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有逾千年歷史的西藏佛寺布達拉宮,悄然迎來許多新變化。宮內為何新增大量科技探測設備?

布達拉宮(圖:Antoine Taveneaux)
布達拉宮(圖:Antoine Taveneaux)

西藏拉薩市區,紅山之上,布達拉宮屹立於此。作為西藏唯一一個世界文化遺產,拉薩布達拉宮歷史建築群已有超過1,300年歷史。

隨著信息時代來臨,古老的布達拉宮悄然迎來許多新變化:點擊鼠標,從3D模型到壁畫細節,都可以在電腦上一覽無遺;近800個結構傳感器,近10年間記錄下逾千萬組數據;超過1,500個探測設備、近9公里的感溫光纖,感知著這座古老建築的狀態⋯⋯

運用最新技術,建立布達拉宮數字模型

從2005年至今,布達拉宮管理處數字中心主任達瓦歐珠已經在這裏工作了十七年。他剛工作時,管理處仍採用最原始的臨摹方式來記錄宮內壁畫,而對於布達拉宮整體的了解,也大多通過人工盤點、記錄。

2006年,一次到敦煌研究院的進修,改變了達瓦歐珠對文物保護的認知。當時,敦煌研究院已經引入了測繪、保護壁畫和古建築的多種技術,讓達瓦歐珠大開眼界。

結束了在敦煌的學習後,達瓦歐珠開始參與布達拉宮的數字化工作。將布達拉宮內面積達數千平方米的壁畫數字化,是他面對的第一個挑戰。那幾年,達瓦歐珠幾乎全部時間都處於布達拉宮內——因為白天有人參觀,能夠拍攝壁畫的時間很短。趁著沒有人的時候,他們搭起架子,拍攝壁畫細節,忙到凌晨兩三點是常事。

除了壁畫的數字化,整個宮殿的數字建模也是大工程。布達拉宮建築結構複雜,內部陳設眾多,牆體自下而上成梯形,測繪難度極大。最大的難度來自「地壟」,這是山體建設時,砌築起來用於支撐的地基。因為年代久遠,布達拉宮的地壟數量等情況一直沒有釐清。運用無人機航拍、3D激光掃描、多視角影像重建等最新技術,工作人員最終建立起布達拉宮整體的數字模型。

「這些工作一方面是為了『摸清家底』,對文物整體有更清晰的了解,另一方面也便於研究者開展工作,減少傷害文物。」布達拉宮管理處遺產檢測中心副主任土登次仁說。

展開結構監測,實時感知建築狀態

因為限制參觀人數,旺季的布達拉宮經常「一票難求」。「人數的限額,是經過專業團隊的科學計算而定的。」布達拉宮管理處處長覺單說,「對布達拉宮的結構展開科學監測,不僅有效保護建築本體,也有助制定參觀人數的限額。」

來自北京交通大學「布達拉宮結構與監測研究中心」的教授楊娜及其研究團隊,制定了科學監測系統。要想對布達拉宮展開結構監測,怎麼布置傳感器成了難題。 「傳感器的設置,應在不破壞建築結構的前提下進行,目的是記錄建築物的各種變化。」楊娜說。

經過四年籌備,七個月的現場實施與試運行,2012年10月,布達拉宮第一期結構監測系統正式運行。該系統主要關注的是上部木結構關鍵部位的監測。

為了建立客流控制機制,楊娜的研究團隊通過一次次實驗,了解到客流對布達拉宮木結構的影響,並藉此規定參觀人數。這樣便能保障布達拉宮不因遊客參觀而被破壞。

2015年,第二期結構監測系統展開,楊娜和布達拉宮管理處把目光投向了牆體、地壟以及下方的山洞。這一項目的監測更難,要求更高。

如今,管理人員打開手機,便可看見應用程式上跳動著數字,記錄有關布達拉宮牆體的各項數值。這些數字來自裂計、傾角計、土體濕度計等388個各類傳感器。它們可以24小時監控裂縫寬度變化、環境溫度、牆體和柱子的傾斜角度等。2021年8月投入使用以來,這一監測系統會自動形成季度分析報告,並根據數據結果分析建築狀態。

「近10年來,我們已經積累了超過1,000萬組數據,能了解布達拉宮整體的變化情況。」楊娜說。

(圖:網上圖片)
(圖:網上圖片)

「歷史建築背後布滿科技網絡,為這座古老建築注入了新科技。」覺單說,「這些技術不僅在守護布達拉宮,也將幫助我們保護更多的高原文化遺跡。」

完善意外預警,預防潛在風險

作為土木石結構的古建築,布達拉宮建築年代久遠,本身耐火等級低,且殿內存放著唐卡、經書等諸多易燃文物。目前,布達拉宮建築內安裝了火災自動報警系統。這個系統包括探測器、按鈕、模塊1,524個,感溫光纖8,710米,火災探測器86台等多種科技探測設備,同時還安裝了「智慧用電與能耗檢測系統」,覆蓋布達拉宮內79個三項迴路、469個單項迴路。這些設備的最大貢獻,就是盡可能預防火災事故的發生。

和一般城市建築不同,在布達拉宮安裝這些設施設備時需要再三小心,確保對建築及文物的傷害最小。「在確保布達拉宮安全的前提下,盡可能減少各類設施設備帶來的負荷」布達拉宮消防大隊隊長羅布次仁說。

漫長的走廊裏,羅布次仁指著牆上的「線」說:「這不是電線,是感溫光纖和感煙光纖,在這種狹長的通道安裝這個比較合適。」「在一些大殿,因為頂棚過高,所以還安裝了視頻火災探測器,這些探頭能夠實時進行視頻監控,識別火災。」他補充道。

除了火災,地震、雷電等自然災害都可能威脅布達拉宮的安全。去年下半年,楊娜經歷了幾次「驚險時刻」:布置在布達拉宮金頂的傳感器幾次監測「抖動」,系統報警,電腦立即自動生成相關報告。「這是地震。」指著報告裏曲線圖的突出部分,楊娜向記者解釋波動的成因:「去年,西藏及其周邊發生了多次地震,這樣的波動意味著布達拉宮金頂有震感。如果這樣的波動到達一定程度,就要展開現場檢修。」

「數字化和各類監測手段,都在幫助我們保存布達拉宮這座超過1,300年的歷史文化古蹟。」覺單說。

轉載自中國新聞網:
http://www.chinanews.com.cn/life/2022/07-06/9796717.shtml

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