基于物联网的地质资料库房智能管理系统的构建与实践研究

    张茜+于瑞洋

    

    摘要：本文首先对基于物联网的地质资料库房智能管理模式进行可行性分析，在此基础上，构建了基于物联网的地质资料库房智能管理系统，并通过开展基于物联网的地质资料库房智能管理实践，为全面实现地质资料信息化、一体化、智能化奠定了坚实基础。

    关键词：地质资料智能库房物联网智能管理系统

    近年来，随着地质资料数量的持续增加，特别是地质资料数据的海量增加以及国家对资料信息安全保密的高度重视，各级地质资料馆藏机构以人工为主的传统库房管理模式的弊端尤为突出。如何运用先进的信息技术和管理理念，建立科学的地质资料库房管理模式，成为我们必须要思考的问题。

    一、建立基于物联网地质资料档案库房智能管理系统的可行性分析

    物联网，是实现物物相连，智能化的一种网络。具体而言，它是指通过各种信息传感设备，如传感器、电子标签技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，与互联网结合形成的一个巨大网络。自2014年工信部提出将关系国民经济和社会发展、民生服务、国家安全的重要领域列入物联网技术的发展重点以来，物联网技术在智慧政府和智慧城市建设中已经得到了广泛应用。在这种情况下，笔者认为应该建立基于物联网地质资料档案库房智能管理系统，即在现有各类设备设施的基础上，运用电子标签、传感器技术等物联网技术实现馆藏地质资料实体、基础设备设施和管理人员之间的互联互通，通过实时监控、主动预警、系统联动、远程控制等方式，构建全方位、立体式、可视化的地质资料档案库房安全管理平台，为全面提升地质资料库房管理水平和安全保障能力奠定坚实基础。其可行性具体如下：

    （一）通过电子标签技术，实现地质资料实体全流程、全周期实时监管

    电子标签技术作为物联网的关键技术，具有存储容量大、传输速度快、可识别等特点。利用电子标签技术，地质资料实体管理可以实时、快速、可靠地记录地质资料实体信息、位置信息及修改补充等信息，及时地向管理人员通知地质资料实体在整理——归档——保管——利用环节中的流转情况，从根本上保证入库地质资料实体的原始性、真实性，进而解决了人工排架不科学、取还资料不准确、盘点工作量大、查找不便等管理问题。

    （二）通过传感器技术、自动识别技术，实时实现对地质资料档案库房的全方位管理

    通过传感器技术的温湿度监控、红外报警、视频监控、消防预警，对档案库房环境进行实时感知与预警；通过自动识别技术，实时跟踪记录出入库人员情况，有效提升档案库房技防能力。同时，基于嵌入式技术和集成技术，结合地质资料实体业务管理需求，建立地质资料档案库房管理系统。即以地质资料实体为中心，系统之间进行实时通信和远程控制，对异常情况进行主动预警和应急处理，从而实现人、资料、设备、环境的实时沟通与联动，使库房设备和环境状态处在可掌握的范围内，形成真正意义上的安全屏障。

    （三）通过三维虚拟现实技术，实现对地质资料档案实体、信息、库房环境物物相连的可视化管理

    虽然三维虚拟现实技术不属于物联网技术，但是它在信息展示和交互方面具有较大优势。在基于物联网技术地质资料管理系统的基础上，通过建立三维数字档案库房管理系统，模拟再现库房建筑环境、档案密集架摆设、温湿度设备、视频监控设备、消防设备等操作过程和设备运行状态，从而为档案库房智能管理提供三维可视化系统解决方案。同时，结合二次开发工具，最大限度地利用各个业务系统多年来积累的大量数据，并使这些数据转换为档案库房管理创造价值的信息，使用户与地质资料或库房设备进行信息交互，实现地质资料信息社会化和信息服务便捷度的最大化。

    二、基于物联网的地质资料库房智能管理系统的构建

    （一）系统功能模块

    地质资料库房智能管理系统基于Delphi平台、SQL Server数据库以及网络环境，采用客户端/服务器（C/S）模式，在地质资料库房管理工作中引入电子标签技术、嵌入式技术和传感器技术等物联网技术，构建了地质资料库房智能管理系统的整体框架。该系统包括地质资料实体管理、智能密集架管理、温湿度管理、视频监控管理、门禁管理、消防管理、库房预警管理、库房设施设备管理、三维虚拟库房管理和权限管理等十个子系统。各子系统的功能既相对独立，又能够有效衔接，实现数据共享，智能联动。

