我国推动文物专用仪器仪产业化发展
- 2015/6/24 11:17:49 47407
- 来源：仪表网
然而，这些难得的艺术珍品，数百年来，由于自然和人为因素的破坏，都遭受着不同程度的破坏。并且目前文物保护中，装备几乎完全依赖国外进口，国产专用装备缺乏、适用性差、集成度低，装备的数字化、自动化、智能化技术水平低，产品质量和可靠性参差不齐。
文物保护存在必要性和迫切性。为此，在《中国制造2025》的指导下，工业和信息化部办公厅及国家文物局办公室近日发布《关于组织申报2015年文物保护装备产业化及应用示范项目的通知》，决定利用现代装备显著提升我国文物保护与利用水平。
根据通知，文物保护装备产业化重点实施示范项目主要为仪器仪表。包括：
一、文物专用高/超光谱成像设备
其应用400nm~2500nm波段可见光-近红外高光谱/超光谱成像技术，实现对文物的光谱信息和空间信息同时获取；同时构建相应的光谱数据库，配套相应分析软件和光谱图像处理软件，形成文物分析专用高光谱/超光谱成像系统。可满足馆藏文物材质、结构、病害无损检测和多参数同时分析的需求，为文物价值认知、鉴定、病害分析、保护修复效果评价提供、无损分析手段。
产品（技术）关键指标：面成像，电控调谐滤光片分光；覆盖光谱范围400nm~2500nm（分为400nm~1000nm，900nm~1700nm，1500nm~2500nm3个工作波段），光谱优分辨率5nm；图像动态范围16bit，图像分辨率2048×2048（400nm~1000nm）、640×512（900nm~1700nm）、320×256（1500nm~2500nm），大帧频20fps（全画幅）；镜头接口为商用NikonF接口；具备大面积全谱漫反射光源；具备便携式和固定式两种类型；可根据用户需求配备偏振成像模块和立体成像模块；配备满足文物高光谱数据分析需求的智能分析模块，使数据分析处理后台化，支持多种格式的数据源，数据类型，如TIFF、BMP、JPEG、DICOM和DXF等常用数据格式，以及自定义二进制和ASCII格式的数据；配备专用光谱图像处理分析软件，也可与ENVI、SPAM、HIPS、SIPS等光谱数据处理软件相匹配适用。建立针对壁画、书画类文物的典型高/超光谱谱库，谱库容量可达3TB以上。
实施目标：设备产能达到10台套/年，项目实施期内完成10个示范应用，实现收入达到1000万元以上。
二、文物保护专用太赫兹成像设备
应用太赫兹波技术，实现对不导电材质文物的非接触式无损性的穿透分析，实现对往来参观游览人员随身携带危险物品等情况的非接触式成像和筛查；构建相应的太赫兹波谱数据库，配套相应的仪器分析软件和图像处理软件。满足壁画等文物内部组分、分层结构及病害的内部层析成像识别的需求，解决重要文物保护场所中合作或非合作往来人员危险品及文物携带等问题。
重点任务包括：
1、文物保护专用太赫兹波谱层析成像仪
产品（技术）关键指标：基于飞行时间谱技术，研制用于文物鉴定和保护的太赫兹波谱层析成像仪。覆盖光谱范围：0.1THz～3THz；波谱优分辨率：0.01THz，纵向分辨率：≤0.1mm（穿透深度在3cm以下时），≤0.5mm（穿透深度在3cm以上时）；纵向典型穿透深度≥6cm（针对壁画、木质、石膏等绝缘材质文物）；横向成像分辨率：≤0.5mm×0.5mm（穿透深度在3cm以下时），≤1mm（穿透深度在3cm以上时）；扫描波谱成像速度：1秒/像素（非单一频率成像），1秒/百像素（单一频率成像）；控制方式：计算机；配备可扩展、高置信度的文物TH型图谱数据库及管理、分析系统，满足文物THz波谱层析成像与数据分析需求，具备文物THz图谱数据的特征提取、识别、分类、三维重构与可视化等功能，根据特定文物THz波谱数据分析需求，开发相应的智能分析模块，可管理的图像数据规模达TB以上，支持多种格式的数据类型，如TIFF、BMP、JPEG等常用数据格式，满足交互查询、检索需求。建立针对壁画、石刻类文物的典型太赫兹波谱谱库，谱库容量可达1TB以上。
