原標題:南京醞釀投資3000萬元建監測預警平臺—“物聯網+”,為650歲明城墻精準治療
星月輪轉,為南京明城墻平添歷史風韻,卻也侵蝕著她的血肉骨骼:植被掩映下的儀鳳門段,城磚風化、車流密集的“龍脖子”段,城磚鼓脹、立體交通環繞的太平門段……如何為她搭脈問診、及時清除病灶,成為這座城市的課題。近日傳出消息,南京將投資3000萬元建設城墻監測預警平臺,令人們對城墻接受“科技體檢”充滿期待。
“物聯網+”讓城磚會“説話”
物聯世界下的城市管理,會讓每一幢建築擁有“智商”,從650年前走來的明城墻也不例外,一旦實現物聯,一磚一瓦都有可能會“説話”。“建設城墻監測預警平臺,有兩個初衷:一是通過信息化科技手段保護城墻本體,二是完善城墻‘數據庫’助力明城墻申遺。”南京城墻保護管理中心副主任陳啟東説,該平臺建設尚未啟動,還需經過多輪方案修改、專家論證以及招投標等系列審批工作。但這一方案已得到國家文物局的支持,並提出多項修改意見,比如根據城墻特點,增加城墻天際線和景觀視廊、遊客影響、植被種類監測等。
這一修改意見對於南京城墻的“科學性保護”來説無疑是個啟發,增加對植被種類的監測,將為防止根系植物入侵城磚提供數據支撐。 被風化大半個世紀的城墻,城磚縫隙中難免會落進灰塵、土壤,這就為植物生長提供場所。“在定淮門—挹江門、玄武門—太平門段,城墻裏生出植被的情況很普遍,喬木、灌木及藤類根系發達,一旦蓬勃開來,必然會造成城磚的鼓脹、裂縫。”工作人員坦言,目前針對城墻植被生長問題,除人工割除,還沒有找到更好的辦法。
城墻監測預警平臺建成後,還將填補世界範圍內對磚石結構建築監測的空白。南京城墻管理保護中心遺産檢測部技術工程師王春鵬介紹,監測平臺的核心是利用物聯傳感技術,收集城磚病害情況,對南京城墻進行可視化保護,一旦城墻病害部的裂隙、鼓脹、沉降等數據波動幅度接近警戒線,監測系統就會實時發出預警,為文物保護修繕爭取時間。
靠巡檢密織人工監測網
25日上午,新華日報記者跟隨南京城墻保護管理中心文物保護部工作人員王羿,探訪明城墻解放門-太平門段的各個重點監測點。在解放門段往東約300米處,只見一整面城墻上規則地分佈著拳頭大小的鏡面方塊,在陽光的照射下熠熠發光。如何通過這些方塊鏡面“遙望”城墻健康狀況?王羿踩了踩腳邊紅色粉筆劃出的小圖釘告訴新華日報記者,監測人員在這個圖釘處架起全站儀,通過觀測鏡面的距離變動,可判斷城墻鼓脹情況。
這種監測方式是明城墻目前實行的“人工巡檢”的方法之一,在全長33.6公里的明城墻上,類似的“監測點”有650個。在玄武門段的一面城墻上,新華日報記者看到另一種“體檢器”,十多個約20釐米長的白色長條金屬,被錯落安插在城磚之間。這種拉線式“裂縫計”,利用簡單物理原理,在城磚産生裂縫後,被自然拉伸,巡檢人員可根據其顯示的數據變化,判斷城磚裂縫情況。
“每年6-9月是南京的汛期,也是明城墻監測的集中期,用人工巡檢的方法採集完650個監測點的數據,需要6個人跑1周。”王羿説,現有明城墻近10年的“數據庫”,都是依靠這樣的人工巡檢逐步擴充的。近年來,對明城墻的人工巡檢平均一年達14次左右。
為城墻提供“精準治療”
“比採集收納城墻數據更重要的是,畫出城墻病害發展趨勢圖,以及一系列對其未來發展趨勢的分析研究工作。”王羿對於正在醞釀中的城墻預警監測平臺充滿期待。
“並不是説有了平臺,我們就不巡檢了,只是這種實時數據傳輸,能幫助我們迅速、準確地解決城墻問題。”王羿舉例説,明城墻“龍脖子”段,位於紫金山景區內,緊靠快車道,且車流量密集,一旦發生城磚脫落,就有可能砸到車輛和行人。“預警系統如果能在城磚脫落前監測到異常數據併發出警報,我們就能及時處置,避免這樣的危險。”王羿所説的針對城墻本體的監測數據,具體包括五種:裂隙、傾斜、位移、鼓脹和振動。每一種都需連接互聯網“感測器”,在實時感應到城磚細微變化後,形成數據傳輸到平臺上。這些“感測器”將替代目前所使用的鏡片測距、裂縫計等靜態測量計,讓數據自主“跑腿”,實時監控城墻“健康”指數。
監測預警平臺對城墻來説,就是一台“健康監控機”,卻又因為“嫁接”人工智能、大數據等,在採集數據的同時,還可以“算出”健康曲線,為城墻進行“精準醫療”,甚至可以預判她未來“病情”,為研究人員提早介入“干預”提供可能。王春鵬介紹,城墻本體及周邊50米緩衝區域的共計1000多項數據指標,都將納入監測預警範圍,當數據採集達到一定量的積累後,就可形成南京城墻“知識庫”,對後期預判她的發展以及坍塌可能性提供科學論據,也為保養和修繕留出更充裕的時間。