基于物聯(lián)網(wǎng)的古建筑保護(hù)方法

◎陳京浩

（南京市博物總館 江蘇 南京 210004）

作為中華文化的重要體現(xiàn)，古建筑代表了古人的心血與智慧結(jié)晶，無論是工藝價(jià)值還是藝術(shù)價(jià)值均較高。常見的包括樂山大佛、敦煌石窟以及應(yīng)縣木塔等，均是典型的地區(qū)古建筑代表。需要注意的是，與小型文物不同，古建筑由于體型較大，再加上所處的多為露天環(huán)境，因此想要將其置于恒溫恒濕的條件下保護(hù)起來并不現(xiàn)實(shí)。在新時(shí)代下，物聯(lián)網(wǎng)作為信息交互的重要工具，具有多種應(yīng)用與古建筑保護(hù)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因此相關(guān)部門應(yīng)選擇應(yīng)用多類型的技術(shù)手段，為古建筑的保護(hù)過程提供更為完善的服務(wù)。

一、保護(hù)古建筑的重要意義

（一）古建筑是歷史文化的重要載體

作為文化精神的重要載體，古建筑對(duì)于人們理解時(shí)代文化內(nèi)涵有著無可替代的重要作用，其甚至已經(jīng)隨著時(shí)間的推移而逐漸成為了主要的城市象征符號(hào)，是一個(gè)城市百年甚至千年滄桑變化的重要見證者。無論古建筑的外表怎樣破舊，只要其依然矗立，其中涵蓋的文化意義與歷史痕跡就難以被磨滅，這也是利用現(xiàn)代化技術(shù)仿制后所無法具備的重要文化沉淀[1]。歷史的記錄者與文化的傳承者，是古建筑在現(xiàn)代社會(huì)中所扮演的重要角色，因此我們?cè)趯?duì)古建筑進(jìn)行觀賞時(shí)，僅僅看到其突顯出的美學(xué)特征與藝術(shù)價(jià)值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要透過其表面看到本質(zhì)存有的經(jīng)過多年沉淀而積存的歷史文化，感受到內(nèi)在的文化魅力。

（二）古建筑是旅游業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)

古建筑對(duì)于城市而言，在旅游領(lǐng)域扮演著品牌名片的角色，是提高游客觀覽率的重要因素。自改革開放以來，古建筑也逐漸成為了吸引外國游客的關(guān)鍵，為城市旅游事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。而隨著服務(wù)行業(yè)與公路交通的迅速發(fā)展，也為當(dāng)?shù)芈糜涡袠I(yè)的進(jìn)一步繁榮提供了基礎(chǔ)條件。由此可見，古建筑不僅是當(dāng)?shù)厝藗兊闹匾獖蕵穲?chǎng)所，更是創(chuàng)造旅游經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。

（三）能夠?yàn)樾滤囆g(shù)創(chuàng)作與新建筑設(shè)計(jì)提供借鑒

我國的古代建筑所應(yīng)用的多類型建筑技術(shù)已經(jīng)較為成熟，無論是在技術(shù)還是藝術(shù)上均達(dá)到了極高的水平，即使是放在世界建筑史中也是首屈一指的存在，有著極為輝煌的成就。在材料、風(fēng)格塑造以及施工過程中，這些內(nèi)容均是建筑在歷史建設(shè)環(huán)節(jié)中積累下來的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。古建筑中所應(yīng)用的技術(shù)與蘊(yùn)含的結(jié)構(gòu)構(gòu)建原理，對(duì)于現(xiàn)代建筑建設(shè)來說仍然有著極為重要的啟迪示范作用，尤其是對(duì)于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)來說更是有著巨大的發(fā)展意義。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的古建筑保護(hù)方法

對(duì)于古建筑來說，圍繞其的保護(hù)方法應(yīng)以維持建筑原樣為基本目標(biāo)，從而幫助最大限度的將古建筑中所包含的一系列歷史文化信息原汁原味的保留下來。保護(hù)工作展開的基本內(nèi)容應(yīng)為日常保養(yǎng)，并不是在古建筑碑額破壞后再修復(fù)，尤其是對(duì)于一些對(duì)環(huán)境變化極為敏感的建筑類型，例如木質(zhì)結(jié)構(gòu)的古建筑，無論是對(duì)于溫度還是濕度都應(yīng)實(shí)施監(jiān)控，從而降低火災(zāi)等災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。而對(duì)于近代的仿古類型建筑，由于所應(yīng)用的一系列建筑材料與施工技術(shù)較為復(fù)雜，在釘帽脫落與琉璃脫落方面存在著極大的風(fēng)險(xiǎn)。在保護(hù)古建筑時(shí)，為進(jìn)一步提升古建筑的保護(hù)效果，應(yīng)選擇應(yīng)用合適的方式打破固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用思路，從而將物聯(lián)網(wǎng)變?yōu)槿澜绲年P(guān)注焦點(diǎn)，以達(dá)到保護(hù)古建筑的目的[3]。實(shí)時(shí)監(jiān)控古建筑的狀態(tài)是保護(hù)古建筑的關(guān)鍵因素，而實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵就在于應(yīng)在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過應(yīng)用傳感器才能對(duì)古建筑的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為保證處理其日常損傷的及時(shí)性提供基礎(chǔ)條件，從而將造成的影響降到最低。通過物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器、客戶端以及服務(wù)端之間的聯(lián)結(jié)，從而達(dá)到數(shù)據(jù)廣泛采集的目的，為高效分析傳感器數(shù)據(jù)、及時(shí)制定出有效的損傷處理方案奠定基礎(chǔ)。

