项目概述
山东省科技馆新馆位于济南西部新城核心中轴线，规划建设用地约3.33公顷，总建筑面积8万平方米，主要面向公众开展科普教育、科技创新、科学普及和推广等工作，场馆建设有常设展厅、儿童展厅、山东科技发展成就展厅、室内外公共空间、智慧科技馆、科普影视区、专题展厅等区域。山东省科技馆智慧科技馆建设项目围绕前台-中台-后台三层架构设计，依托中台、微服务架构支撑智慧科技馆五大业务子系统，包括观众综合服务平台、科创教育开放平台、展教管理协同平台、智能建筑管理平台、展教决策分析平台，推进科普与大数据、云计算等技术深度融合，强化需求感知、用户分层、情景应用理念，推动传播方式、组织动员、运营服务等创新升级。实现山东科技馆新馆展用一体化、线上线下一体化、馆内馆外一体化、管理服务一体化等战略目标。
山东省科技馆智慧科技馆建设项目依托云计算、大数据、物联网、移动互联网等技术基础支撑科技馆整体系统建设，基于智慧科技馆数据中台系统，通过对相关数据标准的梳理和制定，实现对五大业务平台以及馆内物联网平台的数据汇聚、开发和治理，形成科技馆的数据资产门户，为馆内和馆外的相关应用提供数据服务；同时结合业务需求，建设标签画像和检索平台，为后续数据检索和智能化推荐等应用提供支撑。
解决方案
山东省科技馆智慧科技馆项目按照“一脑、二云、三网、四库、五平台、双保障”的总体建设思路，从承载山东省科技馆新馆五大业务平台的实际需求出发，结合同类场馆、智能建筑、工业互联网及移动互联网等领域信息化系统的建设运营经验，依托分布式微服务技术体系、容器云平台、多端一体化管理平台和统一云服务管理平台等优秀产品，基于前端、中台、后台三层架构设计，通过前后端分离、云原生等先进开发技术，构建灵活多样的科技馆业务体系，提升山东省科技馆数字化创新能力，推进科普传播途径的灵活多样化。
1、架构设计
智慧科技馆项目的架构设计以“一脑、二云、三网、四库、五平台、双保障”为核心，打造一个高度集成、可扩展的智能化系统。
一脑：项目建设运营指挥中心，集决策中心、运营管理中心、运行监测中心、服务中心于一体，是科技馆的“科普大脑”。通过对科技馆运行状况的数据采集与分析，实现科技馆运行数据的可视化展示、智能监测与预测分析，全方位展现科技馆数据运行态势。
二云：政务云充分利用集群技术、虚拟化、云计算、负载均衡等先进技术，采用适当超前的合理技术路线，以降低基础设施的建设成本，提供最大化IT支撑能力，实现资源共享，降低运维难度，减少运维成本；私有云面向馆内日常办公以及各类物联网平台的正常运行提供安全可靠的基础环境，同时将馆内安全性要求较高、较为敏感的数据资产以及数据仓库放置到私有云，保证馆内数据资产的安全可靠。
三网：设备网、内网和互联网，分别实现智能终端设备的连接、私有云平台互联互通以及面向广大用户群体提供智慧化服务。
四库：数据资源中心统一数据规划，统一数据存储策略以及数据模型的构建标准，建设了基础设施部件库、展教资源内容库、观众服务信息库、专业知识信息库，对科技馆业务数据进行集中存储、统一管理和统一调度，实现科技馆资源信息的流通和共享，加强内部不同部门之间的信息利用。
五平台：建设观众综合服务平台、科创教育开放平台、展教管理协同平台、智慧决策辅助平台、建筑智能化管理平台五大业务平台，最终实现山东省科技馆新馆展用一体化、线上线下一体化、馆内馆外一体化、管理服务一体化战略目标和观众服务便捷化、科技创新平台化、业务管理协同化、决策支持智慧化、基础设施智能化业务目标。
双保障：安全保障和运维保障，确保系统稳定运行和数据安全。
2、功能介绍
1）观众服务平台：观众服务平台是科技馆新馆面向观众所提供的线上延伸线下的服务系统，为观众提供便捷的预约、购票、信息浏览等服务功能，同时提供科普教育咨询、馆内导航导览、通知公告等信息服务能力，满足不同年龄、人群的参观浏览需求，提升科技馆新馆观众服务水平。
