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          解決方案
          基礎設施監測
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          古建筑監測及預警解決方案

          發布時間:2015-01-15 09:46:25   點擊量:

            一、方案簡介

            本方案是依據最前沿的物聯網中的核心技術,即超低功耗、人工智能無線傳感網絡技術,針對不可移動文化遺產,進行的便捷、高效、高精度的結構安全監測與保護。通過這張無線傳感網絡的不斷深化與實施,建立起一整套創新型的國家不可移動文化遺產的物聯保護,科技之網。

            二、不可移動文化遺產的保護現狀

            對于我國現有的不可移動文化遺產的保護力度,在各級政府的不斷推動下,達到了空前的水平。我們常見的不可移動文化遺產,是以寶塔、寺廟、民居、古橋、地下墓藏等為主要的存在形式。在監測手段方面,基本上是以人工的巡檢為主,結合配有一定權重比例的評分機制,由百姓、相關機構以及文物專家共同參與,進而評估出該遺產的所處狀態與維護策略。

            這樣就形成了傳統的,以“人的客觀視覺”加上“人為經驗”為主導的監測現象。隨之而來的問題就鎖定在了:巡查頻率極低;工作強度極大;嚴重缺乏科學的數據支撐的判斷與評估;使得本就有限的人力、物力、財力無法得到科學有效的配置;讓大量的更需更大力度保護的不可移動文化遺產,沒有得到“按需”保護。而在世人面前,一件文化遺產,是無分重輕的,他們都是五千年來,中華文明的“唯一”見證人,是不可復制的,更不可以用照片、影像來傳給后人的。

            三、無線傳感網絡監測技術

            物聯網技術的實質是在行業專業的引導下,讓物、事、狀態,能夠自己說話。“自行”形成了一個科學的反饋機制,讓更多的重要參數,在傳感網絡的平臺上,得到感知,采集,智能傳遞,匯聚、解析、評估。在讓更多的傳感數據成為重要的遺產保護信息的同時,提供不可替代的輔助決策依據。在讓“人”得到解放的同時,讓“物”得到最大程度的智能化。在讓“物”告知其自身的結構安全狀態的同時,讓“有限的資源”得到最優秀的配置。該技術現在主要用于英國倫敦古老建筑的監測,如維多利亞車站,倫敦塔橋、倫敦地下鐵隧道等地區。通過對于重要基礎設施的精細化監測與管理,得到建設資源,維護資源的合理化消耗,符合未來龐大的不可移動文化遺產的維護需求。

            1. 監測目的

            A. 建立一套對于全國不可移動文化遺產的,無線無源的、高效的、便捷的結構安全監測與預警系統;

            B. 對于不可移動文化遺產保護區域內,所出現的長、中、短期的人為擾動,在地上、地下工程的建設之前、之中、之后的三個過程的控制、監測與評估。

            2. 監測原則

            A. 以文物局以及相關單位多年的檢測、監測數據與成果為重要基礎;

            B. 結合結構、巖土專家的實地勘測,制定出相應的專業的無線傳感網絡監測方案;

            C. 系統必須實現快速布置后的調試與交付,安裝時必須避免出現任何對于古跡造成二次破壞的可能性;避免出現對于景觀的觀賞性的任何影響;

            D. 數據與分析結果并入已有的文物管理系統平臺;

            E. 對于“問題”古跡數據的人員巡檢,評估與決策,并制定相應的工程措施。

            3. 監測對象

            A. 地上建筑(群): 寶塔、民居、古城、古樹、石窟、寺院、古橋等;

            B. 地下建筑(群): 墓、室等。

            4. 監測特點

            A. 安裝方式

            a. 無線:無需鋪設傳輸線路;  b. 無源:內置供電單元,保證系統持續工作24 個月以上;

            c. 數據丟包率:優于99.5%;  d. 快速實施:可采用捆綁式安裝,或強膠粘貼式傳感支點;

            e. 測點外形:體積小(如,60 x 60 x 40mm),質量輕(如,0.5kg以內);

            f. 安裝時間:從硬件系統到達場地,8-24小時內完成;  g. 超高精度監測。

            B. 可調式采樣速率與通訊頻段

            C. 多方位、精密監測:保證數據完整性與提前趨勢預警能力

            D. 監測參數:

            a. 傾斜傾覆;  b. 裂縫發展;  c. 結構應力;  d. 豎直沉降;  e. 振動響應;

            f. 山體滑坡;  g. 環境要素;  h. 氣體環境。

            5. 監測模式

            A. 靜態監測與動態模態監測

            a. 靜態監測:將測點安裝在古跡之上,對于主體結構進行實時監測,在確保主體結構不會出現重大傾覆破壞的同時,實現早期的趨勢性預警。

            b. 動態模態監測:實時性或季度/年度性巡檢性調查,通過對于該古跡的振動模態的識別,將結構內部出現的損傷精確定位。

            B. 常規安全監測與重點安全監測

            a. 常規安全監測:對于關鍵結構點的全天候監測,布點密度相對較小,監測頻次少。

            b. 重點安全監測:對于關鍵結構點,輔助結構點以及其他多種參數的全天候監測,布點密度大,監測頻次密集,系統響應速度快。
           

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