实施目标：设备产能达到10台套/年，项目实施期内完成5台的示范应用，实现收入达到1200万元以上。
2、博物馆专用太赫兹安检仪
产品（技术）关键指标：
硬件部分：工作频段：340GHz；工作距离：3.5米-6米（可根据现场实际需求进行调整）；安检区域：2米×0.8米；成像景深：0.8米；成像分辨力：优于1厘米（具备三维成像功能，纵向分辨力优于2厘米）；全区域成像时间：小于0.5秒；快速检查通过率，800人/小时。
软件部分：具备图像智能滤波、边界提取等后期图像处理功能，具有危险物自动识别、报警、细节再现功能，满足重要文物场所的安防人员的使用需求，并支持TIFF、BMP、JPEG等常用数据格式输出。软件具备可扩展功能。
实施目标：设备产能达到10台套/年，项目实施期内完成5台的示范应用，实现收入达到1200万元以上。
三、文物保护专用X射线成像/分析设备
应用先进的X射线双模衬度（吸收衬度、相位衬度）成像技术、X荧光分析技术，构建相应的X射线波谱数据库，配套相应的仪器分析软件和图像处理软件，形成文物保护专用X射线成像诊断系统和便携式X荧光分析仪。实现丝绸、木质、竹质、纸质等文物进行内部微细结构信息的现场及实验室提取分析。
重点任务包括：
1、文物保护专用X射线成像诊断系统
产品（技术）关键指标：
硬件部分：射线源能量：<160kV（可调）；射线源输出功率：20W（100kV时）；细节高分辨能力：5um；小物距：50mm；被检目标大尺寸：300mm×300mm；图像动态范围：16bit；图像阵列格式：>4096×4096；曝光时间：10s到分钟量级（视目标材质和空间布局而定）；典型穿透深度：>20cm（针对典型轻元素材质文物；更高穿透深度可根据“穿透深度正比于射线源强度的对数”关系，选择合适的射线源强度来提高成像穿透深度）；控制方式：计算机；数据读出速率：>1MHz；冷却方式：风冷。
软件部分：具备图像智能滤波、边界提取等后期图像处理功能，满足文物X射线双模衬度成像与数据分析需求，具备文物特征提取、识别、分类等功能，支持TIFF、BMP、JPEG等常用数据格式，满足交互查询、检索需求。软件具备可扩展功能。建立针对青铜、陶瓷类文物的典型X射线波谱谱库，谱库容量可达3TB以上。
实施目标：设备产能达到10台套/年，项目实施期内完成5台的示范应用，实现收入达到1200万元以上。
2、便携式文物保护专用X荧光分析仪
产品（技术）关键指标：探测器：电致冷SDD探测器；激发源：50KV/100μA；检测时间：1-2秒进行牌号预报，10秒内进行元素分析；测量元素范围：硫（S）-铀（U）；校正方式：Ag片；操作环境要求：-20℃- 50℃，湿度≤90%；显示器：高分辨率PDA；数据处理能力：可在PDA内进行编辑，可导入PC机进行保存打印，配备海量存储设备。
实施目标：设备产能达到500台套/年，项目实施期内完成50台的示范应用，实现收入达到1000万元以上。
四、遗址风险管理装备及系统
系统能够满足偏远地区遗址类文物的风险管理、看护人员野外生存、补给、区域监控、信息通讯等功能。系统分为现场设备和远程管控两部分，遗址风险管理野外平台由野外工作平台、补给平台、入侵跟踪监控设备，通讯设备等构成，实现遗址地现场监测和人员生活保障与设备的集成搭载；遗址风险管理信息系统由硬件平台和软件平台构成，具备大区内数据传输、交换、存储、分析、通讯指挥、信息查询，可与2013年度指南中“馆藏的文物保存环境监测评估系统”实现数据交换。工程项目集成服务能力达到10个项目/年，项目实施周期内完成3～5个遗址的示范应用，实现收入达2000万元以上。