2）科创教育平台：科创教育开放平台实现科技馆科普教育服务线上线下一体化，实现科技馆科普资源“走出去、引进来”，推进科普资源汇聚。主要包括青少年活动赛事管理平台、科普众创空间、中小学科普驿站、衍生品开发创作发布、数字科普资源汇集、虚拟科技馆体验、科普远程课堂等功能模块，为中小学生、科普工作者、科普创作者提供一个可以获取科普资源、科普教育以及进行科普创作平台，以数字科技馆为纽带打造一个科创教育众创空间。
3）展教协同平台：实现将部门组织、人员管理、事项管理有机结合，打破原有部门体系间产生的沟通、执行、决策等信息壁垒，通过管理协作平台打破部门壁垒，实现事件、人员及部门组织管理的一致性。构建流程化管理及节点反馈控制机制，依托数据流、信息流构建数字化管理体系，使管理层的决策目标和执行层的执行结果保持高效、一致，实现高绩效、科学化管理。
4）数据管理平台：通过物联网设备和用户交互系统，实时采集用户行为数据，整合到数据中台。通过数据集成处理技术，集中科技馆内的关键数据，涵盖运行数据、观众体验数据、能耗数据及展品相关数据等。通过整合不同来源的数据，提供了统一的数据视图，并通过标准化处理提高数据质量。
依托于场馆智能化设备，构建基础设施部件库；融合馆内、馆外优质资源，梳理展品展项信息以及活动赛事数据，构建展教资源内容库；以服务驱动为导向，全面分析观众对象的数据模型，构建观众服务信息库；以知识服务为出发点，全面整合线上、线下知识信息，构建专业知识信息库。
基于实时数据分析和可视化技术的应用，使管理者能够全面、准确把握馆内的实时运行状况，为科技馆的运营管理决策提供了数据支撑。
5）建筑智能化平台：采用了先进的三维模型技术，实现了展品、空间、设备设施及管道的全方位可视化管理。系统内嵌集中告警中心，确保实时监控与快速响应。同时，集成了综合安全管理、维修作业管理、环境监控和能耗分析等多个功能模块，以保障科技馆的高效、安全运营。通过这一系统，科技馆能够构建全景可视化数据平台，动态展示实时运行情况，为管理者提供了一个直观、全面的信息展示窗口，优化决策制定过程，提升科技馆的运营效率和访客体验。
3、关键技术
物联网技术（IoT）：物联网技术通过传感器和RFID标签实现对展品和游客互动的细致监测，并通过低功耗通信协议如ZigBee和Bluetooth LE保障设备间的无缝连接。边缘计算的部署进一步优化数据处理流程，通过局部化处理减轻中心服务器的压力，提升响应速度。
数字孪生技术：数字孪生技术结合3D扫描和BIM技术，为科技馆打造了一个精确的虚拟副本。同时，通过同步实时数据，即时接收和处理来自各个监控点的告警信息，实现快速响应。此外，通过集成视频监控、门禁控制和入侵检测等安全措施，为科技馆提供了全方位的安全保障。
大数据分析技术：大数据分析技术依赖Hadoop和Spark等框架，有效处理和分析用户行为数据。机器学习算法的应用使得系统能够从数据中识别模式和趋势，数据挖掘技术则深化了对用户行为的理解，为推荐系统提供了精准的个性化服务基础。
人工智能技术：融合自然语言处理（NLP）、语音识别和深度学习等前沿技术，实现精确分析和理解用户的语音或文字查询。通过将展品知识库和参观指南等专业领域信息整合进入向量数据库，实现知识检索与大模型的结合，以模拟真人客服处理复杂咨询。利用多轮对话管理、上下文理解以及知识库的动态调用来提供精准响应。此外，通过持续的RAG（Retrieval-Augmented Generation）方法，实现知识自动更新，适应展品及业务的更新。
4、数据要素利用方案
1）数据采集与整合：通过物联网设备和信息化服务系统，实时采集用户行为数据以及场馆基础设施运行数据，整合到数据中台以便后续的分析与挖掘。
2）数据治理与标准化：建立数据治理机制，确保数据质量，实现数据的标准化和规范化处理。
3）数据建模与分析：构建用户行为模型，分析用户偏好和行为模式，为个性化服务提供数据支持。
4）数据可视化与决策：利用数据可视化技术，将分析结果直观展示，为管理者提供决策依据。
5）数据驱动服务：基于数据分析结果，智能客服系统提供个性化推荐和服务，提升用户体验。