（一）大規(guī)模鋪設(shè)傳感器

從實(shí)際的傳感器應(yīng)用情況來看，傳感器對(duì)比人工監(jiān)測(cè)有著極為突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以在古建筑的保護(hù)環(huán)節(jié)大規(guī)模布設(shè)傳感器，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以獲得大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的根本目標(biāo)。為將人為監(jiān)測(cè)誤差減少，并縮減監(jiān)測(cè)人員的工作量，需要在一些較難被監(jiān)測(cè)到的位置布設(shè)監(jiān)測(cè)器，主要包括以下幾種類型。

第一，環(huán)境傳感器。該類型傳感器覆蓋內(nèi)容較多，例如溫度、風(fēng)力、濕度以及二氧化碳濃度等。這些基礎(chǔ)信息具有十分重要的應(yīng)用意義，通常作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)際地參與到數(shù)據(jù)分析過程中。而在位置安置環(huán)節(jié)，則需要在確定建筑物制高點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇安裝風(fēng)力傳感器；而在經(jīng)常有強(qiáng)光照射的位置，為避免溫室效應(yīng)影響古建筑的正常狀態(tài)需要安裝溫度傳感器。第二，地面震動(dòng)與壓力傳感器。由于其決定了建筑物是否能夠保持安全穩(wěn)定狀態(tài)，因此在布設(shè)傳感器時(shí)需要保證布局的合理性，并應(yīng)在古建筑的周圍做好多方位的排布工作，為全面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)條件。第三，姿態(tài)傳感器。該傳感器的主要應(yīng)用目的就是為了實(shí)時(shí)監(jiān)控古建筑中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的或水平或垂直的安裝狀態(tài)，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑出現(xiàn)的微小偏差。第四，內(nèi)部壓力傳感器。在古建筑中的關(guān)鍵受壓點(diǎn)需要埋設(shè)壓力傳感器，主要作用就是對(duì)壓力的異常情況進(jìn)行檢測(cè)，以保證發(fā)現(xiàn)建筑損壞的及時(shí)性。第五，電子圍欄。該裝置的作用為檢測(cè)不允許進(jìn)入?yún)^(qū)域的闖入者，也可以選擇應(yīng)用紅外等方式獲取到闖入生物的基本信息，從而避免出現(xiàn)古建筑被破壞的現(xiàn)象。

（二）正確選擇數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳輸方式

第一，保證數(shù)據(jù)回傳的完整性，尤其是基礎(chǔ)類型的背景數(shù)據(jù)更要全部原樣傳回；第二，應(yīng)選擇傳回具有意義的數(shù)據(jù)，例如只傳回壓力檢測(cè)環(huán)節(jié)中的異常壓力數(shù)據(jù)；第三，需要對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。例如在不同位置CO2的濃度也存在著諸多差異，因此應(yīng)采取分布式計(jì)算方式用以對(duì)被檢測(cè)的對(duì)象進(jìn)行評(píng)估，只有這樣才能將數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的回傳。

對(duì)于中心服務(wù)器來說，其所回傳的各種類型的數(shù)據(jù)均被用以對(duì)古建筑的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，從而為管理方隨時(shí)在服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢奠定基礎(chǔ)。而對(duì)于存在異常的數(shù)據(jù)，更要以系統(tǒng)的設(shè)定為基礎(chǔ)，采取問題分級(jí)方式將問題數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)筋A(yù)先設(shè)定的手機(jī)客戶端中，并發(fā)出維護(hù)題型警報(bào)。若問題較為嚴(yán)重，將直接上傳至領(lǐng)導(dǎo)層，從而將不良數(shù)據(jù)的影響降到最低。一些特別經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)信息，例如火災(zāi)造成的區(qū)域溫度異常，則應(yīng)直接報(bào)警，并在第一時(shí)間通知負(fù)責(zé)人進(jìn)行緊急處理。

三、結(jié)語

通過將移動(dòng)應(yīng)用、服務(wù)器以及物聯(lián)網(wǎng)三方聯(lián)結(jié)起來，就能夠保證監(jiān)測(cè)危害古建筑安全的各類因素的及時(shí)性，從而全面保障古建筑的安全。而在融入人工智能技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)后，所構(gòu)建的古建筑保護(hù)體系也將獲得更為規(guī)范的保護(hù)，并在機(jī)器學(xué)習(xí)原理的基礎(chǔ)上構(gòu)建出完美的針對(duì)古建筑的數(shù)據(jù)模型，檢測(cè)出存在的安全隱患，以確保制定針對(duì)性保護(hù)措施的及時(shí)性。