重点任务包括：
1、遗址风险管理野外平台
产品（技术）关键指标：
（1）野外工作平台
野外工作平台用于防护管理人员工作居住，现场设备安装承载。参数指标：工作温度-40℃～ 60℃,工作相对湿度0%～95%，抗风能力：稳定风速45米/s、阵风60米/s，能在6级风条件下展收、作业，在降雨强度6mm/分钟、工作1小时；生活保障：15天/2人；供电：可接入市电，太阳能/发电机复合供电，输出功率≥5kVA；保温隔热：总热传导系数≤2.5W/m2•℃；仓内温度范围：15℃～25℃；防风沙、防湿热、防霉菌、防盐雾等设计按照（GJB6109-2007）《军用方舱通用规范》执行。
（2）补给平台
补给平台按照（GJB6109-2007s）《军用方舱通用规范》相关要求执行。
（3）入侵跟踪监控装备
入侵跟踪监控装备达到防风沙、防湿热、防霉菌、防盐雾相关技术标准要求，实现对目标的定位、取证、跟踪、报警、存储等功能，具备光电自动目标跟踪、单一/复合、组网工作模式。性能参数：工作频段X波段；信号形式：调频连续波；天线尺寸：＜750mm×400mm；测量精度：距离测量精度≤10m，方位测量精度≤0.3°；作用距离：≥5Km；整机重量：≤30Kg；扫描角度：全向360°；雷达成像分辨率：≤1m；成像时间：≤512ms；防护等级：IP66；工作温度：－40～＋55℃；储存温度：－50～＋65℃；相对湿度：95±3%（＋30℃）；电源消耗：＜180W。成像设备参数：昼光作用距离：对人5km，夜光作用距离：对人3km；云台载重：20kg；云台角度：水平0～355°旋转；俯仰 10°～-70°，云台速度水平：9°/s，俯仰4°/s，跟踪精度0.1°，预置位：32个；供电：AC24V±10%，50Hz，≤150W；防护等级：IP66；防雷：电源4000V，通讯视频信号2000V；控制协议Pelco-P、Pelco-D行业标准等多协议，波特率可选；工作温度：-40℃～ 85℃；具备变倍、聚焦、视频切换、俯仰旋转功能；光电联动响应时间：＜50ms。
（4）通讯设备
具备野外无公网条件下数据、图像的传输能力，采用北斗、数传电台通讯并兼顾公网通讯的复合通讯模式，并根据环境模块化选用。北斗终端：应具备接收北斗多频段卫星信号能力；定位水平误差≤5m；高程误差≤7m；跟踪灵敏度：＜-160dBm；具备北斗I卫星收发短信息的功能，BD1发射信号功率：≥36dBm。数传电台：工作频率：315MHz/433MHz/860MHz/2.4GHz(可选);环境温度：-30℃～ 55℃；发射功率：100mW～5W(可调);传输距离：8km～15km；空中速率9600bps～115200bps。
实施目标：工程项目集成服务能力达到10个项目/年。
2、遗址风险管理信息系统
产品（技术）关键指标：具备工作人员现场监控日志、远程设备监控功能；具备高强度安全加密的数据共享；具有数据查询、报警、报表、报告与风险分析功能；具备应急预案和决策管理等功能。
实施目标：项目实施周期内完成3～5个遗址的示范应用。
五、田野石质文物的监测系统
系统满足田野石质文物本体状态监测、身份识别、动态跟踪等功能，其中，田野石质文物振动和重力监测终端用于田野文物本体振动及重量变化的监测；田野石质文物身份识别监测终端用于文物本体的动态跟踪及身份识别追溯。应用现代传感器技术和无线通讯技术，实现低功耗、小体积、易安装的野外文物振动、重力、位置、身份识别监测终端及配套系统解决方案，解决田野文物急需的安全信息事前监测、事中报警、事后追溯的问题。实现生产能力达到10000台套/年，项目实施周期内完成3～5个遗址的示范应用，实现收入达2000万元以上。
重点任务包括：
1、田野石质文物振动和重力监测终端