商业模式
山东省科技馆是一个公益性的科普教育事业单位，主要承担着面向公众开展科普教育、科技创新、科学普及和推广等任务。同时，山东省科技馆也是一个非营利性机构，旨在通过各种形式和手段，向公众普及科学知识，提高公众的科学素养，促进公众对科技发展的认识和理解。
1）商业模式：
数据产品化：将科技馆数据转化为数据产品，如在线课程、虚拟展览、科普文创等，为更多人群提供公益科普服务
定制化服务：根据市场需求，提供数据咨询、数据分析、内容定制等个性化服务，但不做商业推广，主要是向社会提供公益科普服务。
平台服务：面向教育机构、旅游平台、企业、公众科普群体等提供数据服务机平台服务，为社会提供个性化科普服务。
2）推广模式：
线上营销：利用社交媒体、搜索引擎优化、内容营销等方式，提高科技馆品牌知名度和产品曝光率，从而吸引更多人群接受科普服务。
线下活动：在科技馆内举办数据产品发布会、研学活动、科普主题直播，邀请行业专家、潜在科普对象参与。
3）数据来源：
科技馆自有数据：展教资源内容库、观众服务信息库、专业知识信息库、基础设施部件库。
外部合作数据：与高校、中小学、科研机构、教育机构、企业等合作，获取更多元化的数据资源。
先进性
1、创新性
技术层面的创新：智慧科技馆项目在技术层面展现了显著的创新性。项目采用了前沿的物联网技术，结合大数据分析和人工智能算法，实现了对游客行为的实时监控和分析。特别是，项目利用深度学习技术对游客行为模式进行识别，以及通过自然语言处理技术提升智能客服系统的交互能力，这些都是技术层面的重要创新点。
应用创新：项目在应用层面的创新表现在将人工智能技术与科普教育深度融合，开发了基于人工智能的教育工具和互动展品，使科普教育更加生动和有趣。同时，项目还探索了虚拟现实和增强现实技术在展览中的应用，为游客提供了沉浸式的学习体验。通过个性化推荐系统，为游客提供量身定制的参观计划和展品推荐，极大地提升了游客的参观体验。
机制创新：项目建立了数据驱动的管理机制，通过数据中台实现数据的集成和智能分析，为科技馆的运营管理提供了科学的决策依据。基于数字孪生技术的三维可视化管理平台，为科技馆提供了一个高度仿真的虚拟管理环境。该平台不仅能够实时反映实体场馆的运行状态，还能够预测和模拟各种运营场景。此外，项目还创新性地引入了用户反馈机制，通过实时收集和分析游客反馈，不断优化服务和展览内容。
2、需求相关性
领域重点需求的契合度：智慧科技馆项目紧密契合了当前科技馆及类似文化教育场所数字化转型的行业重点需求。项目通过集成先进的信息技术，推动了传统展览方式的创新，提升了科普教育的互动性和体验性，满足了公众对于高质量科普服务的期待。
解决难点问题的能力：项目针对科技馆领域普遍面临的数据孤岛、游客体验个性化不足、管理效率低下等难点问题，提出了综合性解决方案。通过构建数据中台和智能推荐系统，项目不仅打通了数据流通的壁垒，还实现了游客服务的个性化和定制化，显著提高了管理效率和决策质量。
应对堵点问题的策略：针对科技馆在人流高峰期的拥堵、展览资源分配不均等问题，项目通过智能分析和动态调整策略，有效缓解了场馆运营的堵点。例如，通过实时监控和预测参观流量，项目能够及时调整展览布局和游客流线，优化参观体验。
问题解决的重要程度：项目所解决的问题对提升科技馆的教育功能、增强文化传播力、提高运营效率等方面具有极高的重要性。它不仅改善了公众的参观体验，还为科技馆的可持续发展提供了强有力的技术支撑。
影响范围的广泛性：项目的影响范围广泛，不仅局限于单一场馆，其成功模式可为其他科技馆或文化教育场所提供借鉴，推动整个行业的数字化转型。此外，项目在提升公众科学素养、促进科普教育普及方面也将产生深远的社会影响。
社会效益与经济效益的双重价值：项目在社会效益方面，通过提供高质量的科普教育内容，增强了公众对科学技术的理解与兴趣，有助于培养科学思维和创新能力。在经济效益方面，项目通过优化运营流程和提高游客满意度，有助于增加科技馆的吸引力和盈利能力。
