智慧管理”的目的。該平臺(tái)通過(guò)PC 端官網(wǎng)、微信端、移動(dòng)導(dǎo)覽系統(tǒng)小程序等多終端，為廣大受眾提供一站式票務(wù)、活動(dòng)預(yù)約、參與互動(dòng)、公眾調(diào)研等線上服務(wù)。其中，屬地化公眾互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺(tái)需對(duì)接上?？萍拣^已有的用戶體系、數(shù)字資源體系，導(dǎo)覽定位系統(tǒng)包括布點(diǎn)建設(shè)館內(nèi)的藍(lán)牙iBeacon 和無(wú)線設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全館的移動(dòng)導(dǎo)覽。

圖4 上海天文館網(wǎng)博總體功能結(jié)構(gòu)圖

⑴1核

以科普資源庫(kù)為中心，采用數(shù)字化、信息化的技術(shù)手段，對(duì)科普資源的采集、接收、鑒選、登記、調(diào)用等全過(guò)程進(jìn)行科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化，便于資源的管理與共享。該系統(tǒng)采用主從型的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的彈性分配和按需分配，構(gòu)建了一套具有可持續(xù)發(fā)展能力的數(shù)字服務(wù)體系。

⑵3入口

涵蓋網(wǎng)站、APP、微信三大公眾服務(wù)入口。

⑶三大平臺(tái)

①公眾服務(wù)平臺(tái)：立足智慧服務(wù)，以公眾為核心，將圖書館的各種資源整合起來(lái)，提供多渠道、多形式的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，以滿足市民的參觀、學(xué)習(xí)需要。公眾服務(wù)平臺(tái)主要包含公眾網(wǎng)、行政網(wǎng)、外文網(wǎng)站以及專題聚合頁(yè)。

②綜合管理平臺(tái)：作為公眾服務(wù)平臺(tái)的后臺(tái)支撐，需要建立統(tǒng)一用戶界面、統(tǒng)一的用戶體系、統(tǒng)一的權(quán)限體系，方便業(yè)務(wù)人員進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。

③大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析平臺(tái)：高效地分析用戶的行為，支持和分析個(gè)性化的推薦。建立大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析平臺(tái)，為整個(gè)科技館的運(yùn)營(yíng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。

⑷N應(yīng)用

將線上線下科普資源匯集起來(lái)，并將傳統(tǒng)媒體和新媒體融合，將科普資源進(jìn)行多媒體整合發(fā)布，形成公眾用戶即時(shí)互動(dòng)的科普資源聚合體系，持續(xù)豐富在線科普內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)全面的資源共享與流暢的互聯(lián)互通。

①PC端官網(wǎng)

考慮天文專業(yè)性及國(guó)際化的水準(zhǔn)，天文館官網(wǎng)有參觀、展覽、探索、文創(chuàng)、會(huì)員五個(gè)主要一級(jí)欄目，包含30 多個(gè)二三級(jí)欄目，涵蓋天文館信息發(fā)布、展館介紹、活動(dòng)預(yù)約、科普教育、觀眾服務(wù)、文創(chuàng)商店、個(gè)人中心等完整在線宣傳服務(wù)功能。并提供中英文雙語(yǔ)言版本服務(wù)和兒童版頁(yè)面，為觀眾提供差異化的服務(wù)。

②移動(dòng)端服務(wù)

系統(tǒng)以微信平臺(tái)、移動(dòng)導(dǎo)覽系統(tǒng)小程序等通用的移動(dòng)端渠道提供一站式服務(wù)，含票務(wù)、展覽資訊、活動(dòng)預(yù)約、參與互動(dòng)、調(diào)研問(wèn)卷等快捷實(shí)用的移動(dòng)服務(wù)。同時(shí)以輕量級(jí)小程序的形式提供一站式的交互式參觀助手，現(xiàn)場(chǎng)觀眾隨時(shí)打開微信小程序即可體驗(yàn)智能導(dǎo)覽、現(xiàn)場(chǎng)打卡、展項(xiàng)互動(dòng)、活動(dòng)提醒、人臉識(shí)別等一系列智慧功能。

③天文在線教育系統(tǒng)

建設(shè)天文館在線科普教育品牌專題站，提供體系化的知識(shí)教育服務(wù)，供感興趣者選擇課程進(jìn)行系統(tǒng)化的進(jìn)修學(xué)習(xí)，提供可逐級(jí)深入、有層次的學(xué)習(xí)內(nèi)容。還配套相關(guān)參考資料、試題檢查學(xué)習(xí)成果，同時(shí)提供筆記、師生交流等學(xué)習(xí)工具。

④現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)覽定位系統(tǒng)

上海天文館擁有全覆蓋的無(wú)線AP 和藍(lán)牙信號(hào)，通過(guò)精確的室內(nèi)定位引擎，可以為展館提供實(shí)時(shí)定位服務(wù)，支持導(dǎo)航、趣味打卡等智能服務(wù)，提高上海天文館的智能參觀體驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

上海天文館跨端多元融合云架構(gòu)的網(wǎng)上博物館系統(tǒng)已取得了良好的社會(huì)效應(yīng)，但在實(shí)踐中也遇到了一些問(wèn)題，如在高并發(fā)環(huán)境下，如何讓平臺(tái)平穩(wěn)運(yùn)行。例如如何應(yīng)對(duì)節(jié)假日或大型活動(dòng)等特殊時(shí)期的高流量對(duì)網(wǎng)上博物館平臺(tái)的沖擊。本文從以下幾個(gè)方面對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了優(yōu)化，取得了明顯的效果。一是對(duì)票務(wù)、網(wǎng)站和微信的請(qǐng)求進(jìn)行分流，并通過(guò)第三方的云服務(wù)來(lái)分擔(dān)流量，緩解了場(chǎng)館的信息化壓力。二是底層架構(gòu)的優(yōu)化，增加三臺(tái)虛擬機(jī)做應(yīng)用集群，六臺(tái)做Redis 服務(wù)集群，提高系統(tǒng)并發(fā)性能，降低單個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障概率。三是重新組織業(yè)務(wù)流程，通過(guò)對(duì)預(yù)定的配置和檢驗(yàn)的規(guī)則進(jìn)行調(diào)整，減少實(shí)際并發(fā)數(shù)。

博物館數(shù)字化轉(zhuǎn)型任重而道遠(yuǎn)，我們期望在新技術(shù)的運(yùn)用、博物館服務(wù)形式與模式上的不斷創(chuàng)新，為博物館提供更好、更生動(dòng)、更有效、更具針對(duì)性的個(gè)性化服務(wù)，同時(shí)也通過(guò)大數(shù)據(jù)治理，為博物館運(yùn)行提供智慧化的決策支持。