产品（技术）关键指标：振动传感终端，测量范围：±16g，分辨率：3.9mg/LSB，小测量角度：0.25°；重力传感终端，测量范围:0～1kg、5kg、10kg、50kg、100kg、500kg、1000kg、＞1000kg，精度:0.5%FS；输出灵敏度：1.3±10%mV/V;无线传输频段433MHz或2.4GHz等ISM频段、大发射功率≤20dBm，支持双向无线通讯网络协议标准，通信可靠性≥99%；环保无污染电池供电达到1年；具有掉电非易失存贮功能。
实施目标：终端装置产能达到10000台/年，完成3～5个遗址区域的示范应用。
2、田野石质文物身份识别监测终端
产品（技术）关键指标：北斗定位报警终端：工作温度范围-40℃～65℃，工作湿度范围0～100%RH；定位精度≤5.0m，待机功耗＜10μA,电池待机寿命1年，连续工作时间＞12小时，具备振动触发、定时触发功能；无线传输频段433MHz或2.4GHz等ISM频段、大发射功率≤20dBm，支持双向无线通讯网络协议标准，通信可靠性≥99%；支持移动公网通讯，体积：50mm×50mm×5mm。RFID监测终端：无源RFID标签感知距离0.5～1.5m，工作频段920MHz～925MHz，使用寿命10年，存储空间：≥128bit，加密方式：硬件加密，加密算法支持用户自选。RFID手持读写器：读取距离≥1m，发射功率＜30dBm，工作温度范围-45℃～65℃，工作湿度范围0～100%RH。
实施目标：终端装置产能达到10000台/年，完成3～5个遗址区域的示范应用。
六、田野文物智能巡查管理系统
系统应用北斗定位、多媒体无线通信、大数据分析等技术方式，分为基于混合北斗的手持巡查终端和巡查指挥管理平台。实现田野文物智能巡查、人防管理、情报分析、应急指挥和公安联防等功能。解决田野文物地域分散，缺乏有效的巡查管理、公安协防、应急处突手段，不能有效防范田野文物安全的问题。终端装置产能达到10000台/年，工程项目集成和服务能力达到200个项目/年；项目实施期内完成3～5个行政区域的示范应用，实现收入达到2000万元以上。
重点任务包括：
1、基于混合北斗的手持巡查终端
产品（技术）关键指标：利用北斗技术，移动通信技术，实现北斗卫星定位、强光照明、高压自卫、身份认证、高清循环录音录像、一键报警、静寂报警监听、集群对讲、应急指挥等功能。其中一键报警延迟≤5s；野外定位平均误差≤1m；设备正常工作待机≥48h，并确保设备亏电状态能够支持一键报警；防水等级≥6级，集群对讲延迟≤500ms，可懂度不低于3级；通信制式兼容GPRS、CDMA1X、3G、WIFI等网络，并可根据其它需要进行扩展。设备分两档：1）一般巡护员；2）执法人员（等级高）。
实施目标：终端装置产能达到5000台/年，完成3～5个行政区域的示范应用。
2、巡查指挥管理平台
产品（技术）关键指标：巡查指挥管理平台包括巡查业务管理子系统、大情报分析子系统和应急指挥子系统。巡查业务管理子系统包括分级管理，任务定制，轨迹管理，人员管理、事件管理和绩效评估等功能，支持同时在线用户数≥100000个，并发数≥500个。大情报分析子系统从公安大情报数据库、公安部八大库、公安社会治安监控数据库、治安数据库、公安网络舆情数据库自动抽取和挖掘数据，形成省级田野文物安全预警分析态势，对田野文物保护区的外来人员、车辆及嫌疑人进行事前预警、事中处置和事后取证，其中省级情报分析准确率不低于95%，延迟≤1小时。应急指挥子系统包括集群对讲、公安协防、群组协同、报警联动、应急预案和决策指挥等功能；支持终端分组对讲、点对点对讲、中心与终端群组对讲，对讲延迟≤500ms；支持与外部公安数字350M双向对接和转码，将巡查终端作为公安350M指挥调度系统的延伸；对于已建风险管理系统的田野文物保护区，支持与安防系统报警联动。
