南京城墻監測預警體系研究

摘要：南京城墻遺產地監測范圍有保護范圍、建設控制帶兩部分。遺產要素由35.27 km城墻遺跡、5個城墻城門、22.9 km護城河三大部分構成。該文分析了南京城墻文化遺產概況及遺產價值，對遺產要素保存情況、遺產格局、保護管理狀態、目前的監測工作等進行了評估，指出了目前監測工作存在的一些問題。在此基礎上，探討了南京城墻監測預警平臺的構建，實現了監測數據錄入與分析、預警系統觸發及處置、信息化管理、研究分析、景區游客承載量監控五位一體的建設目標。

關鍵詞：南京城墻；文化遺產；保護現狀；監測；預警；信息技術

中圖分類號：K87；TU8 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4110（2024）10（c）-0088-06

Research on the Monitoring and Early Warning System of Nanjing City Wall

ZHAO Feng， WANG Tianwen

（Nanjing City Wall Protection and Management Center， Nanjing Jiangsu， 210006， China）

Abstract： The monitoring scope of Nanjing City Wall heritage site consists of two parts： protection scope and construction control zone. The heritage elements consist of three parts： 35.27 km wall relics， 5 wall gates and 22.9 km moat. This paper analyzes the general situation and heritage value of the cultural heritage of Nanjing City Wall， evaluates the preservation of the heritage elements， the heritage pattern， the protection and management status， and the current monitoring work， and points out some problems existing in the current monitoring work. On this basis， the construction of the monitoring and early warning platform of Nanjing City Wall is discussed， and the construction goals of monitoring data entry and analysis， triggering and disposal of the early warning system， information management， research and analysis， and monitoring of tourist carrying capacity in scenic spots are realized.

Key words： Nanjing City Wall; Cultural heritage; Protection status; Monitoring; Early warning; Information technology

根據《保護世界文化和自然遺產公約》（以下簡稱《世界遺產公約》）及《實施<世界遺產公約>操作指南》中對世界遺產保護和管理的要求，遺產監測是世界遺產申報和保護管理機制的核心內容之一[1]。中國作為締約國之一，也建立了中國世界文化遺產監測預警總平臺。文化遺產監測是實現科學管理和預防性保護的必要前提，也是申報世界文化遺產的關鍵指標[2]，南京城墻是中國明清城墻聯合申遺項目的牽頭單位，對標世界文化遺產的管理和監測要求，也在積極探索建立監測預警系統。

1 南京城墻文化遺產概況及遺產價值

1.1 文化遺產概況

南京城墻坐落于江蘇南京，始建于1366年，由宮城、皇城、京城、外郭四重城墻構成，其中京城城墻全長35.27 km，現存長度25.09 km[3]，是世界上現存建筑規模最大的都城城墻，是中國明清城墻保存下來的代表作，是14—17世紀最偉大的城市建筑工程遺產和軍事遺產，1988年被國務院列為第三批全國重點文物保護單位，2006年和2012年兩次被列入《中國世界文化遺產預備名單》[4]。南京城墻文化遺產由城墻墻身本體、城墻城門、護城河三大部分構成（見表1），城墻遺跡35.27 km（地上24.27 km，地下約9.5 km），城門5個，護城河總長約22.9 km。

1.2 文化遺產價值

文化遺產都具有歷史價值、科學價值、藝術價值[5]。南京城墻也不例外，它依山傍水、因形隨勢而建，蜿蜒起伏于自然山水之間，是中國傳統城防體系的杰出范例。首先，它是中國歷史上唯一建造在長江以南的統一國家的都城城墻，綜合反映了明初的科技、文化、軍事水平，開明代大規模筑城之先河[6]；城磚上的銘文保存了明初社會、經濟、文化等的第一手資料，體現了南京城墻的歷史文化價值。其次，南京城墻據山帶江，依山傍水，氣勢磅礴，是江南山水城市的典型代表。其靈活的總體布局，打破傳統四四方方的城池建筑模式，順應自然地形建設城池，為古代都城建設的杰作之一，體現了其藝術價值。最后，南京城墻嚴密的施工組織與嚴格的質量監督機制充分顯示了我國古代大規模工程建設組織的能力與科學方法，為研究中國古代工官制度及工程設計與施工的組織提供了寶貴資料。

