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现代科技助力古老长城“延年益寿”

来源:新华网    2025-06-29 19:54:49

在山海关长城北翼城,一个四足机器人在认真地“巡查”。它试图精准捕捉到长城本体发生的变化。

记者看到,这个机器人身上搭载智能传感器、高清摄像头、激光雷达等设备。它能够精准识别长城表面裂缝、砖体缺失等病害。巡查后,它通过AI图像识别技术快速定位问题并形成反馈,有效替代人工完成危险、繁重的巡检任务。

“机器人每次巡查约半小时,一旦发现问题,我们及时将机器人完成的巡检报告发给相关部门,以便及时开展加固修复工作。”河北省地质矿产勘查开发局第八地质大队高级工程师、岩土创新中心主任刘亮说,“为提高长城日常巡查效率与质量,我们推出巡检机器人,实现长城巡检模式的智能化升级。”

山海关位于河北省秦皇岛市东北部,始建于1381年。“两京锁钥无双地,万里长城第一关。”这是对山海关特殊地理位置的传神描绘。600多年来,山海关经历了无数烽火硝烟。狼烟远去,如今它是中国最具代表性的明代长城之一。

按照“保护第一、抢救为主、合理利用、加强管理”的原则,秦皇岛市山海关区多年来在真实完整保护长城及附属的文物、非物质文化遗产和生态环境基础上,除险加固、合理利用,进行活化传承。2021年以来,刘亮团队依托“长城国家文化公园建设”项目对山海关长城进行科技保护。

在“天下第一关”镇东楼,一项名为“光纤沉降与含水量变形监测”的科技项目引人关注。

“这项技术可利用光纤传感技术实时监测长城墙体结构变化,提前预警墙体开裂或沉降,为抢险加固争取时间。”刘亮说,他们将分布式光纤传感器沿文物地基和地基土壤关键部位铺设,利用光纤传感原理,对文物遗址的细微变形和沉降进行监测;一旦监测到变形速率或沉降量超过预警阈值,系统将立即发出警报,以便工作人员及时采取措施,避免因地基沉降、墙体变形引发文物损毁等灾害问题。

山海关砖砌体长城长期受风蚀、雨蚀困扰。记者日前在山海关长城南涂庄豁口看到,丝状蓝藻如同为长城穿上一层天然“防护服”,有效抵御雨水冲刷和风化侵蚀。

6月16日,刘亮向山海关一处夯土长城喷洒微生物溶液。新华社记者 白林 摄

刘亮介绍,丝状蓝藻通过藻丝与长城的土体颗粒紧密包裹、缠绕,并分泌多糖胶结土颗粒,在夯土表面形成具有一定强度和韧性的空间网状生物土壤结皮,可对长城形成保护;针对一些裂缝的区域,特定微生物代谢活动可在夯土孔隙中生成碳酸钙晶体,填充裂缝、加固土体结构。

经过现场试验和长期监测,该技术大幅提升了长城砖的抗风化、抗雨水侵蚀能力,降低了砖体酥化、剥落风险,为砖砌体长城的长久保存提供了技术支撑。

在山海关长城南涂庄豁口,记者还看到了一个监测站。监测站部署了温湿度传感器、降雨量监测仪、风速风向仪等设备,对影响长城保存状况的大气环境因素进行实时数据采集;同时,利用摄像头等设备,对夯土墙体的雨蚀过程进行实时监测。

“通过物联网技术,所有监测数据实时传输至数据中心,运用大数据分析和AI算法,能够精准预测环境变化对夯土长城的影响趋势,为预防性保护提供科学依据。”刘亮说。

记者从山海关区旅游和文化广电局获悉,刘亮团队开展的“山海关长城保护技术研究”项目为科技赋能长城保护提供了有益探索,取得了显著成效。2019年以来,山海关区围绕长城国家文化公园建设投入文物保护资金超7700万元,完成关城北至旱门关段长城保护维修等8项重点工程,推动山海关长城的预防性科技保护。

今年,山海关区计划投入2929万元实施北翼城遗址保护等5项工程,以项目建设为抓手,通过科技赋能不断提升文物保护效果,推动文物治理模式从传统经验型向现代数据型转变,提升文物治理的效率和水平。

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