3、数据要素相关性
数据来源广泛性：项目通过智能传感器、移动设备、在线互动平台等多种渠道收集数据，涵盖了游客行为、展品状态、环境参数等多个方面的信息。这些数据来源的多样性确保了数据的全面性和丰富性，为深入分析和决策提供了坚实的基础。
数据维度：收集的数据不仅包括基础的游客行为数据，如停留时间和互动频率，还包括游客的个性化信息，如兴趣偏好、年龄段和教育背景。展品画像的构建也涉及分类、标签、科学原理等多维度信息。这些数据维度的多样性为构建精准的用户和展品画像提供了可能，是实现个性化服务和精准管理的关键。
数据价值体现：数据中台的应用使得数据不仅仅是被动收集，而是通过深度分析和挖掘，转化为决策支持和个性化推荐的依据。智能推荐引擎的应用，如协同过滤和深度学习算法，展示了数据在提升游客体验和优化展览布局中的核心作用。此外，数据的实时处理和反馈循环进一步增强了数据的动态价值，确保了服务的持续优化和创新。
本项目中的数据要素不仅来源广泛、维度丰富，而且在提升游客体验、优化科普教育效果、增强管理决策等方面发挥了重要作用，充分体现了数据的价值和潜力。
实效性
1.实用价值
山东省科技馆新馆智慧科技馆着眼于科普教育、观众服务、运营管理、辅助决策四个方面统筹规划建设。利用实体展厅、科普活动、数字科技馆、掌上科普等形成多渠道覆盖、全媒体传播、全民参与共享的全域科普教育模式。同时，将科普资源与科普知识分类、科学素质基准进行有效的关联融合，加强科普基础设施、科普产品及服务规范管理，提升科普工作的有效性以及广大游客的满意度。
本次智慧科技馆建设项目的实施，将大幅度降低科技馆的运营成本。首先，通过智慧化、自动化的软件系统，科技馆可以实现系统的远程监控和管理，减少人工巡检的频率和成本。其次，软件系统平台可以监测科技馆的能源管理，如用电能耗、空气环境监测等，降低能源消耗，减少能源成本。此外，软件系统还可以提高科技馆的票务管理效率，减少人工售票和检票的工作量，降低人力成本。另外，通过开发线上虚拟科技馆、在线教育平台等功能，科技馆可以将展览内容延伸到线上，吸引更多线上用户，拓宽客流来源，进一步提升科技馆的科普能力，提升影响力。
2.决策成效
随着信息技术的飞速发展，信息化系统已成为提升运营效率、优化资源配置、实现精准决策的重要工具。智慧科技馆平台通过集成科技馆海量业务数据、应用先进算法与分析模型，利用统计分析、数据挖掘、机器学习等先进技术，对整合后的数据进行深度分析，发现数据背后的规律、趋势与关联关系。通过构建预测模型、优化算法等，为决策者提供全面、及时、深入的信息支持，从而辅助其做出更加科学、合理的决策。
3.服务成效
科普教育发面，科技馆通过展示科学原理、科技发展和应用的展品，向公众传播科学知识，帮助公众理解科学原理和技术应用。这包括常设展厅、专题展览、科学实验等形式，旨在激发公众对科学的兴趣和好奇心。
互动体验方面，科技馆提供互动体验区，让参观者能够亲自操作、体验展品，通过亲身参与加深对科学与技术的理解和感悟。这种互动式的学习方式有助于提高公众的科学素养和实践能力。
教育活动方面，科技馆经常举办各种教育活动，如科学讲座、科学实验室、科技比赛等，吸引更多人参与并深入了解科技领域。这些活动不仅限于成人，也包括针对青少年的科学教育活动，旨在从小培养他们的科学兴趣和创新能力。
科技馆作为公共服务平台，不仅对大众开放，也向学校和教育机构提供教育资源。科技馆可以配合学校的课程，组织科技教育活动，帮助学生更好地学习科学知识。
科研合作方面，科技馆还与科技企业、研究机构和大学合作，共同推动科技发展，促进科学创新。这种合作模式有助于将最新的科研成果应用于实际，同时也为科研人员提供了一个展示和交流的平台。
示范性
1.市场潜力
山东省科技馆新馆的智慧科技馆项目在市场潜力方面展现了巨大的社会需求和广阔的市场容量，并具有显著的示范价值和潜在的市场空间。作为科学教育的重要阵地，该项目紧密契合了当前社会对科技教育和智能化服务的强烈需求，并通过创新的技术手段和平台建设，开辟了广泛的市场应用前景。