2 南京城墻文化遺產現狀評估

南京城墻保護管理中心自2016年啟動南京城墻監測預警平臺建設后，先后多次對南京城墻的遺產保存現狀、遺產格局、保護管理、監測工作進行調研并綜合評估。

2.1 遺產保存評估

經過評估，南京城墻遺產保存評估劃分為四級。A.無安全隱患，影響美觀及使用功能；B.短期內無安全隱患，長遠可能影響城墻的完整性，對城墻的永久保護產生不利影響；C.有潛在的人身財產安全隱患，主要影響城墻整體或局部的完整性，對城墻的永久保護有不利影響；D.有明顯或急迫的安全隱患，容易產生人身財產安全危險[7]。

（1）南京城墻本體保存狀況不容樂觀，59.9%的段落評估等級為C級，27.9%的段落評估等級為B級，11.2%的段落評估等級為D級。主要病害類型是城墻墻面風化剝落、裂縫、臌脹，城磚破損錯位、松動缺失，植物大面積覆蓋、根系破壞墻體等。（2）城門整體保存狀況一般，主要病害為墻面損傷、墻體裂損、植被病害、滲水等。石城門評估保存狀態較好，評估等級為A級；中華門南門券門拱頂兩塊條石砌塊殘損嚴重，影響券門受力，可能導致拱頂坍塌，評估等級為C級；其他幾個門均為B級。（3）護城河整體水質狀況較好，大部分區段兩岸有綠化景觀，設有沿河步道及近水平臺。除琵琶湖段水中有浮游植物，河水流動性差，評估等級為C級，東水關—標營門段兩岸缺乏綠化，南岸建筑雜亂，評估等級為B級外，其余段落評估等級均為A級。

2.2 遺產格局評估

南京城墻的整體格局以宮城墻、皇城墻、京城墻和外郭四重城垣環繞為顯著特征，京城城墻因自然山水形勢而布局，使城墻筑造與自然環境融為一體，平面規劃上則呈現出不求規整的筑城思想所帶來的山、水、城、林的空間格局特征，目前保存較好。宮城城墻、皇城城墻及外郭的格局因受城市建設影響而不清晰。

南京城墻景觀格局部分保存較好，中華門—雨花臺、東城墻—鐘山風景區、臺城至九華山段城墻—紫金山、獅子山段—長江北岸、中華門段南段城墻—老城南、華門—內橋、神策門—北極閣（雞鳴寺塔）等段落視線清晰，景觀輪廓基本完好，景觀層次豐富，評估等級為A級；中山門—邵家山、神策門—小紅山周圍有建筑物遮擋，評估等級為B級；神策門—幕府山、挹江門—浦口公園、獅子山—石頭城則保存較差，評估等級為C級。

2.3 保護管理現狀

南京城墻有專門的《南京城墻保護條例》和《南京城墻保護規劃（2008—2025）》《南京明故宮遺址保護總體規劃（2012—2032）》等一系列專項保護規劃，明外郭遺址保護規劃也正在編制。南京城墻保護管理中心是南京城墻文化遺產專職管理機構，主要承擔南京京城城墻、宮城城墻、部分水關涵閘等的日常養護，重點段落維修、研究、宣傳推廣，世界文化遺產申報等工作。此外，南京市國土資源、環境保護、水利、財政、人防等部門按照各自職責，分工協作，共同做好城墻保護相關工作?？梢哉f南京城墻在法律、制度和管理上的保障比較充足。

2.4 監測現狀

文化遺產周邊自然和人文環境每時每刻都在發生著變化，為加強南京城墻的日常管理和保護，相關部門2010年開始安排專項資金對南京城墻的現狀，重要病害包括位移、沉降、裂縫、膨脹等發展趨勢及周邊環境進行監測，定期采集數據，分析監測數據，編撰監測報告。多年監測數據的積累和分析，為了解南京城墻的保存狀況和病害發展趨勢、確定日常巡查重點及制定維修保護方案提供了科學依據?？紤]到南京城墻保護是一個復雜的系統工程，在監測南京城墻文物本體之外，南京城墻保護管理中心還對南京城墻內部人防工事、博物館館藏文物、景區客流量、安防監控系統等進行全方位監測。

