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南京明城墙体检

2017-12-27 10:36:34 来源: 交汇点

原标题:650岁南京明城墙如何进行“科技体检”?“物联网+建筑监测”为她实时搭脉

星月轮转,为南京明城墙增益着历史风韵,却也侵蚀着她的血肉骨骼:植被掩映下的仪凤门段,城砖风化、车流密集的“龙脖子”段,城砖鼓胀、立体交通环绕的太平门段,城砖震动……如何为她搭脉问诊、清除病灶,成为这座城市的课题。近日,有关南京将投资3000万元建设城墙监测预警平台的消息,令人们对城墙接受“科技体检”充满期待。

12月25日,交汇点记者跟随南京城墙管理处工作人员的脚步,重走多处“监测点”。未来,监测预警平台将应用物联网技术实时监控城砖现状,并利用大数据、人工智能等技术,为南京明城墙的未来发展趋势做科学预判,进一步推动明城墙申遗和遗产本体保护。

物联网+建筑监测让650年前的城砖“说话”

物联世界下的城市管理,会让每一幢建筑拥有“高智商”。从650年前走来的“明城墙”也不例外,一旦实现物联,一砖一瓦都有可能会“说话”。南京城墙保护管理中心副主任陈启东在当天的采访中表示,关于“城墙监测预警平台”正在推进之中,得到了国家文物局的支持。

建议根据南京城墙的特点,12月21日,国家文物局提出了几项修改意见,包括在预警平台中增加城墙天际线和景观视廊、游客影响、植被种类等监测项。

被风化了大半个世纪的南京城砖,很难避免地会于隙缝中落进灰尘、土壤,这就为植物生长提供了场所。尤其在定淮门——挹江门、玄武门——太平门段,城墙里生出植被的情况很普遍,那些乔木、灌木以及藤类,都是根系发达的木本植物,一旦蓬勃开来,必然会造成城砖的鼓胀、裂缝。工作人员坦言,目前针对城墙植被生长问题,除了传统的人工割除外,还没有找到更好的办法。

这项工作对于南京城墙的“科学性保护”来说无疑是个积极举措,增加对植被种类的监测,对防止根系植物入侵城砖提供了数据支撑。城墙保护管理中心工作人员直言,目前的工作只限于对城墙本体的保护,修改意见中增加的对城墙天际线的监测,则会实时“监工”着沿线的超高建筑,相信未来明城墙、玄武湖天际线会“擦得更亮”。

谈及建设该平台的初衷,陈启东提到了两点:通过信息化科技手段保护明城墙本体,以及完善明城墙“数据库”,助力申遗。城墙监测预警平台建成后,将填补世界范围内对砖石结构建筑监测的空白。

当天的采访中,南京城墙管理保护中心遗产检测部的技术工程师王春鹏向记者介绍,监测平台的核心,是利用物联传感技术,收集城砖的病害情况,对南京城墙进行“可视化”保护,一旦城墙病害部的裂隙、鼓胀、沉降等数据波动幅度接近警戒线,监测系统就会实时发出预警,为文物保护修缮争取时间。

现状:33.6公里的650个监测点人工巡检需6个人跑1周

全长33.6公里的明城墙,分布着650个重点“监测点”,每一位文保工作人员都能“如数家珍”地识别出这些墙体发生了病害的区域。

25日上午,跟随南京城墙保护管理中心文物保护部工作人员王羿的脚步,记者探访了南京明城墙解放门——太平门段的各个城墙重点监测点,在解放门段往东300米左右的地方看到,一整面城墙上规整地分布着拳头大小的镜面方块,阳光下不停地被折射着。这些正熠熠发亮的,会帮助城砖开口“告诉”我们它的鼓胀情况。

如何在近20米外的道路上,通过这些方块镜面“遥望”城墙健康?王羿踩了踩脚边一个红色粉笔划出的小图钉,原来这个“暗号”就是对接那些镜面的“接头”位置。王羿解释,监测人员在这个图钉处架起全站仪,通过观测镜面的距离变动,判断城墙的鼓胀情况。

在玄武门段的一面城墙上,记者看到目前使用的另一种“体检器”,10多个20厘米左右的白色长条金属,错落安插在城砖之间。王羿告诉记者,这种拉线式“裂缝计”,其实是利用简单物理原理,在城砖产生裂缝后,被自然拉伸,巡检人员可以根据其上显示的数据变化,知道城砖裂缝的情况。

“每年6~9月是南京的汛期,也是明城墙监测的集中期,用人工巡检的方法采集完650个监测点的数据,需要6个人跑1周的时间。”王羿告诉记者,现有的明城墙近10年来的“数据库”,都是依靠这样的人工巡检逐步扩充的,近年来,对明城墙的人工巡检平均一年达到14次左右。

未来:这台智能“健康监控机”将为城墙提供“精准治疗”

相比以往采集、收纳城墙数据,目前更重要的工作其实是做城墙病害发展趋势的曲线图,以及一系列对其未来发展趋势的分析研究工作。

但是就目前来说,人工巡检的频繁和任务繁重,通常让王羿和同事们“腾不出手”,对于“城墙预警监测平台”的推进,王羿充满期待。“并不是说有了这个平台,我们今后就不巡检了,只是说,这种实时数据传输,能帮助我们迅速、准确的解决城墙问题。”王羿向记者举例,比如明城墙“龙脖子”段,位于紫金山景区内,紧靠快车道,且车流量密集,一旦发生城砖脱落,就有砸到车辆的危险。

“预警系统如果能在城砖脱落前监测到异常数据,而发出警报,我们就能及时处置,避免这样的危险。”王羿所说的针对城墙本体的监测数据,具体来说,主要包括五种:裂隙、倾斜、位移、鼓胀以及振动。每一种都需要一款连上互联网的“传感器”,在实时感应到城砖细微变化后,形成数据传输到平台上。这些“传感器”将替代目前所使用的镜片测距、裂缝计等静态测量计,让数据自主“跑腿”,实时监控着城墙的各类“健康”指数。

其实,这种监测预警平台对城墙来说,就是一台“健康监控机”,却又因为“嫁接”了人工智能、大数据等技术,所以在采集数据的同时,还可以“算出”健康曲线,为城墙进行“精准医疗”,甚至可以预判她未来“病情”,为研究人员提早介入“干预”提供可能。

王春鹏在采访中提到,城墙本体,以及周边50米缓冲区域的共计1000多项数据指标都将在监测预警的范围内,当这些数据的采集达到一定量的积累后,就可以形成一个南京城墙“知识库”,对后期预判她的发展以及坍塌,提供科学论据,也为保养和修缮留出更充裕的时间。

大数据时代,可贵的并非如恒河沙数般的繁多数据,而是能撬开城市密码的数据钥匙,它能让数据有用,能让城市建筑准确、科学的“自我表达”,甚至能“预言”百千年后的人们看到的世界还剩什么。

物换星移,我们不能永久地“拥有”明城墙,但科技至少可以帮助我们更“妥善”地与她共处,可以帮助我们看到一个再“长远”一些的她……因而,也就更加珍惜眼前的、当下的她。

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