首先，科技馆作为公共教育的重要场所，随着社会对科学素养的日益重视，其市场需求不断扩大。山东省科技馆新馆的智慧科技馆项目通过业务中台、数据中台、数据资源中心和技术中台的建设，全面提升了科技馆的服务能力和运营效率，满足了不同观众群体的多样化需求。这种智能化服务模式有助于吸引更多观众，进一步拓展科技馆的市场覆盖范围。其次，数据中台的建设充分挖掘了数据要素的潜在价值，推动了科技馆服务模式的创新。通过数据汇聚、数据治理和数据开发，项目整合了观众行为数据、展品数据和能耗数据，形成了观众服务库和展教资源库。这些数据支持科技馆根据观众的兴趣和行为提供个性化推荐服务，并实时调整展览内容和服务策略。这种数据驱动的服务创新不仅提升了观众的满意度，还为科技馆的持续发展提供了强大的数据支持。
随着数字化、智能化服务需求的不断增长，山东省科技馆新馆项目所构建的公共支撑平台不仅适用于科技馆，还可以推广至其他教育和文化场所。通过整合先进技术和创新服务模式，项目为行业发展提供了强有力的示范效应和推广价值，展现了广泛的市场潜力和应用前景。
2.行业示范性
在行业示范性方面，山东省科技馆新馆智慧科技馆项目展现了通过运用数据要素赋能行业发展的创新解决方案，形成了可复制、可推广的应用模式。这一项目不仅成功推动了科技馆的数字化和智能化转型，还为其他行业提供了一个有效的参考模板。
首先，本项目通过构建五大业务平台、中台体系、数据资源中心等模块，打造了一个高度集成的智能系统，充分利用数据要素，实现了科技馆运营和管理的升级。数据中台整合了观众行为数据、展品数据和能耗数据，通过数据的汇聚、治理和开发，形成科技馆特色的数据资源中心，用于支持个性化推荐和服务策略调整。
在此基础上，项目还引入了数字孪生技术，结合3D扫描和BIM技术，为科技馆打造了一个精确的虚拟副本。这一虚拟模型不仅精确反映了物理空间，还通过实时数据同步，实现了对各个监控点的高效管理和告警处理，显著提升了科技馆的响应速度和管理效率。
科技馆能够通过观众行为数据的分析，实时调整展览内容和服务策略，提升观众体验。这种动态的、基于数据的运营模式，不仅适用于科技馆，也可以推广至教育、文旅等行业，支持这些领域的数字化转型。这一模式具备高度的可复制性和推广性，为行业树立了数据赋能的典范。通过推广该模式，其他场馆和行业可以借鉴，推动自身的智能化升级和持续创新。
3.可持续发展性
在可持续发展性方面，山东省科技馆新馆智慧科技馆项目展现了显著优势，确保了项目在未来的长期运营中能够不断适应新的挑战和需求，并实现持续优化。
项目的设计注重灵活性和适应性，这使科技馆能够随着技术进步和社会需求的变化不断升级。例如，项目采用了模块化设计，各功能模块可独立升级或替换，而无需对整个系统进行大规模调整。这不仅减少了未来的维护复杂性，还为科技馆的持续发展提供了技术保障。其次，科技馆引入了人工智能和机器学习技术，使系统能够随着时间推移变得更加智能和高效。例如，智能推荐系统通过学习观众的行为数据，持续优化推荐算法，提升个性化服务的精准度。这种持续优化能力不仅提高了观众满意度，也为科技馆未来的服务创新提供了动力。
在环境和资源管理方面，项目引入了能耗监测与优化系统，实时监测馆内的能源使用情况，帮助识别节能潜力并采取相应措施。这种能耗管理策略不仅减少了运营成本，还符合绿色发展的趋势，为科技馆的长期可持续运营奠定了基础。并且，科技馆通过建立广泛的合作网络，增强了自身的可持续发展能力。与教育机构、研究机构及其他文化场馆的合作，共同开发和共享资源，丰富了科技馆的内容和服务，并带来了更多的创新机会。这种开放的合作模式确保了科技馆持续获取新资源，保持在科技和教育领域的领先地位。
同时，科技馆通过数据分析和市场研究，预见并及时应对观众兴趣的变化和科技趋势，保持其在公众教育和文化传播领域的吸引力。这种前瞻性规划和持续创新能力，使科技馆能够在长期运营中不断吸引新观众以及新的合作，保持持续增长的动力。