雖然南京城墻的監測工作起步較早，也取得了一些成績，但仍存在一些問題：一是南京城墻原始資料數字化程度不高且分散于各個部門，不便于查詢和使用；二是監測手段簡單粗暴，監測設備落后、精度較差且嚴重依賴人工采集；三是監測結果時效性差；四是本體安全監測、人防工事監測、館藏文物監測、景區客流量監測、安防系統等各自為戰，未能接入統一的管理平臺，嚴重影響了南京城墻的整體保護。

總之，從整體上看，南京城墻文化遺產整體監測水平還比較低，現有監測范圍未涵蓋南京城墻遺產構成，監測手段、監測方法單一，監測設備落伍，因此建立科學有效、全范圍覆蓋的監測預警系統，對南京城墻進行科學規范的管理迫在眉睫。

3 南京城墻文化遺產監測體系構建

在厘清南京城墻文化遺產保存及保護管理現狀、現有監測工作情況及存在的問題后，南京城墻保護管理中心針對南京城墻的具體特點，根據國家文化遺產監測總平臺的要求，確立了南京城墻保護管理狀態的監測范圍、監測內容、監測指標、預警功能等。

3.1監測范圍

南京城墻監測范圍包括保護范圍和建設控制地帶兩部分。

3.1.1保護范圍

一般情況，現存城墻的保護范圍原則上從墻基向內外兩側延伸15 m。特殊情況：（1）城墻（包括現存城墻、城墻遺跡、城墻遺址）外側有護城河的，保護范圍延伸至護城河外15 m，外側有湖泊的延伸至湖外側岸線15 m，外側是紫金山的根據地形保護范圍劃至最近的坡腳[8]；（2）城墻內側為包山墻的地段，根據具體情況，保護范圍劃分至山體坡腳或山脊；（3）帶有甕城的城門及城門遺址，按照甕城邊界劃定。

3.1.2建設控制地帶

一般情況，南京城墻建設控制地帶由城墻保護范圍向內外延伸50 m。特殊情況：（1）當保護范圍內為山體時，建設控制地帶劃至坡腳或山脊，當遇及水體時將整個水體劃入；（2）城墻遺址段（包括城門遺址）建設控制地帶依據歷史資料及遺址段兩端城墻（現存城墻與城墻遺跡）進行劃定。城墻遺址外側劃至護城河外65 m，內側劃至遺址推測位置內65 m；（3）帶有甕城的城門及城門遺址，按照甕城邊界劃定。

3.2 監測內容

為全面合理、主次分明地進行遺產監測，在對南京城墻遺產本體保存狀況、潛在影響因素和保護管理狀況進行全面評估的基礎上，南京城墻保護管理中心制定了全面合理、主次分明的監測內容，涵蓋遺產本體及影響因素、機構能力與建設、保護管理與研究，根據南京城墻文化遺產的特點，進一步細化重點監測內容。

（1）整體格局監測。主要對南京城墻宮城、皇城、京城和外郭四重城垣格局及南京城墻選址特征、山水城林的空間格局等變化進行監測管理。

（2）遺產要素單體監測。主要對35.27 km城墻遺跡、5個城門、22.9 km護城河的單體形式及有價值的材料、特征、技術工藝的變化等進行監測。

（3）本體與載體病害發展趨勢監測。根據2019年江蘇省地質勘察技術院編制的《南京明城墻病害調查與勘察報告》所載明的各類病害情況，對包括臌脹、風化、裂縫、沉降、滲水等進行監測。

（4）自然環境變化監測。對保護范圍內的地下水位、土壤情況、護城河水系水位及水質、氣象數據、大氣質量、自然災害數據等進行監測。

（5）社會環境監測。對保護范圍和建設控制帶的土地利用性質、人口數量、資源開采點、嚴重污染工業企業、產業發展情況、周邊新建項目進行監測。

（6）景區客流量監測。對南京城墻景區及博物館的游客總量、日游客量、游客密集區等進行監測，隨時控制景區游客量，避免過度消費文物。

（7）考古發掘監測。對保護范圍、建設控制地帶內正在和即將開展的考古發掘項目開展監測，以便隨時發現新的遺址本體和范圍。

（8）安防消防監測。對保護范圍和建設控制地帶內的現有安防消防設施、管理制度和應急預案、安全事故處置情況進行監測。

3.3 監測指標

除中國世界文化遺產監測預警總平臺規定的37項監測指標之外，另外設計了針對南京城墻文化遺產自身特點的指標。監測指標一共16大項56小項，結合南京城墻文化遺產現狀，將指標分解成可操作性的指標值并制定指標監測表。監測指標表包括監測數據、監測內容、監測對象、監測指標、監測指標生成說明等，將35.27 km城墻遺跡、5個城門、22.9 km護城河監測對象細化成一條條指標，并以此建立了南京城墻監測預警平臺。比如針對遺產本體與載體病害發展趨勢的監測（見表2）。

