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　　點(diǎn)擊鼠標(biāo)，查看三維模型、壁畫(huà)細(xì)節(jié)；近800個(gè)結(jié)構(gòu)傳感器記錄下逾千萬(wàn)組數(shù)據(jù)；超過(guò)1500個(gè)探測(cè)設(shè)備、近9公里的感溫光纖，保護(hù)著古老建筑的安全……借助現(xiàn)代科技，超過(guò)1300年歷史的布達(dá)拉宮，不斷煥發(fā)新的生機(jī)與活力。

　　西藏拉薩市區(qū)，紅山之上，布達(dá)拉宮屹立于此。作為西藏唯一一個(gè)世界文化遺產(chǎn)，拉薩布達(dá)拉宮歷史建筑群已超過(guò)1300年。

　　隨著信息時(shí)代來(lái)臨，古老的布達(dá)拉宮悄然迎來(lái)許多新變化：點(diǎn)擊鼠標(biāo)，從三維模型到壁畫(huà)細(xì)節(jié)都可以在電腦上一覽無(wú)遺；近800個(gè)結(jié)構(gòu)傳感器近10年間記錄下逾千萬(wàn)組數(shù)據(jù)；超過(guò)1500個(gè)探測(cè)設(shè)備、近9公里的感溫光纖，感知著這座古老建筑的狀態(tài)……

　　運(yùn)用最新技術(shù)，建立布達(dá)拉宮數(shù)字模型

　　從2005年至今，布達(dá)拉宮管理處數(shù)字中心主任達(dá)瓦歐珠已經(jīng)在這里工作了17年。他剛工作時(shí)，管理處記錄宮內(nèi)壁畫(huà)仍采用最原始的臨摹方式，對(duì)于布達(dá)拉宮整體的了解也大多通過(guò)人工盤點(diǎn)、手工記錄。

　　2006年，一次到敦煌研究院的進(jìn)修，刷新了達(dá)瓦歐珠對(duì)文物保護(hù)的認(rèn)知。當(dāng)時(shí)，敦煌研究院已經(jīng)引入了用于壁畫(huà)和古建筑測(cè)繪與保護(hù)的多種技術(shù)，讓達(dá)瓦歐珠大開(kāi)眼界。

　　結(jié)束了在敦煌的學(xué)習(xí)，達(dá)瓦歐珠開(kāi)始參與布達(dá)拉宮的數(shù)字化工作。將布達(dá)拉宮內(nèi)面積達(dá)數(shù)千平方米的壁畫(huà)數(shù)字化，是他面對(duì)的第一個(gè)挑戰(zhàn)。那幾年，達(dá)瓦歐珠幾乎全部時(shí)間都撲在布達(dá)拉宮內(nèi)——因?yàn)榘滋煊腥藚⒂^，能夠拍攝壁畫(huà)的窗口期很短。趁著沒(méi)有人的時(shí)候，他們搭起架子，拍攝壁畫(huà)細(xì)節(jié)，忙到凌晨?jī)扇c(diǎn)是常事。

　　除了壁畫(huà)的數(shù)字化，整個(gè)宮殿的數(shù)字建模也是大工程。布達(dá)拉宮建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部陳設(shè)眾多，墻體自下而上成梯形，測(cè)繪難度極大。最大的難度來(lái)自“地壟”，這是山體建筑建設(shè)時(shí)砌筑起來(lái)用于支撐的地基。因?yàn)槟甏眠h(yuǎn)，布達(dá)拉宮的地壟數(shù)量等情況一直沒(méi)有厘清。運(yùn)用無(wú)人機(jī)航拍、三維激光掃描、多視角影像重建等最新技術(shù)，工作人員最終建立起布達(dá)拉宮整體的數(shù)字模型。

　　“這些工作一方面是為了摸清家底，對(duì)文物整體有更清晰的了解，另一方面也便于研究者開(kāi)展工作，極大減少傷害文物的可能。”布達(dá)拉宮管理處遺產(chǎn)檢測(cè)中心副主任土登次仁說(shuō)。

　　進(jìn)行結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)感知建筑狀態(tài)

　　因?yàn)橄拗茀⒂^人數(shù)，旺季的布達(dá)拉宮經(jīng)常“一票難求”。“人流量不是拍腦袋定的，是經(jīng)過(guò)專業(yè)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)計(jì)算最終獲得的。”布達(dá)拉宮管理處處長(zhǎng)覺(jué)單說(shuō)，“對(duì)布達(dá)拉宮結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)，不僅是有效保護(hù)建筑本體的重要內(nèi)容，也是合理開(kāi)放布達(dá)拉宮的必要前提。”

　　來(lái)自北京交通大學(xué)布達(dá)拉宮結(jié)構(gòu)與監(jiān)測(cè)研究中心的教授楊娜及其研究團(tuán)隊(duì)，為布達(dá)拉宮定制了科學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。要想對(duì)布達(dá)拉宮進(jìn)行結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，怎么布置傳感器成了難題。“傳感器的設(shè)置應(yīng)在不破壞建筑結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行，最大限度記錄建筑物各種結(jié)構(gòu)變化。”楊娜說(shuō)。