实施目标：工程项目完成3～5个行政区域的示范应用。
七、文物博物馆火灾防护专用系统
系统集成现代火灾探测与报警、智能控制、灭火剂瞬时释放等技术，实现文物博物馆保护有效的防火、灭火功能。系统分为博物馆专用灭火剂和自动快速灭火装备。文物博物馆专用灭火剂产能达到500吨/年，文物博物馆专用自动快速灭火装备产能达到2000套/年，实现产值5000万元以上，项目实施期内完成5～8个文物博物馆单位的示范应用。
重点任务包括：
1、文物博物馆专用灭火剂
产品（技术）关键指标：专用灭火剂产品性能达到ISO/FDIS14520-5:2005(E)规定的质量指标，即纯度≥99.0%，酸度≤3.0ppm(基于重量HCl当量），水含量≤0.001%，不挥发残渣≤0.05g/100ml，无悬浮物质或沉淀物质，灭火浓度≤6%，臭氧破坏潜能值（ODP）为0，温室效应指数（GWP）不大于150，灭火剂自身毒性安全余量≥50%，灭火后无残留，与文物表面材料相容。
实施目标：专用灭火剂合成产能达到200吨/年。
2、文物博物馆专用自动快速灭火装备
产品（技术）关键指标：自动快速灭火系统用于扑灭文物博物馆场所发生的初起火灾的自动扑救。自动快速灭火系统由若干火灾探测器、智能火灾控制器、报警器、灭火装置等硬件和馆藏文物火灾监测软件管理系统所组成。通过对初起火灾的自动探测和识别、自动报警、灭火剂快速释放等技术的集成，利用现代消防工程设计和安装规范，实现文物博物馆场所发生的初起火灾的快速扑救。系统应具备：灭火剂喷射时间≤1s；智能火灾控制器：同时启动灭火装置台数≥150台/单机；具有分区管理功能；巡检数据存储时间≥1年。灭火装置启动电流1±0.1A，启动时间≤6ms。
实施目标：实现灭火系统产能2000套/年。
八、文物预防性保护装备公共服务平台
编制文物保护装备质量检测、应用评价等关键急需技术标准，进一步提升文物保护装备检测平台的测试能力，开展文物保护装备示范产品评价，编制首批《国家文物保护装备示范产品目录》。
重点任务包括：
实施目标：完成文物低氧保存系统应用要求与检验方法等12项关键标准。
1、文物预防性保护装备质量检验平台能力提升
在文物预防性保护装备质量检验平台建设（一期）基础上，进一步完善检测体系，扩大检测范围，提升检测能力。开展复杂环境下文物保护设备检验技术研究，重点攻克温湿度、振动、气压等多重因素下的环境适应性检验技术，高加速设备可靠性寿命检验技术，复杂干扰下的电磁兼容性技术，开展典型产品测试并研制相关试验装备。
实施目标：建成国内的多参数综合环境适应性检验能力、高加速设备可靠性检验能力、设备抗电磁干扰检验能力，形成具有自主知识产权的文物专用检验装置2台（套），并开展20种典型产品的试验验证。
2、文物保护装备示范产品评价和遴选
制定和发布示范产品遴选办法，选择馆藏文物保存环境监测传感器、监测终端、智能展柜、智能存储装置、净化调湿装置等量大面广产品，开展标准符合性测试检验，遴选出首批符合文物保护需求、产品质量优良、具有市场竞争力和发展潜力的装备，形成示范产品目录。
实施目标：建立文物预防性保护装备应用科学评估体系，形成客观、科学、公正的产品遴选方法、程序和标准。针对馆藏文物保存环境监测传感器、监测终端、智能展柜、智能存储装置、净化调湿装置等产品，进行标准符合性测试检验，颁布首批示范产品目录，遴选产品应不少于50项。
3、文物保护装备应用等关键技术标准研制
针对文物低氧保存系统、遗址风险管理入侵跟踪监控设备、田野石质文物赋存环境振动监测装置、田野石质文物赋存环境重力监测装置、田野石质文物空间身份识别监测装置、博物馆馆藏文物专用灭火剂等应用需求，研制检测方法及设备产品标准。
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