3.4 預警功能

預警功能在實際管理工作中發揮著重要作用，能及時對險情做出反應，有效降低損失[9]。南京城墻監測預警平臺在細化監測指標的基礎上，對本體與載體病害、自然環境、旅游與游客管理、保護管理工作等多個方面設置了預警處置模塊，針對每一個監測數據設置相關級別的預警閥值。比如，對于現有的氣象預警、空氣質量預警、自然災害預警根據行業標準制定預警閥值；游客量預警則依據歷年景區游客量制定預警閥值。

南京城墻預警等級分為Ⅰ級（特別嚴重）、Ⅱ級（嚴重）、Ⅲ級（較重）和Ⅳ級（一般）四級，依次用紅色、橙色、黃色和藍色表示，并制定預警處置規范流程圖（見圖1）。南京城墻監測預警觸發后會及時通過短信、電話的方式告知相關責任人，相關責任人需要及時處置預警信息，同時預警平臺監測中心工作人員需對預警處置情況跟蹤監測，確保預警信息及時處置。南京城墻監測預警平臺的預警處置信息會同步接入中國世界文化遺產監測預警總平臺，受國家總平臺的監督管理。對于Ⅲ級、Ⅳ級預警，要求相關人員24 h內到現場進行處置，處置情況同步報送到監測中心；對于Ⅰ級、Ⅱ級預警，要求相關人員12 h內到現場查看，并將現場情況報送到監測中心，在監測中心的指揮下進行處置。

4 信息系統搭建

4.1 建設需求

在完成南京城墻文化遺產監測體系構建的基礎上，監測預警平臺開發也逐步推進。建設需求有三：一是實現監測數據的采集、審核與管理，快速進行預警信息發布、處置與跟蹤；二是要與原有的業務系統實現有效集成和數據共享，整合現有監測手段和監測設備的方法，實現多個監測數據的接入，避免重復建設；三是與中國世界文化遺產監測預警總平臺互聯互通，為社會公眾提供了解和參與城墻保護監測的有效途徑。

4.2 建設框架

為方便監測業務平臺開展，監測預警系統采用單點登錄的方式實現，將16個大項56小項的監測指標細化整合，開發監測數據采集系統、動態監測預警、監測數據審核、監測數據管理、監測數據分析評估、監測業務管理、監測工作監管、基礎數據管理、移動數據采集、數據服務管理、平臺運維管理、遺產監測信息管理等12 大業務模塊及一個遺產監測信息網。涉及的用戶角色主要包括數據采集員、數據審核員、業務管理員、預警管理員、專家、社會公眾等。不同的用戶角色具有不同的工作職責、權限，在各自權限范圍內完成各自的工作任務。比如，遺產監測業務的管理員主要職責是實現監測業務配置，并根據監測業務的配置下達監測數據采集任務，是監測預警系統的核心用戶，擁有所有權限；專家主要對監測數據進行評估，得出評估結論，并上傳分析報告，其權限范圍在監測數據分析評估系統。

4.3 運行環境

南京城墻監測預警平臺運行環境包括監測中心、機房建設、監測設備網絡的建設。監測中心和機房位于南京城墻博物館內，使用面積約為 125 km2，分為兩個功能區域，分別為監測中心區域、機房區域。監測中心包括液晶拼接大屏、視頻控制解碼設備、服務器、網絡交換設備；機房區域放置機房精密空調、機房UPS、網絡配線柜、通訊設備電池、配電柜等。機房由市政、電池雙路供電，即使突發斷電也可以保證機房24 h持續供電[10]。

5 結束語

總之，文化遺產監測的主要是為科學保護與管理提供決策支持，并作為預防性保護措施依據，提升遺產地的管理水平。南京城墻監測預警平臺是一個以需求為驅警、響應為主要內容的監測預警系統，隨著監測預警平臺的投入使用，積累下來的海量的數據信息和分析報告將勢必有效降低南京城墻文化遺產的損害，為預防性保護提供技術支持，最終實現南京城墻的可持續發展。

參考文獻

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