　　經(jīng)過(guò)4年籌備，7個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與試運(yùn)行，2012年10月，布達(dá)拉宮第一期結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正式運(yùn)行。該系統(tǒng)主要關(guān)注的是布達(dá)拉宮上部木結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的監(jiān)測(cè)。

　　為了給布達(dá)拉宮建立客流控制機(jī)制，通過(guò)一次次實(shí)驗(yàn)，楊娜的研究團(tuán)隊(duì)摸清客流對(duì)布達(dá)拉宮木結(jié)構(gòu)的影響，根據(jù)客流造成的形變特征來(lái)規(guī)定參觀人數(shù)，能有效保障布達(dá)拉宮不因游客參觀而被破壞。

　　2015年，二期結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行可行性論證，楊娜和布達(dá)拉宮管理處把目光投向了布達(dá)拉宮的墻體、地壟以及下方的山洞。這一項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)更難，要求更高。

　　如今，管理人員打開(kāi)手機(jī)，應(yīng)用軟件上跳動(dòng)著數(shù)字，記錄著關(guān)于布達(dá)拉宮墻體的各項(xiàng)數(shù)值，這些數(shù)字來(lái)自裂計(jì)、傾角計(jì)、土體濕度計(jì)等388個(gè)各類傳感器。它們可以24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控裂縫寬度變化、環(huán)境溫度、墻體和柱子的傾斜角度等。2021年8月投入使用以來(lái)，這一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)形成季度分析報(bào)告，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果分析建筑狀態(tài)。

　　“近10年來(lái)我們已經(jīng)積累了超過(guò)1000萬(wàn)組數(shù)據(jù)，能了解布達(dá)拉宮整體的變化情況。”楊娜說(shuō)。

　　“歷史建筑背后布滿科技網(wǎng)絡(luò)，為這座古老建筑注入了科技內(nèi)核。”覺(jué)單說(shuō)，“這些技術(shù)不僅在守護(hù)布達(dá)拉宮，也將幫助我們保護(hù)更多高原的文化遺跡。”

　　完善意外預(yù)警，有效預(yù)防潛在風(fēng)險(xiǎn)

　　作為土木石結(jié)構(gòu)的古建筑，布達(dá)拉宮建筑年代久遠(yuǎn)，本身耐火等級(jí)低，且殿內(nèi)存放著唐卡、經(jīng)書(shū)等諸多易燃文物。目前，布達(dá)拉宮建筑內(nèi)安裝有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包括探測(cè)器、按鈕、模塊1524個(gè)，敷設(shè)線型感溫光纖8710米，安裝視頻火災(zāi)探測(cè)器86臺(tái)等多種科技探測(cè)設(shè)備，同時(shí)還安裝了智慧用電與能耗檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)布達(dá)拉宮內(nèi)79個(gè)三項(xiàng)回路、469個(gè)單項(xiàng)回路進(jìn)行全覆蓋。這些設(shè)備最大的作用，就是最大限度預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生。

　　和一般城市建筑不同，在布達(dá)拉宮安裝這些設(shè)施設(shè)備都需要再三小心，要確保對(duì)建筑及文物的傷害最小。“在確保布達(dá)拉宮安全的前提下，盡可能減少各類設(shè)施設(shè)備帶來(lái)的負(fù)荷。”布達(dá)拉宮消防大隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)羅布次仁說(shuō)。

　　漫長(zhǎng)的走廊里，羅布次仁指著墻上的“線”說(shuō)：“這不是電線，是感溫光纖和感煙光纖，這種狹長(zhǎng)的通道安裝這個(gè)比較合適。”“在一些大殿，因?yàn)轫斉镞^(guò)高，所以還安裝了視頻火災(zāi)探測(cè)器，這些探頭能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控，同時(shí)又能對(duì)火情進(jìn)行識(shí)別。”他補(bǔ)充道。

　　除了火災(zāi)，地震、雷電等自然災(zāi)害都可能威脅布達(dá)拉宮的安全。去年下半年，楊娜經(jīng)歷了幾次“驚險(xiǎn)時(shí)刻”：布置在布達(dá)拉宮金頂?shù)膫鞲衅鲙状伪O(jiān)測(cè)到“抖動(dòng)”，系統(tǒng)報(bào)警，相關(guān)報(bào)告立馬由電腦自動(dòng)生成。“這是地震。”指著報(bào)告里曲線圖的突出部分，楊娜向記者解釋波動(dòng)的成因：“去年，西藏及其周邊發(fā)生了多次地震，這樣的波動(dòng)意味著布達(dá)拉宮金頂有震感。如果這樣的波動(dòng)到達(dá)一定程度，就要組織現(xiàn)場(chǎng)檢修。”

　　“數(shù)字化和各類監(jiān)測(cè)手段，都在幫助我們更好地把布達(dá)拉宮這座傳承超過(guò)1300年的歷史文化古跡更好地保存下去。”覺(jué)單說(shuō)。