    其中，地质资料实体管理子系统利用电子标签技术和大型数据库技术，实现对馆藏地质资料实体管理各流程的快速识别、实时监控和跟踪管理；智能密集架子系统利用嵌入式技术，实现密集架的远程控制和馆藏地质资料实体的精准定位；温湿度子系统利用传感器技术，实现库房温湿度全天候实时采集与监控；视频子系统利用传感器技术和视频技术，实现库房环境、资料实体和人员的全方位实时监控；门禁子系统利用电子标签技术和门禁技术，实现对资料实体出入库、库房门开关状态、人员和资料出入库的同步监管；消防子系统利用传感器技术，通过库房烟感器定位和视频子系统实时掌握库房消防状态，紧急情况下启动灭火系统处置消防隐患；库房预警子系统利用软件接口和无线通信技术，实现与各个功能子系统的互联，通过对库房环境以及相关功能子系统传输信息的分析与综合，向工作人员通报警情；库房设施设备管理子系统利用数据库管理技术，全面掌控库房内基础设施设备运行状态，跟踪设施设备维修情况，为系统分析与管理决策提供基础数据；虚拟库房管理子系统利用3D建模技术，全方位、立体化地展示地质资料库房馆藏、管理、环境等，实现地质资料库房可视化管理；权限管理子系统基于权限控制技术，通过用户设置与权限控制，实现系统的配置与管理，提升系统的安全性。

    （二）系统技术架构

    系统在多级分布式体系架构思想的指导下，主要涵盖基础底层（基础设施设备、馆藏资料实体、电子标签、电子标签识别设备）、数据层（地质资料实体数据、设施设备信息、管理信息）、平台层、应用层（馆藏地质资料实体管理子系统、智能密集架子系统、温湿度管理子系统等十个子系统）。各个层次之间相互关联，来保证系统各层次的逻辑独立性和可扩展性。如图1所示。

    三、基于物联网的地质资料档案库房智能管理的实践

    （一）建立馆藏纸质地质资料实体信息数据库，为馆藏纸质地质资料实体的精细化管理奠定基础

    在全国地质资料馆已有的地质资料案卷级目录数据的基础上，建立了集案卷级、文件级为一体的馆藏地质资料实体信息数据库，案卷级信息数据库重点采集资料盒厚度以及盒内资料的基础信息；文件级信息数据库重点采集反映地质资料实体的性状与载质特征的元数据信息，具体包括地质资料形成时所采用的纸张类型、印刷方式、每件地质资料实体的大小以及模糊破损情况。通过这种方式，摸清了馆藏地质资料实体的性状与载质特征，为馆藏纸质地质资料实体的精细化管理奠定了基础。

    （二）构建地质资料管理电子标签化的技术平台，实现地质资料档案的信息化、流程化与智能化

    根据地质资料库房智能管理的实际需要，笔者所在单位构建了纸质地质资料实体信息采集、入库、核查、盘点、调档、出库、销毁等全流程的电子标签化管理平台。基于电子标签技术，地质资料实体的入库、调档、出库、销毁都以电子标签的方式进行精准记录，实现了对地质资料的全生命周期管理。具体而言，在流通状态下，纸质地质资料的逐盒自动识别，实时监控及跟踪管理，快速确定地质资料所在工作环节。在纸质地质资料处于库房静态保管时，通过架位导航，实现快速盘点、精准定位、及时查找错位资料。

    （三）基于物联网的地质资料档案库房智能管理系统基本形成

    基于电子标签技术、大型数据库技术、嵌入式技术、传感器技术、软件接口等技术，笔者所在单位完成了地质资料实体管理子系统、地质资料库房密集架管理子系统、温湿度智能管理子系统、预警子系统等功能研发工作及各子系统之间的数据共享和联动。

    其中，地质资料实体管理子系统与馆员工作站、移动盘点设备、安全检测门等设备的联通实现了地质资料实时跟踪管理，实时掌握地质资料流转情况、精确定位地质资料所在的工作环节和位置，对未授权出库的资料进行安全预警。通过对密集架子系统升级改造及与地质资料实体管理子系统的对接与智能联动，实现远程控制密集架开合，快速、批量、准确地确定地质资料所在位置。密集架子系统实时发布密集架设备运行状态，并与预警子系统联动及时向工作人员发布故障预警，提供故障原因及处理意见。温湿度智能管理子系统实现温湿度的记录、统计分析与点位管理，并与预警子系统联动实时检测不同点位的库房温湿度，当设备出现故障或温湿度值不符合要求时，通过短信和程序窗口向管理人员主动预警，便于管理人员及时解决问题。

    参考文献：

    [1]檀竹茂.智慧城市背景下档案管理范式的转换——以青岛市智慧档案馆为例[J].档案2014（3）： 15-17.

    [2]陶水龙.智慧档案馆建设思路研究[J].中国档案2014（6）：67-69.

    [3]吴慧芳，郭庆琳，余武南.档案馆智慧馆库建设研究[J].北京档案，2016（5）：27-28.